[實用新型]一種完全熄滅黃磷電爐放散火炬的裝置

有效

• 申請號: 201220532654.5
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN202852836U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 寧平;殷在飛;王學謙;寧致遠
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F23G7/06
• 分類號: F23G7/06;F22B31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種完全熄滅黃磷電爐放散火炬的裝置，利用火炬廢熱生產熱水，達到黃磷電爐節能減排的目的，屬于環境保護領域。

背景技術

電爐法生產黃磷過程中，每生產一噸黃磷，就產生約2500～3000?mg/Nm³含一氧化碳80～90%（vol.）以上的黃磷尾氣。制磷電爐產生的爐氣從電爐引出經三個串聯的冷凝塔用循環水冷卻收磷，黃磷尾氣從總水封上部直徑為φ600～700mm，高約30m的煙囪放空，煙囪頂部點火，形成火炬放散。黃磷尾氣含有高濃度的一氧化碳，多年來一直沒有較好的得到利用的原因有兩個：一是過去所用制磷電化工爐單臺產能小，黃磷企業規模小；二是由于尾氣中含有較多的雜質（硫、磷、砷，氟等），這些雜質（尤其是磷）因無成熟深度凈化技術凈化，導致黃磷尾氣長期無法全部利用。

我國是世界上最大的黃磷生產、消費和出口國。截止2009年，國內有黃磷生產企業140多家，產能已達180萬t/a。近年來，我國黃磷產量基本保持在每年80～100萬噸左右，對應副產黃磷尾氣約20～25億立方米。隨著我國黃磷生產企業的整合和技術進步，單臺制磷電化工爐生產能力的逐步大型化及黃磷企業產能的擴大，使得綜合利用黃磷尾氣這一重要一碳化學資源、保護環境成為我國黃磷企業走可持續發展道路所面臨的重大課題。控制黃磷尾氣燃燒排放以及開展黃磷尾氣的綜合利用是國家對黃磷生產企業的一道門檻。

目前，國內黃磷尾氣凈化技術已逐步成熟。凈化黃磷尾氣的綜合利用基本上有兩種途徑：一是直接利用黃磷尾氣的熱值，作為燃料燒鍋爐蒸汽發電；二是利用黃磷尾氣中豐富的一氧化碳含量，凈化后作為化工原料合成多種化工產品。

電磷爐爐頂設計要求是微壓操作，控制壓力指標為3±2mm水柱，在如此小的壓力范圍，用于壓力感應元件沒有這么靈敏，自動控制壓力相當困難。

在黃磷尾氣凈化工程中，要完全消滅煙囪冒火已做過試驗，很難做到，因為電磷爐爐頂設計要求是微壓操作，爐頂電極一般采用砂封，當爐內壓力升高，砂封漏氣，爐頂冒火，即導致電爐電器設備燒毀。另一方面，還要防止電爐系統抽負壓，若負壓過大，將空氣抽入大系統，造成黃磷尾氣氧含量過高，將導致系統爆炸。為保證安全，黃磷電爐必須保持煙囪始終有少量冒火，少量冒火燃燒的黃磷尾氣量約為黃磷尾氣產生量的10～15%。目前黃磷尾氣即使90%通過凈化加以利用，每年仍有2.5～3億m3黃磷尾氣被浪費掉，實為可惜。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種完全熄滅黃磷電爐放散火炬的裝置，該裝置提供了一種熄滅煙囪火炬的方法，將燃燒放散的黃磷尾氣通過燃燒室和廢熱鍋爐將熱量轉化為蒸汽，吸收熱量后的煙氣返回煙囪，供保溫用，從此完全熄滅火炬，達到節能之目的。

本實用新型在黃磷尾氣排放煙囪6中部加一個切斷閥1，將放散黃磷尾氣在閥前通過短管2引入煙囪6外部的燃燒器3中，燃燒器3上部設置有廢熱鍋爐4，廢熱鍋爐4與煙囪6連通，燃燒器3下部設置有水封5，燃燒后的灰渣自動落入水封5中，定期清理，廢熱鍋爐頂部設有汽包8，從汽包引出蒸汽供設備保溫用，從而實現熄滅煙囪火炬、節能減排的目的。

本實用新型中所述切斷閥1為煤氣蝶閥，蝶閥可以用水和蒸汽沖洗，防止泥磷積聚；

本實用新型中所述燃燒器3內壁安裝有耐火磚，燃燒室上設置有空氣混合器7和點火器，混合器7將黃磷尾氣與空氣混合，使燃燒完全，尾氣中所含的泥磷類粉塵燃燒后形成粉塵，在燃燒室內利用碰撞和重力分離粉塵；點火器保持燃燒室火焰不熄滅。

本實用新型中所述廢熱鍋爐4采用立式火管，防止積灰和腐蝕。

黃磷尾氣在過剩空氣下進行完全燃燒，生成CO₂、H₂O、SO₂、N₂及過剩的O₂，放出大量熱量，燃燒反應如下：

???CO?+?O₂?→?CO_2???????????????????????（1）

???2H₂?+?O₂?→?2H₂O??????????????????????（2）

?H₂S?+?1.5O₂?→?SO₂?+?H₂O????????????????（3）