CN104944395A - 黄磷炉气过滤系统、方法及一种过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及过滤系统、方法，特别涉及黄磷炉气过滤系统、方法及一种过滤方法。针对目前在黄磷炉气干法除尘系统中，使用惰性气体或氮气来置换系统中氧气而带来的置换时间较长，效率较低的缺点，本发明公开了黄磷炉气过滤系统、方法及一种过滤方法，本系统包括电炉、洗涤塔、过滤器、进气管和出气管，增设循环系统,所述的循环系统包括过滤器、加热器和风机，过滤器进气口与加热器连接，过滤器出气口与风机连接，风机与加热器连接，所述的过滤器、加热器和风机三者之间都通过设置循环管连接。黄磷炉气干法除尘系统使用黄磷预氧气自燃消耗过滤器所在系统中的氧气含量，就地取材、成本低，极大的缩短了系统置换时间，提高了生产效益。

Description

黄磷炉气过滤系统、方法及一种过滤方法

技术领域

本发明涉及过滤系统、方法，特别涉及黄磷炉气过滤系统、方法及一种过滤方法。

背景技术

在目前的炉气过滤系统中，置换氧气含量是生产易燃、易爆等介质的化工装置运行前比较重要的工序，目前的工艺为系统运行前，使用惰性气体对系统内的氧气进行置换，置换过程中，使用氧检测器时时检测系统中的氧气含量，直至系统中的氧气满足工艺要求的含量时，系统停止置换。上述过程中，常见用于置换的惰性气体一般为氮气，在置换过程中，由于氮气的比重略小于氧气比重，所以置换时，有盲端部位很难将氧气置换出系统，过程中会耗费大量的惰性气体，特别是对于氮气量不足的情况下，置换时间会很长，严重影响生产进度。

申请人自主研发的高温除尘过滤系统，一般用于过滤电炉尾气，电炉尾气中，大部分气体为一氧化碳，一氧化碳有毒，且易燃易爆，在高温除尘系统运行前，均需要对系统中的氧气进行置换，原有置换方式均为惰性气体或氮气(相比惰性气体，氮气的制造成本更为低廉)置换，置换时间较长，效率较低。

发明内容

针对目前上述技术存在的问题，本发明提供了能快速置换系统中氧含量的黄磷炉气过滤系统及方法。

本发明所采用的技术方案是,黄磷炉气过滤系统，包括电炉、洗涤塔、过滤器、进气管和出气管，增设循环系统，所述的循环系统包括过滤器、加热器和风机，过滤器进气口与加热器连接，过滤器出气口与风机连接，风机与加热器连接，所述的过滤器、加热器和风机三者之间都通过设置循环管连接，在风机与加热器之间的循环管上设有加料口与循环隔断阀，加料口上设置加料阀，电炉通过进气管与循环系统连接，连接处位于加热器与加料阀之间，进气管上设置系统进口隔断阀，洗涤塔通过出气管与循环系统连接，连接处位于风机与加料阀之间，出气管上设置系统出口隔断阀。

申请人的高温除尘系统运用了黄磷生产，原有的黄磷炉气过滤系统是电炉、洗涤塔、过滤器、进气管和出气管构成的炉气过滤系统，当然，在炉气过滤系统中应设置相应的阀门，将黄磷炉气进行干法过滤(原黄磷生产是一种高能耗、高物耗、高污染的化工工艺。目前的黄磷生产工艺是将磷矿、焦炭和硅石原料按比例投入电炉反应，然后对炉气进行喷淋冷却并得到粗磷，然后再将粗磷导入精制槽内进行两级精制，最终得到黄磷产品)，炉气中含有大量的一氧化碳和磷蒸汽，炉气过滤系统运行前，必须将系统氧气含量置换至工艺要求指标，否则空气与一氧化碳接触，会有爆炸的危险。黄磷具有易燃、易爆、有毒、腐蚀性等特性，作为一种重要的化工原料，常运用于各种工业生产中，但纯净黄磷遇空气中的氧气会自燃(燃点为34℃)，不会爆炸。本发明利用黄磷这一特性，就地取材(就地取材即将黄磷炉气过滤系统得到的纯净黄磷)，将黄磷放入黄磷炉气过滤系统置换系统中的氧气，通过黄磷的燃烧、挥发，然后充满整个循环系统，与未与之反应的氧气作用，消耗循环系统中的氧气，当然也就包括了过滤器的氧气，以达到置换氧气的目的和效果。

进一步的是，所述的循环管安装直径不小于DN200。

这里的DN200是指，管的公称直径200mm，DN是公称直径的意思，本申请文件所有DN所采用的单位都为mm。

将循环管安装直径设为不小于DN200，这是考虑黄磷易堵塞管道的特性，循环管安装直径需要做DN200以上以防止循环过程中黄磷堵塞管道，经实验验证，当循环管安装直径小于DN200时，循环管便会发生程度不等的黄磷堵塞管道的现象。

进一步的是，所述的循环管安装直径为DN200。

设置循环管安装直径为DN200便可避免黄磷堵塞管道的现象，增大循环管安装直径会增加制造成本而不经济。

进一步的是，所述的加料口安装直径大于DN150，在风机与加热器之间的循环管上设置加料口的个数为1。

在循环管上设置加料口，加料口安装直径大于DN150，这是为了方便加入黄磷，黄磷在运用中一般呈块状，当加料口直径大于DN150时，加料口的个数只有一个就足够满足工艺需要。

进一步的是，设置氧检测器于循环系统上。

具体的是，所述的氧检测器设置于风机出口处。

黄磷炉气过滤方法，所使用的上述的黄磷炉气过滤系统，其使用步骤如下：

a、在开启电炉、洗涤塔与过滤器构成的炉气过滤系统前，使系统进口隔断阀、系统出口隔断阀为关闭状态、循环隔断阀为打开状态、加料阀为关闭状态。

在炉气过滤系统运行前，这样设置，这是为了保证系统安全和让过滤器、加热器和风机通过循环管构成封闭的循环系统。

b、开启加热器、风机，使用循环系统中的加热器对系统预热，通过风机提供气流动力，利用循环系统中设置的循环管道对循环系统进行气体循环预热。

在开始下一步工序前，先对循环系统中的气体(空气)经行加热，使循环系统温度升高到一定温度。

c、循环系统预热完成后，关闭风机，打开加料阀，从加料口加入黄磷。

d、预热后的循环系统温度较高，部分黄磷加入后会变成磷蒸汽在系统中扩散，开启风机，磷蒸汽会带入循环系统内部而充满整个循环系统，通过磷的自燃消耗系统中的氧气。

e、加入黄磷后对系统氧气含量进行检测，氧气含量不达标可继续加入少量的黄磷，直至系统中氧气含量符合生产工艺要求。

检测循环系统的氧气含量可采用氧检测器检测，也可采用人工取样检测，从安全性上考虑，设置氧检测器这样的通过机械电子设备检测氧气在循环系统中的含量为一种较优的选择。采用人工取样检测也可对循环系统中的氧气含量经行检测，并更加经济，可以用取样袋直接取循环系统内的气体。

进一步的是，所述的加热器的加热温度不低于200℃。

加热到200℃，黄磷加入，加入后的地方黄磷预氧气会燃烧，此时那部分的温度会上升，温度已然大于200℃，大部分的黄磷会从固态或液态变为气态被充满整个到循环系统。

黄磷炉气过滤方法，在电炉、过滤器和洗涤塔通过管路构成的炉气过滤系统中，在过滤前，阻断电炉到过滤器，过滤器到洗涤塔的管路，先对过滤器及其与之连通的阻断后管路中加入黄磷，黄磷与过滤器及其与之连通的阻断后管路中的氧气反应，燃烧消耗过滤器及其与之连通的阻断后管路中的氧气，当其氧气含量到一定数值时，打开炉、过滤器和洗涤塔它们之间的管路，开始过滤。

一种过滤方法，包括对物质进行过滤的系统，在过滤前先要对系统中的氧气置换，所述的置换为在进行过滤前在系统中加入能与氧气反应并消耗氧气的介质，然后后触发介质与氧气反应，以达到置换系统中氧气的目的。

本发明的有益效果是：

黄磷炉气干法除尘系统使用黄磷预氧气自燃消耗过滤器所在系统中的氧气含量，就地取材、方便，经济成本低，极大的缩短了系统置换时间，提高了生产效益。

附图说明

图1为一种能快速置换系统中氧含量的黄磷炉气过滤系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图描述实施例对本发明做具体阐述。

本实施例的循环管12安装直径为DN200，加料口安装直径为DN150。

一种能快速置换系统中氧含量的黄磷炉气过滤系统，包括电炉1、洗涤塔2、过滤器3、进气管4和出气管5，增设循环系统,所述的循环系统包括过滤器3、加热器6和风机7，过滤器3进气口与加热器6连接，过滤器3出气口与风机7连接，风机7与加热器6连接，所述的过滤器3、加热器6和风机7三者之间都通过设置循环管12连接，循环管12安装直径为DN200，在风机7与加热器6之间的循环管12上设有1个加料口与循环隔断阀8，加料口上设置加料阀9，加料口安装直径为DN150，电炉1通过进气管4与循环系统连接，连接处位于加热器6与加料阀9之间，进气管4上设置系统进口隔断阀10，洗涤塔2通过出气管5与循环系统连接，连接处位于风机7与加料阀9之间，出气管5上设置系统出口隔断阀11，在风机7的出口处设置氧检测器13。

本实施例所述的一种能快速置换系统中氧含量的黄磷炉气过滤系统所使用的方法及其使用步骤为：

1、在开启电炉1、洗涤塔2与过滤器3构成的炉气过滤系统前，使炉气过滤系统进口隔断阀10、系统出口隔断阀11为关闭状态、循环隔断阀8为打开状态、加料阀9为关闭状态，这样以保证系统安全和让过滤器3、加热器6和风机7通过循环管12构成封闭的循环系统；

2、开启加热器6、风机7，使用循环系统中的加热器6对系统预热，通过风机7提供气流动力，利用循环系统中设置的循环管12道对循环系统进行气体循环预热，使循环系统温度达到200℃；

3、循环系统预热完成后，关闭风机7，打开加料阀9，从加料口加入黄磷，(在上一步中循环系统已加热到200℃，黄磷具有易燃、易爆、有毒、腐蚀性等特性，作为一种重要的化工原料，常运用于各种工业生产中，但纯净黄磷遇空气中的氧气会自燃，燃点为34℃，不会爆炸。本实施例正利用黄磷这一特性)黄磷的加入后的地方会与氧气反应而燃烧，此时这部分的温度会上升，温度已然大于200℃，大部分的黄磷会从固态或液态变为气态；

4、预热后的循环系统温度较高，部分黄磷加入后会变成磷蒸汽在系统中扩散，开启风机7，磷蒸汽会带入循环系统内部而充满整个循环系统，通过磷的自燃消耗循环系统中的氧气，这样通过磷蒸汽与循环系统中的氧气这样的气态与气态的反应而消耗循环系统中的氧气的方式，会更加高效与彻底；

5、加入黄磷后，使用设置于风机7出口处的氧检测器13对循环系统氧气含量进行检测，氧气含量不达标可继续加入少量的黄磷，直至系统中氧气含量符合生产工艺要求。

本实施例所述的一种能快速置换系统中氧含量的黄磷炉气过滤系统就地取材、方便，经济成本低，极大的缩短了系统置换时间，提高了生产效益。

Claims (10)

1.黄磷炉气过滤系统，包括电炉(1)、洗涤塔(2)、过滤器(3)、进气管(4)和出气管(5)，其特征在于：增设循环系统,所述的循环系统包括过滤器(3)、加热器(6)和风机(7)，过滤器(3)进气口与加热器(6)连接，过滤器(3)出气口与风机(7)连接，风机(7)与加热器(6)连接，所述的过滤器(3)、加热器(6)和风机(7)三者之间都通过设置循环管(12)连接，在风机(7)与加热器(6)之间的循环管(12)上设有加料口与循环隔断阀(8)，加料口上设置加料阀(9)，电炉(1)通过进气管(4)与循环系统连接，连接处位于加热器(6)与加料阀(9)之间，进气管(4)上设置系统进口隔断阀(10)，洗涤塔(2)通过出气管(5)与循环系统连接，连接处位于风机(7)与加料阀(9)之间，出气管(5)上设置系统出口隔断阀(11)。

2.根据权利要求1所述的黄磷炉气过滤系统，其特征在于：所述的循环管(12)安装直径不小于DN200。

3.根据权利要求2所述的黄磷炉气过滤系统，其特征在于：所述的循环管(12)安装直径为DN200。

4.根据权利要求1所述的黄磷炉气过滤系统，其特征在于：所述的加料口安装直径大于DN150，在风机(7)与加热器(6)之间的循环管(12)上设置加料口的个数为1。

5.根据权利要求1所述的黄磷炉气过滤系统，其特征在于：设置氧检测器(13)于循环系统上。

6.根据权利要求5所述的黄磷炉气过滤系统，其特征在于：所述的氧检测器(13)设置于风机(7)出口处。

7.黄磷炉气过滤方法，其特征在于：所使用的权利要求1-6任意一项所述的黄磷炉气过滤系统，其使用步骤如下：

a、在开启电炉(1)、洗涤塔(2)与过滤器(3)构成的过滤系统前，使过滤系统进口隔断阀(10)、系统出口隔断阀(11)为关闭状态、循环隔断阀(8)为打开状态、加料阀(9)为关闭状态。

b、开启加热器(6)、风机(7)，使用循环系统中的加热器(6)对系统预热，通过风机(7)提供气流动力，利用循环系统中设置的循环管(12)道对循环系统进行气体循环预热。

c、循环系统预热完成后，关闭风机(7)，打开加料阀(9)，从加料口加入黄磷。

d、预热后的循环系统温度较高，部分黄磷加入后会变成磷蒸汽在系统中扩散，开启风机(7)，磷蒸汽会带入循环系统内部而充满整个循环系统，通过磷的自燃消耗系统中的氧气。

e、加入黄磷后对循环系统氧气含量进行检测，氧气含量不达标可继续加入少量的黄磷，直至系统中氧气含量符合生产工艺要求。

8.根据权利要求7所述的一种黄磷炉气过滤方法，其特征在于：在第b步骤中所述的加热器(6)的加热温度不低于200℃。

9.黄磷炉气过滤方法，其特征在于：在电炉(1)、过滤器(3)和洗涤塔(2)通过管路构成的过滤系统中，在过滤前，阻断电炉(1)到过滤器(3)，过滤器(3)到洗涤塔(2)的管路，先对过滤器(3)及其与之连通的阻断后管路中加入黄磷，黄磷与过滤器(3)及其与之连通的阻断后管路中的氧气反应，燃烧消耗过滤器(3)及其与之连通的阻断后管路中的氧气，当其氧气含量到一定数值时，打开炉(1)、过滤器(3)和洗涤塔(2)它们之间的管路，开始过滤。

10.一种过滤方法，包括对物质进行过滤的系统，在过滤前先要对系统中的氧气置换，其特征在于：所述的置换为在进行过滤前在系统中加入能与氧气反应或能消耗氧气的介质，然后触发介质与氧气反应，以达到置换系统中氧气的目的。