專利名稱：黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法。
背景技術(shù)：
黃磷，書名白磷。因光和熱的作用很快轉(zhuǎn)為黃色，純黃磷無嗅，但由于與空氣中的氧反應(yīng)產(chǎn)生氧和磷的氧化物，故常有蒜臭味。黃磷用途十分廣泛，元素磷可以直接軍用，生產(chǎn)燃燒彈、煙幕彈、曳光彈。還可生產(chǎn)脫水劑(如磷酸酐)、潤滑劑、火柴、殺蟲劑、增塑劑(如氯化磷)。黃磷的深加工產(chǎn)品(磷酸、磷酸鹽)用途更加廣泛。黃磷的生產(chǎn)原料為磷礦石、硅石和焦炭，在電爐內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，得到磷、硅酸鈣和一氧化碳，其反應(yīng)式為
2Ca3 (PO4) 2+6Si O2+10C=6CaSiO3+10C0+P4 2P205+10C=10C0+ P4
所以，在黃磷生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)一噸黃磷會(huì)副產(chǎn)2500—3000m3 (標(biāo)態(tài))的電爐尾氣，尾氣中的CO含量達(dá)87%-92%，另有總硫0. 8-8g/ m3、總磷0. 5-1. 5g/ m3，以及原料粉塵等，CO富含豐富的熱值，其發(fā)熱值為2500-2700KCa/ m3是良好的熱源。現(xiàn)階段，黃磷的副產(chǎn)物CO大都是作為廢棄物排放，而且為了不造成環(huán)境污染，還必須在排放口和氧氣混合后點(diǎn)燃形成二氧化碳，再排放。所以，“長明火”是黃磷生產(chǎn)企業(yè)的一個(gè)重要的標(biāo)志。如此潔凈和低成本的熱源，白白的燃燒排放，是一種很大的浪費(fèi)行為，也不符合“節(jié)能減排”的政策。微纖維玻璃棉是選用玻璃球作為原料，經(jīng)高溫熔融一次連續(xù)纖維，再經(jīng)高溫高速氣流噴吹而成的定長微纖維，俗稱超細(xì)玻璃棉。微纖維玻璃棉是呈蓬松棉絮狀的短纖維，有直徑小、比表面積大、纖維柔韌的。導(dǎo)熱系數(shù)低、電導(dǎo)率小、耐高溫、耐腐蝕、無毒、不燃、吸附性好以及化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性；其制品孔徑小、孔率大、容重小，是高性能隔音隔熱、高潔凈的空氣和液體過濾材料。微纖維玻璃棉產(chǎn)品廣泛用于航天船舶制造業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能、電子行業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。微纖維玻璃棉現(xiàn)階段采用的方法是將玻璃器在鑰電極的加熱下溶化，具有合適溫度粘度的熔融玻璃液從電熔爐底部的鉬金漏板流出，通過膠輥拉絲器牽拉成絲，并送至燃燒器噴火口前，被高溫高速氣流連續(xù)吹成棉纖維，棉纖維隨氣流經(jīng)沉降室引導(dǎo)，降溫后送入集棉室被集中收集。現(xiàn)階段用于制取微纖維玻璃棉的可燃?xì)怏w天然氣或焦?fàn)t尾氣，天然氣作為優(yōu)質(zhì)的熱源，價(jià)格高，加之能耗用量大，使得微纖維玻璃棉的成本和價(jià)格居高不下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)。該方法能充分的利用尾氣的熱能，進(jìn)行二次開發(fā)利用。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)目的采用的技術(shù)方案是黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法，其特征是
a、將電爐生產(chǎn)黃磷過程中產(chǎn)生的尾氣，用水噴淋洗去尾氣中的液態(tài)磷和粉塵；
b、將水洗后的尾氣經(jīng)汽水分離后進(jìn)行堿洗，用堿液噴淋尾氣，調(diào)pH值到6.5-8，使尾氣不會(huì)腐蝕后段的設(shè)備；
C、經(jīng)堿洗和汽水分離后的尾氣和空氣混合，送入配氣盤，燃燒后其火焰在噴火口噴吹玻璃絲，吹出微纖維玻璃棉。所述的黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法，其特征是水洗后尾氣內(nèi)的粉塵含量小于0.0054Kg/ m3。所述的黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法，其特征是汽水分離后相對濕度小于144%。
所述的黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法，其特征是尾氣流量為0. 032- 0. 040m3/s ;尾氣和空氣的體積混合比為I: I. 61。所述的黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法，其特征是通孔直徑為 3. 8-4. 2cm。本發(fā)明的積極效果在于克服了黃磷行業(yè)的尾氣大量浪費(fèi)的現(xiàn)象，為微纖維玻璃棉生產(chǎn)行業(yè)提供了有效的熱源，開創(chuàng)性的將兩個(gè)行業(yè)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)利用，符合國家的節(jié)能減排政策。同時(shí)，具體的研究了尾氣適應(yīng)性的處理，并制定出行之有效的解決方案，取得了實(shí)踐上的成功，因而大大減低了微纖維玻璃棉的生產(chǎn)成本，提高了微纖維玻璃棉的質(zhì)量。


圖I是配氣盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例
黃磷生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的尾氣，含有CO、液態(tài)磷、硫、粉塵雜質(zhì)等。具體的講，尾氣的組份及含量C0 > 90% ；C02 為 2%—4% ；02 < 0. 5% ；P4 為 0. 5—1. Og/m3 ；S 為 0. 6—2. 5 g/m3 ；AS為 0. 03—0. 07 g/m3 ;粉塵為 0. 036—0. 054Kg/ m3。如果直接使用，顯然是不行的，所以需要預(yù)處理。水洗工藝用水噴淋尾氣，使尾氣中的液態(tài)磷、硫、粉塵雜質(zhì)通過被水噴淋，沉降。這樣一方面提高了尾氣的潔凈度，另一方面，可以回收磷產(chǎn)品。為了水洗的更徹底，水洗工序可以重復(fù)3-4次，我們現(xiàn)在實(shí)際使用過程中，尾氣與水的體積比為38-45:1。水洗以后尾氣的組份及含量C0 > 90% ；C02為2 — 4% ；02 < 0. 5% ；P4為0. 05—0. I g/m3 ；S 為 0. 6—2. 5 g/m3 ；AS 為 0. 03—0. 07 g/m3 ;粉塵為 0. 0036—0. 0054Kg/ m3?？梢钥闯隽缀头蹓m在尾氣中的含量大大降低，這就達(dá)到了水洗的目的。堿洗工序水洗后的尾氣由于含磷或硫的酸性物質(zhì)，所以呈酸性(PH值為5)，如果直接使用，會(huì)腐蝕后段設(shè)備(如風(fēng)機(jī)、吹棉設(shè)備等)，所以必須要使其大致呈中性，最簡便的辦法是將堿液噴淋尾氣，堿液和尾氣中的含磷或硫的酸性物質(zhì)中和反應(yīng)，以達(dá)到中性的要求。為了確保效果，堿洗工序可重復(fù)1-2次。
為們在實(shí)際使用過程中，使用42%的NaOH溶液，尾氣與堿液的的體積比為81-89:1。汽水分離經(jīng)過過水洗和堿洗后的尾氣里有水蒸氣，水蒸氣的存在會(huì)影響熱效率，所以要將水蒸氣進(jìn)行分離，我們采用的方法是吸附法，設(shè)置比表面積大的物體，使水蒸氣在其上冷凝成液態(tài)水，而尾氣可以順利的逸出至下道工序待用。我們測量過汽水分離前相對濕度為288%，汽水分離后相對濕度為144%。預(yù)處理后的尾氣，經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓后和空氣混合，經(jīng)配氣盤，在燃燒器內(nèi)燃燒，并從噴火口噴出火焰，完成吹絲任務(wù)。但是，上述過程是最為關(guān)鍵的一步，理論上可行，但是在實(shí)踐 操作過程中，我們在這一步遇到很多困難，并逐一解決(而且在解決的過程中，我們還對預(yù)處理工序做出了調(diào)試，比如汽水分離工序)，我們將在以下的篇幅中詳細(xì)描述，同時(shí)也能向?qū)彶閱T展現(xiàn)我們的創(chuàng)造性所在。我們最初按照原有天然氣的方法進(jìn)行燃燒噴吹，始終產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，原因是火焰溫度不夠，我們研究后發(fā)現(xiàn)天然氣的熱值是8000-9000 KCa/ m3，而我們處理后的尾氣熱值為2500-2700KCa/ m3，相差很多，所以出現(xiàn)了問題。我們通過很多次實(shí)驗(yàn)，找到了合適的解決手段，就是加大尾氣的流量，在相同時(shí)間內(nèi)燃燒更多的尾氣，確保熱量和溫度能夠達(dá)到要求，事實(shí)證明，這樣的手段是完全可行的。具體的講原來使用天然氣時(shí)，其流量為0. 012m3/s，如果按照這個(gè)流量標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)出現(xiàn)吹絲效果差的現(xiàn)象。加大尾氣流量是一個(gè)解決方向，但是具體應(yīng)該增加到何種程度？是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)問題，我們通過很多次的實(shí)驗(yàn)和調(diào)試，得到了最適合的數(shù)值，在實(shí)踐中也得到了驗(yàn)證尾氣的流量0. 036 m3/s ;空氣的流量0. 058 m3/s ;尾氣和空氣的體積混合比1:1. 61。加大尾氣流量以后，隨之出來的問題是，尾氣和空氣的混合氣體在經(jīng)過配氣盤時(shí)，會(huì)產(chǎn)生堵塞、回火燒毀、怪叫等現(xiàn)象。我們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)燃燒設(shè)備是按照原有方案設(shè)計(jì)的，其中配氣盤I是個(gè)關(guān)鍵原因，配氣盤I是一板狀物，其上有若干均勻分布的通孔2，帶壓混合氣體經(jīng)小孔進(jìn)入燃燒室燃燒。在大流量的情況下，配氣盤通孔2孔徑(直徑為3cm)過小是導(dǎo)致上述現(xiàn)象的主要原因，所以我們將通孔2的孔徑增大，上述問題隨之全部解決。我們在實(shí)際應(yīng)用中，將通孔2直徑增大為4cm，就能達(dá)到最佳的效果。
權(quán)利要求
1.黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法，其特征是 a、將電爐生產(chǎn)黃磷過程中產(chǎn)生的尾氣，用水噴淋洗去尾氣中的液態(tài)磷和粉塵； b、將水洗后的尾氣經(jīng)汽水分離后進(jìn)行堿洗，用堿液噴淋尾氣，調(diào)pH值到6.5-8，使尾氣不會(huì)腐蝕后段的設(shè)備； C、經(jīng)堿洗和汽水分離后的尾氣和空氣混合，送入配氣盤，燃燒后其火焰在噴火口噴吹玻璃絲，吹出微纖維玻璃棉。
2.如權(quán)利要求I所述的黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法，其特征是水洗后尾氣內(nèi)的粉塵含量小于O. 0054Kg/ m3。
3.如權(quán)利要求I所述的黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法，其特征是汽水分離后相対濕度小于144%。
4.如權(quán)利要求I所述的黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法，其特征是尾氣流量為O. 032- O. 040m3/s ;尾氣和空氣的體積混合比為I: I. 61。
5.如權(quán)利要求I所述的黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法，其特征是通孔直徑為3. 8-4. 2cm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行生產(chǎn)微纖玻璃棉的方法，其特征是將電爐生產(chǎn)黃磷過程中產(chǎn)生的尾氣，用水噴淋洗去尾氣中的液態(tài)磷和粉塵；將水洗后的尾氣經(jīng)汽水分離后進(jìn)行堿洗，用堿液噴淋尾氣，調(diào)pH值到6.5-8，再送入配氣盤，燃燒后其火焰在噴火口噴吹玻璃絲，吹出微纖維玻璃棉。本發(fā)明的積極效果在于克服了黃磷行業(yè)的尾氣大量浪費(fèi)的現(xiàn)象，為微纖維玻璃棉生產(chǎn)行業(yè)提供了有效的熱源，開創(chuàng)性的將兩個(gè)行業(yè)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)利用，符合國家的節(jié)能減排政策。同時(shí)，并制定出行之有效的解決方案，取得了實(shí)踐上的成功，因而大大減低了微纖維玻璃棉的生產(chǎn)成本，提高了微纖維玻璃棉的質(zhì)量。
文檔編號(hào)C03B37/06GK102730963SQ20121025649
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者吳與翥, 巫凡, 陳曾, 陳聯(lián)強(qiáng) 申請人:四川九河化工有限責(zé)任公司