CN102730963A - 黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法，其特征是：将电炉生产黄磷过程中产生的尾气，用水喷淋洗去尾气中的液态磷和粉尘；将水洗后的尾气经汽水分离后进行碱洗，用碱液喷淋尾气，调pH值到6.5-8，再送入配气盘，燃烧后其火焰在喷火口喷吹玻璃丝，吹出微纤维玻璃棉。本发明的积极效果在于：克服了黄磷行业的尾气大量浪费的现象，为微纤维玻璃棉生产行业提供了有效的热源，开创性的将两个行业进行结合，实现了循环经济利用，符合国家的节能减排政策。同时，并制定出行之有效的解决方案，取得了实践上的成功，因而大大减低了微纤维玻璃棉的生产成本，提高了微纤维玻璃棉的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法。
背景技术
黄磷，书名白磷。因光和热的作用很快转为黄色，纯黄磷无嗅，但由于与空气中的氧反应产生氧和磷的氧化物，故常有蒜臭味。
黄磷用途十分广泛，元素磷可以直接军用，生产燃烧弹、烟幕弹、曳光弹。还可生产脱水剂（如磷酸酐）、润滑剂、火柴、杀虫剂、增塑剂（如氯化磷）。黄磷的深加工产品（磷酸、磷酸盐）用途更加广泛。
黄磷的生产原料为磷矿石、硅石和焦炭，在电炉内进行反应，得到磷、硅酸钙和一氧化碳，其反应式为：
2Ca3（PO4）2+6SiO2+10C=6CaSiO3+10CO+P4
2P2O5+10C=10CO+ P4
所以，在黄磷生产过程中，每生产一吨黄磷会副产2500—3000m3（标态）的电炉尾气，尾气中的CO含量达87%-92%，另有总硫0.8-8g/ m3、总磷0.5-1.5g/ m3，以及原料粉尘等，CO富含丰富的热值，其发热值为2500-2700KCa/ m3是良好的热源。
现阶段，黄磷的副产物CO大都是作为废弃物排放，而且为了不造成环境污染，还必须在排放口和氧气混合后点燃形成二氧化碳，再排放。所以，“长明火”是黄磷生产企业的一个重要的标志。如此洁净和低成本的热源，白白的燃烧排放，是一种很大的浪费行为，也不符合“节能减排”的政策。
微纤维玻璃棉是选用玻璃球作为原料，经高温熔融一次连续纤维，再经高温高速气流喷吹而成的定长微纤维，俗称超细玻璃棉。微纤维玻璃棉是呈蓬松棉絮状的短纤维，有直径小、比表面积大、纤维柔韧的。导热系数低、电导率小、耐高温、耐腐蚀、无毒、不燃、吸附性好以及化学稳定性好等优良特性；其制品孔径小、孔率大、容重小，是高性能隔音隔热、高洁净的空气和液体过滤材料。微纤维玻璃棉产品广泛用于航天船舶制造业、机械制造业、环境保护、节能、电子行业、医疗卫生等领域。
微纤维玻璃棉现阶段采用的方法是将玻璃器在钼电极的加热下溶化，具有合适温度粘度的熔融玻璃液从电熔炉底部的铂金漏板流出，通过胶辊拉丝器牵拉成丝，并送至燃烧器喷火口前，被高温高速气流连续吹成棉纤维，棉纤维随气流经沉降室引导，降温后送入集棉室被集中收集。
现阶段用于制取微纤维玻璃棉的可燃气体天然气或焦炉尾气，天然气作为优质的热源，价格高，加之能耗用量大，使得微纤维玻璃棉的成本和价格居高不下。
发明内容
本发明的目的是提供一种黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法以弥补现有技术。该方法能充分的利用尾气的热能，进行二次开发利用。
本发明为实现目的采用的技术方案是：
黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法，其特征是：
a、将电炉生产黄磷过程中产生的尾气，用水喷淋洗去尾气中的液态磷和粉尘；
b、将水洗后的尾气经汽水分离后进行碱洗，用碱液喷淋尾气，调pH值到6.5-8，使尾气不会腐蚀后段的设备；
C、经碱洗和汽水分离后的尾气和空气混合，送入配气盘，燃烧后其火焰在喷火口喷吹玻璃丝，吹出微纤维玻璃棉。
所述的黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法，其特征是：水洗后尾气内的粉尘含量小于0.0054Kg/ m3。
所述的黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法，其特征是：汽水分离后相对湿度小于144%。
所述的黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法，其特征是：尾气流量为0.032- 0.040m3/s；尾气和空气的体积混合比为1:1.61。
所述的黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法，其特征是：通孔直径为3.8-4.2cm。
本发明的积极效果在于：克服了黄磷行业的尾气大量浪费的现象，为微纤维玻璃棉生产行业提供了有效的热源，开创性的将两个行业进行结合，实现了循环经济利用，符合国家的节能减排政策。同时，具体的研究了尾气适应性的处理，并制定出行之有效的解决方案，取得了实践上的成功，因而大大减低了微纤维玻璃棉的生产成本，提高了微纤维玻璃棉的质量。
附图说明
图1是配气盘的结构示意图。
具体实施方式
实施例：
黄磷生产过程中，产生的尾气，含有CO、液态磷、硫、粉尘杂质等。具体的讲，尾气的组份及含量：CO＞90%；CO2为2%—4%；O2＜0.5%；P4为0.5—1.0g/m3；S为0.6—2.5 g/m3；AS为0.03—0.07 g/m3；粉尘为0.036—0.054Kg/ m3。
如果直接使用，显然是不行的，所以需要预处理。
水洗工艺：用水喷淋尾气，使尾气中的液态磷、硫、粉尘杂质通过被水喷淋，沉降。这样一方面提高了尾气的洁净度，另一方面，可以回收磷产品。为了水洗的更彻底，水洗工序可以重复3-4次，我们现在实际使用过程中，尾气与水的体积比为38-45:1。
水洗以后尾气的组份及含量：CO＞90%；CO2为2—4%；O2＜0.5%；P4为0.05—0.1g/m3；S为0.6—2.5 g/m3；AS为0.03—0.07 g/m3；粉尘为0.0036—0.0054Kg/ m3。可以看出：磷和粉尘在尾气中的含量大大降低，这就达到了水洗的目的。
碱洗工序：水洗后的尾气由于含磷或硫的酸性物质,所以呈酸性（PH值为5），如果直接使用，会腐蚀后段设备（如风机、吹棉设备等），所以必须要使其大致呈中性，最简便的办法是将碱液喷淋尾气，碱液和尾气中的含磷或硫的酸性物质中和反应，以达到中性的要求。为了确保效果，碱洗工序可重复1-2次。
为们在实际使用过程中，使用42%的NaOH溶液，尾气与碱液的的体积比为81-89:1。
汽水分离：经过过水洗和碱洗后的尾气里有水蒸气，水蒸气的存在会影响热效率，所以要将水蒸气进行分离，我们采用的方法是吸附法，设置比表面积大的物体，使水蒸气在其上冷凝成液态水，而尾气可以顺利的逸出至下道工序待用。
我们测量过：汽水分离前相对湿度为288%，汽水分离后相对湿度为144%。
预处理后的尾气，经风机加压后和空气混合，经配气盘，在燃烧器内燃烧，并从喷火口喷出火焰，完成吹丝任务。但是，上述过程是最为关键的一步，理论上可行，但是在实践操作过程中，我们在这一步遇到很多困难，并逐一解决（而且在解决的过程中，我们还对预处理工序做出了调试，比如汽水分离工序），我们将在以下的篇幅中详细描述，同时也能向审查员展现我们的创造性所在。
我们最初按照原有天然气的方法进行燃烧喷吹，始终产品质量不过关，原因是火焰温度不够，我们研究后发现天然气的热值是8000-9000 KCa/ m3，而我们处理后的尾气热值为2500-2700KCa/ m3，相差很多，所以出现了问题。我们通过很多次实验，找到了合适的解决手段，就是加大尾气的流量，在相同时间内燃烧更多的尾气，确保热量和温度能够达到要求，事实证明，这样的手段是完全可行的。
具体的讲：原来使用天然气时，其流量为0.012m3/s，如果按照这个流量标准，就会出现吹丝效果差的现象。加大尾气流量是一个解决方向，但是具体应该增加到何种程度？是一个关键的技术问题，我们通过很多次的实验和调试，得到了最适合的数值，在实践中也得到了验证：尾气的流量：0.036 m3/s；空气的流量：0.058 m3/s；尾气和空气的体积混合比：1:1.61。
加大尾气流量以后，随之出来的问题是，尾气和空气的混合气体在经过配气盘时，会产生堵塞、回火烧毁、怪叫等现象。我们经过研究发现：燃烧设备是按照原有方案设计的，其中配气盘1是个关键原因，配气盘1是一板状物，其上有若干均匀分布的通孔2，带压混合气体经小孔进入燃烧室燃烧。在大流量的情况下，配气盘通孔2孔径（直径为3cm）过小是导致上述现象的主要原因，所以我们将通孔2的孔径增大，上述问题随之全部解决。我们在实际应用中，将通孔2直径增大为4cm，就能达到最佳的效果。
Claims (5)
1.黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法，其特征是：
a、将电炉生产黄磷过程中产生的尾气，用水喷淋洗去尾气中的液态磷和粉尘；
b、将水洗后的尾气经汽水分离后进行碱洗，用碱液喷淋尾气，调pH值到6.5-8，使尾气不会腐蚀后段的设备；
C、经碱洗和汽水分离后的尾气和空气混合，送入配气盘，燃烧后其火焰在喷火口喷吹玻璃丝，吹出微纤维玻璃棉。
2.如权利要求1所述的黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法，其特征是：水洗后尾气内的粉尘含量小于0.0054Kg/ m3。
3.如权利要求1所述的黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法，其特征是：汽水分离后相对湿度小于144%。
4.如权利要求1所述的黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法，其特征是：尾气流量为0.032- 0.040m3/s；尾气和空气的体积混合比为1:1.61。
5.如权利要求1所述的黄磷生产过程中产生的尾气进行生产微纤玻璃棉的方法，其特征是：通孔直径为3.8-4.2cm。
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