黄磷制备方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种不产生泥磷并能降低尾气含尘量的黄磷制备方法及设备，包括的工艺环节有：一、电炉冶炼；二、炉气净化：通过排烟管道将从电炉排出的炉气导入炉气收尘系统，该炉气收尘系统至少包含用于所述炉气过滤的过滤器，该过滤器具有可符合下述工作条件的烧结无机多孔材料滤芯，针对该过滤器应执行的操作包括：①开车时执行的操作：向过滤器中注入惰性预热气体，从而将过滤器中的烧结无机多孔材料滤芯预热至187.5℃以上；②正常运行时执行的操作：向过滤器中输入温度保持为420－590℃的待过滤炉气，且过滤后的干净炉气的含尘量为10－20mg/m3以下；③反吹时执行的操作以及④停车时执行的操作；三、收磷精制。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种不产生泥磷并能降低尾气含尘量的黄磷制备方法及设备，包括的工艺环节有：一、电炉冶炼；二、炉气净化：通过排烟管道将从电炉排出的炉气导入炉气收尘系统，该炉气收尘系统至少包含用于所述炉气过滤的过滤器，该过滤器具有可符合下述工作条件的烧结无机多孔材料滤芯，针对该过滤器应执行的操作包括：①开车时执行的操作：向过滤器中注入惰性预热气体，从而将过滤器中的烧结无机多孔材料滤芯预热至187.5℃以上；②正常运行时执行的操作：向过滤器中输入温度保持为420－590℃的待过滤炉气，且过滤后的干净炉气的含尘量为10－20mg/m3以下；③反吹时执行的操作以及④停车时执行的操作；三、收磷精制。【专利说明】黄磷制备方法及设备
本申请涉及黄磷的制备方法及设备。
技术介绍
工业化应用的电炉法黄磷生产工艺分为使用大型自焙电极制磷电炉的生产工艺和使用多电极制磷电炉生产工艺。这两种工艺虽在电炉炉型及规模、入炉原料处理要求、炉气除尘措施等方面存在差异，但主要流程基本相同，即都是将由磷矿石、硅石和焦炭按比例配成的混合料送入电炉，在电炉内的混合料发生还原反应生成炉气，炉气从反应熔区逸出，经过炉内上部由连续补充的混合料所形成的炉气过滤层后携带一部分混合料中的杂质从电炉中排出，再经除尘、冷凝洗涤、精制分离得到黄磷产品，尾气则回收利用或排放。其中，在使用大型自焙电极制磷电炉的生产工艺中，电炉变压器容量一般为50000 - 90000KVA，产量一般在30000吨/年以上，采用自焙电炉；对入炉原料要求非常严格(如入炉焦炭水分、粒度等)，通常采用烧结法、球团法进行预处理后才能入炉，不能直接使用块矿入炉，且产生的炉气温度一般高于350°C ;从电炉排出的炉气进入静电除尘器(即干法除尘)，除尘净化后的炉气(含尘量一般在50mg/m3左右)进入冷凝回收系统后得到粗磷，然后将粗磷导入粗磷精制系统中进行精制，得到黄磷产品。使用多电极制磷电炉的生产工艺中，电炉变压器容量及产量均比大型自焙电极制磷电炉工艺小的多，一般为28000KVA以下，产量一般为7000 — 10000吨/年，采用成型石墨电极，布置形式一般为三相6根或三相7根直径500mm或直径600mm石墨电极；入炉原料不需烧结料或球团料，采用烘干预处理，块矿入炉，炉气温度一般100 - 170°C ;从电炉排出的炉气直接进入冷凝回收系统(即湿法除尘)，冷凝后的黄磷进入收集槽中即为粗磷，然后将粗磷导入粗磷精制系统中进行精制，得到黄磷产品和大量泥磷。`上述使用大型自焙电极制磷电炉的生产工艺虽能够产生较少的泥磷和废水，但静电除尘器配套设施建设费用巨大、运行和维修费用高、人员技术要求高，并且对炉气中的粉尘净化处理并不充分，不能理想解决尾气中PM2.5的排放问题。而使用多电极制磷电炉的生产工艺会有大量难分离的泥磷产生，且尾气中的含尘量更高。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题有:第一，提供一种黄磷生产方法及设备，使用多电极制磷电炉，通过该方法及设备基本不产生泥磷并能降低尾气含尘量。第二，提供一种黄磷制备方法及设备，使用大型自焙电极制磷电炉，通过该方法及设备基本不产生泥磷并能降低尾气含尘量，同时又节省系统运行成本。首先，本申请的黄磷生产方法(下称方法一)，包括的工艺环节有:一、电炉冶炼将由磷矿石、硅石和焦炭按比例配成的混合料送入电炉，电炉内的混合料发生还原反应生成炉气，炉气从反应熔区逸出，经过炉内上部由连续补充的混合料所形成的炉气过滤层后携带一部分混合料中的杂质从电炉中排出；所述电炉为多电极制磷电炉；二、炉气净化通过排烟管道将从电炉排出的炉气导入炉气收尘系统，该炉气收尘系统至少包含用于所述炉气过滤的过滤器，该过滤器具有可符合下述工作条件的烧结无机多孔材料滤芯，针对该过滤器应执行的操作包括:①开车时执行的操作:向过滤器中注入惰性预热气体，从而将过滤器中的烧结无机多孔材料滤芯预热至187.5°C以上；②正常运行时执行的操作:向过滤器中输入温度保持为187.5 - 280°C的待过滤炉气，且过滤后的干净炉气的含尘量为10 - 20mg/m3以下；③反吹时执行的操作:启动反吹装置向过滤器中注入温度为187.5°C以上的惰性反吹气体，惰性反吹气体的压力控制为0.2 — 1.0MPa ；④停车时执行的操作:向过滤器中注入温度为187.5°C以上的惰性置换气体，使烧结无机多孔材料滤芯在惰性置换气体的保护下不发生糊膜污染；三、收磷精制将过滤器排出的干净炉气导入冷凝回收系统，冷凝后的黄磷进入收集槽中即为粗磷，然后将粗磷导入粗磷精制系统中进行精制，得到黄磷产品；尾气回收利用或排放；上述方法中，通过在所述排烟管道上安装换热装置或/和调整电炉中所述的炉气过滤层厚度或/和在严格进行混合料处理的前提下调整电极功率从而将通入过滤器的待过滤炉气温度保持为187.5 - 280°C。方法一中，当通入过滤器的待过滤炉气温度低于187.5°C时，将导致炉气中的磷蒸汽冷凝，造成过滤器无法正常工作`；当通入过滤器的待过滤炉气温度高于280°C时，则会降低黄磷的收率。通入过滤器的待过滤炉气温度优选为187.5 - 220°C，这时黄磷的收率较闻。将通入过滤器的待过滤炉气温度保持为187.5 - 2800C (优选为187.5 一 220°C )的技术手段，一是利用换热装置对炉气的温度进行控制，二是调整电炉中所述的炉气过滤层厚度，三是在严格进行混合料处理的前提下调整电极功率。这三种手段可以结合使用，也可以单独使用。其中，由于多电极制磷电炉通常所产生的炉气温度较低，要通过换热装置使通入过滤器的待过滤炉气温度保持为187.5 - 280°C，应通过换热装置对炉气进行加热。炉气过滤层的主要作用是减少炉气中夹带的粉尘。以往，为了减少泥磷的产量，往往要求炉气过滤层较厚。由于使用的是多电极制磷电炉，通常其产生的炉气温度本身较低，这时，要通过调整炉气过滤层厚度使通入过滤器的待过滤炉气温度保持为187.5 - 280°C,应采取降低炉气过滤层厚度，这样可以减少炉气通过炉气过滤层的热量损失，从而使通入过滤器的待过滤炉气温度提高。使用多电极制磷电炉时，以往对入炉原料的处理要求并不高(如入炉焦炭水分、粒度等)，若使用过高的电极功率，恐导致副反应增多，降低黄磷产量。因此，如要通过调整电极功率使通入过滤器的待过滤炉气温度保持为187.5 - 280°C，其前提是应对原料进行严格处理，如采用烧结法、球团法对原料进行预处理后再入炉，这种情况下，就可以通过增大电压、电流来提高电极功率。总之，利用上面的手段可将通入过滤器的待过滤炉气温度保持为187.5 - 2800C(优选为187.5 - 220°C)0此外，对于上述的过滤器而言，将其应用到磷炉气过滤环境中还需要克服过滤器开车、反吹以及停车期间，由于烧结无机多孔材料滤芯表面温度骤变而引起磷蒸汽冷凝致使滤芯糊膜污染，孔道堵塞的技术困难。为此，采取上述注入一定温度的惰性预热气体、惰性反吹气体和惰性置换气体的手段。采用具有烧结无机多孔材料滤芯的过滤器的显著优势还在于收尘精度高。上述方法中对过滤器的收尘精度要求为过滤后的干净炉气含尘量在10 - 20mg/m3以下。为达到该要求，可以选择相应孔径的烧结无本文档来自技高网...

【技术保护点】
黄磷制备方法，包括的工艺环节有：一、电炉冶炼将由磷矿石、硅石和焦炭按比例配成的混合料送入电炉（1），电炉（1）内的混合料发生还原反应生成炉气，炉气从反应熔区逸出，经过炉内上部由连续补充的混合料所形成的炉气过滤层后携带一部分混合料中的杂质从电炉（1）中排出；所述电炉（1）为大型自焙电极制磷电炉；二、炉气净化通过排烟管道（2）将从电炉（1）排出的炉气导入炉气收尘系统（3），该炉气收尘系统（3）至少包含用于所述炉气过滤的过滤器（301），该过滤器（301）具有符合下述工作条件的烧结无机多孔材料滤芯，针对该过滤器（301）应执行的操作包括：①开车时执行的操作：向过滤器（301）中注入惰性预热气体，从而将过滤器（301）中的烧结无机多孔材料滤芯预热至187.5℃以上；②正常运行时执行的操作：向过滤器（301）中输入温度保持为420－590℃的待过滤炉气，且过滤后的干净炉气的含尘量为10－20mg/m3以下；③反吹时执行的操作：启动反吹装置向过滤器（301）中注入温度为187.5℃以上的惰性反吹气体，惰性反吹气体的压力控制为0.2－1.0MPa；④停车时执行的操作：向过滤器（301）中注入温度为187.5℃以上的惰性置换气体，使烧结无机多孔材料滤芯在惰性置换气体的保护下不发生糊膜污染；三、收磷精制将过滤器（301）排出的干净炉气导入冷凝回收系统（4），冷凝后的黄磷进入收集槽中即为粗磷，然后将粗磷导入粗磷精制系统（5）中进行精制，得到黄磷产品；尾气回收利用或排放；上述方法中，通过在所述排烟管道（2）上安装换热装置（6）或/和调整电炉（1）中所述的炉气过滤层厚度或/和调整电极功率从而将通入过滤器（301）的待过滤炉气温度保持为420－590℃。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高麟，汪涛，樊彬，
申请(专利权)人：成都易态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：