CN110217766A - 一种磷泥提磷装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种磷泥提磷装置及工艺,本发明的磷泥在具有良好密封性的磷泥蒸发器中利用熔盐采用热传导方式进行加热,加热获得的磷蒸汽进入磷泥回收装置进行冷凝回收获得高品质的黄磷,同时还设置了应急反吹装置,保障特殊工况出现时装置能正常重启;本发明的加热介质熔盐通过热源装置分布于磷泥蒸发器壳体加热夹层、端盖加热夹层以及搅拌轴系中,提高了磷泥与热源的接触面积,且避免热量携带损失,提高了热量的利用率,较现有技术节约能耗达30%;同时实现了小体积大换热面积的加热蒸发装置,节省了基建成本;采用本发明的装置及工艺获得黄磷的提取率达到了98%以上,黄磷品质达到了GB/T7816‑2018优等品标准。
Description
技术领域
本发明涉及化工环保技术领域,尤其是涉及一种磷泥提磷装置及工艺。
背景技术
黄磷生产企业,在生产黄磷的过程中会产生大量的磷泥,该磷泥中仍残留8%左右的黄磷,为了有效的利用磷泥中残留的黄磷,需要将磷泥进行处理以回收利用其中的黄磷;目前处理磷泥的传统方法主要有两种:一是制取磷酸,该方法工艺简单,缺点是易造成环境污染,生产的磷酸价值低,给企业在存储、运输、销售方面造成负担;二是利用外热式回转圆筒加热蒸发提磷,因该方法存在可连续生产的优点而受到关注,但该方法也存在如下缺陷:1)因回转圆筒直径较大,加工精度难以保证;2)设备在运转时密封困难,空气容易进入设备,易造成磷的自燃,生成五氧化二磷,后序冷凝时会产生磷酸对收磷所用的循环水产生污染,磷分的氧化大大降低了提磷效率;3)回转圆筒加热方式为外部燃气加热,正常工作时,高温烟气带走大量的热量,造成设备能耗高,尾气处理困难。为解决上述问题,本发明设计出新工艺和新设备,解决了目前磷泥提磷处理过程中存在的问题,同时为企业创造可观的经济效益。
发明内容
基于此,本发明的目的是针对现有技术的不足,提出了一种磷泥提磷装置及工艺,解决了提磷工艺中存在设备密封困难、生产能耗高、二次污染、磷提取率低、设备维护频繁等问题,达到了高提取效率、低能耗、环境清洁安全的效果。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种磷泥提磷装置,由磷泥蒸发器1、热源装置2、磷回收装置3、应急反吹装置4组成;
磷泥蒸发器1,包括壳体1-1、端盖1-3、上盖1-4组成的腔体、与腔体连通的传动装置1-5、整体底座1-2、轴系1-6和布置于上盖1-4上的预热器1-7;
所述的腔体、传动装置1-5、轴系1-6安装于整体底座1-2上;
所述上盖1-4上布置有进料口1-11、氮气进口1-12、排气管道1-8和1-17,排气管道1-8和排气管道1-17相连通;
所述的壳体1-1内设置有溢流板;所述壳体底部设置有出料口1-16,所述的溢流板与出料口1-16连通;
所述的端盖1-3上带有加热夹套;
所述的壳体1-1上设置有温度传感器;
所述的壳体1-1带有加热夹套,加热夹套上设置有管道1-9和1-10;
所述的轴系1-6由两根相互啮合的楔形叶片轴构成;所述的轴系1-6安装时穿过端盖1-3;
热源装置2,用于为磷泥蒸发器1提供热源,包括熔盐炉2-1、熔盐循环槽2-2、升温循环泵2-3、供热循环泵2-4和预热器2-5;所述的熔盐炉2-1与熔盐循环槽2-2通过管道2-6连通,熔盐循环槽2-2与供热循环泵2-4连通;熔盐炉2-1与升温循环泵2-3通过管道2-7连通;
所述的供热循环泵2-4通过管道1-10与磷泥蒸发器1连通;磷泥蒸发器1通过管道1-9与熔盐循环槽2-2连通;构成循环通路;
所述的预热器2-5布置于熔盐循环槽2-2底部;
磷回收装置3,用于冷却回收磷泥蒸发器1产生的磷蒸汽,包括回收塔3-1、冷却水循环水箱3-2、冷却水循环泵3-3和引风机3-4;
所述的排气管1-8和1-17与喷头3-6连通,用于将磷泥蒸发器排出的蒸汽导入回收塔3-1;
应急反吹装置4,用于保障特殊工况时装置能够正常重启,应急反吹装置通过管道4-3与磷泥蒸发器1中的轴系1-6连通,包括储气罐4-1和安全阀4-2;
进一步地,所述的轴系1-6的两根相互啮合的楔形叶片轴,其中一根为主动轴,主动轴布置由链轮和同步齿轮,动力通过链条传递给链轮,另一根为从动轴,从动轴上布置的同步齿轮由主动轴上的同步齿轮带动旋转。
进一步地,所述的壳体1-1、上盖1-4、端盖1-3组成的腔体所需的密封采取的是法兰和密封垫密封。
进一步地,所述的轴系1-6安装时穿过端盖1-3,旋转部位密封采用填料、返料螺旋及气体的组合式密封。
进一步地,所述轴系1-6支撑轴承使用水冷轴承座且与轴承内圈与轴系定位部分做了隔热处理。
进一步地,所述的传动装置1-5为磷泥的搅拌换热、推进提供动力;
进一步地,所述的熔盐循环槽2-2设置位置低于磷泥蒸发器1;
进一步地,应用磷泥提磷装置进行磷泥提磷的工艺,包括以下步骤:
(1)预加热及排除空气:通过加热介质将磷泥蒸发器1中的壳体1-1内壳换热面和轴系1-6楔形叶片换热面温度以及由壳体1-1、端盖1-3和上盖1-4组成的腔体内的气象温度升温至工艺温度;与此同时通过布置在上盖1-4上的氮气进口1-12将氮气充入腔体内,将腔体内的含氧空气置换,含氧空气由排气管道1-8和1-17排出;其中所述的加热介质由热源装置2循环供给;
(2)加热蒸发磷:当换热面温度和气象温度以及气象环境满足投料条件时,保持加热介质一直持续加热,用泥浆泵将磷泥通过加料口1-11定量输送到磷泥蒸发器1中,磷泥与磷泥蒸发器1中的换热面接触,磷泥通过轴系1-6上布置的楔形叶片啮合搅拌,换热面与磷泥充分接触匀速换热,磷泥温度梯度升高,在磷泥蒸发器1设备前段的磷泥中大量的水分升温气化产生的水蒸气通过设置在上盖1-4上的排气管1-8排出,而后腔体内温度继续升高;设备内磷泥随着轴系的搅拌向设备后端移动,磷泥移动推进的过程中继续与换热面换热升温,此时的热量大部分由磷泥中的磷分吸收,达到磷分气化点磷分气化,同时伴随水蒸气产生,腔体内热量消耗增加,此时设备上盖1-4上设置的预热器1-7和端盖1-3(带加热夹套)则为腔体额外补充热量;气化后的磷分和水蒸气通过排气管1-17进入磷回收装置3,剩余磷泥废渣通过设置在壳体内的溢流板经出料口1-16排出;其中,升温时间以及具体温度数据由布置在壳体1-1上的温度传感器获得;
(3)冷凝回收磷:磷泥蒸发器1蒸发气化的磷分被水蒸气携带通过排气管1-8、1-17在引风机3-4引导下经喷头3-6导入回收塔3-1,磷分此时通过降温重新液化,液化的磷分在重力作用下沉入回收储罐3-10底部,连续工作过程中液化磷分液位逐步升高到达设定位置时,收磷控制阀3-12打开回收磷分,完成后关闭;而由气化磷分和蒸气携带的磷泥粉尘被填料3-9捕捉,经过喷淋器3-7洗涤后落入回收储罐3-10中漂浮于水面,经溢流口3-11排入循环水箱3-2收集并处理,洗涤时产生的泡沫经丝网除沫器3-8消除;循环水箱3-2将水自然冷却,水箱里沉淀的粉尘定期清理,液化的水蒸气会逐渐增加循环水箱3-2水量直至溢流,溢流的水通过设置在循环水箱3-2的溢流口排出;
其中,所述的降温是通过水冷来实现,运行时回收储罐3-10蓄满循环水,气化磷分和水蒸气通过喷头3-6喷射在储罐3-10循环水水面上与水面接触后迅速降温液化,液化的磷分比重大于水,在重力作用下液化磷分沉入回收储罐3-10底部,储罐3-10循环水水面的高低平衡通过溢流管3-11来实现;
所述的喷淋器3-7不但要完成洗涤工作,同时要为循环水降温至气化磷分液化的工艺温度;
(4)应急反吹装置:正常工作时储气罐4-1储存足够的压缩空气,所有进出气阀门均为关闭状态;当特殊工况出现或系统停机时,打开管道4-3上的阀门将压缩空气吹入到轴系1-6中利用气压将残留在轴系中的加热介质熔盐强行推入熔盐循环操2-2中,防止熔盐冷却固化后堵塞轴系1-6中的毛细流通管路;
所述的熔盐循环槽2-2设置位置低于磷泥蒸发器1,壳体夹套及端盖夹套里的熔盐则会在重力作用下自然流回至熔盐循环槽;
进一步地,所述的加热介质为熔盐,所述的熔盐通过以下方式加热:首先通过布置在熔盐循环槽2-2底部的预热器2-5将熔盐循环槽2-2中的固态熔盐升温至熔盐循环槽2-2中的熔盐全部液化,而后打开升温循环泵2-3,液化熔盐由管道2-7进入熔盐炉2-1中循环加热,再经管道2-6回流到熔盐循环槽2-2中,关闭预热器2-5热源,打开熔盐炉加热热源使熔盐升温至熔盐循环槽2-2中的熔盐完全达到提磷所需的工艺温度后,打开供热循环泵2-4,供热循环泵2-4将熔盐通过管道1-10并由各支管分别送入壳体1-1加热夹套、轴系1-6、预热器1-7及端盖1-3加热夹套,熔盐做功完毕后由回程管道1-9返回熔盐循环槽2-2中,管道1-10与管道1-9的温差通常在20℃至50℃之间,产生的温差则通过熔盐炉加热补充,如此反复循环,为磷泥蒸发器1提供稳定可靠的热源。
进一步地,步骤(1)中所述的工艺温度为:磷泥蒸发器腔体气象温度:不低于350℃;磷泥蒸发器换热面温度:不低于400℃;
显然描述清楚磷泥提磷工艺这一过程是分段进行的,而实际运行时每一过程则是同步进行的。
本发明中为满足提磷工艺要求的磷泥蒸发器采用的是高温热源,轴系支撑轴承使用水冷轴承座且与轴承内圈与轴系定位部分做了隔热处理保证了轴承在允许的工况下工作,轴系由两根相互啮合的楔形叶片轴构成,其中一根为主动轴,主动轴布置有链轮和同步齿轮,动力通过链条传递给链轮,采用链条传动可使得轴上的高温不会传递到减速机和电机上,而使电机减速机在设计允许的工况下工作,另一根为从动轴,从动轴上布置的同步齿轮由主动轴上的同步齿轮带动旋转;
本发明磷泥蒸发器中的壳体、轴系在高温介质作用下产生热膨胀和变形,其中壳体的热膨胀和变形由整体底座来引导和释放;轴系的热膨胀则由预留在轴承座中的膨胀间隙消除释放;
本发明的壳体、端盖上设置有加热夹套,轴系为中空轴系,为加热介质和磷泥提供了充足的换热面积,保证了在小体积内获得大的换热面积,提高热量的利用率,以及减小了装置占据的空间;
本发明磷泥蒸发器是在全密封环境下运行的,运行过程中完全与空气隔绝,其壳体上盖、端盖组成的腔体采用法兰和密封垫密封;轴系安装时穿过端盖,且旋转部位密封采用填料、返料螺旋及气体的组合式密封,同时轴系为低速旋转,密封结构有效防止空气进入腔体,同时也防止腔体内物料泄露;
本发明的应急回收装置的设置在磷泥提磷工艺中也是至关重要的,特殊的工况出现时,可以保障整个工艺系统能够正常重启;正常工作时储气罐储存足够的压缩空气,所有进出气阀门均为关闭状态;当特殊工况出现或系统停机时,储气罐中的压缩空气吹入到磷泥蒸发器的轴系中利用气压将残留在轴系中的加热介质熔盐强行推入熔盐循环槽中,防止熔盐冷却固化后堵塞轴系中的毛细流通管路,大大减少了复开机所用的时间;同时本发明的熔盐循环槽设置位置低于磷泥蒸发器,磷泥蒸发器壳体加热夹套及端盖加热夹套里的熔盐则会在重力作用下自然流回至熔盐循环槽,而不会造成熔盐堵塞夹套影响重启。
本发明的有益效果是:
1.本发明的磷泥蒸发器采用侧方链条传动,传动装置不受高温影响,可实现长期连续运转;
2.本发明的磷泥蒸发器在很小的体积下可布置很大的换热面积,占地面积小大大节约了基建成本;
3.本发明整个工艺在全密封工况下工作,与空气完全隔绝提磷过程中不会产生五氧化二磷及磷酸不会对空气和循环水造成二次污染;
4.本发明的工艺采用传导加热方式加热,避免热量携带流失,提高了热量的利用率,较现有的提磷工艺节省能耗达30%;
5.本发明的磷泥蒸发器采用强制接触搅拌,换热面更新快升温均匀,磷分提取率高达98%以上,且最终提取获得的成品黄磷品质可达GB/T7816-2018优等品标准;
6.本发明工艺设计简单可靠,装置占地面积小,只需少量人工维护看管,节省大量人工成本。
附图说明
图1为本发明的磷泥提磷装置的结构示意图;
图2为本发明的磷泥蒸发器的结构示意图;
图3为本发明的热源装置的结构示意图;
图4为本发明的磷回收装置的结构示意图;
图5为本发明的应急反吹装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步描述。
实施例1
一种磷泥提磷装置,如图1所示,由磷泥蒸发器1、热源装置2、磷回收装置3、应急反吹装置4组成;
磷泥蒸发器1,如图2所示,包括壳体1-1、端盖1-3、上盖1-4组成的腔体、与腔体连通的传动装置1-5、整体底座1-2、轴系1-6和布置于上盖1-4上的预热器1-7;
所述的腔体、传动装置1-5、轴系1-6安装于整体底座1-2上,
所述上盖1-4上布置有进料口1-11、氮气进口1-12、排气管道1-8和1-17,排气管道1-8和排气管道1-17相连通;
所述的壳体1-1内设置有溢流板;所述壳体底部设置有出料口1-16,所述的溢流板与出料口1-16连通;
所述的端盖1-3上带有加热夹套;
所述的壳体1-1上设置有温度传感器;
所述的壳体1-1带有加热夹套,加热夹套上设置有管道1-9和1-10;
所述的轴系1-6由两根相互啮合的楔形叶片轴构成;所述的轴系1-6安装时穿过端盖1-3;
热源装置2,用于为磷泥蒸发器1提供热源,如图3所示,包括熔盐炉2-1、熔盐循环槽2-2、升温循环泵2-3、供热循环泵2-4和预热器2-5;所述的熔盐炉2-1与熔盐循环槽2-2通过管道2-6连通,熔盐循环槽2-2与供热循环泵2-4连通;熔盐炉2-1与升温循环泵2-3通过管道2-7连通;
所述的供热循环泵2-4通过管道1-10与磷泥蒸发器连通;磷泥蒸发器通过管道1-9与熔盐循环槽2-2连通;构成循环通路;
所述的预热器2-5布置于熔盐循环槽2-2底部;
磷回收装置3,用于冷却回收磷泥蒸发器1产生的磷蒸汽,如图4所示,包括回收塔3-1、冷却水循环水箱3-2、冷却水循环泵3-3和引风机3-4;
所述的排气管道1-8和1-17与喷头3-6连通,用于将磷泥蒸发器排出的蒸汽导入回收塔3-1;
应急反吹装置4,用于保障特殊工况时装置能够正常重启,应急反吹装置通过管道4-3与磷泥蒸发器1中的轴系1-6连通,包括储气罐4-1和安全阀4-2;
所述的轴系1-6的两根相互啮合的楔形叶片轴,其中一根为主动轴,主动轴布置由链轮和同步齿轮,动力通过链条传递给链轮,另一根为从动轴,从动轴上布置的同步齿轮由主动轴上的同步齿轮带动旋转。
所述的壳体1-1、上盖1-4、端盖1-3组成的腔体所需的密封采取的是法兰和密封垫密封。
所述的轴系1-6安装时穿过端盖1-3,旋转部位密封采用填料、返料螺旋及气体的组合式密封。
所述轴系1-6支撑轴承使用水冷轴承座且与轴承内圈与轴系定位部分做了隔热处理。
所述的传动装置为磷泥的搅拌换热、推进提供动力。
所述的熔盐循环槽2-2设置位置低于磷泥蒸发器1。
应用磷泥提磷装置进行磷泥提磷的工艺,包括以下步骤:
(1)预加热及排除空气:通过加热介质将磷泥蒸发器1中的壳体1-1内壳换热面和轴系1-6楔形叶片换热面温度以及由壳体1-1、端盖1-3和上盖1-4组成的腔体内的气象温度升温至工艺温度;与此同时通过布置在上盖1-4上的氮气进口1-12将氮气充入腔体内,将腔体内的含氧空气置换,含氧空气由排气管道1-8和1-17排出;其中所述的加热介质由热源装置2循环供给;
(2)加热蒸发磷:当换热面温度和气象温度以及气象环境满足投料条件时,保持加热介质一直持续加热,用泥浆泵将磷泥通过加料口1-11定量输送到磷泥蒸发器1中,磷泥与磷泥蒸发器1中的换热面接触,磷泥通过轴系1-6上布置的楔形叶片啮合搅拌(搅拌转速为5-20转/分钟),换热面与磷泥充分接触匀速换热,磷泥温度梯度升高,在蒸发器1设备前段的磷泥中大量的水分升温气化产生水蒸气通过设置在上盖1-4上的排气管道1-8排出,而后腔体内温度继续升高;设备内磷泥随着轴系的搅拌向设备后端移动,磷泥移动推进的过程中继续与换热面换热升温,此时的热量大部分由磷泥中的磷分吸收,达到磷分气化点磷分气化,同时伴随水蒸气产生,腔体内热量消耗增加,此时设备上盖1-4上设置的预热器1-7和端盖1-3(带加热夹套)则为腔体额外补充热量;气化后的磷分和水蒸气通过排气管道1-17进入磷回收装置3,剩余磷泥废渣通过设置在壳体内的溢流板经出料口1-16排出;其中,升温时间以及具体温度数据由布置在壳体1-1上的温度传感器获得;
(3)冷凝回收磷:磷泥蒸发器1蒸发气化的磷分被水蒸气携带通过排气管道1-8、1-17在引风机3-4引导下经喷头3-6导入回收塔3-1,磷分此时通过降温重新液化,液化的磷分在重力作用下沉入回收储罐3-10底部,连续工作过程中液化磷分液位逐步升高到达设定位置时,收磷控制阀3-12打开回收磷分,完成后关闭;而由气化磷分和蒸气携带的磷泥粉尘被填料3-9捕捉,经过喷淋器3-7洗涤后落入回收储罐3-10中漂浮于水面,经溢流口3-11排入循环水箱收集并处理,洗涤时产生的泡沫经丝网除沫器3-8消除;循环水箱3-2将水自然冷却,水箱里沉淀的粉尘定期清理,液化的水蒸气会逐渐增加循环水量直至溢流,溢流的水通过设置在循环水箱3-2的溢流口排出;其中,所述的降温通过水冷来实现,运行时回收储罐3-10蓄满循环水,气化磷分和水蒸气通过喷头3-6喷射在储罐3-10循环水水面上,与水面接触后迅速降温液化,液化的磷分比重大于水,在重力作用下液化磷分沉入回收储罐3-10底部,储罐3-10循环水水位的高低平衡通过溢流管3-11来实现;喷淋器3-7不但要完成洗涤工作,同时要为循环水降温至气化磷分液化的工艺温度;
(4)应急反吹装置:正常工作时储气罐4-1储存足够的压缩空气,所有进出气阀门均为关闭状态;当特殊工况出现或系统停机时,打开管道4-3上的阀门将压缩空气吹入到轴系1-6中利用气压将残留在轴系中的加热介质熔盐强行推入熔盐循环操2-2中,防止熔盐冷却固化后堵塞轴系1-6中的毛细流通管路,可以大大减少复开机所用的时间;
所述的熔盐循环槽2-2设置位置低于磷泥蒸发器1,壳体夹套及端盖夹套里的熔盐则会在重力作用下自然流回至熔盐循环槽,而避免了熔盐堵塞壳体夹套和端盖夹套而影响复开机;
所述的加热介质为熔盐,所述的熔盐通过以下方式加热:首先通过布置在熔盐循环槽2-2底部的预热器2-5将熔盐循环槽2-2中的固态熔盐升温至140-160℃至熔盐循环槽2-2中的熔盐全部液化,而后打开升温循环泵2-3,液化熔盐由管道2-7进入熔盐炉2-1中循环加热,再经管道2-6回流到熔盐循环槽2-2中,关闭预热器2-5热源,打开熔盐炉加热热源使熔盐升温至熔盐循环槽2-2中的熔盐完全达到提磷所需的工艺温度后(不低于450℃),打开供热循环泵2-4,供热循环泵2-4将熔盐通过管道1-10并由各支管分别送入壳体1-1加热夹套、轴系1-6、预热器1-7及端盖1-3加热夹套,熔盐做功完毕后由回程管道1-9返回熔盐循环槽2-2中,管道1-10与管道1-9的温差通常在20℃至50℃之间,产生的温差则通过熔盐炉加热补充,如此反复循环,为磷泥蒸发器1提供稳定可靠的热源;
其中,步骤(1)中所述的工艺温度为:磷泥蒸发器腔体气象温度:不低于350℃;磷泥蒸发器换热面温度:不低于400℃。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种磷泥提磷装置,其特征在于,由磷泥蒸发器(1)、热源装置(2)、磷回收装置(3)、应急反吹装置(4)组成;
磷泥蒸发器(1),包括壳体(1-1)、端盖(1-3)、上盖(1-4)组成的腔体、与腔体连通的传动装置(1-5)、整体底座(1-2)、轴系(1-6)和布置于上盖(1-4)上的预热器(1-7);
所述的腔体、传动装置(1-5)、轴系(1-6)安装于整体底座(1-2)上;
所述上盖(1-4)上布置有进料口(1-11)、氮气进口(1-12)、排气管道(1-8)和(1-17),排气管线(1-8)和排气管线(1-17)相连通;
所述的壳体(1-1)内设置有溢流板;所述壳体底部设置有出料口(1-16),所述的溢流板与出料口(1-16)连通;
所述的端盖(1-3)上带有加热夹套;
所述的壳体(1-1)上设置有温度传感器;
所述的壳体(1-1)带有加热夹套,加热夹套上设置有管道(1-9)和(1-10);
所述的轴系(1-6)由两根相互啮合的楔形叶片轴构成;所述的轴系(1-6)安装时穿过端盖1-3;
热源装置(2),用于为磷泥蒸发器(1)提供热源,包括熔盐炉(2-1)、熔盐循环槽(2-2)、升温循环泵(2-3)、供热循环泵(2-4)、预热器(2-5)构成;所述的熔盐炉(2-1)与熔盐循环槽(2-2)通过管道(2-6)连通,熔盐炉(2-1)与升温循环泵(2-3)通过管道(2-7)连通;
所述的供热循环泵(2-4)通过管道(1-10)与磷泥蒸发器(1)连通;磷泥蒸发器(1)通过管道(1-9)与熔盐循环槽(2-2)连通,构成循环通路;
所述的预热器(2-5)布置于熔盐循环槽(2-2)底部;
磷回收装置(3),用于冷却回收提磷蒸发器(1)产生的磷蒸汽,包括回收塔(3-1)、冷却水循环水箱(3-2)、冷却水循环泵(3-3)和引风机(3-4);
所述的排气管道(1-8)和(1-17)与喷头(3-6)连通,用于将磷泥蒸发器排出的蒸汽导入回收塔(3-1);
应急反吹装置(4),用于保障特殊工况时装置能够正常重启,应急反吹装置通过管道(4-3)与磷泥蒸发器(1)中的轴系(1-6)连通,包括储气罐(4-1)和安全阀(4-2)。
2.如权利要求1所述的磷泥提磷装置,其特征在于,所述的轴系(1-6)的两根相互啮合的楔形叶片轴,其中一根为主动轴,主动轴布置由链轮和同步齿轮,动力通过链条传递给链轮,另一根为从动轴,从动轴上布置的同步齿轮由主动轴上的同步齿轮带动旋转。
3.如权利要求1所述的磷泥提磷装置,其特征在于,所述的壳体(1-1)、上盖(1-4)、端盖(1-3)组成的腔体所需的密封采取的是法兰和密封垫密封。
4.如权利要求1所述的磷泥提磷装置,其特征在于,所述的轴系(1-6)安装时穿过端盖(1-3),旋转部位密封采用填料、返料螺旋及气体的组合式密封。
5.如权利要求1所述的磷泥提磷装置,其特征在于,所述轴系(1-6)支撑轴承使用水冷轴承座且与轴承内圈与轴系定位部分做了隔热处理。
6.如权利要求1所述的磷泥提磷装置,其特征在于,所述的传动装置(1-5)为磷泥的搅拌换热、推进提供动力。
7.如权利要求1所述的磷泥提磷装置,其特征在于,熔盐循环槽(2-2)设置位置低于提磷蒸发器1。
8.应用权利要求1-7任一项所述的磷泥提磷装置进行磷泥提磷的工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)预加热及排除空气:通过加热介质将磷泥蒸发器(1)中的壳体(1-1)内壳换热面和轴系(1-6)楔形叶片换热面温度以及由壳体(1-1)、端盖(1-3)和上盖(1-4)组成的腔体内的气象温度升温至工艺温度;与此同时通过布置在上盖(1-4)上的氮气进口(1-12)将氮气充入腔体内,将腔体内的含氧空气置换,含氧空气由排气管道(1-8)和(1-17)排出;其中所述的加热介质由热源装置(2)循环供给;
(2)加热蒸发磷:当换热面温度和气象温度以及气象环境满足投料条件时,保持加热介质一直持续加热,用泥浆泵将磷泥通过加料口(1-11)定量输送到磷泥蒸发器(1)中,磷泥与磷泥蒸发器(1)中的换热面接触,磷泥通过轴系(1-6)上布置的楔形叶片啮合搅拌,换热面与磷泥充分接触匀速换热,磷泥温度梯度升高,在磷泥蒸发器(1)设备前段的磷泥中大量的水分升温气化产生水蒸气通过设置在上盖(1-4)上的排气管(1-8)排出,而后腔体内温度继续升高;设备内磷泥随着轴系的搅拌向设备后端移动,磷泥移动推进的过程中继续与换热面换热升温,此时的热量大部分由磷泥中的磷分吸收,达到磷分气化点磷分气化,同时伴随水蒸气产生,腔体内热量消耗增加,此时设备上盖(1-4)上设置的预热器(1-7)和端盖(1-3)则为腔体额外补充热量;气化后的磷分和水蒸气通过排气管(1-17)进入磷回收装置(3),剩余磷泥废渣通过设置在壳体内的溢流板经出料口(1-16)排出;其中,升温时间以及具体温度数据由布置在壳体(1-1)上的温度传感器获得;
(3)冷凝回收磷:磷泥蒸发器(1)蒸发气化的磷分被水蒸气携带通过排气管(1-8)、(1-17)在引风机(3-4)引导下经喷头(3-6)导入回收塔(3-1),磷分此时通过降温重新液化,液化的磷分在重力作用下沉入回收储罐(3-10)底部,连续工作过程中液化磷分液位逐步升高到达设定位置时,收磷控制阀(3-12)打开回收磷分,完成后关闭;而由气化磷分和蒸气携带的磷泥粉尘被填料(3-9)捕捉,经过喷淋器(3-7)洗涤后落入回收储罐(3-10)中漂浮于水面,经溢流口(3-11)排入循环水箱(3-2)收集并处理,洗涤时产生的泡沫经丝网除沫器(3-8)消除;循环水箱(3-2)将水自然冷却,水箱里沉淀的粉尘定期清理,液化的水蒸气会逐渐增加循环水箱(3-2)水量直至溢流,溢流的水通过设置在循环水箱(3-2)的溢流口排出;其中,所述的降温是通过水冷来实现,运行时回收储罐(3-10)蓄满循环水,气化磷分和水蒸气通过喷头(3-6)喷射在储罐3-10循环水水面上与水面接触后迅速降温液化,液化的磷分比重大于水,在重力作用下液化磷分沉入回收储罐3-10底部,储罐3-10循环水水面的高低平衡通过溢流管3-11来实现;
所述的喷淋器3-7不但要完成洗涤工作,同时要为循环水降温至气化磷分液化的工艺温度;
(4)应急反吹装置:正常工作时储气罐(4-1)储存足够的压缩空气,所有进出气阀门均为关闭状态;当特殊工况出现或系统停机时,打开管道(4-3)上的阀门将压缩空气吹入到轴系(1-6)中利用气压将残留在轴系中的加热介质熔盐强行推入熔盐循环操(2-2)中,防止熔盐冷却固化后堵塞轴系(1-6)中的毛细流通管路;
描述清楚磷泥提磷工艺这一过程是分段进行的,而实际运行时这个工艺过程则是同步进行的。
9.如权利要求8所述的磷泥提磷工艺,其特征在于,所述的加热介质为熔盐,所述的熔盐通过以下方式加热:首先通过布置在熔盐循环槽(2-2)底部的预热器(2-5)将熔盐循环槽(2-2)中的固态熔盐升温至熔盐循环槽(2-2)中的熔盐全部液化,而后打开升温循环泵(2-3),液化熔盐由管道(2-7)进入熔盐炉(2-1)中循环加热,再经管道(2-6)回流到熔盐循环槽(2-2)中,关闭预热器(2-5)热源,打开熔盐炉加热热源使熔盐升温至熔盐循环槽(2-2)中的熔盐完全达到提磷所需的工艺温度后,打开供热循环泵(2-4),供热循环泵(2-4)将熔盐通过管道(1-10)并由各支管分别送入壳体(1-1)加热夹套、轴系(1-6)、预热器(1-7)及端盖(1-3)加热夹套,熔盐做功完毕后由回程管道(1-9)返回熔盐循环槽(2-2)中,管道(1-10)与管道(1-9)的温差通常在20℃至50℃之间,产生的温差则通过熔盐炉加热补充,如此反复循环,为磷泥蒸发器(1)提供稳定可靠的热源。
10.如权利要求8所述的磷泥提磷工艺,其特征在于步骤(1)中所述的工艺温度为:磷泥蒸发器腔体气象温度:不低于350℃;磷泥蒸发器换热面温度:不低于400℃。
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