工業(yè)黃磷凈化脫砷裝置及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)黃磷凈化脫砷領(lǐng)域，特別涉及一種兩相射流混合技術(shù)的雙元射流混合反應(yīng)器與旋流分相器的系統(tǒng)及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)黃磷是生產(chǎn)酸和磷酸鹽的重要原材料，在生產(chǎn)氮肥，鉀肥等肥料、食品加工、電子化學品以及軍工產(chǎn)品等重要領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通常情況下，工業(yè)黃磷中主要含有砷、有機物(俗稱油份)、硅、硫、鐵和金屬等雜質(zhì)，特別是砷的含量通常在10ppm以上，有的更是達到了 300?400ppm，砷含量過多會影響黃磷產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，同時對含磷精細化工產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量造成不同程度的影響。例如在電子、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)中高純磷酸、磷酸鹽及其衍生物中的含砷量要求必須小于30ppm。
[0003]精細磷化工產(chǎn)品是高附加值的產(chǎn)品。高純磷是精細磷化工的先決條件，很多精細磷化工產(chǎn)品因為所有黃磷純度滿足不了要求而大大降低其應(yīng)用性能。隨著一些重要磷化物，特別是一些高品質(zhì)磷化學品應(yīng)用領(lǐng)域的擴大和品種的增多，市場對黃磷產(chǎn)品提出了新的要求，因此開發(fā)一種安全、經(jīng)濟、高效的工業(yè)黃磷凈化脫砷方法已成為當前不可避免的研宄課題。
[0004]現(xiàn)有工藝方法中，通常利用機械攪拌將黃磷與氧化性介質(zhì)攪拌混合，進而使兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將雜質(zhì)元素轉(zhuǎn)為溶于氧化性溶劑的混合物，達到除雜的效果。此方法中不僅存在運動部件，容易磨損且消耗電能，而且不能保證分散相黃磷與氧化性溶液充分接觸反應(yīng)，因此耗時耗能且很難將黃磷中的殘余砷元素充分除去。
[0005]本發(fā)明首次借助于雙元射流反應(yīng)器和旋流分相器實現(xiàn)黃磷氧化凈化脫砷處理，是通過文丘里兩相射流混合技術(shù)，用氧化性強的雙氧水連續(xù)氧化黃磷中的砷將其中的砷氧化為砷酸或者亞砷酸，再進行旋流分離去除，從而將工業(yè)黃磷(砷含量約為400ppm)制成含砷量低于1ppm且收率高的精制磷的一種全新工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種工業(yè)黃磷凈化脫砷處理工藝及系統(tǒng)，克服現(xiàn)有黃磷脫砷工藝的不足，提供一種使黃磷的脫砷效果達到最佳且能量損失較小的工藝技術(shù)，滿足工業(yè)上對黃磷產(chǎn)品質(zhì)量的嚴格要求。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種工業(yè)黃磷氧化凈化脫砷處理裝置，包括旋流分相器23、雙元射流反應(yīng)器24和循環(huán)泵25;所述旋流分相器23自上而下設(shè)置有雙氧水出口接管16、上圓柱段17、溢流口旋筒18、切向入口接管19、圓錐段20、下圓柱段21以及黃磷出口接管22 ;雙元射流反應(yīng)器24垂直放置，自下而上依次設(shè)置有雙氧水接管法蘭1、雙氧水接管2、文丘里非標法蘭3、文丘里法蘭4、鎖緊螺母5、噴嘴6、蒸汽入口接管7、保溫夾套8、擴散管法蘭9、蒸汽入口接管10、文丘里筒體11、引流管法蘭12、熱水出口接管13、熱水出口接管14和黃磷吸入管15 ;旋流分相器23的下圓柱段21側(cè)邊的黃磷出口接管22與雙元射流反應(yīng)器24的黃磷吸入管15連接；上圓柱段17側(cè)邊的切向入口接管19與引流管法蘭12連接；循環(huán)泵25設(shè)置在上圓柱段17側(cè)邊的雙氧水出口接管16與雙氧水接管法蘭I之間。
[0009]所述旋流分相器23的下圓柱段21上端設(shè)置有熱蒸汽進口接管26，下端設(shè)置有冷凝水出口接管27。
[0010]所述的雙元射流反應(yīng)器2外層設(shè)置有保溫夾套8。
[0011]利用上述裝置進行工業(yè)黃磷氧化凈化脫砷處理方法，將經(jīng)過初步反應(yīng)的雙氧水與黃磷混合液，通過切向入口接管19進入旋流分相器23，切向速度產(chǎn)生離心力使混合液由直線運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動；在旋流分相器23內(nèi)，重相介質(zhì)黃磷在自身離心力和重力作用下向容器壁面處運動，沿器壁螺旋向下，沉積于下圓柱段21 ;輕相介質(zhì)雙氧水則留在中心區(qū)域，并在外力作用下向上運動，形成內(nèi)旋流通過溢流口旋筒18排出；在循環(huán)泵25作用下，雙氧水溶液通過雙氧水出口接管16被吸入雙元射流反應(yīng)器24的雙氧水接管2后進入噴嘴6呈霧化狀態(tài)高速噴出，在文丘里筒體11內(nèi)形成負壓，液體黃磷通過黃磷出口接管22經(jīng)黃磷吸入管15被吸入到吸入室，在文丘里筒體11的喉管部分與被噴出的雙氧水發(fā)生接觸混合，充分進行氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)后的混合液經(jīng)引流管法蘭12進入到旋流分相器23的切向入口接管19循環(huán)上述分離與混合過程，直至含砷量低于lOppm，停止工藝運行，將得到的底砷磷收于黃磷成品罐中，最后的成品黃磷用蒸餾水進行洗滌。
[0012]本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0013]首先根據(jù)現(xiàn)有黃磷工藝技術(shù)特點，獨創(chuàng)性提出將雙元射流反應(yīng)器與旋流分相器用于黃磷脫砷處理系統(tǒng)，能夠?qū)⑸楹拷档偷?ppm以下，且具有操作連續(xù)不間斷，易于實現(xiàn)自動化，并且安全高效的優(yōu)點。
[0014]其次本工藝系統(tǒng)中的旋流分相器具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、使用方便、節(jié)能降耗、減少污染，處理量大等優(yōu)點。
[0015]再次本工藝系統(tǒng)中的雙元射流反應(yīng)器沒有任何旋轉(zhuǎn)或運動結(jié)構(gòu)，因而在結(jié)構(gòu)組成上比較簡單，制造相對容易，工作運行穩(wěn)定，后期維護簡單，密封性能突出，在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。
[0016]最后本發(fā)明還能用于工業(yè)上類似的工藝除雜過程，市場前景廣闊，更容易實現(xiàn)工藝系統(tǒng)的商業(yè)化要求。
【附圖說明】
[0017]圖1為本工藝過程中雙元射流反應(yīng)器圖；
[0018]圖2為本工藝過程中旋流分相器圖；
[0019]圖3為本發(fā)明工業(yè)黃磷凈化脫砷處理工藝流程圖；
[0020]其中:1-雙氧水接管，2-文丘里非標法蘭，3-文丘里法蘭，4-鎖緊螺母，5-噴嘴，6-蒸汽入口接管，8-保溫夾套，9-擴散管法蘭，10-蒸汽入口接管，11-文丘里筒體，12-引流管法蘭，13-熱水出口接管，14-熱水出口接管，15-黃磷吸入管，16-雙氧水出口接管，17-上圓柱段，18-溢流口旋筒，19-切向入口接管，20-圓錐段，21-下圓柱段，22-黃磷出口接管，23-旋流分相器，24-雙元射流反應(yīng)器，25-循環(huán)泵，26-熱蒸汽進口接管，27-冷凝水出口接管。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明提供的一種新型工業(yè)黃磷凈化脫砷工藝系統(tǒng)作進一步詳細說明。
[0022]如圖3所示為本發(fā)明工業(yè)黃磷凈化脫砷處理系統(tǒng)流程圖，包括旋流分相器23、雙元射流反應(yīng)器24和循環(huán)泵25。旋流分相器23的切向入口接管19通過設(shè)有截止閥的管路分別與上游脫砷預(yù)反應(yīng)器、雙元引射反應(yīng)器24的出口連接；在旋流分相器23的分離作用下，重相介質(zhì)黃磷形成外旋流集中于下圓柱段21，輕相介質(zhì)雙氧水形成內(nèi)旋流通過溢流口旋筒18集中于上圓柱段1