CN105883736B - 一种高效低污染的泥磷回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效低污染的泥磷回收方法，涉及磷化工技术领域，解决了现有干蒸泥磷回收方法采用较多工序和叠加设备，却无法取得叠加的效果，存在回收率低、设备安全系数低、尾气不达标等问题，本发明没有沿袭现有技术中无限延伸单级回收工序，而是设置了作用对象和功能侧重点各不相同的多级回收工序，即，针对高含磷气体进行初步冷凝回收、针对次级磷含量气体进行冷却水冲洗回收，以及针对稀薄磷含量气体进行冷却水雾化回收，优化了泥磷回收各阶段工艺，针对性更强，消除了现有技术中单纯增加多个串联的受磷槽或集磷埚进行黄磷冷凝收集而导致的整体回收效果不佳、设备闲置浪费严重、安全系数降低和投资和运行成本增加等问题。

Description

一种高效低污染的泥磷回收方法

技术领域

本发明涉及磷化工技术领域，具体涉及一种泥磷回收方法。

背景技术

电炉黄磷在生产过程中会产生一种重要的副产物磷泥，也叫泥磷。泥磷主要是一部分黄磷与电炉尾气中的矿物粉尘、炭黑等杂质与水相互混合而产生的一种胶状物。一般情况下泥磷中含P30％——70％，二硫化碳不溶物5％——20％，水分20％——60％，此外还含有一定量的焦炭黑及硅、钙等多种物质。泥磷是一种乳浊状的胶体物质，其中的黄磷被多孔性炭黑吸附，在较高的温度下，由于黄磷和水的偶极分子相互包裹作用，通过水化膜对硅、铁、钙等胶体物质及粉尘的水化作用后，在黄磷的表面形成一层溶剂化膜保护层，阻止黄磷微粒的相互接触凝聚，使黄磷与其他杂质难以分离。

目前对泥磷的回收主要采取传统的干蒸提取回收的方法，其原理为：黄磷的熔点为44.1℃，沸点为280℃，露点为180.7℃，根据这些特性，将泥磷在隔绝空气的条件下，加热至沸点以上，其中所含的黄磷即变为气态，然后将含有气态黄磷的气体导入冷凝系统，通过冷却水使气态黄磷液化，沉集在受磷槽底，冷却成固态黄磷。

例如“泥磷回收精制新方法200610022336.3”，是将泥磷放入回转蒸磷锅内烧蒸回收元素磷,在泥磷中加入分散剂,将烧蒸收集的粗磷送入熔磷槽,向熔磷槽输入水蒸气去掉粗磷中的氟,将所得磷送入精制槽中,通入热水,高温加温漂洗；将所得磷送入成品槽中温加温漂洗,制得成品黄磷。

又例如“利用电炉黄磷尾气加热从泥磷回收黄磷装置201020174175.1”，构造包括干蒸装置和收磷装置，所述干蒸装置包括釜体、干蒸主轴、输磷管道，所述收磷装置包括集磷锅，其特征在于：还包括尾气燃烧装置，在釜体下设有燃烧室，燃烧室的燃烧嘴连接黄磷厂尾气管道。该技术方案采用了蒸磷法进行泥磷回收，基本都是遵循加热干蒸、冷凝回收的思路，配置两个甚至多个串联的集磷埚进行黄磷收集。

此外，在一些专业的期刊杂志中也记载了泥磷干蒸回收的相关技术：如《磷泥回收转炉蒸磷工艺、适用技术市场1992年第3期》、《中温蒸馏法处理泥磷提取黄磷的研究、应用化工2007年2月第36卷第2期》、《一种从废泥磷中回收黄磷的好方法、化工设计通讯1994年3月第20卷第1期》等等。

但是这种传统的泥磷干蒸回收技术存在一些问题：

首先，普通干蒸法的磷回收率不足70％，浪费了宝贵的黄磷资源，对人畜和环境都有极大的危害。

其次，尾气排放问题。磷蒸汽单纯依靠集磷埚中的热水漂洗冷凝回收，气体和液体的混合程度低，这就导致了热水对磷蒸汽的漂洗冷凝不完全，最终排放的气体对环境影响较大。

还有设备安全性和投资成本问题。

为了提高回收率，有的技术对传统方法进行了改进，增加多个串联的受磷槽或集磷埚进行黄磷冷凝收集，但是受磷槽或集磷埚对于磷蒸汽浓度较高的气体的冷凝效果较好，但对于浓度低的气体效果有限，因此采用同样的工序、设置多个功能单一的装置处理浓度不一的气体，后续设置的装置回收效果有限，这就造成了工艺的整体回收效果不佳，设备闲置浪费严重，并且衍生出另一个严重的问题，我们知道，工业生产中有一个规律，流程越多、设备越复杂，出问题的概率相应会增大，特别是泥磷回收的设备是工作在高压的条件下，所用工序和设备增加，需监控部位增多，导致安全系数降低，同时设备的投资和运行成本也增加。

发明内容

为解决现有干蒸泥磷回收方法存在回收率低、设备安全性难以监控以及排放的尾气中磷含量不达标，以及采用较多工序和叠加设备，却无法取得叠加的效果，还造成安全性能降低、成本增加等问题，本发明提供了一种高效低污染的泥磷回收方法，没有沿袭现有技术中无限延伸单级回收工序，即串联多组受磷槽或集磷埚的方式，而是设置了作用对象和功能侧重点各不相同的多级回收工序，优化了泥磷回收各阶段工艺，更有针对性，从而提高了整体回收率，最大程度降低对自然环境的影响。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高效低污染的泥磷回收方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

①蒸磷步骤：

a、首先采用泥水泵将泥磷送至过渡槽中进行预处理，所述预处理是将与水混合的泥磷在密封的过渡槽中进行水和泥磷的分离，除去易分离的水份，降低干蒸环节的能耗；

b、然后将泥磷装入旋转锅内，在旋转锅外部使用磷炉尾气进行加热，加热至280—330℃并保持5-7小时，泥磷中的黄磷逐渐挥发成磷蒸气，磷蒸气通过管道进入冷凝回收工序；

②冷凝回收步骤：

a、针对高含磷气体进行初步冷凝回收：

将旋转锅中加热得到的高含磷气体通入集磷埚内进行初步冷凝回收，气体通过进气管进入集磷埚内部，进气管没入冷却水中，气体随进气管进入水进行冷凝，冷凝成固体的黄磷沉积在集磷埚底部，而经过初步冷凝回收后的次级磷含量气体则转移至下一级回收工序；

b、针对次级磷含量气体进行冷却水冲洗回收：

将步骤②a阶段中经过初步冷凝回收的次级磷含量气体引入一个密封的冲洗池中，冲洗池中设置有冲洗盘管，次级磷含量气体的引入管和冷却水管一同连接在冲洗盘管上，二者一起进入，冷却水和次级磷含量气体在冲洗盘管中往返混合冲洗，进一步将其中含有的未回收的少量磷冷凝收集到水中，水气混合物从冲洗盘管出来之后，含有黄磷的水进入一个黄磷沉积池中进行沉集，经过冲洗回收的气体则进入下一道回收工序；

c、针对稀薄磷含量气体进行冷却水雾化回收；

将步骤②b阶段中经过冷却水冲洗回收后的稀薄磷含量气体通入一个雾化回收装置，依次设置有雾化塔、收集池以及冷却水的预热装置，稀薄磷含量气体通过管道进入雾化塔下部，形成从下往上再往下的循环，增加气体行程，同时供水管将预热后的冷却水送至雾化器雾化后进入雾化塔内的上部，雾化水与稀薄磷含量气体充分融合接触，然后在雾化塔下部冷凝，气体中残留的黄磷与变成液体的冷却水一起进入收集池中沉集，黄磷回收后剩余的气体则通过管道直接排放。

为提高雾化回收步骤的安全性能，在雾化塔上设置用于调节其内部压力的压力调节阀，在雾化塔内部压力过大时打开泄压，确保设备安全。

为提高雾化塔下部冷凝后磷的回收率，在雾化塔内的下部设置增加液体行程的冷却层用于气相物质的冷却。

在所述冷凝回收步骤的各个阶段均设置有探料环节，用于人工检测沉集底部沉积的黄磷厚度，以及回收取料环节，用以使用抽取装置将沉集的黄磷回收。

有益效果：本发明所述泥磷回收方法设置了作用对象和功能侧重点各不相同的多级回收工序，即，针对高含磷气体进行初步冷凝回收、针对次级磷含量气体进行冷却水冲洗回收，以及针对稀薄磷含量气体进行冷却水雾化回收，优化了泥磷回收各阶段工艺，针对性更强，消除了现有技术中单纯增加多个串联的受磷槽或集磷埚进行黄磷冷凝收集而导致的整体回收效果不佳、设备闲置浪费严重、安全系数降低和投资和运行成本增加等问题；具体分析：从旋转锅出来的气体中含有大量的磷蒸汽，此时只需要将气体直接通入冷却水中既能够冷凝回收气体中大量的磷，因此此阶段直接使用集磷埚回收具有效果明显、运行成本底的优势；经过集磷埚回收后的气体中含有少量磷，此时采用盘管+冷却水长时间冲洗同样具有较好的回收效果；当经过前两道工序的回收后，气体中只残留微量的磷，单就经济效益而言，此时不进行回收直接排放更有利于控制成本，但是气体中即使存在微量的磷，直接排放对于环境的危害仍较严重，因此，本发明又设置了冷却水雾化回收工序，通过将冷却水雾化为气体，提高其与气体的融合及接触程度，将残留的磷最大化冷凝回收，保证最终排放的尾气基本为水蒸气，通过这些针对性措施的环环相扣，本发明的技术方案相比于现有技术，首先是提高了回收率，其次是降低了危险系数和成本，最主要的是降低了尾气中杂质含量，大大降低了尾气排放对环境的破坏。

附图说明

图1本发明所述泥磷回收方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图及说明对本发明进行进一步说明。

实施例1

如图1所示，本实施例所述的一种高效低污染的泥磷回收方法包括以下工艺步骤：

①蒸磷步骤：

首先采用泥水泵将泥磷送至过渡槽中进行预处理，所述预处理是将与水混合的泥磷在密封的过渡槽中进行水和泥磷的分离，除去易分离的水份，降低干蒸环节的能耗；然后将泥磷装入旋转锅内，在旋转锅外部使用磷炉尾气进行加热，加热至280—330℃并保持5-7小时，泥磷中的黄磷逐渐挥发成磷蒸气，磷蒸气通过管道进入冷凝回收工序；

②冷凝回收步骤：

针对高含磷气体进行初步冷凝回收：

将旋转锅中加热得到的高含磷气体通入集磷埚内进行初步冷凝回收，气体通过进气管进入集磷埚内部，进气管没入冷却水中，气体随进气管进入水进行冷凝，冷凝成固体的黄磷沉积在集磷埚底部，而经过初步冷凝回收后的次级磷含量气体则转移至下一级回收工序；

针对次级磷含量气体进行冷却水冲洗回收：

将经过初步冷凝回收的次级磷含量气体引入一个密封的冲洗池中，冲洗池中设置有冲洗盘管，次级磷含量气体的引入管和冷却水管一同连接在冲洗盘管上，二者一起进入，冷却水和次级磷含量气体在冲洗盘管中往返混合冲洗，进一步将其中含有的未回收的少量磷冷凝收集到水中，水气混合物从冲洗盘管出来之后，含有黄磷的水进入一个黄磷沉积池中进行沉集，经过冲洗回收的气体则进入下一道回收工序；

针对稀薄磷含量气体进行冷却水雾化回收：

将经过冷却水冲洗回收后的稀薄磷含量气体通入一个雾化回收装置，依次设置有雾化塔、收集池以及冷却水的预热装置，稀薄磷含量气体通过管道进入雾化塔下部，形成从下往上再往下的循环，增加气体行程，同时供水管将预热后的冷却水送至雾化器雾化后进入雾化塔内的上部，雾化水与稀薄磷含量气体充分融合接触，然后在雾化塔下部冷凝，气体中残留的黄磷与变成液体的冷却水一起进入收集池中沉集，黄磷回收后剩余的气体则通过管道直接排放。在所述冷凝回收步骤的各个阶段均设置有探料环节，用于人工检测沉集底部沉积的黄磷厚度，以及回收取料环节，用以使用抽取装置将沉集的黄磷回收。

实施例2

本实施例所述一种高效低污染的泥磷回收方法，其步骤与实施例1所述基本一致，区别在于为提高雾化回收步骤的安全性能，在雾化塔上设置用于调节其内部压力的压力调节阀，在雾化塔内部压力过大时打开泄压，确保设备安全。

实施例3

本实施例所述一种高效低污染的泥磷回收方法，其步骤与实施例1所述基本一致，区别在于为提高雾化塔下部冷凝后磷的回收率，在雾化塔内的下部设置增加液体行程的冷却层用于气相物质的冷却。

Claims (2)

1.一种高效低污染的泥磷回收方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

①蒸磷步骤：

a、首先采用泥水泵将泥磷送至过渡槽中进行预处理，所述预处理是将与水混合的泥磷在密封的过渡槽中进行水和泥磷的分离，除去易分离的水份，降低干蒸环节的能耗；

b、然后将泥磷装入旋转锅内，在旋转锅外部使用磷炉尾气进行加热，加热至280—330℃并保持5-7小时，泥磷中的黄磷逐渐挥发成磷蒸气，磷蒸气通过管道进入冷凝回收工序；

②冷凝回收步骤：

a、 针对高含磷气体进行初步冷凝回收：

将旋转锅中加热得到的高含磷气体通入集磷埚内进行初步冷凝回收，气体通过进气管进入集磷埚内部，进气管没入冷却水中，气体随进气管进入水进行冷凝，冷凝成固体的黄磷沉积在集磷埚底部，而经过初步冷凝回收后的次级磷含量气体则转移至下一级回收工序；

b、针对次级磷含量气体进行冷却水冲洗回收：

将步骤②a阶段中经过初步冷凝回收的次级磷含量气体引入一个密封的冲洗池中，冲洗池中设置有冲洗盘管，次级磷含量气体的引入管和冷却水管一同连接在冲洗盘管上，二者一起进入，冷却水和次级磷含量气体在冲洗盘管中往返混合冲洗，进一步将其中含有的未回收的少量磷冷凝收集到水中，水气混合物从冲洗盘管出来之后，含有黄磷的水进入一个黄磷沉积池中进行沉集，经过冲洗回收的气体则进入下一道回收工序；

c、 针对稀薄磷含量气体进行冷却水雾化回收；

将步骤②b阶段中经过冷却水冲洗回收后的稀薄磷含量气体通入一个雾化回收装置，依次设置有雾化塔、收集池以及冷却水的预热装置，稀薄磷含量气体通过管道进入雾化塔下部，形成从下往上再往下的循环，增加气体行程，同时供水管将预热后的冷却水送至雾化器雾化后进入雾化塔内的上部，雾化水与稀薄磷含量气体充分融合接触，然后在雾化塔下部冷凝，气体中残留的黄磷与变成液体的冷却水一起进入收集池中沉集，黄磷回收后剩余的气体则通过管道直接排放；

所述雾化塔上设置用于调节其内部压力的压力调节阀，在雾化塔内部压力过大时打开泄压，确保设备安全；

所述雾化塔内的下部设置增加液体行程的冷却层用于气相物质的冷却。

2.根据权利要求1所述的一种高效低污染的泥磷回收方法， 其特征在于，还包括以下步骤，所述冷凝回收步骤的各个阶段均设置有探料环节，用于人工检测沉集底部沉积的黄磷厚度，以及回收取料环节，用以使用抽取装置将沉集的黄磷回收。