[发明专利]高效磷酸除砷方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工行业中的除砷装置，特别涉及一种利用除砷剂进行磷酸均布除砷的高效磷酸除砷方法及装置，属于化工设备领域。

背景技术

磷酸是一种重要的化工原料，广泛应用于肥料行业、食品工业、水处理行业、电子工业、涂料行业等多种领域。磷酸的品质要求比较高，对其中的杂质含量要求极为严格，特别是砷，食品级磷酸中对砷含量的要求是不高于0.5ppm，因此磷酸生产中的除砷就显得极为重要。

现有的磷酸生产工艺中大多采用P₂S₅进行除砷，也有用Na₂S溶液进行除砷的，无论用哪种方法除砷，都面临这样一个问题：S^2-和H⁺结合成H₂S后逸出，使除砷效果大打折扣。如中国专利201110006702公开的一种盐酸法一步萃取从中低品位磷矿制造工业磷酸、工业磷铵和食品级磷酸的方法，就是采用P₂S₅进行除砷，但是由于H₂S气体的大量逸出，不仅严重污染环境，而且除砷效果并不理想，特别是对于食品级磷酸来说，其除砷效果远未满足使用需要。

如何克服上述缺点，解决磷酸生产中的砷含量超标问题，尤其是以工业化生产方式生产出符合食用的食品级磷酸，就成为本发明要解决的首要问题。

发明内容

鉴于上述技术的不足，本发明旨在提供一种快速、可靠的磷酸生产过程中的除砷方法及装置，以有效提高磷酸品质，满足工业化生产中对成品磷酸中砷含量指标的要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高效磷酸除砷方法，首先，设置一个竖直摆放的圆柱状罐体，罐体内通过两个筛板分割出上、下两个反应仓，反应仓内填充有比表面积较大的带有微孔的填料；接着，将待除砷磷酸和除砷剂分别由罐体顶部进料口和罐体中部进液口缓慢加入，经两个液体分布器均匀分布后，缓慢渗入到上、下反应仓的填料中进行充分混合；最后，反应得出的含砷物以及待除砷磷酸中的杂质被吸附在填料的微孔中，除砷后的磷酸由罐体底部排出，除砷过程完成。

所述除砷剂为硫化钠溶液或五硫化二磷溶液。

一种高效磷酸除砷装置，包括一个竖直摆放的圆柱状罐体、两个筛板、液体分布器和用于吸附过滤的带有微孔的填料，罐体的顶部和底部分别设有排空口和排废口，罐体的中部设有进液口，靠近罐体的顶部和底部分别设有进料口和出液口；筛板设于罐体内侧的出液口和进液口上方，筛板将罐体内部分割成上、下两个反应仓；填料填充在两个反应仓中；液体分布器为管状，其管状传送通道上设有均匀的分布孔；液体分布器的内端为盲端，液体分布器分别连接在进料口和进液口的内端，液体分布器分别水平排列在两个反应仓中。

所述进液口的数量为一个以上，一个以上的进液口沿罐体圆周方向水平排列，一个以上的液体分布器一一对应地连接在进液口内端，一个以上的液体分布器呈水平状均匀排列在下反应仓中。

所述液体分布器为带有均匀分布孔的直管、螺旋管、U形管或规则的弧形管。

本发明的有益效果为：

1、待除砷磷酸和除砷剂分别从罐体的顶部和中部加入，经液体分布器均匀分布后，保证了待除砷磷酸和除砷剂能充分均匀地混合，使反应过程能全面、可靠进行。

2、反应仓中的微孔填料对砷有优良的吸附性能，不仅使反应后的含砷产物能被充分吸附，有效降低磷酸中的含砷量，还可去除磷酸溶液中含有的其它颗粒状杂质，提高除砷磷酸的成品品质。

3、带有微孔的填料，比表面积大，可使待除砷磷酸和除砷剂充分接触，并能保留较长的反应时间，使除砷过程彻底进行。

4、填料失效后可进行再生或在线清洗，重复利用率高，有效降低了运行成本。

5、除砷后，成品磷酸中的砷含量最低可达0.06ppm，适于在工业化生产中对磷酸进行除砷。

附图说明

图1为本发明所述高效磷酸除砷装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的中心是：利用分布器将待除砷磷酸和除砷剂充分分散，并利用微孔填料比表面积大的优点，使待除砷磷酸和除砷剂形成长时间接触，并充分反应后形成硫化砷吸附在微孔填料中，从而有效去除磷酸溶液中所含砷，使成品磷酸中的砷含量最低可达0.06ppm，同时，微孔填料还可吸附磷酸中所含的其它颗粒或杂质，以进一步提高磷酸品质。

下面对本发明所述的高效磷酸除砷方法做进一步的详细描述：