專利名稱：無污染負(fù)壓泥磷回收黃磷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無污染負(fù)壓泥磷回收黃磷設(shè)備，屬于磷化工設(shè)備。
目前國(guó)內(nèi)黃磷廠對(duì)泥磷的處理是采用蒸汽加熱的精制罐提取分離黃磷，經(jīng)精制罐提取黃磷后的廢棄物中，尚含有元素磷25～70％，這部份廢棄物是各個(gè)小黃磷廠的主要生產(chǎn)原料。各小黃磷廠利用這種原料，采取各種技術(shù)措施，提取黃磷和泥磷酸作為最終產(chǎn)品，現(xiàn)有技術(shù)狀況為①固定坩堝燒磷法把原料裝入坩堝，密封進(jìn)出料口吊到灶中，用煤在坩堝的一邊燃燒，使坩堝的一邊升溫至700～900℃，坩堝內(nèi)的原料蒸發(fā)出水蒸汽和黃磷蒸汽。由于背火面溫度偏低，迎火面溫度過高，原料中只有部分磷蒸汽逸出，尚有部分元素磷留于渣中。原料中溫度高的部分P2O5也升華為氣體排出。以上坩堝中所產(chǎn)生的氣體以一定的正壓力通過出磷管進(jìn)入集磷罐水中收集，水對(duì)出磷管中所排出的氣體大部分無法在較短的距離、很短的時(shí)間內(nèi)吸收，大部分以煙氣形式排入大氣中，另外由于坩堝的密封不嚴(yán)或堝被火燒通，也使大量的磷蒸汽外泄燃燒產(chǎn)生大量的煙氣，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和磷回收的損失。另外由于原料加熱的不均勻，導(dǎo)致低溫部分原料中還含有大量的元素磷，造成掏堝出渣時(shí)燃燒，酸霧擴(kuò)散面積超過兩平方公里以上，對(duì)環(huán)境的污染及對(duì)農(nóng)作物的損害特別嚴(yán)重。提磷后的渣中還含有20％左右的元素磷，用于燒泥磷酸，成為對(duì)環(huán)境的第二次污染。②轉(zhuǎn)動(dòng)坩堝燒磷法轉(zhuǎn)動(dòng)坩堝燒磷是在固定坩堝燒磷的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種方法。其工作過程是把原料裝入圓筒型的坩堝中密封進(jìn)出料口，轉(zhuǎn)堝在電機(jī)及減速器的帶動(dòng)下，中心空軸在托輪的支承上慢慢旋轉(zhuǎn)，堝體置于爐火中，因軸和堝體是一個(gè)整體，堝中的原料翻滾均勻加熱，蒸發(fā)的水汽和磷蒸汽以一定的正壓力通過轉(zhuǎn)堝中空軸上的小孔進(jìn)入軸中，中空軸的一端以盤根密封和出磷管相接，出磷管固定在集磷罐前的冷卻管上，冷卻管為磷收集管，插入集磷罐內(nèi)的水中較深，冷卻管的上端密封并連接一根較小的管子排氣入集磷罐的水面。集磷罐有密封蓋，蓋上裝一根管子作為煙囪，使煙氣排入大氣。因原料加熱均勻提高了回收提取率可達(dá)90％左右。磷等氣體的收集是由鉆了很多小孔的中心軸完成的，軸與原料的距離較近，運(yùn)轉(zhuǎn)中原料產(chǎn)生的粉塵也一起進(jìn)入產(chǎn)品，使產(chǎn)品外觀為灰色或黑色。以上兩種從泥磷中回收黃磷的設(shè)備是目前使用的設(shè)備，內(nèi)部都是工作在一定的正壓條件下，磷氣的對(duì)外泄漏較嚴(yán)重，每堝原料的提取操作時(shí)間長(zhǎng)，燃料耗用多，產(chǎn)品質(zhì)量低，渣中殘留元素磷較多，特別是固定坩堝高達(dá)25％左右，工作溫度過高，使大量的P2O5升華逸出，使渣不能用于農(nóng)肥而喪失使用價(jià)值。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種無污染負(fù)壓泥磷回收黃磷設(shè)備，以轉(zhuǎn)動(dòng)坩堝燒磷法的轉(zhuǎn)動(dòng)為基礎(chǔ)而改進(jìn)完善的一種設(shè)備，該設(shè)備工作在負(fù)壓狀態(tài)下，以100％的提取率、完善的環(huán)境保護(hù)措施、高質(zhì)量的產(chǎn)品等三項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)為目的而發(fā)明的。
上述任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的無污染負(fù)壓泥磷回收黃磷設(shè)備，包括旋轉(zhuǎn)蒸磷罐、爐灶、煙囪、減速驅(qū)動(dòng)裝置、軸承支架、集氣管、石棉盤根密封環(huán)和集磷罐，回收設(shè)備各部分為管道連接，經(jīng)抽風(fēng)機(jī)抽氣工作在負(fù)壓條件下，集氣管為固定式Z形，其帶斜口的一端緊帖旋轉(zhuǎn)蒸磷罐內(nèi)壁，另一端從中空軸頭穿出經(jīng)石棉盤根密封環(huán)密封后，與磷氣分離器的旋風(fēng)外筒用法蘭連接，磷氣分離器的下端置于密封的集磷罐上部。由氣體冷卻器、泡沫洗滌器、收集循環(huán)槽組成尾氣處理裝置。設(shè)備的整體負(fù)壓＞500mm/H2O。
無污染負(fù)壓泥磷回收黃磷設(shè)備，能將泥磷中的元素磷(無論品位高低)回收完全，且回收速度快，消除了磷煙霧、污水、磷渣等對(duì)環(huán)境的污染，改善了操作條件。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)溫度低，熱能消耗低，回收時(shí)間又短，提高和延長(zhǎng)了設(shè)備的使用年限，降低了燃料消耗。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。


圖1為無污染負(fù)壓泥磷回收黃磷設(shè)備的結(jié)構(gòu)全剖示圖無污染負(fù)壓泥磷回收設(shè)備，包括旋轉(zhuǎn)蒸磷罐1、爐灶 2、煙囪 3、減速驅(qū)動(dòng)裝置 4、軸承支架 5、集氣管 6、石棉盤根密封環(huán) 7、集磷罐 9，回收設(shè)備各部分為管道連接，經(jīng)抽風(fēng)機(jī)13抽氣工作在負(fù)壓條件下，設(shè)備的整體負(fù)壓＞500mm/H2O。集氣管6為固定式Z形，其帶斜口的一端緊帖旋轉(zhuǎn)蒸磷罐1內(nèi)上壁，另一端從中空軸頭穿出經(jīng)石棉盤根密封環(huán)7密封后，與磷氣分離器8的旋風(fēng)外筒用法蘭連接，磷氣分離器8的下端置于密封的集磷罐9上部。由氣體冷卻器10、泡沫洗滌器11、收集循環(huán)槽12組成尾氣處理裝置。
將原料裝入旋轉(zhuǎn)蒸磷罐1中，密封進(jìn)出料口，蒸磷罐使用受熱面積大的煤粉爐加熱，蒸磷罐置于爐灶2內(nèi)，在減速驅(qū)動(dòng)裝置4的帶動(dòng)下蒸磷罐被旋轉(zhuǎn)加熱，Z形的集氣管6為固定式，它不隨旋轉(zhuǎn)蒸磷罐1轉(zhuǎn)動(dòng)，其帶斜口的一端緊帖蒸磷罐的內(nèi)壁，罐內(nèi)的蒸發(fā)汽體(磷蒸汽)由該口收集抽出。旋轉(zhuǎn)蒸磷罐1內(nèi)部工作在負(fù)壓條件下，消除了磷氣向外泄漏，降低了磷的蒸發(fā)溫度，提高了分離效率，縮短了分離時(shí)間。抽氣口置于罐內(nèi)與原料的最遠(yuǎn)距離，使生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵不能到達(dá)抽氣口，提高了產(chǎn)品純度。由于罐內(nèi)工作溫度低，原料中的P2O5等不能升華同渣滯留于罐中，渣可作為磷肥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。黃磷是本設(shè)備的提取對(duì)象，根據(jù)黃磷的物理性質(zhì)、熱動(dòng)力學(xué)和真空蒸發(fā)的原理，在負(fù)壓(真空)條件下使元素磷在較低的溫度下汽化與渣分離，避免了黃磷轉(zhuǎn)化為異形體(赤磷)，較快的分離蒸發(fā)速度與較低的蒸發(fā)溫度使煤的使用量(按原料噸位計(jì)算)為老設(shè)備的2/3或1/3，時(shí)間由老設(shè)備的一堝8小時(shí)降為6小時(shí)。旋轉(zhuǎn)蒸磷罐的兩端蓋均有保溫層結(jié)構(gòu)，減少了熱能的散失，保證了整個(gè)罐體的熱平衡，對(duì)節(jié)約燃料也起到了一定的作用。由罐內(nèi)固定集氣口收集的揮發(fā)汽體，經(jīng)管道連接使氣體進(jìn)入磷氣分離器8，由于罐體的旋轉(zhuǎn)，集氣管道的固定，它們之間采用石棉盤根密封環(huán)7密封，使得空氣不能進(jìn)入罐中。磷氣分離器8是專門為分離提取元素磷微粒和分離其它氣體而設(shè)計(jì)的一種分離設(shè)備，由固定集氣管6收集的氣體，以12M/S的風(fēng)速先進(jìn)入旋風(fēng)收集部分，與旋風(fēng)外筒接觸降溫，磷蒸汽凝結(jié)為小顆粒粘附于壁上，匯集流入密封的集磷罐9水中，其余汽體再與水面接觸，對(duì)集磷罐中的水加熱，并使汽體降溫，降了部分溫度的汽體通過磷氣分離器8的中心管進(jìn)入上部，更進(jìn)一步的散熱降溫，在降溫冷卻過程中，汽體中的元素磷冷凝為小顆粒下沉，通過中心管進(jìn)入集磷罐9收集。其余氣體由分離器8的中心管進(jìn)入上部，經(jīng)冷卻降溫分離磷后，通過管道連接氣體冷卻器10。氣體冷卻器10為一列管式冷凝器，氣體進(jìn)入冷凝管，把熱量傳給冷凝管，冷凝管周圍用冷水循環(huán)降溫，經(jīng)降溫后的氣體冷卻為液體(主要為磷酸，還有少量的氫氟酸)，以便于收集處理。未凝結(jié)的少量尾氣(主要含有少量的磷酸和氫氟酸)通過管道直接進(jìn)入泡沫洗滌器11，在洗滌器中與堿金屬的氫氧化物液體反復(fù)混合洗滌吸收，液體的循環(huán)由循環(huán)泵和收集循環(huán)槽12組成。液體用泵打入洗滌器，經(jīng)噴嘴噴淋，與逆向的尾氣接觸反應(yīng)，反應(yīng)生成物沉淀池底，便于收集處理。經(jīng)洗滌吸收反應(yīng)后的氣體，再脫除水霧后由引風(fēng)機(jī)13抽出，通過煙管14放空。放空的尾氣已消除了大部分的酸性而呈中性，達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)，從而消除了對(duì)環(huán)境的污染。
權(quán)利要求1.一種無污染負(fù)壓泥磷回收黃磷設(shè)備，包括旋轉(zhuǎn)蒸磷罐(1)、爐灶(2)、煙囪(3)、減速驅(qū)動(dòng)裝置(4)、軸承支架(5)、集氣管(6)、石棉盤根密封環(huán)(7)、集磷罐(9)，其特征在于a、回收設(shè)備各部分為管道連接，b、集氣管(6)為固定式Z形，其帶斜口的一端緊帖旋轉(zhuǎn)蒸磷罐(1)內(nèi)壁，另一端從中空軸頭穿出經(jīng)石棉盤根密封環(huán)(7)密封后，與磷氣分離器(8)的旋風(fēng)外筒用法蘭連接，磷氣分離器(8)的下端置于密封的集罐(9)上部，c、由氣體冷卻器(10)、泡沫洗滌器(11)，收集循環(huán)槽(12)組成尾氣處理裝置。
專利摘要一種無污染負(fù)壓泥磷回收黃磷設(shè)備，包括置于爐灶(2)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)蒸磷罐(1)，設(shè)置在蒸磷罐內(nèi)的固定式集氣管(6)，用管道連接的磷氣分離器(8)、集磷罐(9)、氣體冷卻器(10)、泡沫洗滌器(11)、收集循環(huán)槽(12)，經(jīng)抽風(fēng)機(jī)(13)抽氣使整套設(shè)備工作在負(fù)壓條件下。利用旋轉(zhuǎn)蒸磷罐(1)對(duì)泥磷進(jìn)行均勻加熱，并采用負(fù)壓蒸發(fā)原理，能完全回收泥磷中的元素磷，由于配與相適應(yīng)的尾氣處理裝置，改善、消除了回收操作中所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題。
文檔編號(hào)C01B25/027GK2242882SQ9522299
公開日1996年12月18日 申請(qǐng)日期1995年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月22日
發(fā)明者王毓生 申請(qǐng)人:王毓生