本发明涉及化工,尤其涉及磷酸脱色装置及方法。
背景技术:
1、高浓度工业级/食品级以上磷酸颜色主要受有机物影响,从而无法达到产品质量色度要求,因此需要把有机物进行脱除及分解,从而达到达到工业级磷酸或食品级磷酸的品质要求。
2、有机物脱除目前有物理法及化学法,物理法采用活性炭脱色,为物理吸收法,活性碳为吸附剂,活性塔为固体,因此存在以下缺点:
3、(1)toc脱除率低
4、采用活性炭对湿法净化磷酸进行脱色,toc脱除率仅能达到60%;
5、(2)产品色度高
6、采用活性炭进行湿法净化磷酸脱色,产品色度仅能达到30黑曾;
7、(3)危废处置
8、采用活性炭对高浓度工业级/食品级磷酸进行脱色属于物理吸附过程,吸附后的废碳属于危险化学废弃物,需要进行危废处置;
9、(4)活性碳过滤
10、采用活性碳颗粒在1~6mm,需要加入到高浓度工业级/食品级磷酸中,通过搅拌浆进行搅拌并进行升温操作,停留一定时间后进行过滤,过滤难度大,增加了人工操作负荷,需要多次过滤才能达到产品纯度要求。
11、因此需要开发一种高效、低成本、操作简单、安全以及适用性脱色技术。
技术实现思路
1、基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了磷酸脱色装置,具有工艺流程简单和脱色效率高等优点。
2、本发明提出的磷酸脱色装置,包括依次设置的加热泵、若干串联的脱色塔和换热器,所述加热泵进料端的管道设置有磷酸调节阀,所述加热泵与脱色塔之间、相邻脱色塔之间均设置有均质高效混合泵,所述均质高效混合泵还连接有双氧水输送管路,所述双氧水输送管路上设置有双氧水调节阀,所述脱色塔的气体出口还连接有填料洗涤塔。
3、优选地,所述均质高效混合泵包括混合泵,所述混合泵设置有混合泵进液管和混合泵出液管,所述混合泵出液管连接有磷酸输送管和双氧水输送管,所述双氧水输送管连接有多管路混合头,所述多管路混合头的出料端位于所述磷酸输送管内。
4、优选地,所述混合泵由若干层转子和定子组成,每层转子和定子的齿轮盘由粗到细。
5、优选地,所述脱色塔包括塔体,所述塔体顶部设置有气体出口,所述塔体两端分别连通有第一输料管和第二输料管,所述塔体内设置有若干填料段,若干所述填料段均分布在所述第一输料管和第二输料管之间,且每一所述填料段的孔隙均沿物料流向递增。
6、本发明提出的上述磷酸脱色装置的脱色方法,方法步骤如下:
7、s1:将高浓度磷酸输送至加热器中进行加热;
8、s2:将s1加热后的物料和双氧水通过双氧水调节阀调节物料和双氧水的比例并输送至均质高效混合泵中混合;
9、s3:将s2中混合后的物料通过若干串联的脱色塔进行脱色,且相邻脱色塔之间设置有均质高效混合泵,通过双氧水调节阀调节物料和双氧水输送至均质高效混合泵的比例;
10、s4:经脱色塔脱色后的物料进入换热器进行降温,得到脱色后的磷酸,脱色塔的气体出口连接填料洗涤塔进行尾气的洗涤,达标后排放。
11、优选地,s1中高浓度磷酸的浓度为30%-64%,toc≥500ppm,黑度≥60黑曾。
12、优选地,s2和s3中双氧水的浓度为5-30wt%,物料和双氧水的体积比为1:0.001-0.01。
13、优选地,物料在脱色塔中的停留时间为1-5h,脱色温度为90-150℃。
14、优选地,脱色塔材质采用石墨或钢衬ptfe或钢衬pfa材质,填料材质为ptfe或pfa。
15、优选地,s4中换热器降温后的物料温度为40-60℃。
16、本发明的有益技术效果:
17、(1)本发明采用了均质高效混合泵,由多管混合头与混合泵组成,混合泵由2-5层的转子和定子组成,每层转子和定子的齿轮盘由粗到细,使原始各组不同成份的物料按比例要求在瞬间高效混合均质。使用该混合设备后,使原有的传统生产工艺进一步简化,生产效率大幅度提高,混合后的产品质量明显提高。
18、(2)本发明采用了多级脱色工艺,其脱色塔为填料塔,其脱色塔材质采用石墨或钢衬ptfe或钢衬pfa材质等材质,填料为不规整填料,填料材质为ptfe或pfa等材质,为静止设备,无动力操作,同时为非金属材质,更适合于100℃以上磷酸材料选择,提高了寿命,降低了金属材料选用的困难,并降低了成本,更容易实现自动化操作,从而实现了更高效脱色技术。
19、(3)脱色塔分解气溢出后采用填料洗涤塔采用材质为316l复合904或钢衬ptfe或pfa等材质,填料为ptfe或pfa材质,为不规整填料,使得分解气能够有效被吸收,达到国家排放标准。
1.磷酸脱色装置,其特征在于,包括依次设置的加热泵(10)、若干串联的脱色塔和换热器(80),所述加热泵(10)进料端的管道设置有磷酸调节阀(100),所述加热泵(10)与脱色塔之间、相邻脱色塔之间均设置有均质高效混合泵,所述均质高效混合泵还连接有双氧水输送管路,所述双氧水输送管路上设置有双氧水调节阀,所述脱色塔的气体出口还连接有填料洗涤塔(90)。
2.根据权利要求1所述的磷酸脱色装置,其特征在于,所述均质高效混合泵包括混合泵(201),所述混合泵(201)设置有混合泵进液管(202)和混合泵出液管(203),所述混合泵出液管(203)连接有磷酸输送管(204)和双氧水输送管(205),所述双氧水输送管(205)连接有多管路混合头(206),所述多管路混合头(206)的出料端位于所述磷酸输送管(204)内。
3.根据权利要求2所述的磷酸脱色装置,其特征在于,所述混合泵(201)由若干层转子和定子组成,每层转子和定子的齿轮盘由粗到细。
4.根据权利要求1所述的磷酸脱色装置,其特征在于,所述脱色塔包括塔体(301),所述塔体(301)顶部设置有气体出口,所述塔体(301)两端分别连通有第一输料管(303)和第二输料管(304),所述塔体(301)内设置有若干填料段(302),若干所述填料段(302)均分布在所述第一输料管(303)和第二输料管(304)之间,且每一所述填料段(302)的孔隙均沿物料流向递增。
5.如权利要求1-4任一项所述的磷酸脱色装置的脱色方法,其特征在于,方法步骤如下:
6.根据权利要求5所述的磷酸脱色装置的脱色方法,其特征在于,s1中高浓度磷酸的浓度为30%-64%,toc≥500ppm,黑度≥60黑曾。
7.根据权利要求5所述的磷酸脱色装置的脱色方法,其特征在于,s2和s3中双氧水的浓度为5-30wt%,物料和双氧水的体积比为1:0.001-0.01。
8.根据权利要求5所述的磷酸脱色装置的脱色方法,其特征在于,物料在脱色塔中的停留时间为1-5h,脱色温度为90-150℃。
9.根据权利要求5所述的磷酸脱色装置的脱色方法,其特征在于,脱色塔材质采用石墨或钢衬ptfe或钢衬pfa材质,填料材质为ptfe或pfa。
10.根据权利要求5所述的磷酸脱色装置的脱色方法,其特征在于,s4中换热器(80)降温后的物料温度为40-60℃。
