一種在製備羥基磷灰石過程中氨氣循環利用裝置的製作方法

2023-05-24 23:46:21

本實用新型涉及一種製備羥基磷灰石過程中廢氣處理技術，特別是一種在製備羥基磷灰石過程中氨氣循環利用裝置。

背景技術：

羥基磷灰石是由鈣和磷酸鹽以化學方法結合形成。製備羥基磷灰石的方法很多，但每種方法都是按照羥基磷灰石1.67的鈣磷原子比來配備合成原料，其中磷酸銨鹽由於含有氨根離子對羥基磷灰石的生成有促進作用，成為了最佳的磷源選擇。磷酸銨鹽的參與反應必然會有副產物氨氣產生，大量的氨氣對操作環境帶來一定的影響，並且回收成本高。目前大多作為廢氣排放或通過水吸收後排放處理，不僅浪費資源還會對環境造成一定的汙染。如何合理利用羥基磷灰石生產中的氨氣是一個生產過程中面臨的難題。

技術實現要素：

針對現有的製備羥基磷灰石產生的副產物氨氣任意排放或者水吸收處理存在環境汙染或成本高等缺陷，本實用新型提供了一種在製備羥基磷灰石過程中氨氣循環利用裝置。

本實用新型採用的技術方案如下：

一種在製備羥基磷灰石過程中氨氣循環利用裝置，其特徵在於：包括調漿罐、反應釜、冷凝器、氣液分離器、氨氣吸收罐、磁力泵、真空泵，所述反應釜頂端設有進料口、出氣口，所述進料口通過連接管與調漿罐連接，所述調漿罐與反應釜間設有磁力泵，所述反應釜內設有攪拌器，所述出氣口通過連接管連接冷凝器頂端的進氣口，所述冷凝器底端設有分離口，所述分離口通過連接管與氣液分離器相連，所述氣液分離器底端設有冷凝水分離口，所述冷凝水分離口通過連接管與反應釜頂端的出氣口的連接管連接形成循環迴路，所述氣液分離器頂端設有氨氣分離口，所述氨氣分離口通過連接管與氨氣吸收罐頂端的氨氣進氣口連接，所述氨氣進氣口連有通氣管，所述通氣管設於氨氣吸收罐底端，所述氨氣底端的通氣管為盤管結構，所述盤管上設有為空曝氣盤，所述氨氣吸收罐底端設有出液口，所述出液口通關連接管與反應釜頂端相連形成氨氣循環迴路，所述反應釜和氨氣吸收罐間設有磁力泵。

進一步的，為了提高氨氣的吸收率，所述氨氣吸收罐為一個或兩個。

進一步的，為了循環利用副產物氨氣，所述氨氣吸收罐裝有稀磷酸。

進一步的，為了將氨氣引至吸收罐，所述氨氣吸收罐頂端連接有真空泵。

本實用新型具有以下有益效果：

與現有技術相比，本使用新型提出一種製備羥基磷灰石過程中副產物氨氣的循環利用裝置，該技術通過設置氣液分離器、氨氣吸收罐和反應釜組成循環體系，氨氣吸收罐底端的盤管上設有微孔曝氣盤，而不是直接在盤管管身上開孔，杜絕微孔加工困難、成本高的問題。同時，相對於微孔曝氣盤，盤管上直接開孔，孔徑大，氨氣來不及與稀磷酸充分接觸而冒出液面，不利於副產物氣體的吸收。本技術採用的微孔曝氣盤上的孔徑小而密，氨氣經微孔曝氣盤後形成2mm左右的小氣泡被罐內的稀磷酸充分吸收，吸收率達90％以上。吸收後的氨氣和稀磷酸會通過磁力泵泵回反應釜中循環利用。整個裝置結構簡單，操作方便，廢氣不會造成環境汙染，同時也不會提高回收成本，實現了清潔生產，降低了羥基磷灰石的生產成本，值得推廣。

附圖說明

圖1是製備羥基磷灰石循環使用氨氣裝置結構示意圖。

圖2為兩個氨氣吸收罐串聯結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖1、附圖2、對本實用新型做進一步的說明：

如圖1、圖2所示，一種在製備羥基磷灰石過程中氨氣循環利用裝置，其特徵在於：包括調漿罐1、反應釜2、冷凝器3、氣液分離器4、氨氣吸收5、磁力泵6、真空泵7，所述反應釜2頂端設有進料口、出氣口，所述進料口通過連接管8與調漿罐1連接，所述調漿罐1與反應釜2間設有磁力泵6，所述反應釜2內設有攪拌器9，所述出氣口通過連接管8連接冷凝器3頂端的進氣口，所述冷凝器3底端設有分離口，所述分離口通過連接管8與氣液分離器4相連，所述氣液分離器4底端設有冷凝水分離口，所述冷凝水分離口通過連接管8與反應釜2頂端的出氣口的連接管8連接形成循環迴路，所述氣液分離器4頂端設有氨氣分離口，所述氨氣分離口通過連接管8與氨氣吸收罐5頂端的氨氣進氣口連接，所述氨氣進氣口連有通氣管10，所述通氣管10延伸至氨氣吸收罐5底端，所述氨氣吸收罐5底端的通氣管10為盤管結構，所述盤管上設有為空曝氣盤11，所述氨氣吸收罐5底端設有出液口，所述出液口通過連接管8與反應釜2頂端相連形成氨氣循環利用迴路，所述反應釜2和氨氣吸收罐5間設有磁力泵。

作為優選方案，所述氨氣吸收罐5為一個或兩個。

作為優選方案，所述氨氣吸收罐5裝有稀磷酸。

作為優選方案，所述氨氣吸收罐5頂端連接有真空泵7。

使用時，如圖1所示，製備羥基磷灰石時，先將原料加入調漿罐1，原料充分混合均勻後，利用磁力泵6將調漿罐中的原料泵入反應釜2中。啟動反應釜2中的攪拌器9，進行攪拌反應。在反應過程中，副產物氨氣，伴隨水蒸氣通過反應釜2頂端的出氣口進入冷凝器3，水蒸氣遇冷變為液體，和氨氣一起進入氣液分離器4中。冷凝水利用自身的重力落入氣液分離器4底端，通過冷凝水分離口、連接管8進入反應釜2內，保持反應物的濃度穩定。同時，氨氣通過氣液分離器4頂端的氨氣分離口進入氨氣吸收罐5。此時，氨氣吸收罐5中的稀磷酸溶液高於罐底的微孔曝氣盤11，關閉氨氣吸收罐5底端的閥門，保證吸收罐的密封性。啟動真空泵7，將氨氣吸入罐中，氨氣經過通氣管10、盤管、微孔曝氣盤11，形成2mm左右的小氣泡，充分和罐體中的稀磷酸接觸進而被吸收，形成磷酸銨鹽。吸收完畢後，打開吸收罐底部的閥門，利用磁力泵6將磷酸銨鹽溶液泵回反應釜2中，參與羥基磷灰石的製備，從而實現副產物氨氣的循環利用。為了進一步提高氨氣的吸收效率，並且避免第一個氨氣吸收管在吸收飽和後氨氣外洩，可以在氨氣吸收罐5後面串聯同樣的氨氣吸收罐5作為安全罐使用，如圖2所示，兩節氨氣吸收罐的氨氣吸收率可達95％以上。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在實用新型的保護範圍之內。