【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工设备的，特别是涉及一种高纯磷还原收集装置及其收集方法。
技术介绍
1、高纯磷通常指的是产品中含磷99.9999％(6n)的单质磷，6n以上单质磷是制电子级红磷和磷化合物，如氯氧磷、电子级磷酸等的重要原料。酸性氧化法提纯商品级黄磷作为一种传统的黄磷提纯工艺，被广泛研究，其主要是利用液态黄磷与水溶液不相溶的原理。但酸性氧化法该工艺中黄磷的损失率为30％-40％，在生产过程中会引入很多有机杂质例如cs2、苯等，氧化性体系对有机杂质的处理效果较差。
2、本装置是三氯化磷和氢气通过加热发生还原反应生成红磷和黄磷的共存体，主要是黄磷居多，在现有技术中，成品磷是在惰性气体氛围中冷却收集，收集效率低且收集难度大，并对设备密封性的要求高。
技术实现思路
1、旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。本专利技术提供一种高纯磷还原收集装置及其收集方法，收集方法简单，收集效率高。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种高纯磷还原收集装置,包括反应组件、收集塔、喷淋组件、循环组件以及尾气处理组件；
3、所述收集塔包括塔主体、塔端板以及分离罐，所述塔主体的上端与所述塔端板密封连接，所述塔主体设有收集腔及反应进气口，所述反应组件连接于所述反应进气口并与所述收集腔连通，所述分离罐设有分离腔、循环出液口、成品出口以及成品阀，所述塔主体的下端插入所述分离腔且与所述分离罐密封连接，所述循环出液口位于所述分离罐的上部，所述成品出口位于所述分离罐的下部，所述循环出液
4、所述喷淋组件包括喷嘴和连接水管，所述喷嘴连接于所述收集腔内，所述反应进气口在高度方向上位于所述喷嘴与所述塔主体的下端之间，所述连接水管通过所述塔端板与所述喷嘴连通；
5、所述循环组件包括水箱和回水管，所述回水管分别与所述循环出液口以及所述水箱连通，所述水箱与所述连接水管连通；
6、所述尾气处理组件包括尾气管道以及用于容置水的尾气处理罐，所述尾气管道的一端连接于所述塔端板并与所述收集腔连通，所述尾气管道另一端与所述尾气处理罐连通。
7、作为优选方案，所述反应组件包括主管体、挡板以及用于对所述主管体加热的加热件，所述主管体设有收集口、原料加注口以及反应腔，所述挡板位于所述反应腔内，所述挡板的周侧面连接于所述主管体的内壁，所述挡板的上部设有反应通孔，所述挡板在反应腔内划分形成反应区和收集区，所述原料加注口与所述反应区连通，所述反应区通过所述反应通孔与所述收集区连通，所述收集区与所述收集口连通，所述收集口与所述反应进气口连通。
8、作为优选方案，所述主管体包括反应管段和加注管段，所述反应腔以及所述挡板分别位于所述反应管段内，所述收集口位于反应管段的一端，所述加注管段的一端与所述反应管段的另一端连通，所述反应管段远离所述加注管段的一端设有原料加注口，所述反应组件还包括位于所述反应管段内的第一内管体和第二内管体，所述第一内管体的一端连接于所述挡板，另一端与所述反应管段远离所述收集口的一端具有第一流通间隙，所述第二内管体连接于所述反应管段远离所述收集口的一端，所述第二内管体的一端伸入所述第一内管体并与挡板之间具有第二流通间隙，另一端通过所述加注管段与所述原料加注口连通。
9、作为优选方案，所述反应通孔全部布置于第一内管体的外壁与所述反应管段的内壁之间。
10、作为优选方案，所述原料加注口包括气体加注口和液体加注口，所述液体加注口与所述气体加注口分别通过加注管段与所述第二内管体远离所述第一内管体的一端连通，所述液体加注口与所述挡板之间的轴向距离为a，所述气体加注口与所述挡板之间的轴向距离为b，b＞a。
11、作为优选方案，所述喷淋组件还包括连接于所述塔主体内的喷淋分散板，所述喷淋分散板设有多个分散通孔，所述喷淋分散板在高度方向上位于所述喷嘴与所述反应进气口之间。
12、作为优选方案，所述尾气处理罐的下端设有废水排放口以及废水排放阀，所述废水排放阀连接于所述废水排放口，所述尾气管道的一端通过所述塔端板插入所述塔主体内，且与所述收集腔连通，所述尾气管道的另一端与所述尾气处理罐连通，所述尾气处理罐的上端开设有用于尾气排出的尾气排放口。
13、作为优选方案，所述循环组件还包括第一隔板和至少两个第二隔板，所述水箱包括主箱体、顶板以及底板，所述主箱体的相对两侧分别设有进液口和供液口，所述进液口通过所述回水管与所述循环出液口连通，所述供液口通过所述连接水管与所述收集腔连通，所述主箱体、所述顶板以及所述底板围合形成循环腔，所述进液口和所述供液口分别与所述循环腔连通，所述第一隔板和所述第二隔板分别连接于所述循环腔内，且位于所述进液口和所述供液口之间，所述第二隔板的底面与所述底板连接，所述第二隔板的侧面分别与所述主箱体的侧面连接，所述第二隔板的顶面与所述顶板形成上循环通道，相邻的所述第二隔板沿第一方向间隔设置，所述第一隔板位于两个相邻的所述第二隔板之间，所述第一隔板的顶面与所述顶板连接，所述第一隔板的侧面与所述主箱体的侧面连接，所述第一隔板的底面与所述底板之间形成下循环通道。
14、作为优选方案，所述供液口连接有第一供液管，所述第一供液管与所述循环腔连通，所述第一供液管上连接有水泵，所述水泵的出水端与所述连接水管连通，所述顶板连接有第三供液管，所述第三供液管连接有阀门，所述第三供液管的一端与所述连接水管连通，另一端与所述循环腔连通。
15、一种高纯磷还原收集方法，将三氯化磷和氢气通过高纯磷还原收集装置中反应并收集，包括以下步骤：
16、反应步骤，将三氯化磷和氢气在所述反应组件中加热生成气态磷和气态盐酸，所述气态磷与气态盐酸通过所述反应进气口进入收集腔内；
17、冷却收集步骤，所述水箱中的水通过所述连接水管与所述喷嘴连通，所述喷嘴喷水对气体磷与气态盐酸冷却形成液态磷及液态盐酸；
18、分离步骤，所述液态磷、所述液态盐酸以及喷淋的水在重力作用下向下流动进入分离腔，所述液态磷沉淀于所述分离腔的底部，打开成品阀，所述液态磷从成品出口排出储存，液态盐酸溶于水且位于所述液态磷的上方，通过循环出液口回收至水箱供喷嘴用于冷却循环使用；
19、尾气收集步骤，所述尾气处理罐内容置有水，部分气态盐酸通过尾气管道进入所述尾气处理罐，并溶解于尾气处理罐内的水中。
20、本专利技术实施例一种高纯磷还原收集装置及其收集方法与现有技术相比，其有益效果在于：三氯化磷与氢气在反应组件内加热发生还原反应生产气态磷及气态盐酸。该装置包括反应组件、收集塔、喷淋组件、循环组件以及尾气处理组件。这些区域均通过密封连接，确保整个装置内部形成一个密闭空间。在生产前，装置内部会使用惰性气体置换空气，以维持低含氧量环境，从而有效防止黄磷与氧气发生反应导致燃烧，提升生产安全性。其中，原料三氯化磷和氢气被注入反应组件中，反应组件对原料进行加热，当达到设定温度时，原料便本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高纯磷还原收集装置，其特征在于：包括反应组件、收集塔、喷淋组件、循环组件以及尾气处理组件；
2.根据权利要求1所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述反应组件包括主管体、挡板以及用于对所述主管体加热的加热件，所述主管体设有收集口、原料加注口以及反应腔，所述挡板位于所述反应腔内，所述挡板的周侧面连接于所述主管体的内壁，所述挡板的上部设有反应通孔，所述挡板在反应腔内划分形成反应区和收集区，所述原料加注口与所述反应区连通，所述反应区通过所述反应通孔与所述收集区连通，所述收集区与所述收集口连通，所述收集口与所述反应进气口连通。
3.根据权利要求2所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述主管体包括反应管段和加注管段，所述反应腔以及所述挡板分别位于所述反应管段内，所述收集口位于反应管段的一端，所述加注管段的一端与所述反应管段的另一端连通，所述反应管段远离所述加注管段的一端设有原料加注口，所述反应组件还包括位于所述反应管段内的第一内管体和第二内管体，所述第一内管体的一端连接于所述挡板，另一端与所述反应管段远离所述收集口的一端具有第一流通间隙，所述第二内管体连
4.根据权利要求3所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述反应通孔全部布置于第一内管体的外壁与所述反应管段的内壁之间。
5.根据权利要求3所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述原料加注口包括气体加注口和液体加注口，所述液体加注口与所述气体加注口分别通过加注管段与所述第二内管体远离所述第一内管体的一端连通，所述液体加注口与所述挡板之间的轴向距离为a，所述气体加注口与所述挡板之间的轴向距离为b，b＞a。
6.根据权利要求1所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述喷淋组件还包括连接于所述塔主体内的喷淋分散板，所述喷淋分散板设有多个分散通孔，所述喷淋分散板在高度方向上位于所述喷嘴与所述反应进气口之间。
7.根据权利要求6所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述尾气处理罐的下端设有废水排放口以及废水排放阀，所述废水排放阀连接于所述废水排放口，所述尾气管道的一端通过所述塔端板插入所述塔主体内，且与所述收集腔连通，所述尾气管道的另一端与所述尾气处理罐连通，所述尾气处理罐的上端开设有用于尾气排出的尾气排放口。
8.根据权利要求1所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述循环组件还包括第一隔板和至少两个第二隔板，所述水箱包括主箱体、顶板以及底板，所述主箱体的相对两侧分别设有进液口和供液口，所述进液口通过所述回水管与所述循环出液口连通，所述供液口通过所述连接水管与所述收集腔连通，所述主箱体、所述顶板以及所述底板围合形成循环腔，所述进液口和所述供液口分别与所述循环腔连通，所述第一隔板和所述第二隔板分别连接于所述循环腔内，且位于所述进液口和所述供液口之间，所述第二隔板的底面与所述底板连接，所述第二隔板的侧面分别与所述主箱体的侧面连接，所述第二隔板的顶面与所述顶板形成上循环通道，相邻的所述第二隔板沿第一方向间隔设置，所述第一隔板位于两个相邻的所述第二隔板之间，所述第一隔板的顶面与所述顶板连接，所述第一隔板的侧面与所述主箱体的侧面连接，所述第一隔板的底面与所述底板之间形成下循环通道。
9.根据权利要求8所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述供液口连接有第一供液管，所述第一供液管与所述循环腔连通，所述第一供液管上连接有水泵，所述水泵的出水端与所述连接水管连通，所述顶板连接有第三供液管，所述第三供液管连接有阀门，所述第三供液管的一端与所述连接水管连通，另一端与所述循环腔连通。
10.一种高纯磷还原收集方法，其特征在于：将三氯化磷和氢气通过权利要求1-9任一项所述的高纯磷还原收集装置中反应并收集，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高纯磷还原收集装置，其特征在于：包括反应组件、收集塔、喷淋组件、循环组件以及尾气处理组件；
2.根据权利要求1所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述反应组件包括主管体、挡板以及用于对所述主管体加热的加热件，所述主管体设有收集口、原料加注口以及反应腔，所述挡板位于所述反应腔内，所述挡板的周侧面连接于所述主管体的内壁，所述挡板的上部设有反应通孔，所述挡板在反应腔内划分形成反应区和收集区，所述原料加注口与所述反应区连通，所述反应区通过所述反应通孔与所述收集区连通，所述收集区与所述收集口连通，所述收集口与所述反应进气口连通。
3.根据权利要求2所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述主管体包括反应管段和加注管段，所述反应腔以及所述挡板分别位于所述反应管段内，所述收集口位于反应管段的一端，所述加注管段的一端与所述反应管段的另一端连通，所述反应管段远离所述加注管段的一端设有原料加注口，所述反应组件还包括位于所述反应管段内的第一内管体和第二内管体，所述第一内管体的一端连接于所述挡板，另一端与所述反应管段远离所述收集口的一端具有第一流通间隙，所述第二内管体连接于所述反应管段远离所述收集口的一端，所述第二内管体的一端伸入所述第一内管体并与挡板之间具有第二流通间隙，另一端通过所述加注管段与所述原料加注口连通。
4.根据权利要求3所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述反应通孔全部布置于第一内管体的外壁与所述反应管段的内壁之间。
5.根据权利要求3所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述原料加注口包括气体加注口和液体加注口，所述液体加注口与所述气体加注口分别通过加注管段与所述第二内管体远离所述第一内管体的一端连通，所述液体加注口与所述挡板之间的轴向距离为a，所述气体加注口与所述挡板之间的轴向距离为b，b＞a。
6.根据权利要求1所述的高纯磷还原收集装置，其特征在于：所述喷淋组件还包括连接于所述塔主...
【专利技术属性】
技术研发人员：温振杰，乐卫华，谭继军，
申请(专利权)人：广东先导稀材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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