湿法磷酸气提浓缩脱氟湍球塔传质特性

摘要

针对湿法磷酸精制过程中浓缩与脱氟单元分离、能耗高、传质效率低等难题，提出湍球塔循环气提浓缩脱氟一体化新工艺，循环气同时作为质量传递载体、热量传递载体及气液界面诱导与传递过程强化介质，形成三重效应叠加，在单台塔设备内同步实现磷酸增浓与氟化物深度脱除。在ø0.62 m×9.00 m工业验证装置上，采用三层总静置高度1.5 m的聚四氟乙烯空心球填料，成功将w（P₂O₅）约40%、w（F）>1.15%的半水湿法粗磷酸一步加工为w（P₂O₅）>58%、w（F）<0.1%的工业湿法粗磷酸。实验确定了常压下的适宜操作参数：空塔操作气速1.7～3.5 m/s，液体喷淋密度49～99 m³/（m²·h）。以循环气水蒸气摩尔分数为传质驱动力指标，测得气相总传质单元高度H_OG为0.9～1.6 m，且H_OG随液气体积比增大而显著降低。该研究成果为湿法磷酸绿色精制技术提供了新原理、新方法与基础数据。

关键词

湿法磷酸 / 湍球塔 / 气提浓缩 / 脱氟 / 传质单元高度 / 尾气封闭循环 / 过程强化

基金资助

四川省科技计划资助中央在川高校院所“聚源兴川”项目（2023ZHJY0015）