一种连续分离湿法磷酸固含量的沉降槽的制作方法

本发明属于磷酸生产设备技术领域，涉及一种降低磷酸生产中固体杂质含量的装置，尤其是涉及一种连续分离湿法磷酸固含量的沉降槽。

背景技术：

磷酸是一种重要的中间化学产品，工业化的磷酸生产方法主要有两大类，一类为热法，所得磷酸称热法磷酸，因其品质较高，杂质含量少，主要用于生产磷酸盐，做工业原料或添加剂；另一类为湿法，所得磷酸称湿法磷酸，因其含有铁、铝、镁等多种杂质，通常用于生产肥料。

用硫酸分解磷矿反应明显的特点是分解后的产物除磷酸溶液外，同时还生成了二水硫酸钙，二水硫酸钙是一种溶解度很小的固体，虽然可以通过简单的液、固分离单元实现磷酸与二水硫酸钙的分离，但磷矿浆与硫酸在磷酸萃取槽内进行反应时，因工艺控制造成二水硫酸钙还有大量细小的石膏晶体，料浆液固比约为1.8～2.5：1，通过过滤分离得磷酸浓度为24-27％，在过滤过程中许多细小的磷石膏晶粒和溶解到酸的杂质会穿过滤饼层，进入稀磷酸中，稀磷酸的固含量还有2％左右，含固量还是太高；稀磷酸经过沉降到小于1％后送到浓缩系统进行浓缩成为浓磷酸，浓缩后的浓磷酸浓度大于46％，固含量为4-8％。因含固量高会严重影响磷酸品质及磷肥产品质量，因此需对稀磷酸及浓磷酸进行沉降处理，使稀磷酸的含固量小于1％，浓磷酸的含固量小于2％，再送到磷肥生产系统，生产磷酸一铵及磷酸二铵。

在硫酸分解磷矿萃取反应过程中，温度有80-90℃，有部分酸不溶物会溶解在酸中，在温度降低时，会解析，以固体形式结晶出来，在进入浓缩系统，磷酸浓度的提高，溶解在酸中的部分酸不溶物，也以固体结晶沉淀出来进入浓酸中。由于磷酸中含有磷石膏等固体杂质，会影响磷肥产品质量，必须在稀磷酸及浓磷酸生产过程中去除其中的杂质，确保产品质量。

在去除磷酸杂质过程中有机械过滤法(如表面过滤)、重力沉降降温法。机械过滤法在过滤过程中有部分超细磷石膏晶体及溶解在酸中的酸不溶物还会进入过滤磷酸中，影响下一工序产品质量。重力沉降降温法是目前分离杂质比较好的一种方法。

但现有的重力沉降降温装置存在一些不方便的地方，如不能实现连续分级沉降，不能一边进酸，一边连续出酸；沉降后的渣不能完全排出，及易堵塞，造成刮泥机抱死，需要停机对沉酸装置进行清理，影响生产效率；只有一个出酸口，含固量不易控制；容器几乎不能降温，溶解在酸中的酸不溶物得不到有效分离。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种连续分离湿法磷酸固含量的沉降槽，通过重力沉降和在沉降过程中的酸降温解析出部分酸不溶物和沉淀物，降低酸中固含量，保证磷肥产品的质量，确保磷肥工艺生产的正常进行，使生产处于受控状态，杜绝发生产品质量事故。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种连续分离湿法磷酸固含量的沉降槽，包括沉降槽体和上盖，所述沉降槽体中设有可连续运行的刮泥机，所述沉降槽体外设有排酸环管，排酸环管通过若干溢流管与沉降槽体连通，排酸环管通过排酸管与下酸管用泵连通，下酸管用泵将酸送至成品车间；所述沉降槽体底部设有锥形排渣口，所述锥形排渣口出口端设有排渣管及若干清理阀门，排渣管与排渣泵连通。

所述沉降槽体壁上设有若干高低不同的阀门，各阀门两端将排酸管与沉降槽体连通。

所述刮泥机包括刮板、传动轴和拉杆，刮板固定在传动轴下端，传动轴上端与刮泥机驱动装置连接，在刮板与传动轴之间设置拉杆；传动轴最下端设有搅拌型卸料器，搅拌型卸料器安装在沉降槽体底部的锥形排渣口中，与传动轴一起转动。

所述上盖上设有进酸导流筒，进酸导流筒伸到沉降槽下部，进酸导流筒下端口位于刮泥机拉杆上方；进酸导流筒中设有进酸管和磷酸净化絮凝剂加入管，进酸管和磷酸净化絮凝剂加入管的出口端存在高度差。

所述进酸导流筒下端口位于刮泥机拉杆上方500mm处。

所述溢流管至少为4个，并沿周向均匀布置。

所述沉降槽体为钢体结构，内衬橡胶进行防腐，底部衬橡胶后，再在橡胶表面衬石墨板，防止冲刷。

所述刮泥机的刮板中间低，两边高，刮板与槽底夹角为5度，通过拉杆进行调节和受力加强。

所述清理阀门位于锥形排渣口的锥面上。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种连续分离湿法磷酸固含量的沉降槽，可分离稀磷酸中的含固量，也可分离浓磷酸中的含固量，通过进酸导流筒、排酸环管、排酸管及阀门结构，实现了连续进酸，连续沉淀磷酸，逐层连续出酸，获得含固量少的合格稀磷酸或浓磷酸，生产效率和产品质量均得到提高；并且同时有多个出酸口可同时出酸，加快了出酸的速度，而排酸环管位于较高液位，并可根据酸中的含固量，通过控制纵向的阀门实现分级出酸，使液体酸中的含固量得到有效控制。

同时，在进酸导流筒设置磷酸进料管和磷酸净化絮凝剂进料管，两根管子形成一定高差，且管子出口斜口相对，可实现酸与净化絮凝剂预先混合。

刮泥机与底部形成一定夹角，底面利用渣形成一定坡度，可将靠槽壁的渣刮到中心筒位置，可实现连续排渣。

通过采用搅拌型卸料器，加上排渣管和清理阀门的设计，使得锥形排渣口内不易形成沉降物，即使形成少量沉降物，也可通过清理阀门得到及时清理，将固体渣及时排出，不易造成堵塞，确保刮泥机连续稳定运行，避免了停机清理，保障了生产效率。

沉降槽体容器降温效果好，酸进入容器后快速降温，溶解在酸中的酸不溶物很快析出，在絮凝剂的作用下迅速沉淀，得到有效分离。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中排酸环管和刮泥机的布置结构示意图。

图中：1-沉降槽体，101-锥形排渣口，2-支腿，3-排渣泵，4-排酸环管，5-上盖，6-进酸导流筒，7-进酸管，8-磷酸净化絮凝剂加入管，9-排酸管，10-刮泥机，1001-刮板，1002-传动轴，1003-拉杆，1004-搅拌型卸料器，11-下酸管用泵，12-排渣管，13-清理阀门，14-溢流管，15-阀门，16-刮泥机驱动装置，17-中心孔，18-顶板。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1、图2所示，本发明所述的一种连续分离湿法磷酸固含量的沉降槽，包括沉降槽体1和上盖5，所述沉降槽体1中设有可连续运行的刮泥机10，所述沉降槽体1外设有排酸环管4，排酸环管4通过若干溢流管14与沉降槽体1连通，排酸环管4通过排酸管9与下酸管用泵11连通，下酸管用泵11将酸送至成品车间；所述沉降槽体1底部设有锥形排渣口101，所述锥形排渣口101出口端设有排渣管12及若干清理阀门13，排渣管12与排渣泵3连通。

所述沉降槽体1壁上设有若干高低不同的阀门15，各阀门15两端将排酸管9与沉降槽体1连通。当需要清槽时可从上到下打开阀门15进行逐层放酸，确保磷酸的含固量最低，实现分级排放。所述阀门15的数量为4组。

所述刮泥机10包括刮板1001、传动轴1002和拉杆1003，刮板1001固定在传动轴1002下端，传动轴1002上端穿过上盖5的中心孔17与刮泥机驱动装置16连接，驱动装置16固定在由若干支腿2支撑的顶板18上，在刮板1001与传动轴1002之间设置拉杆1003；传动轴1002最下端设有搅拌型卸料器1004，搅拌型卸料器1004安装在沉降槽体1底部的锥形排渣口101中。

所述上盖5上设有进酸导流筒6，进酸导流筒6伸到沉降槽下部，进酸导流筒6下端口位于刮泥机10拉杆1003上方；进酸导流筒6中设有进酸管7和磷酸净化絮凝剂加入管8，进酸管7和磷酸净化絮凝剂加入管8的出口端存在高度差，管子出口斜口相对，可实现酸与净化絮凝剂预先混合。

所述沉降槽体1为圆柱形，直径为14-25米。

所述进酸导流筒6下端口位于刮泥机10拉杆18上方500mm处。

所述溢流管14至少为4个，并沿周向均匀布置。

所述沉降槽体1为钢体结构，内衬橡胶进行防腐，底部衬橡胶后，再在橡胶表面衬石墨板，防止冲刷。

实施例

本装置工作时，从磷酸车间来的稀磷酸或浓磷酸从进酸导流筒6上安装的进酸管7进入进酸导流筒6内，沉降槽体1下部的含固量受重力沉降作用要高于上部，同时从磷酸净化絮凝剂加入管8加入絮凝剂聚丙烯酰胺，加入的磷酸利用进酸管7与磷酸净化絮凝剂加入管8的高差在进酸导流筒6内充分混合，混合后的酸通过进酸导流筒6进入沉降槽体1进行重力沉降。进酸导流筒6为316L不锈钢，在进酸导流筒6露出酸液面的部分要衬橡胶，防止氟腐蚀。

由于加入了絮凝剂，能使酸中的固体凝聚长大，受重力作用沉到沉降槽体1下部，通过刮泥机10将磷石膏固体刮到沉降槽体1中部的锥形排渣口101中，再通过搅拌型卸料器1004和排渣泵3抽到下一装置。

刮泥机10的刮板1001中间低，两边高，刮板1001与槽底夹角为5度，通过拉杆1003进行调节和受力加强，当刮泥机10运行时，沉降槽体1底部形成一定坡面，将磷石膏含固量从沉降槽体1槽壁刮向中心锥形排渣口101处进行排渣。

沉降后的清酸停留在沉降槽体1中，通过在沉降槽体1槽壁上布置的4根均匀分布的溢流管14进入排酸环管4中，再通过与排酸环管4连通的排酸管9进入下酸管用泵11，通过下酸管用泵11输送到成品磷肥生产单位。当需要清槽时，可从上到下依次打开阀门15进行逐层放酸，确保磷酸的含固量最低，实现分级排放。

沉降槽体1为钢体结构，内衬橡胶进行防腐，底部衬橡胶后，还要衬石墨板，防止冲刷，损坏橡胶和槽体。由于沉降槽体1直径为14-25米，钢体结构及易散热，80℃左右高温磷酸进入沉降槽体1后，温度可降低至40℃，酸温度降低，溶解在酸中的酸不溶物因温度降低而析出，在絮凝剂的作用下形成固体晶体，沉降到底部，从锥形排渣口101中排出。

需要清理锥形排渣口101时，可打开位于锥形排渣口101锥面上的清理阀门13，即可对锥形排渣口101内的残余混合物进行清理。

本技术方案是为了连续对有含固量的稀磷酸或浓磷酸进行沉降，同时在沉降过程中降低酸温，更快地解析出沉淀物；而沉降后的清酸，又可以通过排酸环管4、排酸管9以及可从高到低依次打开的阀门15，实现逐层泄放，最终实现连续固液分离。