CN102887496B - 一种用于湿法磷酸精制的萃取装置 - Google Patents

Abstract

一种用于湿法磷酸精制的萃取装置，包括萃取槽、洗涤槽和反萃槽，所述萃取槽、洗涤槽和反萃槽分别包括槽体、搅拌装置、破乳装置、温度调节装置和密封保温装置。所述萃取槽、洗涤槽和反萃槽均为箱式混合澄清器，所述箱式混合澄清器为多级箱式单元构成，所述每级箱式单元由混合室与澄清室组成，相邻两级箱式单元之间混合室与澄清室相邻。本发明萃取槽可以降低能耗，萃取槽放在室外也可以，从而可以降低投资；在槽体内调节温度，可以更直接、更节能，调节效果更好。

Description

一种用于湿法磷酸精制的萃取装置

技术领域

本发明涉及化工萃取领域，特别是一种用于湿法磷酸精制的萃取装置。

背景技术

湿法磷酸净化精制工业磷酸方法有多种，但目前工业上一般采取有机溶剂萃取法，而萃取往往大多以塔式设备实现，只有少数以槽式实现。例如ZL200810047386.6，所述的方式就是采取萃取槽进行萃取，虽然该法萃取能较好进行，但存在二个问题：一是因有机相与水相分别从混合室的上部和下部进入，混合相从侧面流出，造成因混合搅拌时间太短致使混合室里水相和有机相混合不充分，从而导致萃取率不高。若单位时间内加大搅拌桨的转速虽可让两相混合充分但带来另一个问题，即混合相发生乳化，使水相和有机相的分离发生困难，使生产不能正常进行；二是需要的澄清分离时间过长，有时甚至难以分离，为了确保正常分离，就必须加大澄清槽尺寸，增加了设备投资。

由于萃取对温度要求比较苛刻，而很难靠改变环境温度来实现，因此萃取装置必须能在一定范围：15～30℃内实现温度调节。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种用于湿法磷酸精制的萃取装置，包括萃取槽、洗涤槽和反萃槽。通过槽中抽吸式复合搅拌桨、双相同心圆导流管和悬浮式破乳器实现槽内有机相和水相快速混合均匀，延长混合时间改善混合效果，同时通过对各级冷却盘管通冷却水或蒸汽实现各级槽内温度单独控制，提高萃取率。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种用于湿法磷酸精制的萃取装置，包括萃取槽、洗涤槽和反萃槽，所述萃取槽、洗涤槽和反萃槽分别包括槽体，搅拌装置，温度调节装置和密封保温装置。所述萃取槽、洗涤槽和反萃槽均为箱式混合澄清器，所述箱式混合澄清器为多级箱式单元构成，所述每级箱式单元由混合室与澄清室组成，相邻两级箱式单元之间混合室与澄清室相邻；同一级箱式单元的混合室与澄清室之间由设有水相回流管、上部开有溢流口的混合相溢流堰板与中部开有混合相出口的出口导流板隔开；所述一级箱式单元的混合室底部设有上下两层夹层构成的互不相通的轻相夹层、重相夹层，重相夹层与上一级箱式单元的重相堰板连通，轻相夹层与下一级箱式单元的轻相堰板连通，所述轻相夹层、重相夹层的中心位置分别设有轻相导流管、重相导流管，构成外圈是环状、内圈是圆形截面的双相同心圆导流管。

所述每级箱式单元的混合室均设有搅拌装置，所述搅拌装置固定在槽体上，所述槽体的盖板上设有搅拌轴孔，搅拌装置的搅拌轴与盖板之间通过填料密封，搅拌装置的搅拌桨下部叶片为螺旋桨式叶片，上部叶片为六直叶圆盘涡轮叶片。

所述水相回流管设有调节阀。

所述箱式混合澄清器的箱体上所有空洞为密封状，箱体顶部设有连通管和呼吸阀，箱体外壁设有槽钢，箱体底部、侧壁以及顶盖设有保温材料。

所述混合室内设有冷却盘管。

所述混合室、澄清室底部的下夹层分别设有放净口；所述箱式单元的第一级的混合室下部设原酸进口，澄清室的上部设饱和有机相的出口；末一级的混合室上部设有有机相进口，澄清室的下部设萃取尾液的出口。

所述澄清室内装有悬浮式破乳器。

本发明萃取装置的有益效果如下：

1、由于安装了呼吸阀，可以实现常压状态下的全密封，这样可以减少挥发性较强的萃取剂的挥发损失，同时可以改善萃取岗位的操作环境和提高装置的安全性。

2、由于实现了全密封、外部保温和温度调节，可以实现各种不同的萃取条件而不受环境和季节的影响及限制，也可以将萃取装置安装于室外，从而降低项目投资。

3、温度调节装置为冷却盘管，外接冷却水和热水，在冬天环境温度低于萃取控制温度的情况下，可以开通热水并以热水的温度和量来调节萃取温度，反之，在环境温度高于萃取温度时可以切换至冷却水，以冷却水的量和温度来调节萃取温度；各级可以分别调节实现各级萃取所需的不同温度。

4、由于双相同心圆导流管和抽吸式复合搅拌装置的应用，使有机相和水相可以同时从混合室的下部进入，而由于混合相溢流堰板和混合相出口导流板的作用，可以使混合相从混合室的上部流出，从而延长了混合时间，使有机相和水相混合的更加充分；由于抽吸式复合搅拌装置的作用，可以使两相充分混合而不被乳化；两个方面的作用可以提高萃取率，或者说可以在同样能力条件下可以减小设备尺寸，降低设备投资。

5、由于悬浮式破乳器的使用，从出口导流板中部出口出来的混合相，首先与破乳器之丝网接触，乳化的微小颗粒很快破碎，加速破乳与分相，可以提高分相速度和减少夹带，从而提高萃取率。或者说可以在同样能力条件下可以减小设备尺寸，降低设备投资。

6、由于悬浮式破乳器的使用，使得萃取槽内的分层面更容易观察、更容易实现自动监控；当分层面上聚积的污物很多时可以取出丛网加以冲洗，然后再放回去，使去除污物变得更加容易。

7、水相回流管上装有调节阀，调节手柄装于箱体顶部，可以根据需要自由调节回流量，以达到最佳相比。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明装置萃取槽主视图；

图2为本发明装置萃取槽左视图；

图3为本发明装置结构图。

其中：2为轻相档板。

具体实施方式

一种用于湿法磷酸精制的萃取装置，包括萃取槽、洗涤槽和反萃槽，所述萃取槽、洗涤槽和反萃槽分别包括槽体17，搅拌装置4，温度调节装置和密封保温装置。所述萃取槽、洗涤槽和反萃槽均为箱式混合澄清器，所述箱式混合澄清器为多级箱式单元构成，所述每级箱式单元由混合室19与澄清室18组成，相邻两级箱式单元之间混合室19与澄清室18相邻；同一级箱式单元的混合室19与澄清室18之间由设有水相回流管14、上部开有溢流口的混合相溢流堰板11与中部开有混合相出口的出口导流板12隔开；所述一级箱式单元的混合室19底部设有上下两层夹层构成的互不相通的轻相夹层7、重相夹层8，重相夹层8与上一级箱式单元的重相堰板5连通，轻相夹层7与下一级箱式单元的轻相堰板1连通，所述轻相夹层7、重相夹层8的中心位置分别设有轻相导流管10、重相导流管9，构成外圈是环状、内圈是圆形截面的双相同心圆导流管。

每级箱式单元的混合室均设有搅拌装置4，所述搅拌装置4固定在槽体17上，所述槽体17的盖板上设有搅拌轴孔，搅拌装置4的搅拌轴与盖板之间通过填料密封，搅拌装置4的搅拌桨下部叶片为螺旋桨式叶片，上部叶片为六直叶圆盘涡轮叶片。

水相回流管14设有调节阀13。

箱式混合澄清器的箱体上所有空洞为密封状，箱体顶部设有连通管和呼吸阀16，箱体外壁设有槽钢，箱体底部、侧壁以及顶盖设有保温材料。

混合室内19设有冷却盘管3。

混合室19、澄清室18底部的下夹层分别设有放净口；所述箱式单元的第一级的混合室19下部设原酸进口，澄清室18的上部设饱和有机相的出口；末一级的混合室19上部设有有机相进口，澄清室18的下部设萃取尾液的出口。

所述澄清室内装有悬浮式破乳器15。

轻相档板2构成轻相堰的容器壁。

实施例：

萃取槽槽体17、隔板、重相堰板5、轻相堰板1、轻相夹层7、重相夹层8、轻相导流管10、水相回流管14、调节阀13、冷却盘管3、搅拌装置4等与介质接触的元件用904L材料制成，盖板、搅拌装置4、呼吸阀16、支撑等不与介质接触的元件用316L制成，悬浮式破乳器15的材料为F4；加强用的槽钢、角钢及底部支撑工字钢材料为Q235，保温材料为复合硅酸盐保温材料。

悬浮式破乳器15由聚四氟乙烯悬浮管和聚四氟乙烯丝网构成。

搅拌装置4采用抽吸式搅拌桨。

针对中间一级混合室19，下一级的有机相经轻相堰板1的堰口溢流至轻相夹层7中，上一级的水相经重相堰板5的堰口流至重相夹层8中，有机相和水相同时经轻相导流管10和重相导流管9被搅拌装置4抽入混合室19中；两相在混合室19充分混合后经混合相溢流堰板11的堰口溢流至溢流堰板与出口导流板12之间的夹层中并经导流板口中部的矩形出口流入澄清室18中；进入澄清室18的混合相首先与悬浮式破乳器15接触，有机相在自身密度差和悬浮式破乳器15的作用下迅速分层，悬浮式破乳器15加速了两相的分层；由于双相同心圆导流管、抽吸式搅拌桨、混合相堰板、出口导流板、悬浮式破乳器15的综合作用，使得萃取槽的萃取率提高，混合澄清时间缩短，生产能力增加。

在安装呼吸阀16以后，萃取可以实现常压状态下的全密封，而全密封的实现可以防止萃取剂的挥发，从而达到减少萃取剂损失、改善环境和提高安全性的目的；冷却（加热）盘管和冷却水源（热水源）的安装，加上外保温，使萃取槽各级的温度在一定范围内可以调节，这样不管是冬季还是夏季，各级的萃取温度都可以控制在所需要的温度范围内以确保萃取效果。

如图1所示：萃取槽，共有7级，各级结构和功能相同。只是溢流板的高低位置因工艺流程有差异，物料在槽内是溢流流动，故每级间有一定的高度差。其中有机相和磷酸两相逆流，有机相在上层，水相在下层。萃取槽作用是萃取剂将磷酸从水中萃取出来与水分离而和萃取剂结合，得到含磷酸的饱和有机相，将杂质留在水相中。

洗涤槽、反萃槽，共有7级，其各级结构和功能与萃取槽一样，其中④～⑦级为洗涤槽，①～③级为反萃槽。进槽物质均为两相逆流，有机相在上层，水相在下层。洗涤槽作用是用洗水将饱和有机相中含的部分杂质洗出来，将杂质留在水相中。反萃槽作用是用蒸馏水将洗涤后的饱和有机相中的磷酸反萃出来，使磷酸与有机萃取剂分离而和蒸馏水结合，得到反萃液和有机相。

传统的方法是将萃取槽放在室内，并在室内安装空调以调节环境温度，这样投资大能耗高，且调节效果不好，本发明萃取槽可以降低能耗，萃取槽放在室外也可以，从而可以降低投资；在槽体内调节温度，可以更直接、更节能，调节效果更好。

Claims (6)

1.一种用于湿法磷酸精制的萃取装置，包括萃取槽、洗涤槽和反萃槽，所述萃取槽、洗涤槽和反萃槽分别包括槽体（17），搅拌装置（4），温度调节装置和密封保温装置，其特征在于：所述萃取槽、洗涤槽和反萃槽均为箱式混合澄清器，所述箱式混合澄清器为多级箱式单元构成，每级箱式单元由混合室（19）与澄清室（18）组成，相邻两级箱式单元之间混合室（19）与澄清室（18）相邻；同一级箱式单元的混合室（19）与澄清室（18）之间由设有水相回流管（14）、上部开有溢流口的混合相溢流堰板（11）与中部开有混合相出口的出口导流板（12）隔开；一级箱式单元的混合室（19）底部设有上下两层夹层构成的互不相通的轻相夹层（7）、重相夹层（8），重相夹层（8）与上一级箱式单元的重相堰板（5）连通，轻相夹层（7）与下一级箱式单元的轻相堰板（1）连通，所述轻相夹层（7）、重相夹层（8）的中心位置分别设有轻相导流管（10）、重相导流管（9），构成外圈是环状、内圈是圆形截面的双相同心圆导流管，所述澄清室（18）内装有悬浮式破乳器（15）。

2.根据权利要求1所述一种用于湿法磷酸精制的萃取装置，其特征在于：所述每级箱式单元的混合室均设有搅拌装置（4），所述搅拌装置（4）固定在槽体（17）上，所述槽体（17）的盖板上设有搅拌轴孔，搅拌装置（4）的搅拌轴与盖板之间通过填料密封，搅拌装置（4）的搅拌桨下部叶片为螺旋桨式叶片，上部叶片为六直叶圆盘涡轮叶片。

3.根据权利要求1所述一种用于湿法磷酸精制的萃取装置，其特征在于：所述水相回流管（14）设有调节阀（13）。

4.根据权利要求1所述一种用于湿法磷酸精制的萃取装置，其特征在于：所述箱式混合澄清器的箱体上所有空洞为密封状，箱体顶部设有连通管和呼吸阀（16），箱体外壁设有槽钢，箱体底部、侧壁以及顶盖设有保温材料。

5.根据权利要求1所述一种用于湿法磷酸精制的萃取装置，其特征在于：所述混合室（19）内设有冷却盘管（3）。

6.根据权利要求1所述一种用于湿法磷酸精制的萃取装置，其特征在于：所述混合室（19）、澄清室（18）底部的下夹层分别设有放净口；所述箱式单元的第一级的混合室（19）下部设原酸进口，澄清室（18）的上部设饱和有机相的出口；末一级的混合室（19）上部设有有机相进口，澄清室（18）的下部设萃取尾液的出口。