CN104155946A - 一种黄磷电炉尾气自动化输送系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种黄磷电炉尾气自动化输送系统，煤气风机与蒸汽罐相连的管道上设有置换阀，缓冲罐和U型水封之间的官道上设有回流阀，电炉总水封和放空水封之间的官道上设有手动调节放空阀和手动闸板阀，手动闸板阀控制手动调节放空阀打开或关闭，PLC控制模块分别通过电路连接压力变送器、煤气风机、声光报警模块、置换阀、回流阀、U型水封进水阀。本发明的有益效果是利用压力变送器采集压力参数，利用PLC控制模块进行阀门控制，不会浪费尾气，节约了能源，安全可靠。

Description

一种黄磷电炉尾气自动化输送系统
技术领域
本发明属于黄磷生产技术领域，涉及一种黄磷电炉尾气自动化输送系统。
背景技术
现生产黄磷采用传统的电炉法生产工艺，在传统的生产模式下，黄磷尾气吸收操作过于依赖操作人员的经验和技能，不同操作人员对尾气压力控制及输送控制不一致。同时，为了保证黄磷电炉正压生产，三台电炉根据传统工艺将部分多余的尾气放空燃烧，造成了“长明灯”的现象，形成了巨大的能源浪费和恶劣的视觉污染。
电炉煤气输送方式，现今的黄磷生产企业，每台电炉的煤气站配置三台75KW的煤气水环真空泵，均采用手动调节回流阀、放空阀的大小来实现电炉内压力平衡，该调节方式下的电机和泵几乎都处于满负荷运行之中，且其炉内压力的监控是靠操作人员的经验判断及人工开关阀门来实现的，容易因人为控制不好而使尾气管道抽负压酿成安全事故。
蒸汽热能供给现状，现有的主流黄磷生产企业，都是年产1-1.25万吨/年的冶炼电炉，约有5000-6000Nm3/h的煤气放空燃烧；另外，现有企业虽然新增了热法磷酸余热锅炉和六偏聚合尾气余热汽包产蒸汽，但仍有蒸汽缺口，部分装置还依赖于循环硫化床燃煤锅炉供给蒸汽，以实现全厂蒸汽平衡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种黄磷电炉尾气自动化输送系统，解决了目前黄磷生产中炉内压力的监控是靠操作人员的经验判断及人工开关阀门来实现的，容易因人为控制不好浪费尾气，并且使尾气管道抽负压酿成安全事故的问题。
本发明所采用的技术方案是包括黄磷电炉，黄磷电炉通过导气管连接三级冷凝塔，三级冷凝塔通过管道分别连接受磷槽和电路总水封，电炉总水封上设有三块压力变送器，电炉总水封分别通过管道连接放空水封和缓冲罐，缓冲罐上设有块压力变送器，缓冲罐通过管道连接污水罐和U型水封，U型水封通过管道连接污水罐，U型水封还通过管道与二级煤气水洗塔连接，U型水封的管道上设有煤气风机，二级煤气水洗塔通过管道连接煤气柜，蒸汽罐通过管道分别连接受磷槽、放空水封、应急高位水槽、缓冲罐、污水罐、煤气风机、二级煤气水洗塔，外部进水管连接放空水封，外部进水管通过应急高位水槽分别连接缓冲罐、污水罐、U型水封，煤气风机与蒸汽罐相连的管道上设有置换阀，缓冲罐和U型水封之间的官道上设有回流阀，电炉总水封和放空水封之间的官道上设有手动调节放空阀和手动闸板阀，手动闸板阀控制手动调节放空阀打开或关闭，
PLC控制模块分别通过电路连接压力变送器、煤气风机、声光报警模块、置换阀、回流阀、U型水封进水阀。
进一步，所述压力变送器控制压力范围为50～150Pa。
进一步，所述放空水封设有20～40mmH2O的溢流口。
本发明的有益效果是利用压力变送器采集压力参数，利用PLC控制模块进行阀门控制，不会浪费尾气，节约了能源，安全可靠。
附图说明
图1是本发明控制系统连接示意图；
图2是本发明气体流向系统结构示意图。
图中，1.黄磷电炉，2.三级冷凝塔，3.受磷槽，4.电炉总水封，5.压力变送器，6.煤气风机，7.PLC控制模块，8.蒸汽压力声光报警模块，9.缓冲罐，10.二级煤气水洗塔，11.煤气柜，12.放空水封，13.置换阀，14.回流阀，15.手动闸板阀,16.手动调节放空阀,17.U型水封进水阀,18.蒸汽罐，19.应急高位水槽，20.U型水封。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
CO作为一种不可忽视的优质能源，具有较高的回收价值，现拟采用黄磷电炉煤气自动化输送系统代替原有人为调节电炉压力控制煤气水环真空泵回流阀模式，增大煤气输送能力，取消放空煤气燃烧火炬，将富余的煤气全部输送进入煤气柜中。
本发明系统运行过程为：如图1和图2所示，PLC控制模块7采集压力变送器5的压力进行判断，控制压力100Pa(允许调节范围50～150Pa)；该煤气风机6保证气流密封，当系统停机超过15分钟必须进行蒸汽置换，因此在煤气风机6上设有连接蒸汽罐18的置换阀13，PLC控制模块7控制打开置换阀13进行置换，同时设有声光报警模块8连接PLC控制模块7进行报警；煤气风机6正常运行时将进入电炉总水封4的黄磷电炉1生产的所有尾气输送到缓冲罐9中，缓冲罐9上也安装三块压力变送器5，压力变送器5的压力达到最高上限时PLC控制模块7跳停煤气风机6并且关闭回流阀14，打开所有U型水封进水阀17进水，从而封闭煤气管线回路，通过声光报警模块8通知当班操作人员手动调整手动闸板阀15，打开放空阀16进行气体放空。煤气风机6及PLC控制模块7均为市场定型产品。压力正常时，缓冲罐9内产生的污水通过去污水总管进入污水罐A和污水罐B进行排污，一氧化碳气体经煤气风机6抽送至二级煤气水洗塔10内，经过二级煤气水洗塔10送入煤气柜11内存储。
生产过程中不稳定性控制：由于全系统的介质为85％以上的一氧化碳气体，因此控制要求保证微正压状态，对煤气风机6的技术要求极为严格，要绝对保证无泄漏运行。黄磷电炉1在生产时经常发生塌料现象，而塌料时产生的瞬间高压，煤气风机6无法及时抽取，因此，在连接电炉总水封4的放空管上加装放空水封12及安装一个放空旁路。放空水封12设有20～40mmH2O(可调)的溢流口，当黄磷电炉1发生塌料时炉压瞬间升高，压力大于200～400Pa时，电炉总水封4的进气管自动鼓泡放空，迅速将高压煤气经放空管排放后直接放空。当电炉总水封上的三块压力变送器5的压力大于150Pa时，开启气动调节放空阀放空，小于150Pa时关闭。
PLC控制模块7控制联锁：
a、电炉总水封4上的3块压力变送器5与气动调节放空阀16联锁：当电炉总水封4上的3块压力变送器数值大于150Pa时通过手动闸板阀15开启放空，小于150Pa时关闭。
b、电炉总水封4上的3块压力变送器与煤气风机6联锁：当电炉总水封4上的3块压力变送器数值大于100Pa时开启煤气风机6，小于100Pa时跳停。
c、缓冲罐9的输气管上的压力变送器5与回流阀14联锁：当压力变送器5大于20Pa时逐步减小回流阀14开度，直至完全关闭；当压力变送器5小于20Pa时逐步加大回流阀14开度，直至完全打开。(稳定压力10～30Pa)
d、煤气风机6与U型水封进水阀17联锁：当风机跳停时U型水封进水阀17全部打开，迅速封闭进气、出口回路及回流管线。同时，煤气风机6与煤气柜11高度联锁：当煤气柜11上的压力变送器5到达上限时跳停。
此装置建成后，煤气自动化控制改造后，每台黄磷电炉可减少3台75KW真空泵，增加1台90KW煤气风机，每年可节电106万Kwh，按0.5元/Kwh计算，每年可节约53万元；燃气蒸发器每小时可产10吨蒸汽，每年保守估计可生产2万吨蒸汽，节煤0.6万吨/年，按每吨煤300元计算，全年可节约180万元。两项合计可节约230万元，15个月即可收回成本。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种黄磷电炉尾气自动化输送系统，其特征在于：包括黄磷电炉(1)，黄磷电炉(1)通过导气管连接三级冷凝塔(2)，三级冷凝塔(2)通过管道分别连接受磷槽(3)和电路总水封(4)，电炉总水封(4)上设有三块压力变送器(5)，电炉总水封(4)分别通过管道连接放空水封(12)和缓冲罐(9)，缓冲罐(9)上设有三块压力变送器(5)，缓冲罐(9)通过管道连接污水罐和U型水封(20)，U型水封(20)通过管道连接污水罐，U型水封(20)还通过管道与二级煤气水洗塔(10)连接，U型水封(20)的管道上设有煤气风机(6)，二级煤气水洗塔(10)通过管道连接煤气柜(11)，蒸汽罐(18)通过管道分别连接受磷槽(3)、放空水封(12)、应急高位水槽(19)、缓冲罐(9)、污水罐、煤气风机(6)、二级煤气水洗塔(10)，外部进水管连接放空水封(12)，外部进水管通过应急高位水槽(19)分别连接缓冲罐(9)、污水罐、U型水封，煤气风机(6)与蒸汽罐(18)相连的管道上设有置换阀(13)，缓冲罐(9)和U型水封(20)之间的官道上设有回流阀(14)，电炉总水封(4)和放空水封(12)之间的官道上设有手动调节放空阀(16)和手动闸板阀(15)，手动闸板阀(15)控制手动调节放空阀(16)打开或关闭，PLC控制模块(7)分别通过电路连接压力变送器(5)、煤气风机(6)、声光报警模块(8)、置换阀(13)、回流阀(14)、U型水封进水阀(17)。
2.按照权利要求1所述一种黄磷电炉尾气自动化输送系统，其特征在于：所述压力变送器(5)控制压力范围为50～150Pa。
3.按照权利要求1所述一种黄磷电炉尾气自动化输送系统，其特征在于：所述放空水封(12)设有20～40mmH2O的溢流口。
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