[發明專利]一種五氧化二磷強化風冷生產方法與設備

有效

• 申請號: 201110275521.4
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102992287A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 林明;印華亮
• 申請（專利權）人: 廣西越洋化工實業集團有限公司
• 主分類號: C01B25/12
• 分類號: C01B25/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無機化學工業中的磷化工產品生產技術領域，是一種全新的五氧化二磷生產技術，在黃磷燃燒制五氧化二磷，以及進一步制磷酸、磷酸鹽的生產中有廣泛的應用前景。

背景技術

五氧化二磷為極易潮解的白色粉末。遇水及有機物如木、棉或草發生劇烈反應放出大量煙霧和熱量，可引起燃燒。是化學工業中常見的原料和試劑，主要用作氣體和液體干燥劑、有機合成的脫水劑、醫藥精制分析試劑、有機磷酸酯類乳化劑，廣泛用于醫藥，涂料助劑，印染助劑，抗靜電劑，鈦酸酯偶聯劑，農藥，三氯氧磷化工等行業。高品質的五氧化二磷還可用來生產各種濃度的高純磷酸、尤其是多聚磷酸。

目前，五氧化二磷主要是采用傳統的方法生產。即采用黃磷盤來平衡黃磷液位，在足夠干燥的空氣(經濃硫酸處理)作用下，黃磷盤內盤的黃磷在燃燒爐掛爐里燃燒，在燃燒爐主爐中生成五氧化二磷并部分冷卻沉降、經收集室冷卻收得到白色粉末狀成品五氧化二磷，未冷卻的五氧化二磷煙霧再經多級冷卻沉降以回收產品，由于全是采用在空氣中利用塔體外壁自然冷卻，故需要做成多個大體積的燃燒爐、沉降室以便于自然冷卻，每條年產量1千噸的生產線約需要直徑1.5～2.5米、高度4.5到9米的鋼塔30到45個。因而大都存在成本高、設備投資大、產量低等問題。

五氧化二磷的生產廠家國內現有數十家、單套五氧化二磷產能最大的為1000噸/年，規模大、單套年產過千噸的廠家尚未見報導，品質也參差不齊。

科學工作者們正在研究開發五氧化二磷的新生產方法，多是研究采用磷礦石直接高溫生產五氧化二磷，可利用中低品位磷礦、降低能耗。但該方法存在氧化還原未能很好隔離、生產操作較難、產品質量較差、廢渣很多且難以被建材產業直接利用、產能較低、廢渣中殘留磷高、磷總收率較低等很多尚需改進、完善的問題，該方法尚未能完全實現工業化。

經檢索，專利號201020137205.1的文獻報導了“一種五氧化二磷強制制冷生產設備”，該生產方法是在黃磷燃燒爐上部增設列管換熱器，燃燒生成的五氧化二磷煙霧從側面穿過多條列管，列管內有不停循環的水以通過管壁交換五氧化二磷氣體的熱量。被換熱降溫的五氧化二磷粉末積聚落入收集料斗，冷卻并積累到一定數量后包裝。這是我公司前期創新研發的用冷卻水循環來強制制冷生產五氧化二磷的新工藝，取得了一定成果，但經長期生產應用，我們發現該方法還存在以下兩方面的問題，一是由于列管內走的冷卻水與列管外的五氧化二磷煙氣溫差太大，列管周圍易結塊使傳熱效果逐步下降；二是列管換熱器是置于燃燒爐高溫磷火或煙氣中，有可能會出現換熱器被火燒不均勻、個別焊點拉出裂痕的現象，由于五氧化二磷產品是需要絕對干燥、絕對無水的，此裂痕在以五氧化二磷為目的產品的生產中會對安全、質量、生產造成很大的威脅。故我們繼續進行了大量研究以圖解決以上兩個存在的關鍵問題，我們研究了換熱設備的各種結構形式、換熱可采用的各種介質種類，通過對五氧化二磷生產中有關的物質狀態、氣體流動形態、熱量交換等工藝條件及最終計劃的換熱風管的形式、大小、排布、集氣與出氣口等等的研究，研制出了一整套高品質五氧化二磷風冷式生產的全新工藝和設備，最終實現了高品質五氧化二磷大規模、批量化安全生產的目的。

發明內容

本風冷式五氧化二磷生產新技術發明的目的是為了克服已有技術的不足，解決五氧化二磷采用自然冷卻的傳統生產方法中存在的成本高、設備投資大、產量低等問題，提出了一種五氧化二磷強化風冷式生產的全新生產方法。

本發明的主要設備及結構是：

帶夾套換熱設備的黃磷燃燒爐，較高大、寬敞的冷卻沉降塔，該冷卻沉降塔中增設許多均勻分布、從底到頂貫通的通風管進行強化風冷，以及多個收集料斗，螺旋包裝機，K形塔體連接器，尾氣回收制磷酸塔，循環吸收酸泵，帶多個噴頭的噴射管，兩級串聯的空氣干燥塔，黃磷漂洗槽等。

本發明的主要原理、流程如下：