CN109678160A - 一种氟硅酸节能浓缩方法 - Google Patents

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隋岩峰
李子燕
吴兴前
常方俊
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Abstract

本发明公开了一种氟硅酸节能浓缩方法，该方法是将温度为102℃‑122℃的蒸汽冷凝水进行气液分离，分离出的热水到氟硅酸蒸发预热器；分离出的蒸汽到氟硅酸真空降膜蒸发器；维持真空度为‑0.08MPa到‑0.085MPa；开启冷凝***，确保降膜蒸发器尾端温度为30℃‑38℃；将流量为2m3/h‑3.5 m3/h，质量浓度为15%‑18%的稀氟硅酸输送至预热器，将预热至55℃‑68℃的稀氟硅酸通过压差输送至降膜蒸发器，通过降膜蒸发浓缩氟硅酸，浓缩后的氟硅酸一部分送至浓氟硅酸储罐；一部分回流至降膜蒸发器，浓缩出的气液混合物经冷却***冷凝后进入凉水塔，未凝结的气相直接排空。本发明具有明显的节能效益。

Description

一种氟硅酸节能浓缩方法
技术领域
本发明属于化工领域，具体来说涉及一种氟硅酸节能浓缩方法。
背景技术
磷肥、磷酸工业副产的氟硅酸是生产氟硅酸钠、氟化铝、氟化铵等产品的原料，尤其是氟硅酸法生产无水氟化氢技术的日益成熟，氟硅酸在氟化工领域的地位显得更加重要。但磷肥、磷酸工业副产的氟硅酸浓度低，质量浓度一般都在10%-18%之间，限制了氟硅酸的应用及下游产品的开发。同时由于浓度过低，增加了氟硅酸异地利用的运输物流成本。以稀氟硅酸为原料，生产下游产品，生产效率低，副产大量的水，同时反应体系中氟的存在，对过滤***也有更高要求。由于氟硅酸稀自身物化性质，会随着温度和浓度的提高，而分解，致使氟硅酸浓缩过程能耗相对很高。如何将氟硅酸有效浓缩，同时降低浓缩过程中的能耗，成为氟化工企业以及磷化工企业共同面对的难题。
降膜式蒸发器有别于其他形式的蒸发器，其特点是料液在蒸发器中受热温度较低（加热温度大都小于100oC），大都是在真空减压下加热完成蒸发，属于低温蒸发，从而保证了在低能耗下，对料液进行浓缩。降膜蒸发器具有装置能耗低、传热温差小、流体滞留时间短、设备结构紧凑、工作寿命长、效数不受限制等优点。降膜蒸发技术广泛应用于工业过程各个领域，如海水淡化、造纸、食品加工等，是一种高效的蒸发技术。利用真空降膜蒸发，可以有效的降低装置的能耗，在较低浓缩温度下，避免浓缩过程中物质的分解。
发明内容
本发明的目的是提供一种能耗低、效率高、工艺流程简短，可用于工业化连续生产的氟硅酸节能浓缩方法。
本发明提供一种氟硅酸节能浓缩方法，该方法包括以下步骤：
（1）将温度为102℃-122℃的蒸汽冷凝水输送至气液分离器进行气液分离，分离出的83℃-95℃的热水进入到氟硅酸蒸发预热器；分离出的110℃-128℃的蒸汽进入到氟硅酸真空降膜蒸发器；
（2）开启真空***，维持降膜蒸发器内真空度为-0.08MPa到-0.085MPa之间；开启冷凝***，确保降膜蒸发器尾端温度为30℃-38℃；
（3）将流量为2m3/h-3.5 m3/h，质量浓度为15%-18%的稀氟硅酸输送至预热器，预热至55℃-68℃；
（4）将预热后的稀氟硅酸通过压差输送至降膜蒸发器，通过降膜蒸发浓缩氟硅酸，降膜蒸发器内氟硅酸温度控制在50℃-55℃，氟硅酸经降膜蒸发浓缩至质量浓度在24%-28%之间；
（5）降膜蒸发浓缩后的氟硅酸一部分通过底流泵输送至浓氟硅酸储罐；一部分回流至降膜蒸发器，保证氟硅酸在降膜蒸发器内的成膜厚度，回流比控制在2：1到3：1之间；
（6）浓缩出来的气液混合物经冷却***冷凝，未凝结的气相直接排空；冷凝下来的液体进入凉水塔。
本发明基于真空降膜蒸发浓缩的技术特点，浓缩过程的热源为102℃-122℃的蒸汽冷凝水，不引入其他热源，较以往浓缩技术，降低了***能量消耗。通过降膜蒸发的形式，使得氟硅酸在降膜蒸发器管壁的均态成膜，提高了换热效率，降低了浓缩***的能耗；真空降膜蒸发过程在低温、负压条件下进行，避免了氟硅酸的分解，同时提高了浓缩效率。基于以上两点，本发明与现有氟硅酸浓缩技术对比，具有明显的节能生产效益。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
将温度为102℃的蒸汽冷凝水输送至气液分离器进行气液分离，分离出的83℃的热水进入到氟硅酸蒸发预热器；分离出的110℃的蒸汽进入到氟硅酸真空降膜蒸发器；开启真空***，维持降膜蒸发器内真空度为-0.08MPa；开启冷凝***，确保降膜蒸发器尾端温度为38℃；将流量为2m3/h，质量浓度为15%的稀氟硅酸输送至预热器，预热至68℃；将预热后的稀氟硅酸通过压差输送至降膜蒸发器，通过降膜蒸发浓缩氟硅酸，降膜蒸发器内氟硅酸温度为55℃，氟硅酸浓缩后的质量浓度26%；降膜蒸发浓缩后的氟硅酸一部分通过底流泵输送至浓氟硅酸储罐；一部分回流至降膜蒸发器，回流比为3：1；浓缩出来的气液混合物经冷却***冷凝，未凝结的气相直接排空；冷凝下来的液体进入凉水塔。
实施例2
将温度为107℃的蒸汽冷凝水输送至气液分离器进行气液分离，分离出的88℃的热水进入到氟硅酸蒸发预热器；分离出的115℃的蒸汽进入到氟硅酸真空降膜蒸发器；开启真空***，维持降膜蒸发器内真空度为-0.082MPa；开启冷凝***，确保降膜蒸发器尾端温度为36℃；将流量为3.5m3/h，质量浓度为16%的稀氟硅酸输送至预热器，预热至55℃；将预热后的稀氟硅酸通过压差输送至降膜蒸发器，通过降膜蒸发浓缩氟硅酸，降膜蒸发器内氟硅酸温度为53℃，氟硅酸浓缩后的质量浓度24%；降膜蒸发浓缩后的氟硅酸一部分通过底流泵输送至浓氟硅酸储罐；一部分回流至降膜蒸发器，回流比为2：1；浓缩出来的气液混合物经冷却***冷凝，未凝结的气相直接排空；冷凝下来的液体进入凉水塔。
实施例3
将温度为110℃的蒸汽冷凝水输送至气液分离器进行气液分离，分离出的88℃的热水进入到氟硅酸蒸发预热器；分离出的114℃的蒸汽进入到氟硅酸真空降膜蒸发器；开启真空***，维持降膜蒸发器内真空度为-0.083MPa；开启冷凝***，确保降膜蒸发器尾端温度为30℃；将流量为3m3/h，质量浓度为17%的稀氟硅酸输送至预热器，预热至60℃；将预热后的稀氟硅酸通过压差输送至降膜蒸发器，通过降膜蒸发浓缩氟硅酸，降膜蒸发器内氟硅酸温度为54℃，氟硅酸浓缩后的质量浓度26%；降膜蒸发浓缩后的氟硅酸一部分通过底流泵输送至浓氟硅酸储罐；一部分回流至降膜蒸发器，回流比为2.5：1；浓缩出来的气液混合物经冷却***冷凝，未凝结的气相直接排空；冷凝下来的液体进入凉水塔。
实施例4
将温度为120℃的蒸汽冷凝水输送至气液分离器进行气液分离，分离出的90℃的热水进入到氟硅酸蒸发预热器；分离出的125℃的蒸汽进入到氟硅酸真空降膜蒸发器；开启真空***，维持降膜蒸发器内真空度为-0.084MPa；开启冷凝***，确保降膜蒸发器尾端温度为30℃；将流量为2.5m3/h，质量浓度为18%的稀氟硅酸输送至预热器，预热至65℃；将预热后的稀氟硅酸通过压差输送至降膜蒸发器，通过降膜蒸发浓缩氟硅酸，降膜蒸发器内氟硅酸温度为52℃，氟硅酸浓缩后的质量浓度27%；降膜蒸发浓缩后的氟硅酸一部分通过底流泵输送至浓氟硅酸储罐；一部分回流至降膜蒸发器，回流比为2.7：1；浓缩出来的气液混合物经冷却***冷凝，未凝结的气相直接排空；冷凝下来的液体进入凉水塔。
实施例5
将温度为122℃的蒸汽冷凝水输送至气液分离器进行气液分离，分离出的95℃的热水进入到氟硅酸蒸发预热器；分离出的128℃的蒸汽进入到氟硅酸真空降膜蒸发器；开启真空***，维持降膜蒸发器内真空度为-0.085MPa；开启冷凝***，确保降膜蒸发器尾端温度为30℃；将流量为3m3/h，质量浓度为18%的稀氟硅酸输送至预热器，预热至60℃；将预热后的稀氟硅酸通过压差输送至降膜蒸发器，通过降膜蒸发浓缩氟硅酸，降膜蒸发器内氟硅酸温度为50℃，氟硅酸浓缩后的质量浓度28%；降膜蒸发浓缩后的氟硅酸一部分通过底流泵输送至浓氟硅酸储罐；一部分回流至降膜蒸发器，回流比为2.5：1；浓缩出来的气液混合物经冷却***冷凝，未凝结的气相直接排空；冷凝下来的液体进入凉水塔。

Claims (1)

1.一种氟硅酸节能浓缩方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
（1）将温度为102℃-122℃的蒸汽冷凝水输送至气液分离器进行气液分离，分离出的83℃-95℃的热水进入到氟硅酸蒸发预热器；分离出的110℃-128℃的蒸汽进入到氟硅酸真空降膜蒸发器；
（2）开启真空***，维持降膜蒸发器内真空度为-0.08MPa到-0.085MPa之间；开启冷凝***，确保降膜蒸发器尾端温度为30℃-38℃；
（3）将流量为2m3/h-3.5 m3/h，质量浓度为15%-18%的稀氟硅酸输送至预热器，预热至55℃-68℃；
（4）将预热后的稀氟硅酸通过压差输送至降膜蒸发器，通过降膜蒸发浓缩氟硅酸，降膜蒸发器内氟硅酸温度控制在50℃-55℃，氟硅酸经降膜蒸发浓缩至质量浓度在24%-28%之间；
（5）降膜蒸发浓缩后的氟硅酸一部分通过底流泵输送至浓氟硅酸储罐；一部分回流至降膜蒸发器，保证氟硅酸在降膜蒸发器内的成膜厚度，回流比控制在2：1到3：1之间；
（6）浓缩出来的气液混合物经冷却***冷凝，未凝结的气相直接排空；冷凝下来的液体进入凉水塔。
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