低温干法净化黄磷炉气的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低温干法净化黄磷炉气的装置及方法，所述装置包括撞击式除尘器、加热器、金属毡除尘器、黄磷冷凝塔和螺旋排灰机，黄磷电炉炉气的出口管与撞击式除尘器的入口直接相连，撞击式除尘器的出口与所述加热器的入口相连，所述加热器的出口与金属毡除尘器的进口连通，所述金属毡除尘器的气体出口与所述黄磷冷凝塔的进口连接，所述撞击式除尘器底部的粉尘出口、加热器底部的粉尘出口、金属毡除尘器底部的粉尘出口与密闭式螺旋排灰机的粉尘进口密封连通，所述黄磷冷凝塔的出气口为所述装置的排气口。所述装置结构简单、节约能耗、能够解决炉气出口固体物料堵塞。

Device and method of purifying yellow phosphorus furnace gas by low temperature dry method

【技术实现步骤摘要】
低温干法净化黄磷炉气的装置及方法
本专利技术涉及黄磷生产节能减排
，尤其涉及一种低温干法净化黄磷炉气的装置及方法。
技术介绍
中国黄磷产能与产量均占世界的85%左右，但目前的黄磷产业仍是一个高能耗、高污染的行业。工业化电炉法生产黄磷的主要方法是将合格块状磷矿、焦丁和硅石称量后送到黄磷电炉料仓；混合炉料经下料管进入黄磷电炉内，在电热作用下发生还原反应，产生的炉气直接进入三级或四级冷凝塔喷淋冷却制得粗磷，再通过多级精制，反复蒸煮、漂洗、过滤沉降、冷凝除杂质后得到黄磷产品。由于黄磷电炉出口炉气中含有大量粉尘，这些粉尘在黄磷冷凝过程中与黄磷一同进入粗磷产品，粗磷在精制过程中又产生大量的污水以及泥磷，造成严重的环境污染以及高昂的处理成本。如泥磷的回收一般采用转锅法，即使用黄磷尾气在转锅外燃烧加热，首先蒸发泥磷中约60%～70%的水分，再逐渐加温至炉膛温度700～800℃使磷蒸发再冷凝，使残渣含磷量降至1%以下，每锅蒸磷作业周期一般在6～8小时；耗时长，耗能高，燃烧、排渣时环境污染严重，是黄磷生产亟待解决的关键核心技术。为了解决粉尘带入冷凝系统副产泥磷的问题，国内外开展了一系列的研究和产业化开发，例如30kt/a黄磷装置，其在黄磷电炉出口设置电收尘器，但这种方法，一是需要将入炉矿石进行烧结成球，增加了成本；二是要求进入除尘器的炉气温度大于600℃；三是需要使用300～350℃惰性气体对所有控制系统进行保温；每吨黄磷综合成本高达2400元，且由于电除尘效率的问题，不能完全根除泥磷的产生。CN103708432A公开了“从电炉制磷炉气中回收黄磷的方法、设备及专用收磷装置”，该专利技术要求操作温度187.5-280℃；CN103523762A公开了“黄磷生产方法及设备”，采用烧结无机多孔材料制备过滤滤芯，要求操作温度仍然为187.5-280℃。CN103708432A与CN103523762A都提到操作温度要求187.5-280℃，而目前我国普遍采用的磷炉炉气出口温度仅为110-140℃，要使气体温度提高至187.5-280℃，需要耗费大量的热量，同时在黄磷冷凝塔又再次需要将这一部分热量带走以维持系统热平衡。CN205442645U公开了“黄磷炉气干法除尘设备的保温系统”，采用燃烧黄磷尾气燃烧间接供给除尘设备进行保温，耗能大，效率低，且黄磷尾气含有的磷、氟等杂质对设备会造成极大的腐蚀。CN105056641A公开了一种“黄磷炉气过滤方法”，其采用停车置换模式，通入含氧气体燃烧附着在滤膜表面的黄磷，确保过滤装置的正常运行。这些专利技术都需要将过滤的炉气温度加热到187.5℃以上，增加了能耗。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种结构简单、节约能耗、能够解决炉气出口固体物料堵塞的低温干法净化黄磷炉气的装置。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种低温干法净化黄磷炉气的装置，其特征在于：包括撞击式除尘器、加热器、金属毡除尘器、黄磷冷凝塔和螺旋排灰机，黄磷电炉炉气的出口管与撞击式除尘器的入口直接相连，撞击式除尘器的出口与所述加热器的入口相连，所述加热器的出口与金属毡除尘器的进口连通，所述金属毡除尘器的气体出口与所述黄磷冷凝塔的进口连接，所述撞击式除尘器底部的粉尘出口、加热器底部的粉尘出口、金属毡除尘器底部的粉尘出口与密闭式螺旋排灰机的粉尘进口密封连通，所述黄磷冷凝塔的出气口为所述装置的排气口。进一步的技术方案在于：所述撞击式除尘器包括上圆柱部和下圆锥部，所述下圆锥部的圆锥面上设置有进入口，黄磷电炉出口管从所述圆锥面上的进入口竖直的伸入到所述撞击式除尘器的顶部，所述上圆柱部内固定有隔板，通过所述隔板将所述上圆柱部分作左右两部分，所述上圆柱部的上侧设置有炉气出口管，所述炉气出口管插入到所述加热器内，所述上圆柱部和下圆锥部为蒸汽夹套结构，且所述下圆锥部的锥尖处设置有粉尘出口管，所述粉尘出口管插入到所述密闭式螺旋排灰机内。进一步的技术方案在于：金属毡除尘器内的金属毡采用材质为316或310S不锈钢材质制作，由316或310S不锈钢纤维编制而成；金属毡表面孔隙小于1μm，其过滤为表面过滤，不形成较厚的滤饼，含尘的含磷炉气在通过金属滤料的时候，由超细纤维表面通过筛滤、拦截、碰撞、静电作用拦截大于等于1μm的粉尘。进一步的技术方案在于：金属毡除尘器过滤风速为0.8~1.1m/min时，通过金属毡过滤器后，含磷炉气中的粉尘浓度低于5mg/Nm3；当过滤风速为1.2~1.5m/min时，通过金属毡过滤器后，含磷炉气中的粉尘浓度低于10mg/Nm3。进一步的技术方案在于：所述加热器的热源为蒸汽、红外、微波、高温燃烧烟气中的一种或几种的组合。本专利技术还公开了一种低温干法净化黄磷炉气的方法，其特征在于包括如下步骤：黄磷电炉排出的黄磷炉气排入到撞击式除尘器内进行除尘处理，经撞击式除尘器除去黄磷炉气中粒径20μm以上的粉尘，撞击式除尘器外壁采用蒸汽保温和加热，防止可凝性气体凝结；除尘后的气体进入到加热器进行加热处理，将黄磷炉气加热到150~180℃，然后输入到金属毡除尘器，进一步去除粒径为1-20μm的粉尘，除尘净化后的黄磷炉气经黄磷冷凝塔直接产出黄磷产品，撞击式除尘器、加热器以及金属毡除尘器产生的粉尘被排入到密闭式螺旋排灰机内。进一步的技术方案在于：通过用蒸汽对撞击式除尘器壁面进行加热，使撞击式除尘器壁温保持在140-150℃。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1）实现了干法除尘净化，取消漂磷与泥磷回收装置。漂磷与泥磷回收是黄磷生产的主要污染源之一，通过本专利技术所述装置，在进入冷凝工序之前，实现了磷蒸气与粉尘的分离，后工序不再产生泥磷，消除了漂磷与泥磷回收的能耗和污染，降低了黄磷生产成本，节约了供给漂磷的热水（或蒸汽）以及泥磷回收的磷炉尾气。2）节约能耗。本专利技术所述装置中金属毡除尘器设备的炉气控制温度为150-180℃，温度低，能耗低。3）黄磷电炉出口管直接插入撞击式除尘器结构，解决了炉气出口固体物料堵塞问题。4）本专利技术采用撞击式除尘器与金属毡过滤器的组合方式，首先由撞击式除尘器除去大于20μm的粉尘颗粒，再用金属毡过滤器除去1～20μm的微小颗粒，采用两级除尘，提高了除尘效率。5）与传统工艺相比，一次磷收率提高5%～8%，减轻了操作人员的生产劳动强度，提高了系统的安全性。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术实施例中所述装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例所述装置中撞击式除尘器的主视结构示意图；图3是本专利技术实施例所述装置中撞击式除尘器的俯视结构示意图；图4是本专利技术实施例所述装置中金属毡除尘器的结构示意图；其中：1、撞击式除尘器；101、黄磷电炉出口管；102、隔板；103、炉气出口管；104、蒸汽夹套；105、粉尘出口管；2、加热器；3、金属毡除尘器；31、金属毡；32、高温烟气进口；32、高温烟气出口；4、黄磷冷凝塔；5、螺旋排灰机。具体实施方式下面结合本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温干法净化黄磷炉气的装置，其特征在于：包括撞击式除尘器（1）、加热器（2）、金属毡除尘器（3）、黄磷冷凝塔（4）和螺旋排灰机（5），黄磷电炉炉气的出口管（101）与撞击式除尘器（1）的入口直接相连，撞击式除尘器（1）的出口与所述加热器（2）的入口相连，所述加热器（2）的出口与金属毡除尘器（3）的进口连通，所述金属毡除尘器（3）的气体出口与所述黄磷冷凝塔（4）的进口连接，所述撞击式除尘器（1）底部的粉尘出口、加热器（2）底部的粉尘出口、金属毡除尘器（3）底部的粉尘出口与密闭式螺旋排灰机（5）的粉尘进口密封连通，所述黄磷冷凝塔（4）的出气口为所述装置的排气口。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温干法净化黄磷炉气的装置，其特征在于：包括撞击式除尘器（1）、加热器（2）、金属毡除尘器（3）、黄磷冷凝塔（4）和螺旋排灰机（5），黄磷电炉炉气的出口管（101）与撞击式除尘器（1）的入口直接相连，撞击式除尘器（1）的出口与所述加热器（2）的入口相连，所述加热器（2）的出口与金属毡除尘器（3）的进口连通，所述金属毡除尘器（3）的气体出口与所述黄磷冷凝塔（4）的进口连接，所述撞击式除尘器（1）底部的粉尘出口、加热器（2）底部的粉尘出口、金属毡除尘器（3）底部的粉尘出口与密闭式螺旋排灰机（5）的粉尘进口密封连通，所述黄磷冷凝塔（4）的出气口为所述装置的排气口。


2.如权利要求1所述的低温干法净化黄磷炉气的装置，其特征在于：所述撞击式除尘器（1）包括上圆柱部和下圆锥部，所述下圆锥部的圆锥面上设置有进入口，黄磷电炉出口管（101）从所述圆锥面上的进入口竖直的伸入到所述撞击式除尘器（1）的顶部，所述上圆柱部内固定有隔板（102），通过所述隔板（102）将所述上圆柱部分作左右两部分，所述上圆柱部的上侧设置有炉气出口管（103），所述炉气出口管（103）插入到所述加热器（2）内，所述上圆柱部和下圆锥部为蒸汽夹套（104）结构，且所述下圆锥部的锥尖处设置有粉尘出口管（105），所述粉尘出口管插入到所述密闭式螺旋排灰机（5）内。


3.如权利要求1所述的低温干法净化黄磷炉气的装置，其特征在于：金属毡除尘器（3）内的金属毡（31）采用材质为316或310S不锈钢材质制作，由316或310S不锈钢纤维编制而成；金属毡（31）表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅毅，侯屹东，聂云祥，曲涛，朱远蹠，何德东，王驰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53