一种黄磷尾气干法脱硫耦合磷矿石品位提升的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种黄磷尾气干法脱硫耦合磷矿石品位提升的方法及装置，将低品位磷矿石研磨后过筛，低品位磷矿石粉末与黄磷尾气、空气充分混合鼓入燃烧流化床，进行循环燃烧，燃烧流化床内形成流态化翻滚的悬浮层，在此过程中黄磷尾气中的H2O、H2S、SO2、HF等组分和磷矿石中的CaO、MgO等碱性物质结合，实现黄磷尾气脱硫并且去除杂质，同时磷矿石中的PH3、P4被氧化成P2O5，燃烧后的烟气经旋风分离器气固分离，收尘中的磷矿石再次随鼓风进入流化燃烧，炉体内焙烧后的磷矿石的品位更高；本发明专利技术在同一个炉体内实现黄磷尾气燃烧、尾气脱硫并除杂、磷矿石品位提升，本发明专利技术方法设备单一，操作简单，成本低，实现气固资源化处置。实现气固资源化处置。实现气固资源化处置。

【技术实现步骤摘要】
一种黄磷尾气干法脱硫耦合磷矿石品位提升的方法及装置


[0001]本专利技术属于固废资源化环境保护领域，具体涉及一种用于黄磷尾气干法脱硫耦合磷矿石品位提升的方法及装置。

技术介绍

[0002]全球的黄磷几乎都是用电炉法生产的，而在生产过程中，会产生大量黄磷尾气。每生产1吨黄磷产尾气达2500～3000Nm3，尾气富含CO(85％～92％)、热值高达11704KJ/m3。黄磷尾气成分复杂，除主要含CO外，还含有磷(PH
3 500～900mg/Nm3、P4300～700mg/Nm3)、硫(H2S800～3000mg/Nm3)、氟化物(500mg/Nm3左右)等杂质及少量水份，它是一种二次资源。但由于黄磷尾气含磷、硫、氟等有害、腐蚀成分，在尾气排放或利用过程中，短时间内就会使所用设备受到严重腐蚀而失效，影响正常生产，造成巨大损失，严重时可能会对设备使用者的生命安全构成威胁。
[0003]磷矿石是生产黄磷的主要原料，它的质量好坏直接影响到电炉的操作和工艺指标。磷矿石的成份除含P2O5外，还含有CaO、SiO3、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaF2等。通常，磷矿石品位愈高愈好。一般说来，磷矿石品位低，相应的杂质含量就增高，生成的炉渣、磷铁及磷泥也增多了，于是带走的磷也随之加大，从而造成磷收率下降。据粗略估算，磷矿石品位每降低1％，磷收率下降约0.5％左右，造成了大量的磷资源浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种黄磷尾气干法脱硫耦合磷矿石品位提升的方法及装置，通过将黄磷尾气与低品位磷矿石、空气充分混合，在燃烧流化床中对低品位磷矿石进行焙烧，同时低品位磷矿石将黄磷尾气中的硫化物与氟化物进行吸收，并且将黄磷尾气中的磷化物进行氧化并富集在磷矿石中，在解决传统的黄磷尾气利用及气体净化问题的同时提高磷矿石的品位。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种黄磷尾气干法脱硫耦合磷矿石品位提升的方法，具体步骤如下：
[0007](1)将低品位磷矿石研磨后过筛；
[0008](2)将过筛后的低品位磷矿石、黄磷尾气、空气充分混合，进入燃烧流化床，进行循环流化实现燃烧、气体脱硫和P2O5富集，同步实现热值利用、气体净化和磷矿石品位提升；
[0009](3)流化燃烧后，经焙烧的磷矿石进入旋风分离器，进行气固分离，分离得到高温烟气和焙烧磷矿石，焙烧磷矿石通过送风机返还燃烧流化床，小颗粒的磷矿石进行再次焙烧，大颗粒的磷矿石沉降到流化床灰斗排出，得到更高品位磷矿；
[0010](4)高温烟气进入换热装置，经过换热，得到低温烟气，低温烟气进入电除尘装置，进行除尘处理，得到氮气和二氧化碳的混合气体后进行储存，可用于不同浓度CO2气体产品制备。
[0011]步骤(1)中低品位磷矿石研磨过筛是过200目筛，工艺运行起来之后过筛后的低品
位磷矿石采用步骤(4)的高温烟气进行换热后进入步骤(2)。
[0012]步骤(2)中黄磷尾气是电炉法生产黄磷产生的黄磷尾气，其成分主要是CO(85％～92％)、PH3(500～900mg/Nm3)，P4(300～700mg/Nm3)、硫(H2S 800～3000mg/Nm3)、氟化物(500mg/Nm3)；黄磷尾气的温度为600～850℃，流化燃烧的温度850～1000℃，黄磷尾气、空气混合比例根据黄磷尾气中CO浓度调整，使空气中O2与黄磷尾气中CO的摩尔比不低于1.5，保证氧气过量，在燃烧的同时氧化黄磷尾气中的磷化物，低品位磷矿石进行循环燃烧，使钙硫比达到2～2.5，脱硫率可达90％以上。
[0013]步骤(3)中送风机中空气经过高温烟气余热进行预热，将焙烧磷矿石吹入燃烧流化床循环的同时，为燃烧流化床燃烧提供氧气。
[0014]步骤(4)中换热器是利用高温烟气余热加入水产生水蒸气，然后对低品位磷矿石进行预热，并连接燃烧流化床汽包，空气预热器是对鼓入的空气进行预热。
[0015]本专利技术还提供所述黄磷尾气干法脱硫耦合磷矿石品位提升的装置，包括磷矿石料仓1、燃烧流化床2、流化床灰斗2
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1、旋风分离器3、高品位磷矿储存池4、换热装置5、换热器Ⅰ5
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1、换热器Ⅱ5
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2、空气预热器5
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3、换热灰斗5
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4、送风机6、电除尘装置7、除尘灰斗Ⅰ7
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1、除尘灰斗Ⅱ7
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2、储气柜8；
[0016]磷矿石料仓1与燃烧流化床2下部侧面连接，磷矿石料仓1入口下面的燃烧流化床2的侧面还设置黄磷尾气入口，燃烧流化床2侧面上部和旋风分离器3顶部连接，旋风分离器3底部与燃烧流化床2下部连接，燃烧流化床2底部设有流化床灰斗2
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1，流化床灰斗2
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1与高品位磷矿储存池4联通，通过流化床灰斗2
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1进入高品位磷矿储存池4，排出焙烧磷矿石；
[0017]旋风分离器3顶部和换热装置5连接，换热装置5内依次设置换热器Ⅰ5
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1、换热器Ⅱ5
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2、空气预热器5
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3，换热装置5底部设置换热灰斗5
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4，高温烟气先后经过换热器Ⅰ5
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1、换热器Ⅱ5
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2、空气预热器5
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3，粉尘进入底部灰斗5
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4，空气预热器5
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3两端分别与旋风分离器3下部、送风机6连接，换热装置5下部与电除尘装置7连接，电除尘装置7底部设置除尘灰斗Ⅰ7
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1、除尘灰斗Ⅱ7
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2，粉尘进入除尘灰斗Ⅰ7
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1、除尘灰斗Ⅱ7
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2，电除尘装置7与储气柜8连接。
[0018]所述换热器Ⅰ5
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1、换热器Ⅱ5
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2为螺旋管道，螺旋管道内部装有水，螺旋管道与加热管道1
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1连接，加热管道1
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1设置在磷矿石料仓1外部。
[0019]所述空气预热器5
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3为双层管，双层管外层装有水，双层管横穿换热装置5，其内管与换热装置5内部联通，内管两端分别与旋风分离器3下部、送风机6连接。
[0020]本专利技术的技术原理：
[0021]在低品位磷矿石焙烧过程中，黄磷尾气中CO进行燃烧反应，对低品位磷矿石进行焙烧，提供热量，黄磷尾气中的磷(PH3、P4)被空气中的氧气氧化成P2O5并富集，黄磷尾气中硫和氟被氧化后被磷矿石吸收，具体方程式如下。
[0022]2CO+O2→
2CO2[0023]2PH3+4O2→
3H2O+P2O5[0024]P4+5O2→
2P2O5[0025]2H2S+3O2→
2SO2+2H2O
[0026]2SO2+O2→
2SO3[0027]CaO+H2S
→
CaS+H2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种黄磷尾气干法脱硫耦合磷矿石品位提升的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将低品位磷矿石研磨后过筛；(2)将低品位磷矿石、黄磷尾气、空气充分混合，进入燃烧流化床进行流化燃烧；(3)流化燃烧后，进行气固分离，得到高温烟气和焙烧磷矿石，焙烧磷矿石返还燃烧流化床，小颗粒的磷矿石进行再次焙烧，大颗粒的磷矿石沉降到流化床灰斗，排出得到更高品位磷矿；(4)高温烟气经过换热，得到低温烟气，低温烟气进行除尘处理，得到氮气和二氧化碳的混合气体并储存，用于不同浓度CO2气体产品制备。2.根据权利要求1所述黄磷尾气干法脱硫耦合磷矿石品位提升的方法，其特征在于，步骤(1)中低品位磷矿石研磨过200目筛。3.根据权利要求1所述黄磷尾气干法脱硫耦合磷矿石品位提升的方法，其特征在于，步骤(2)中黄磷尾气是电炉法生产黄磷产生的尾气，其成分主要是CO85％～92％、PH3500～900mg/Nm3，P4300～700mg/Nm3、H2S 800～3000mg/Nm3、氟化物500mg/Nm3。4.根据权利要求1所述黄磷尾气干法脱硫耦合磷矿石品位提升的方法，其特征在于，步骤(2)黄磷尾气温度为600～850℃，流化燃烧的温度为850～1000℃，空气中O2与黄磷尾气中CO的摩尔比不低于1.5。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，李彬，宁平，曾和平，张晓跃，朱恒希，彭庆收，王建城，
申请(专利权)人：滨州魏桥国科高等技术研究院，
类型：发明
国别省市：