【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及黄磷制备领域，尤其涉及一种节能低碳环保型黄磷制备系统及工艺。
技术介绍
1、p4黄磷(白磷)，磷单质(与红磷不同)，白色或浅黄色半透明性固体。目前的黄磷生产工艺是将磷矿、焦炭和硅石原料按比例投入黄磷电炉反应，然后将电炉产生的炉气在喷淋塔内用水喷淋冷却，并得到粗磷，然后再将粗磷导入精制槽内进行两级精制，最终得到黄磷产品。p4黄磷是一种高能耗高物耗高污染的化工产品，在生产过程中会又数量大种类多的有毒有害物质产生，如泥磷黄磷尾气等。
2、黄磷电炉产生的炉气中主要包含p4蒸汽、粉尘、co、ch4、hcl、h2s、h3p等气体，co、ch4、hcl、h2s、h3p为有害气体不能对外排放，p4蒸汽中的黄磷低于44.1℃就会冷凝成固体，在44.1℃至280°之间则为液体，280°以上为气体，由于黄磷的该物理特性，目前对黄磷炉气的回收处理方式仅有用水喷淋的直接湿式处理，即采用喷淋塔进行喷淋冷却回收黄磷，由于炉气中同时含有大量粉尘，在喷淋塔中用水喷淋回收黄磷的同时，粉尘也从炉气中随之喷淋洗涤下来，导致喷淋得到的粗磷中含大量粉尘，同时部分粉尘随水分层，进入循环冷却水中产生大量污水及泥磷，污水和泥磷后期处理十分困难。由于喷淋回收得到的粗磷中含有大量粉尘，需要进入精制系统，利用黄磷与粉尘的密度差，用水通过多次不停的漂洗，才能将粉尘分离出来，能得到精品黄磷产品。由于炉气中的hcl、h2s会大量溶于水，导致喷淋回收的循环水呈酸性，需要加碱进行中和处理，调节其ph值至8-10，通过碱性水进行炉气洗涤冷却时，水中的碱与炉气中的黄磷反应
3、现有工艺存在的问题还有：1.喷淋塔需要持续对黄磷炉气进行直接喷淋，导致用水量巨大，能源消耗大。2.产生的污水量大，所需要投入大型的污水处理系统及设备，资金投入大，占地面积大。3.污水处理难度也大，因为污水中有黄磷与粉尘，其结合会产生泥磷，泥磷的处理是黄磷生产行业的一大难题。4.黄磷炉气在进入喷淋塔时为280-300°的高温炉气，经直接喷淋降温后形成50-80°的尾气，其中热能通过喷淋水汽化直接损耗掉了，热能没有进行进行回收利用，同时造成水消耗量增大。
4、目前的黄磷制备都是采用水喷淋的直接湿式处理，在黄磷制备过程中，也有人尝试使用干式分离法分离粉尘，有利用热电厂的旋风分离器进行粉尘收集的，但旋风分离器的分离效率很低，无法进行细微粉尘的回收，而热电厂是采用布袋除尘器进行细微粉尘回收的，但布袋最高耐受150°的高温，电厂之所以能采用布袋除尘器，是因为火电厂是进行的尾气除尘，尾气是经过省煤器换热降温，实现余热利用，所以其布袋除尘器的工作温度低于150°。而黄磷电炉的炉气要求黄磷蒸汽气化，所以产生的炉气要求达到280°到300°的高温蒸汽状态，导致无法使用布袋除尘器过滤细微粉尘。也有人尝试采用使用带微孔的金属膜过滤粉尘的，由于p4蒸汽易冷凝，导致堵微孔堵塞后续金属膜清洗十分麻烦，通常几天后就无法使用了，导致该方案无法有效实施。因此若能采用高温粉尘过滤设备提前进行有效的粉尘分离回收，则能为新工艺的实施创造相应的条件，对此我公司研发了一种黄磷炉气高温除尘过滤装置，可解决黄磷炉气中粉尘及细微粉尘的过滤分离回收问题。
5、粉尘问题得已解决后，为解决现有黄磷生产工艺中存在的问题，因此研发设计了一种全新的黄磷生产制备系统及工艺，对现有工艺系统进行了突破性的创新改革，工艺中不再需要喷淋塔以及漂洗精选工艺及设备，能源得到有效利用，而且极大的降低了污水及污泥的产生，能提高精品黄磷的纯度及产量，使黄磷制备系统更加节能低碳环保。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于提供一种解决了上述问题的节能低碳环保型黄磷制备系统及工艺。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种节能低碳环保型黄磷制备系统，包括黄磷制备系统，所述黄磷制备系统主要由黄磷电炉、旋风除尘器、高温除尘过滤装置、黄磷冷凝器、一级尾气缓冲罐、二级尾气缓冲罐、炉气循环系统和冷却水循环系统组成，所述炉气循环系统主要由炉气循环管路组成，所述黄磷电炉、旋风除尘器、高温除尘过滤装置、黄磷冷凝器、一级尾气缓冲罐、二级尾气缓冲罐通过炉气循环管路依次连通，所述二级尾气缓冲罐上设有尾气排气管道。
3、作为优选，所述黄磷冷凝器的上部设有炉气进气口，所述炉气进气口通过炉气循环管路与高温除尘过滤装置的出气端连通，所述黄磷冷凝器下部设有炉气出气口，所述黄磷冷凝器内设有黄磷冷凝系统，所述黄磷冷凝器底面呈锥形，其底面中心处开设有黄磷回收口，所述黄磷冷凝器底部采用液位水封，所述液位水封的水位面低于炉气出气口。
4、作为优选，所述炉气出气口上设有直立的尾气排放管，所述尾气排放管下端与炉气出气口连接，上端通过炉气循环管路与一级尾气缓冲罐连通，所述尾气排放管内设有喷淋头。
5、作为优选，所述冷却水循环系统由循环水槽、喷淋管路、液位水封回流管路、自来水进水管和循环水泵组成，所述循环水泵设置于喷淋管路上，所述喷淋管路一端与循环水槽连通，另一端与尾气排放管内的喷淋头连通，所述液位水封回流管路一端与循环水槽连通，另一端与黄磷冷凝器底部连通，且位于液位水封的最高水位线处，所述自来水进水管与循环水槽内连通。
6、作为优选，所述自来水进水管分两路，一路进入循环水槽内，另一路作为清洗水与高温除尘过滤装置的排气管道连通，并进入高温除尘过滤装置内进行反向冲洗。
7、作为优选，所述黄磷冷凝系统由换热管冷凝管、蒸汽汽包、脱盐水进水管和换热蒸汽排气管组成，所述换热管冷凝管设置于黄磷冷凝器内，所述蒸汽汽包安装于黄磷冷凝器上方，所述脱盐水进水管与换热管冷凝管的进水口连通，所述换热管冷凝管的出气口通过换热蒸汽排气管与蒸汽汽包内部连通，所述蒸汽汽包上设有蒸汽出气管道。
8、作为优选，所述换热管冷凝管由竖式蛇形管换热管和横式蛇形管换热管两组换热管道组成，所述竖式蛇形管换热管位于黄磷冷凝器顶部，所述横式蛇形管换热管位于竖式蛇形管换热管下方，所述脱盐水进水管分别与竖式蛇形管换热管和横式蛇形管换热管的进水口连通，所述换热蒸汽排气管分别与竖式蛇形管换热管和横式蛇形管换热管的出气口连通。
9、作为优选，还包括蒸汽主管路和降温管路，所述蒸汽主管路与高温除尘过滤装置的出气端连通，所述蒸汽出气管道与蒸汽主管路连通，所述降温管路一端与高温除尘过滤装置的进气端连通，另一端与二级尾气缓冲罐前端的炉气循环管路连通。
10、作为优选，所述一级尾气缓冲罐与二级尾气缓冲罐之间的炉气循环管路上设有尾气抽吸泵，所述一级尾气缓冲罐与二级尾气缓冲罐底部设有冷凝黄磷回收管道和和冷凝水排污管道。
11、一种节能环保型黄磷制备工艺，方法步骤如下，
12、a.黄磷矿在黄磷电炉内经电极加热产生的200-300°的黄磷炉气，
13、b.黄磷炉气经旋风除尘器后进入高温除尘过滤装置，经高温除尘过滤装置再次过滤去除细微粉尘杂质，得到带黄磷蒸汽本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种节能低碳环保型黄磷制备系统，包括黄磷制备系统，其特征在于：所述黄磷制备系统主要由黄磷电炉、旋风除尘器、高温除尘过滤装置、黄磷冷凝器、一级尾气缓冲罐、二级尾气缓冲罐、炉气循环系统和冷却水循环系统组成，所述炉气循环系统主要由炉气循环管路组成，所述黄磷电炉、旋风除尘器、高温除尘过滤装置、黄磷冷凝器、一级尾气缓冲罐、二级尾气缓冲罐通过炉气循环管路依次连通，所述二级尾气缓冲罐上设有尾气排气管道。
2.根据权利要求1所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：所述黄磷冷凝器的上部设有炉气进气口，所述炉气进气口通过炉气循环管路与高温除尘过滤装置的出气端连通，所述黄磷冷凝器下部设有炉气出气口，所述黄磷冷凝器内设有黄磷冷凝系统，所述黄磷冷凝器底面呈锥形，其底面中心处开设有黄磷回收口，所述黄磷冷凝器底部采用液位水封，所述液位水封的水位面低于炉气出气口。
3.根据权利要求2所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：所述炉气出气口上设有直立的尾气排放管，所述尾气排放管下端与炉气出气口连接，上端通过炉气循环管路与一级尾气缓冲罐连通，所述尾气排放管内设有喷淋头。
4.根据权利要求3所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：所述冷却水循环系统由循环水槽、喷淋管路、液位水封回流管路、自来水进水管和循环水泵组成，所述循环水泵设置于喷淋管路上，所述喷淋管路一端与循环水槽连通，另一端与尾气排放管内的喷淋头连通，所述液位水封回流管路一端与循环水槽连通，另一端与黄磷冷凝器底部连通，且位于液位水封的最高水位线处，所述自来水进水管与循环水槽内连通。
5.根据权利要求4所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：所述自来水进水管分两路，一路进入循环水槽内，另一路作为清洗水与高温除尘过滤装置的排气管道连通，并进入高温除尘过滤装置内进行反向冲洗。
6.根据权利要求2所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：所述黄磷冷凝系统由换热管冷凝管、蒸汽汽包、脱盐水进水管和换热蒸汽排气管组成，所述换热管冷凝管设置于黄磷冷凝器内，所述蒸汽汽包安装于黄磷冷凝器上方，所述脱盐水进水管与换热管冷凝管的进水口连通，所述换热管冷凝管的出气口通过换热蒸汽排气管与蒸汽汽包内部连通，所述蒸汽汽包上设有蒸汽出气管道。
7.根据权利要求6所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：所述换热管冷凝管由竖式蛇形管换热管和横式蛇形管换热管两组换热管道组成，所述竖式蛇形管换热管位于黄磷冷凝器顶部，所述横式蛇形管换热管位于竖式蛇形管换热管下方，所述脱盐水进水管分别与竖式蛇形管换热管和横式蛇形管换热管的进水口连通，所述换热蒸汽排气管分别与竖式蛇形管换热管和横式蛇形管换热管的出气口连通。
8.根据权利要求6所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：还包括蒸汽主管路和降温管路，所述蒸汽主管路与高温除尘过滤装置的出气端连通，所述蒸汽出气管道与蒸汽主管路连通，所述降温管路一端与高温除尘过滤装置的进气端连通，另一端与二级尾气缓冲罐前端的炉气循环管路连通。
9.根据权利要求1所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：所述一级尾气缓冲罐与二级尾气缓冲罐之间的炉气循环管路上设有尾气抽吸泵，所述一级尾气缓冲罐与二级尾气缓冲罐底部设有冷凝黄磷回收管道和和冷凝水排污管道。
10.根据权利要求1所述的一种节能环保型黄磷制备工艺，其特征在于：方法步骤如下，
...【技术特征摘要】
1.一种节能低碳环保型黄磷制备系统，包括黄磷制备系统，其特征在于：所述黄磷制备系统主要由黄磷电炉、旋风除尘器、高温除尘过滤装置、黄磷冷凝器、一级尾气缓冲罐、二级尾气缓冲罐、炉气循环系统和冷却水循环系统组成，所述炉气循环系统主要由炉气循环管路组成，所述黄磷电炉、旋风除尘器、高温除尘过滤装置、黄磷冷凝器、一级尾气缓冲罐、二级尾气缓冲罐通过炉气循环管路依次连通，所述二级尾气缓冲罐上设有尾气排气管道。
2.根据权利要求1所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：所述黄磷冷凝器的上部设有炉气进气口，所述炉气进气口通过炉气循环管路与高温除尘过滤装置的出气端连通，所述黄磷冷凝器下部设有炉气出气口，所述黄磷冷凝器内设有黄磷冷凝系统，所述黄磷冷凝器底面呈锥形，其底面中心处开设有黄磷回收口，所述黄磷冷凝器底部采用液位水封，所述液位水封的水位面低于炉气出气口。
3.根据权利要求2所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：所述炉气出气口上设有直立的尾气排放管，所述尾气排放管下端与炉气出气口连接，上端通过炉气循环管路与一级尾气缓冲罐连通，所述尾气排放管内设有喷淋头。
4.根据权利要求3所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：所述冷却水循环系统由循环水槽、喷淋管路、液位水封回流管路、自来水进水管和循环水泵组成，所述循环水泵设置于喷淋管路上，所述喷淋管路一端与循环水槽连通，另一端与尾气排放管内的喷淋头连通，所述液位水封回流管路一端与循环水槽连通，另一端与黄磷冷凝器底部连通，且位于液位水封的最高水位线处，所述自来水进水管与循环水槽内连通。
5.根据权利要求4所述的一种节能低碳环保型黄磷制备系统，其特征在于：所述自来...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹万清，
申请(专利权)人：四川七化建化工工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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