[發(fā)明專利]從電爐制磷爐氣中回收黃磷的方法、設(shè)備及專用收磷裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310740690.X
• 申請(qǐng)日: 2013-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN103708432A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高麟;汪濤;郭定江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都易態(tài)科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B25/047
• 分類號(hào): C01B25/047
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 王睿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及從電爐制磷爐氣中回收黃磷的方法、設(shè)備及專用收磷裝置。

背景技術(shù)

工業(yè)化應(yīng)用的電爐法黃磷生產(chǎn)工藝分為使用大型自焙電極制磷電爐的生產(chǎn)工藝和使用多電極制磷電爐生產(chǎn)工藝。這兩種工藝雖在電爐爐型及規(guī)模、入爐原料處理要求、爐氣除塵措施等方面存在差異，但主要流程基本相同，即都是將由磷礦石、硅石和焦炭按比例配成的混合料送入電爐，在電爐內(nèi)的混合料發(fā)生還原反應(yīng)生成爐氣，爐氣從反應(yīng)熔區(qū)逸出，經(jīng)過(guò)爐內(nèi)上部由連續(xù)補(bǔ)充的混合料所形成的爐氣過(guò)濾層后攜帶一部分混合料中的雜質(zhì)從電爐中排出，再經(jīng)除塵、冷凝洗滌、精制分離得到黃磷產(chǎn)品，尾氣則回收利用或排放。

其中，在使用大型自焙電極制磷電爐的生產(chǎn)工藝中，電爐變壓器容量一般為50000－90000KVA，產(chǎn)量一般在30000噸/年以上，采用自焙電爐；對(duì)入爐原料要求非常嚴(yán)格（如入爐焦炭水分、粒度等），通常采用燒結(jié)法、球團(tuán)法進(jìn)行預(yù)處理后才能入爐，不能直接使用塊礦入爐，且產(chǎn)生的爐氣溫度一般高于350℃；從電爐排出的爐氣進(jìn)入靜電除塵器（即干法除塵），除塵凈化后的爐氣（含塵量一般在50mg/m³左右）進(jìn)入冷凝回收系統(tǒng)后得到粗磷，然后將粗磷導(dǎo)入粗磷精制系統(tǒng)中進(jìn)行精制，得到黃磷產(chǎn)品。

使用多電極制磷電爐的生產(chǎn)工藝中，電爐變壓器容量及產(chǎn)量均比大型自焙電極制磷電爐工藝小的多，一般為28000KVA以下，產(chǎn)量一般為7000－10000噸/年，采用成型石墨電極，布置形式一般為三相6根或三相7根直徑500mm或直徑600mm石墨電極；入爐原料不需燒結(jié)料或球團(tuán)料，采用烘干預(yù)處理，塊礦入爐，爐氣溫度一般100－170℃；從電爐排出的爐氣直接進(jìn)入冷凝回收系統(tǒng)（即濕法除塵），冷凝后的黃磷進(jìn)入收集槽中即為粗磷，然后將粗磷導(dǎo)入粗磷精制系統(tǒng)中進(jìn)行精制，得到黃磷產(chǎn)品和大量泥磷。

上述使用大型自焙電極制磷電爐的生產(chǎn)工藝雖能夠產(chǎn)生較少的泥磷和廢水，但靜電除塵器配套設(shè)施建設(shè)費(fèi)用巨大、運(yùn)行和維修費(fèi)用高、人員技術(shù)要求高，并且對(duì)爐氣中的粉塵凈化處理并不充分，不能理想解決尾氣中PM2.5的排放問題。而使用多電極制磷電爐的生產(chǎn)工藝會(huì)有大量難分離的泥磷產(chǎn)生，且尾氣中的含塵量更高。

本發(fā)明專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人曾在申請(qǐng)?zhí)枮?013104546439、2013104548326號(hào)的中國(guó)專利申請(qǐng)文件中分別提供了一種使用多電極制磷電爐的黃磷生產(chǎn)方法及設(shè)備和使用大型自焙電極制磷電爐的黃磷生產(chǎn)方法，由于這兩種方法都采用干式除塵系統(tǒng)對(duì)電爐制磷爐氣進(jìn)行除塵凈化，并且干式除塵系統(tǒng)中又使用了安裝多孔材料膜濾芯的過(guò)濾器對(duì)電爐制磷爐氣進(jìn)行高溫精密過(guò)濾，因此，通過(guò)這兩種方法生產(chǎn)黃磷過(guò)程中基本不產(chǎn)生泥磷并能降低尾氣含塵量。但是，由于這兩種方法在對(duì)除塵凈化后的爐氣進(jìn)行冷凝時(shí)仍采用噴淋冷卻的方式，還是可能產(chǎn)生一定量泥磷，同時(shí)會(huì)消耗大量的冷卻水，從而在后續(xù)產(chǎn)生大量廢水，不僅極大增加粗磷精制時(shí)的蒸汽消耗量，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)廢水處理問題。目前為此，電爐法黃磷生產(chǎn)均是通過(guò)這樣的噴淋冷卻方式生產(chǎn)粗磷，這種方式已寫入黃磷生產(chǎn)規(guī)范中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題首先是提供一種對(duì)電爐制磷爐氣進(jìn)行冷凝時(shí)不采用噴淋冷卻方式的電爐制磷爐氣中回收黃磷的方法、設(shè)備及專用收磷裝置，解決目前噴淋冷卻方式所帶來(lái)的普遍問題。本發(fā)明其次還將提供一種使用大型自焙電極制磷電爐生產(chǎn)黃磷的方法及設(shè)備，其對(duì)電爐制磷爐氣進(jìn)行冷凝時(shí)也不采用噴淋冷卻方式。

本發(fā)明所提供的從電爐制磷爐氣中回收黃磷的方法，包括的步驟有：

1）在確保電爐制磷爐氣的溫度處于該電爐制磷爐氣中磷蒸汽露點(diǎn)溫度以上的條件下，使用干式除塵系統(tǒng)對(duì)所述電爐制磷爐氣進(jìn)行除塵凈化，從而使該電爐制磷爐氣的固含量達(dá)到10－50mg/m³以下；

2）將凈化后的爐氣送至一收磷裝置，該收磷裝置具有由殼體所構(gòu)成的換熱室及設(shè)置在該換熱室內(nèi)的間壁換熱器，所述爐氣進(jìn)入換熱室從而與間壁換熱器充分接觸；

3）向間壁換熱器的內(nèi)部流路中通入低溫介質(zhì)，該低溫介質(zhì)與所述爐氣在間壁換熱器的隔離下非混合傳熱，從而使黃磷冷凝析出并大量附著于間壁換熱器表面，換熱后的尾氣排出收磷裝置；

4）向間壁換熱器的內(nèi)部流路中通入替換低溫介質(zhì)的高溫介質(zhì)，該高溫介質(zhì)與附著于間壁換熱器表面的黃磷非混合傳熱，從而使黃磷熔化并滴入收磷裝置底部的收磷槽中，然后再通過(guò)收磷槽獲取黃磷。