CN103657329B - 一种黄磷尾气集中控制回收与净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黄磷尾气集中控制回收与净化装置，属于电炉尾气回收处理装置技术领域，包括气体分配与压力控制装置、气体净化装置和气体存储装置。与现有技术相比，采用本发明所述的集中控制回收与净化装置安全可靠、效率高、成本低，对黄磷尾气即一氧化碳的回收利用效果好，洗涤水可以得到有效循环重复利用，含磷尾气中的黄磷得到进一步回收，减少黄磷尾气即一氧化碳放空燃烧污染环境，可大大改善黄磷生产作业人员的操作环境,提高工作效率，提高水资源的利用率，具有很好的经济效率、环境效率和社会效率。

Description

一种黄磷尾气集中控制回收与净化装置

技术领域

本发明属于电炉尾气回收处理装置技术领域，涉及一种黄磷尾气集中控制回收与净化装置。

背景技术

在现有技术中，黄磷和电石等行业生产过程中产生的一氧化碳尾气经净化处理后用作燃料为其他装置提供热源，或用作原料生产其他化工产品。有的用作热源得到了部分利用，有的用作热源和生产化工产品利用率达到了90％以上。回收控制的方法都比较简单和落后，且无泄压快开控制阀、信号火炬控制阀及转换调节阀等安全控制装置，而是采用一般的阀门关闭和打开速度较慢，旋转部位的密封填料容易造成气体泄漏，从而造成操作人员中毒或烧伤。同时采用简单的操作切换方式，会造成电炉系统的炉气压力波动幅度偏大，很难掌控电炉系统的炉气压力，从而会造成电炉系统吸气和喷火现象，从而造成人员烧伤或中毒等安全事故。采用的净化装置结构较为复杂，采用的“U”形水封弯道阻力较大且容易积磷堵塞，为了疏通水封和管道附属设置了较为复杂的冲洗管道、蒸汽管道、水位控制及排污管道。由于气体洗涤过程是洗涤水单向流动进入开放式阻气水封而未采用封闭循环方式洗涤，所以用水量较大，产生的烟气对环境也有一定的影响，同时不利于含磷气体中磷的回收和转移，也不利于工艺水的集中回收和循环利用。为了达到安全可靠高效回收电炉尾气，简化操作程序和改善操作环境，节约水资源，有效回收含磷尾气中黄磷，提高电炉尾气的回收利用率，研究出一种可以高效集中控制回收与净化装置处理黄磷电炉尾气的方法迫在眉睫。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种黄磷尾气集中控制回收与净化装置，通过该装置集中控制回收与净化后，大大提高黄磷电炉尾气的回收利用率，同时大大减少黄磷电炉尾气即一氧化碳放空燃烧产生的大量二氧化碳和热量损失。用作热源可以减少能源消耗量，降低生产成本，提高经济效益；用作原料可以生产下游化工产品，增加收益，提高经济效益。同时改善操作环境，减少大气污染。

本发明是通过如下技术方案予以实现的：

一种黄磷尾气集中控制回收与净化装置，包括气体分配与压力控制装置、气体净化装置和气体存储装置。

进一步的，所述的气体分配与压力控制装置包括集污槽、尾气总水封、立式电动水密封气体阀、信号火炬管、点火火炬管、立式电磁水密封气体快开阀、快开阀泄压管、立式电动水密封气体调节阀和调节阀泄压管，所述的尾气总水封进气口与黄磷洗涤塔的尾气管相连通,尾气总水封的两个出气口通过管道分别与立式电动水密封气体阀、立式电磁水密封气体快开阀、电动水密封调节阀的进气口相连通,立式电动水密封气体阀出口与信号火炬管及点火火炬管相连通,立式电磁水密封气体快开阀出口与快开阀泄压管相连通,电动水密封调节阀出口与调节阀泄压管相连通并与快开阀泄压管并联连通，尾气总水封的排污管、溢流管和液位控制管，立式电动水密封气体阀、立式电磁水密封气体快开阀、电动水密封调节阀的排污管分别与汇集管连通，汇集管与集污槽连通。

进一步的，所述的气体净化装置包括洗涤塔a、洗涤塔b、机前水封、机后水封、收磷槽、中转槽、洗涤循环水泵、中转槽转移泵、真空泵机组、机后立式电磁水密封气体快开阀、机后调节阀泄压管a、机后点火火炬管a、机后立式电动水密封气体调节阀、机后调节阀泄压管b和机后点火火炬管b，所述洗涤塔a的进气口与尾气总水封连通，出气口与洗涤塔b的进气口相连通，洗涤塔b的出气口与机前水封进气口相连通，机前水封出气口与液环真空泵机组的进气口相连通，液环真空泵机组的出气口与机后水封进气口相连通，机后水封出气口通过管道分别与机后立式电磁水密封气体快开阀、机后点火火炬管a、机后调节阀泄压管、机后点火火炬管b相连通，收磷槽与洗涤塔a和洗涤塔b的下部相连通、通过管道与机前水封和机后水封下部相连通，收磷槽下部排磷管与中转槽相连通，收磷槽中部出水管穿过中转槽底部与洗涤循环水泵进口相连通，洗涤循环水泵出口通过管道分别与洗涤塔a、洗涤塔b、机前水封、机后水封的上部相连通，在洗涤塔a、洗涤塔b内与洗涤喷头相联接。

进一步的，所述的气体存储装置包括储气柜，储气柜的进气口通过管道与机后水封的出气口相连通，储气柜的出气口与各用户相连通。

进一步的，所述的机后立式电磁水密封气体快开阀和机后立式电动水密封气体调节阀均设置有泄压放空管。

进一步的，所述的机前水封和机后水封外形为圆柱形锥底结构，内部结构为外筒体套内筒体结构。

进一步的，所述收磷槽为斜板沉降槽，在槽内洗涤塔a和洗涤塔b之间、洗涤塔b和机前水封和机后水封之间设置有阻气隔板，收磷槽底低一侧中上部设置洗涤循环水泵的进水接管，最下部设置放磷管口及控制阀。

进一步的，所述中转槽底部设置一凹面，中转槽转移泵的吸入管口安置在此凹面处。

本发明的有益效果：与现有技术相比，采用本发明所述的集中控制回收与净化装置安全可靠、效率高、成本低，对黄磷尾气即一氧化碳的回收利用效果好，1套1万吨/年黄磷装置，每年生产10000t黄磷产生的黄磷尾气即一氧化碳燃烧产生的热量回收利用，相当于10000t标准煤，按现在的市场煤价1000元/吨计算，每年可产生1000万元的价值。采用此装置后，90％以上的气体可以得到安全可靠高效回收利用,洗涤水可以得到有效循环重复利用，含磷尾气中的黄磷得到进一步回收，减少黄磷尾气即一氧化碳放空燃烧污染环境，可大大改善黄磷生产作业人员的操作环境,提高工作效率，提高水资源的利用率，具有很好的经济效率、环境效率和社会效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-集污槽，2-尾气总水封，3-立式电动水密封气体阀，4-信号火炬管，5-点火火炬管，6-立式电磁水密封气体快开阀，7-快开阀泄压管，8-电动水密封调节阀，9-调节阀泄压管，10-洗涤塔a，11-洗涤塔b，12-机前水封，13-机后水封，14-收磷槽，15-中转槽，16-洗涤循环水泵，17-中转槽转移泵，18-真空泵机组，19-机后立式电磁水密封气体快开阀，20-机后调节阀泄压管a，21-机后点火火炬管a，22-机后立式电动水密封气体调节阀，23-机后调节阀泄压管b，24-机后点火火炬管b，25-储气柜。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示一种黄磷尾气集中控制回收与净化装置，其特征在于：包括粉气体分配与压力控制装置、气体净化装置和气体存储装置，其中：

气体分配与压力控制装置包括集污槽1、尾气总水封2、立式电动水密封气体阀3、信号火炬管4、点火火炬管5、立式电磁水密封气体快开阀6、快开阀泄压管7、立式电动水密封气体调节阀8和调节阀泄压管9，所述的尾气总水封2进气口与黄磷洗涤塔的尾气管相连通,尾气总水封2的两个出气口通过管道分别与立式电动水密封气体阀3、立式电磁水密封气体快开阀6、电动水密封调节阀8的进气口相连通,立式电动水密封气体阀3出口与信号火炬管4及点火火炬管5相连通,立式电磁水密封气体快开阀6出口与快开阀泄压管7相连通,电动水密封调节阀8出口与调节阀泄压管9相连通并与快开阀泄压管7并联连通，尾气总水封2的排污管、溢流管和液位控制管，立式电动水密封气体阀3、立式电磁水密封气体快开阀6、电动水密封调节阀8的排污管分别与汇集管连通，汇集管与集污槽1连通。

1、气体净化装置包括洗涤塔a10、洗涤塔b11、机前水封12、机后水封13、收磷槽14、中转槽15、洗涤循环水泵16、中转槽转移泵17、真空泵机组18、机后立式电磁水密封气体快开阀19、机后调节阀泄压管a20、机后点火火炬管a21、机后立式电动水密封气体调节阀22、机后调节阀泄压管b23和机后点火火炬管b24，所述洗涤塔a10的进气口与尾气总水封2连通，出气口与洗涤塔b11的进气口相连通，洗涤塔b11的出气口与机前水封进气口相连通，机前水封12出气口与液环真空泵机组18的进气口相连通，液环真空泵机组18的出气口与机后水封13进气口相连通，机后水封13出气口通过管道分别与机后立式电磁水密封气体快开阀19、机后点火火炬管a21、机后调节阀泄压管23、机后点火火炬管b24相连通，收磷槽14与洗涤塔a10和洗涤塔b11的下部相连通、通过管道与机前水封12和机后水封13下部相连通，收磷槽14下部排磷管与中转槽15相连通，收磷槽14中部出水管穿过中转槽15底部与洗涤循环水泵16进口相连通，洗涤循环水泵16出口通过管道分别与洗涤塔a10、洗涤塔b11、机前水封12、机后水封13的上部相连通，在洗涤塔a10、洗涤塔b11内与洗涤喷头相联接。机后立式电磁水密封气体快开阀19和机后立式电动水密封气体调节阀22均设置有泄压放空管。收尾机前水封12和机后水封13外形为圆柱形锥底结构，内部结构为外筒体套内筒体结构。收磷槽14为斜板沉降槽，在槽内洗涤塔a10和洗涤塔b11之间、洗涤塔b11和机前水封12和机后水封13之间设置有阻气隔板，收磷槽14底低一侧中上部设置洗涤循环水泵16的进水接管，最下部设置放磷管口及控制阀。中转槽15底部设置一凹面，中转槽转移泵17的吸入管口安置在此凹面处。

气体存储装置包括储气柜25，储气柜25的进气口通过管道与机后水封13的出气口相连通，储气柜25的出气口与各用户相连通。

所述集污槽1安装在黄磷电炉后系统主厂房的0.00m平面，尾气总水封安装在黄磷电炉后系统主厂房的9.8m平面，立式电动水密封气体阀3、立式电磁水密封气体快开阀6、立式电动水密封气体调节阀8安装在黄磷电炉后系统主厂房的22.00m平面，尾气总水封进气口与黄磷洗涤塔的尾气管相连通,尾气总水封的两个出气口通过管道分别与立式电动水密封气体阀3、立式电磁水密封气体快开阀6、立式电动水密封气体调节阀8、洗涤塔1的进气口相连通,立式电动水密封气体阀3出口与信号火炬管及点火火炬管相连通,立式电磁水密封气体快开阀6出口与快开阀泄压管相连通,立式电动水密封气体调节阀8出口与调节阀泄压管相连通并与快开阀泄压管并联连通，尾气总水封的排污管、溢流管和液位控制管，立式电动水密封气体阀3、立式电磁水密封气体快开阀6、立式电动水密封气体调节阀8的排污管分别与汇集管连通，汇集管与集污槽连通。

所述中转槽15及洗涤循环水泵16、中转槽转移泵17安装在洗涤装置厂房的-2.50m平面，收磷槽14安装在洗涤装置厂房的0.00m平面，洗涤塔a10、洗涤塔b11、机前水封12、机后水封13安装在洗涤装置厂房的0.00m以上至17.00m平面，真空泵机组18安装在洗涤装置厂房的9.80m平面，洗涤塔a10的出气口与洗涤塔b11的进气口相连通，洗涤塔b11的出气口与机前水封进气口相连通，机前水封出气口与液环真空泵机组的进气口相连通，液环真空泵机组的出气口与机后水封进气口相连通，机后水封出气口通过管道分别与储气柜、机后立式电磁水密封气体快开阀19、机后点火火炬管a21、机后立式电动水密封气体调节阀22、机后点火火炬管b24相连通，收磷槽与洗涤塔a10和洗涤塔b11的下部相连通、通过管道与机前水封和机后水封下部相连通，收磷槽下部排磷管与中转槽相连通，收磷槽中部出水管穿过中转槽底部与洗涤循环水泵进口相连通，循环水泵出口通过管道分别与洗涤塔a10、洗涤塔b11、机前水封、机后水封的上部相连通，在洗涤塔内与洗涤喷头相联接。

所述机后立式电磁水密封气体快开阀19、机后机后点火火炬管a21、机后立式电动水密封气体调节阀22、机后点火火炬管b24安装在洗涤装置厂房的17.00m平面，机后立式电磁水密封气体快开阀19和机后立式电动水密封气体调节阀22均设置有泄压放空管。

所述储气柜25安装在洗涤装置厂房外的5.00m平面上，储气柜的进气口通过管道与机后水封的出气口相连通，储气柜的出气口与各用户相连通，储气柜的压力由机后立式电磁水密封气体快开阀19和机后立式电动水密封气体调节阀22进行控制从而达到缓存储气和连续稳定给用户供气的目的。

本发明的黄磷尾气集中控制回收与净化原理是：①控制原理是根据黄磷尾气即一氧化碳不溶于水的性质，采用三种不同结构的水密封电动或电磁控制阀对黄磷洗涤塔尾气进行分配和压力调节控制。②净化原理是根据黄磷尾气即一氧化碳不溶于水的性质和尾气中气态磷遇水冷凝而难溶于水的性质和其他物质易溶于水的性质，采用洗涤冷凝的原理对黄磷尾气进行净化。

本发明的工作过程主要分为两个环节进行操作，第一个环节的操作步骤：1、黄磷电炉送电开始产气后，打开总水封的液位控制管1的阀门，此是总水封的出气口1开始通气与立式电磁水密封气体快开阀6的进口连通，然后紧接着打开立式电磁水密封气体快开阀6，此时立式电磁水密封气体快开阀6开始充气并从快开阀泄压管7放空燃烧；2、打开立式电动水密封气体阀3，信号火炬和点火火炬放空燃烧；3、打开总水封的液位控制管2的阀门之前，先用氮气或蒸汽对洗涤塔的进气管道至储气柜的进气管道等整个气体通道进行置换换，同时向收磷槽注满40℃至60℃热水，同时保证储气柜的水封水位在正常水位；4、打开总水封的液位控制管2的阀门，此是总水封的出气口2开始通气与立式电动水密封气体调节阀8的进口连通，然后紧接着打开立式电动水密封气体调节阀8，此时立式电动水密封气体调节阀8开始充气通过调节阀泄压管9与快开阀泄压管7连通放空燃烧，紧接着关闭立式电磁水密封气体快开阀6；5、启动真空泵机组，逐渐将真空泵的开度加大，同时将立式电动水密封气体调节阀8的开度逐渐减少直至关闭；6、转入正常操作程序，通过立式电动水密封气体调节阀8、立式电磁水密封气体快开阀6和立式电动水密封气体阀3协调操作对黄磷电炉系统压力进行调节控制。第二个环节的操作步骤：1、真空泵机组运转正常后，先检查中转槽的水位必须超过洗涤循环水泵泵头，在中转槽的1/2处即可；2、启动洗涤循环水泵；3、转入正常操作程序，通过机后立式电动水密封气体调节阀22和机后立式电磁水密封气体快开阀19协调操作对储气柜压力进行调节控制。

Claims (7)

1.一种黄磷尾气集中控制回收与净化装置，其特征在于：包括气体分配与压力控制装置、气体净化装置和气体存储装置，所述的气体分配与压力控制装置包括集污槽(1)、尾气总水封(2)、立式电动水密封气体阀(3)、信号火炬管(4)、点火火炬管(5)、立式电磁水密封气体快开阀(6)、快开阀泄压管(7)、立式电动水密封气体调节阀(8)和调节阀泄压管(9)，所述的尾气总水封(2)进气口与黄磷洗涤塔的尾气管相连通,尾气总水封(2)的两个出气口通过管道分别与立式电动水密封气体阀(3)、立式电磁水密封气体快开阀(6)、电动水密封调节阀(8)的进气口相连通,立式电动水密封气体阀(3)出口与信号火炬管(4)及点火火炬管(5)相连通,立式电磁水密封气体快开阀(6)出口与快开阀泄压管(7)相连通,电动水密封调节阀(8)出口与调节阀泄压管(9)相连通并与快开阀泄压管(7)并联连通，尾气总水封(2)的排污管、溢流管和液位控制管，立式电动水密封气体阀(3)、立式电磁水密封气体快开阀(6)、电动水密封调节阀(8)的排污管分别与汇集管连通，汇集管与集污槽(1)连通。

2.根据权利要求1所述的黄磷尾气集中控制回收与净化装置，其特征在于：所述的气体净化装置包括洗涤塔a(10)、洗涤塔b(11)、机前水封(12)、机后水封(13)、收磷槽(14)、中转槽(15)、洗涤循环水泵(16)、中转槽转移泵(17)、真空泵机组(18)、机后立式电磁水密封气体快开阀(19)、机后调节阀泄压管a(20)、机后点火火炬管a(21)、机后立式电动水密封气体调节阀(22)、机后调节阀泄压管b(23)和机后点火火炬管b(24)，所述洗涤塔a(10)的进气口与尾气总水封(2)连通，出气口与洗涤塔b(11)的进气口相连通，洗涤塔b(11)的出气口与机前水封进气口相连通，机前水封(12)出气口与液环真空泵机组(18)的进气口相连通，液环真空泵机组(18)的出气口与机后水封(13)进气口相连通，机后水封(13)出气口通过管道分别与机后立式电磁水密封气体快开阀(19)、机后点火火炬管a(21)、机后调节阀泄压管(23)、机后点火火炬管b(24)相连通，收磷槽(14)与洗涤塔a(10)和洗涤塔b(11)的下部相连通、通过管道与机前水封(12)和机后水封(13)下部相连通，收磷槽(14)下部排磷管与中转槽(15)相连通，收磷槽(14)中部出水管穿过中转槽(15)底部与洗涤循环水泵(16)进口相连通，洗涤循环水泵(16)出口通过管道分别与洗涤塔a(10)、洗涤塔b(11)、机前水封(12)、机后水封(13)的上部相连通，在洗涤塔a(10)、洗涤塔b(11)内与洗涤喷头相联接。

3.根据权利要求1所述的黄磷尾气集中控制回收与净化装置，其特征在于：所述的气体存储装置包括储气柜(25)，储气柜(25)的进气口通过管道与机后水封(13)的出气口相连通，储气柜(25)的出气口与各用户相连通。

4.根据权利要求2所述的黄磷尾气集中控制回收与净化装置，其特征在于：所述机后立式电磁水密封气体快开阀(19)和机后立式电动水密封气体调节阀(22)均设置有泄压放空管。

5.根据权利要求2所述的一种黄磷尾气集中控制回收与净化装置，其特征在于：所述的机前水封(12)和机后水封(13)外形为圆柱形锥底结构，内部结构为外筒体套内筒体结构。

6.根据权利要求2所述的一种黄磷尾气集中控制回收与净化装置，其特征在于：所述收磷槽(14)为斜板沉降槽，在槽内洗涤塔a(10)和洗涤塔b(11)之间、洗涤塔b(11)和机前水封(12)和机后水封(13)之间设置有阻气隔板，收磷槽(14)底低一侧中上部设置洗涤循环水泵(16)的进水接管，最下部设置放磷管口及控制阀。

7.根据权利要求2所述的一种黄磷尾气集中控制回收与净化装置，其特征在于：所述中转槽(15)底部设置一凹面，中转槽转移泵(17)的吸入管口安置在此凹面处。