制备羟基磷灰石过程中氨气循环利用的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了制备羟基磷灰石过程中氨气循环利用的方法及其装置，利用氨气和稀磷酸反应生成磷酸铵盐循环生产羟基磷灰石，其装置包括调浆罐、反应釜、冷凝器、气液分离器、氨气吸收罐、磁力泵、真空泵，反应釜、氨气吸收罐通过连接管、磁力泵形成循环回路，氨气吸收罐装有稀磷酸，罐底的盘管上设有微孔曝气盘，氨气经过微孔曝气盘后形成2mm左右的气泡与稀磷酸充分接触反应，将反应所得的磷酸铵盐溶液通过磁力泵泵回反应釜中循环反应；本发明专利技术实现清洁生产，避免氨气处理不当对环境造成污染或增加处理成本，微孔曝气盘的孔径小而密，吸收效率高，整个装置结构简单，操作方便，废气不会造成环境污染，降低了羟基磷灰石的生产成本，值得推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备羟基磷灰石过程中废气处理技术，尤其是制备羟基磷灰石过程中氨气循环利用的方法及其装置。
技术介绍
羟基磷灰石是由钙和磷酸盐以化学方法结合形成。制备羟基磷灰石的方法很多，但每种方法都是按照羟基磷灰石1.67的钙磷原子比来配备合成原料，其中磷酸铵盐由于含有氨根离子对羟基磷灰石的生成有促进作用，成为了最佳的磷源选择。磷酸铵盐的参与反应必然会有副产物氨气产生，大量的氨气对操作环境带来一定的影响，并且回收成本高。目前大多作为废气排放或通过水吸收后排放处理，不仅浪费资源还会对环境造成一定的污染。如何合理利用羟基磷灰石生产中的氨气是一个生产过程中面临的难题。
技术实现思路
针对现有的制备羟基磷灰石产生的副产物氨气任意排放或者水吸收处理存在环境污染或成本高等缺陷，本专利技术提供了制备羟基磷灰石过程中氨气循环利用的方法及其装置，其技术方案如下：制备羟基磷灰石过程中循环利用氨气的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向反应釜中以钙磷原子比为1.67加入原料钙、磷酸铵盐，搅拌反应制备羟基磷灰石；(2)收集在制备羟基磷灰石过程中产生的氨气及水蒸气；(3)分离上述步骤(2)中的氨气、水蒸气；(4)将上述步骤(3)中分离得到的水蒸气冷凝成水回流到反应釜中保持反应物浓度的恒定；(5)利用真空泵将步骤(3)中分离得到的氨气泵至氨气吸收罐，所述氨气吸收罐中装有稀磷酸；(6)待按氨气吸收罐中的稀磷酸和氨气完全反应后，得到磷酸铵盐溶液；(7)将上述步骤(6)中得到的磷酸铵盐溶液利用磁力泵将其泵回反应釜中循环使用。为了实现上述在制备羟基磷灰石过程中循环利用氨气的方法，本专利技术所采用的技术方案如下：一种适用于在制备羟基磷灰石过程中循环利用氨气的装置，其特征在于：包括调浆罐、反应釜、冷凝器、气液分离器、氨气吸收罐、磁力泵、真空泵，所述反应釜顶端设有进料口、出气口，所述进料口通过连接管与调浆罐连接，所述调浆罐与反应釜间设有磁力泵，所述反应釜内设有搅拌器，所述出气口通过连接管连接冷凝器顶端的进气口，所述冷凝器底端设有分离口，所述分离口通过连接管与气液分离器相连，所述气液分离器底端设有冷凝水分离口，所述冷凝水分离口通过连接管与反应釜顶端的出气口的连接管连接形成循环回路，所述气液分离器顶端设有氨气分离口，所述氨气分离口通过连接管与氨气吸收罐顶端的氨气进气口连接，所述氨气进气口连有通气管，所述通气管设于氨气吸收罐底端，所述氨气底端的通气管为盘管结构，所述盘管上设有微孔曝气盘，所述氨气吸收罐底端设有出液口，所述出液口通过连接管与反应釜顶端相连形成氨气循环回路，所述反应釜和氨气吸收罐间设有磁力泵。进一步的，为了提高氨气的吸收率，所述氨气吸收罐为一个或串联的两个。进一步的，为了使氨气与稀磷酸充分接触，充分吸收，所述氨气通过的微孔曝气盘孔径为2mm。进一步的，为了循环利用氨气，所述氨气吸收罐装有稀磷酸，氨气与稀磷酸反应生成磷酸铵盐作为原料循环使用。进一步的，为了使氨气和稀磷酸充分接触，所述氨气吸收罐中稀磷酸的液面高于微孔曝气盘。进一步的，为了将氨气引至氨气吸收罐，所述氨气吸收罐顶端连接有真空泵。本专利技术具有的有益效果如下：专利技术提出制备羟基磷灰石过程中副产物氨气的循环利用方法及其装置，通过将氨气和稀磷酸反应生成磷酸铵盐，作为制备羟基磷灰石的原料进行循环生产。该方法通过设置氨气吸收罐，在氨气吸收罐底端设置盘管是通气管，通过在盘管管身上增设微孔曝气盘来实现氨气气体与吸收罐中的稀磷酸接触反应。微孔曝气盘的孔径小而密，氨气通过微孔曝气盘形成2mm的气泡，与吸收罐内的稀磷酸充分接触反应。相对于现有的在管身上直接开孔技术，不仅加工困难，加工成本高，而且开孔孔径也很大，氨气通过时会因为体积过大不利于与稀磷酸充分反应。同时，本专利技术装置利用冷凝器和气液分离器，有效分离了水蒸气和氨气，冷凝后的水回流至反应釜，不仅实现了与氨气的分离，而且保持了反应釜中的反应物浓度恒定。与水分离的氨气，会在真空泵的作用下进入氨气吸收罐，被吸收罐中的稀磷酸吸收成磷酸铵盐，成为原料以待循环使用。整个装置结构简单，操作方便，废气不会造成环境污染，同时也不会提高回收成本，实现了清洁生产，降低了羟基磷灰石的生产成本，值得推广。附图说明图1制备羟基磷灰石循环使用氨气装置结构示意图。图2两个氨气吸收罐串联结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。为了达到本专利技术的目的，如图1-图2所示，制备羟基磷灰石过程中循环利用氨气的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向反应釜中以钙磷原子比为1.67加入原料钙、磷酸铵盐，搅拌反应制备羟基磷灰石；(2)收集在制备羟基磷灰石过程中产生的氨气及水蒸气；(3)分离上述步骤(2)中的氨气、水蒸气；(4)将上述步骤(3)中分离得到的水蒸气冷凝成水回流到反应釜中保持反应物浓度的恒定；(5)利用真空泵将步骤(3)中分离得到的氨气泵至氨气吸收罐，所述氨气吸收罐中装有稀磷酸；(6)待氨气吸收罐中的稀磷酸和氨气完全反应后，得到磷酸铵盐溶液；(7)将上述步骤(6)中得到的磷酸铵盐溶液利用磁力泵将其泵回反应釜中循环使用。为了实现上述在制备羟基磷灰石过程中循环利用氨气的方法，本专利技术所采用的技术方案如下：一种适用于在制备羟基磷灰石过程中循环利用氨气的装置，其特征在于：包括调浆罐1、反应釜2、冷凝器3、气液分离器4、氨气吸收罐5、磁力泵6、真空泵7，所述反应釜2顶端设有进料口、出气口，所述进料口通过连接管8与调浆罐1连接，所述调浆罐1与反应釜2间设有磁力泵6，所述反应釜2内设有搅拌器9，所述出气口通过连接管8连接冷凝器3顶端的进气口，所述冷凝器3底端设有分离口，所述分离口通过连接管8与气液分离器4相连，所述气液分离器4底端设有冷凝水分离口，所述冷凝水分离口通过连接管8与反应釜2顶端的出气口的连接管8连接形成循环回路，所述气液分离器4顶端设有氨气分离口，所述氨气分离口通过连接管8与氨气吸收罐5顶端的氨气进气口连接，所述氨气进气口连有通气管10，所述通气管10设于氨气吸收罐5底端，所述氨气吸收罐5底端的通气管10为盘管结构，所述盘管上设有微孔曝气盘11，所述氨气吸收罐5底端设有出液口，所述出液口通过连接管8与反应釜2顶端相连形成氨气循环回路，所述反应釜2和氨气吸收罐5间设有磁力泵6。优选地，所述氨气吸收罐5为一个或串联的两个。优选地，所述微孔曝气盘11孔径为2mm。优选地，所述氨气吸收罐5装有稀磷酸。优选地，所述氨气吸收罐5中稀磷酸的液面高于微孔曝气盘。优选地，所述氨气吸收罐5顶端连接有真空泵7。其具体实施方式为：如图1所示，制备羟基磷灰石时，先将原料加入调浆罐1，原料充分混合均匀后，利用磁力泵6将调浆罐1中的原料泵入反应釜2中。启动反应釜2中的搅拌器9，进行搅拌反应。在反应过程中，副产物氨气，伴随水蒸气通过反应釜2顶端的出气口进入冷凝器3，水蒸气遇冷变为液体，和氨气一起进入气液分离器4中。冷凝水利用自身的重力落入气液分离器4底端，通过冷凝水分离口、连接管本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备羟基磷灰石过程中循环利用氨气的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向反应釜中以钙磷原子比为1.67加入原料钙、磷酸铵盐，搅拌反应制备羟基磷灰石；(2)收集在制备羟基磷灰石过程中产生的氨气及水蒸气；(3)分离上述步骤(2)中的氨气、水蒸气；(4)将上述步骤(3)中分离得到的水蒸气冷凝成水回流到反应釜中保持反应物浓度的恒定；(5)利用真空泵将步骤(3)中分离得到的氨气泵至氨气吸收罐，所述氨气吸收罐中装有稀磷酸；(6)待氨气吸收罐中的稀磷酸和氨气完全反应后，得到磷酸铵盐溶液；(7)将上述步骤(6)中得到的磷酸铵盐溶液利用磁力泵将其泵回反应釜中循环使用。

【技术特征摘要】
1.制备羟基磷灰石过程中循环利用氨气的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向反应釜中以钙磷原子比为1.67加入原料钙、磷酸铵盐，搅拌反应制备羟基磷灰石；(2)收集在制备羟基磷灰石过程中产生的氨气及水蒸气；(3)分离上述步骤(2)中的氨气、水蒸气；(4)将上述步骤(3)中分离得到的水蒸气冷凝成水回流到反应釜中保持反应物浓度的恒定；(5)利用真空泵将步骤(3)中分离得到的氨气泵至氨气吸收罐，所述氨气吸收罐中装有稀磷酸；(6)待氨气吸收罐中的稀磷酸和氨气完全反应后，得到磷酸铵盐溶液；(7)将上述步骤(6)中得到的磷酸铵盐溶液利用磁力泵将其泵回反应釜中循环使用。2.一种适用于在制备羟基磷灰石过程中循环利用氨气的装置，其特征在于：包括调浆罐、反应釜、冷凝器、气液分离器、氨气吸收罐、磁力泵、真空泵，所述反应釜顶端设有进料口、出气口，所述进料口通过连接管与调浆罐连接，所述调浆罐与反应釜间设有磁力泵，所述反应釜内设有搅拌器，所述出气口通过连接管连接冷凝器顶端的进气口，所述冷凝器底端设有分离口，所述分离口通过连接管与气液分离器相连，所述气液分离器底端设有冷凝水分离口，所述冷凝水分...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌元，赵宏，杨威，卢星河，刘茫茫，刘大伟，尹福军，李树安，陈丽，
申请(专利权)人：浙江海富海洋生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33