CN114904890A - 一种黄磷熔渣的资源化利用系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种黄磷熔渣的资源化利用系统及方法，属于黄磷熔渣节能环保技术领域，包括沿黄磷熔渣流动方向依次设置的进料装置、粒化仓、输送装置、二次破碎装置以及余热锅炉，黄磷熔渣通过进料装置流向粒化仓，并掉落在设置粒化仓内且高速旋转的转杯上，经过离心粒化破碎成若干液滴，碰撞在仓体的内侧，形成黄磷渣粒，经过输送装置运送到二次破碎装置，二次破碎装置将运送过程中形成的板结黄磷渣粒二次破碎成直径均匀的黄磷渣粒，二次破碎后的黄磷渣粒经余热锅炉进行余热回收。本发明实现了黄磷熔渣直接资源化利用和黄磷熔渣的余热利用，解决了黄磷渣粒在运送过程造成的黄磷渣粒的板结问题，保证系统稳定运行，经济效益极为可观。

Description

一种黄磷熔渣的资源化利用系统及方法

技术领域

本发明属于黄磷熔渣的节能环保领域，涉及一种用于黄磷熔渣的资源化利用系统及方法。

背景技术

黄磷生产方式较为传统粗放，产品结构单一，环保设施尚不十分完善。黄磷行业能耗高、三废排放高、经济效益差是行业痛点。而黄磷三废中最大的固体废物是黄磷熔渣，每生产1吨黄磷平均产生10吨炉渣，黄磷熔渣年增量约为800万吨～900万吨。黄磷熔渣的资源化利用程度又参差不齐，黄磷工业要生存和发展，黄磷熔渣的资源化利用是必由之路。

黄磷熔渣资源化利用，包括黄磷熔渣直接资源化利用和黄磷熔渣余热利用。黄磷熔渣出炉后平均温度为1400℃，现行的处理方法是将黄磷熔渣进行水淬，获得水淬渣，而水淬会导致大量余热资源被浪费，水淬渣的可利用性又较差，同时水淬会浪费大量新水，水淬后的废水含有大量磷化物，是黄磷污染的重要源头，并且目前的高温黄磷熔渣粒化处理方案，黄磷熔渣粒化系统与余热回收系统通常相隔较远，无法直接对粒化系统产生的黄磷渣粒进行余热回收，必须对进行黄磷渣粒的转运，由于黄磷渣粒具有易粘连、板结的特性，所以大多方案都存在运送过程中导致黄磷渣粒板结的问题，极易在下游处理环节中造成堵塞，对连续稳定生产造成较大影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种黄磷熔渣的资源化利用系统及方法，将黄磷熔渣直接资源化利用以及对黄磷熔渣的余热进行利用，并在必须对黄磷渣粒进行转运的基础上，解决了黄磷渣粒在运送过程中存在的黄磷渣粒板结的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种黄磷熔渣的资源化利用系统，包括沿黄磷熔渣流动方向依次设置的进料装置、粒化仓、输送装置、二次破碎装置以及余热锅炉；

所述进料装置为封闭的箱体，并设有进料口和出料口，用于对流量波动的黄磷熔渣形成缓冲，所述黄磷熔渣从进料口进入，从出料口流出；

所述粒化仓连接在所述进料装置的出料口处，所述粒化仓包括仓体和设置在所述仓体内的转杯，所述仓体为设有入口和出口的圆锥筒，所述仓体的入口与所述进料装置的出料口相连，所述转杯用于离心粒化黄磷熔渣形成黄磷渣粒；

所述输送装置一端连接所述仓体的出口，另一端连接二次破碎装置，用于转运黄磷渣粒；

所述二次破碎装置包括两个彼此配合的滚动圆筒，两个滚动圆筒之间形成黄磷渣粒通道，用于二次破碎粘结的黄磷渣粒，所述黄磷渣粒通道的一端连接所述输送装置，另一端连接余热锅炉，所述余热锅炉用于回收黄磷渣粒的余热。

在本公开的一些实施例中，所述黄磷熔渣的资源化利用系统还包括位于所述粒化仓的出口与所述输送装置之间用于收集黄磷渣粒的渣粒收集器，通过设置渣粒收集器增加了系统的容错性，即使渣粒收集器之后的环节出现故障，也能保证渣粒收集器之前的环节继续运行。

在本公开的一些实施例中，所述黄磷熔渣的资源化利用系统还包括位于所述二次破碎装置与所述余热锅炉之间用于临时存储黄磷渣粒的渣粒储存仓，通过渣粒储存仓储存黄磷渣粒来弥补在黄磷炉不排渣时，仍有高温黄磷渣粒进入到余热锅炉中，以保证余热锅炉的连续运行。

在本公开的一些实施例中，所述渣粒储存仓的内侧设有保温层。

在本公开的一些实施例中，在所述渣粒储存仓上方设有移动盖，有黄磷渣粒进入时开启，其余时间关闭，防止热量散失。

在本公开的一些实施例中，所述二次破碎装置还包括电控系统和图像传感器，所述图像传感器安装在所述黄磷渣粒通道靠近所述余热锅炉的一端和/或所述黄磷渣粒通道远离所述余热锅炉的一端，所述电控系统分别与所述图像传感器和所述滚动圆筒电连接。

本公开的一些实施例中，所述进料装置的内侧设有高温耐火层以及烘烤所述高温耐火层的加热烧嘴。

另一方面，本发明还提供一种的采用上述黄磷熔渣的资源化利用系统的黄磷熔渣的资源化利用方法，包括以下步骤：

S1：开启用于黄磷熔渣离心粒化的转杯；

S2：黄磷熔渣通过进料口进入到所述进料装置进行缓冲，所述出料口流出流量稳定的黄磷熔渣，流出后的黄磷熔渣掉落在高速旋转的转杯上，经过离心粒化破碎成若干液滴，飞行中的液滴逐渐冷却，并碰撞在所述仓体的内侧上，快速凝固成小颗粒形成黄磷渣粒，并滑落至所述仓体的出口；

S3：位于所述仓体出口的黄磷渣粒经过所述输送装置运送到二次破碎装置：

S4：所述二次破碎装置将运送过程中形成的块状黄磷渣粒二次破碎成直径均匀的黄磷渣粒；

S5：二次破碎后的黄磷渣粒进入所述余热锅炉中进行余热回收，将余热回收后的黄磷渣粒运输至成品区。

在本公开的一些实施例中，所述黄磷熔渣的资源化利用方法还包括位于所述粒化仓的出口与所述输送装置之间用于收集黄磷渣粒的渣粒收集器，在步骤S3中，位于所述仓体出口的黄磷渣粒进入所述渣粒收集器中，所述输送装置用于运送所述渣粒收集器中的黄磷渣粒。

在本公开的一些实施例中，所述二次破碎装置还包括电控系统和图像传感器，所述图像传感器安装在所述黄磷渣粒通道靠近所述余热锅炉的一端和/或所述黄磷渣粒通道远离所述余热锅炉的一端，所述电控系统分别与所述图像传感器和所述滚动圆筒电连接；

在步骤S4中，通过所述图像传感器监控黄磷渣粒是否存在粘结，并将信息传递给所述电控系统，当黄磷渣粒存在粘结时，所述电控系统控制滚动圆筒，缩小两个滚动圆筒的间距，进行黄磷渣粒的二次破碎，当黄磷渣粒不存在粘结时，所述电控系统控制滚动圆筒，扩大两个滚动圆筒的间距，并停止滚动圆筒的转动。

在本公开的一些实施例中，所述余热锅炉为直立式余热锅炉，下方进入冷水，通过与逆向的黄磷渣粒进行热交换，形成饱和蒸汽，从上方排出，并入厂区内的蒸汽管网或其他外用系统。

在本公开的一些实施例中，所述黄磷熔渣的资源化利用方法还包括位于所述二次破碎装置与所述余热锅炉之间用于临时存储黄磷渣粒的渣粒储存仓，在步骤S4～S5中，二次破碎后的黄磷渣粒先进入所述渣粒储存仓中，然后将所述渣粒储存仓的黄磷渣粒排入余热锅炉中。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的一种黄磷熔渣的资源化利用系统，通过设置进料装置用于缓冲黄磷熔渣，将流量波动的黄磷熔渣进行缓冲，以流出流量稳定的黄磷熔渣，以便于后续步骤中黄磷熔渣的干法离心粒化，在必须转运黄磷渣粒的基础上，通过输送装置对黄磷渣粒进行转运，采用二次破碎装置对运送过程中形成的块状黄磷熔渣进行二次破碎，解决了高温黄磷渣粒运送过程中易出现粘连、板结的问题，确保了整个系统的连续稳定运行。

2、本发明提供的一种黄磷熔渣的资源化利用方法，粒化后的黄磷渣粒平均直径小于5mm，玻璃体含量高，可用于化工、建筑领域内，实现了黄磷渣粒的资源化，同时通过余热锅炉将黄磷渣粒的显热转化为高温蒸汽，可以用于厂区内的发电或其他设备，实现了余热回收。

3、本发明提供的一种黄磷熔渣的资源化利用系统及方法相较于黄磷熔渣的水淬法回收，无需浪费大量水资源用于水淬，更重要的还是不会产生环境污染，能够做到污染零排放，并且实现了黄磷熔渣直接资源化利用和黄磷熔渣的余热利用，节能效果和经济效益极为可观，是一种成熟完善的可应用于工业生产的资源化利用系统。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为一种黄磷熔渣的资源化利用系统的结构示意图；

图2为本发明中的二次破碎装置的结构示意图。

附图标记：1-进料装置、2-粒化仓、2.1-仓体、2.2-转杯、3-渣粒收集器、4-输送装置、5-二次破碎装置、5.1-滚动圆筒、5.2-电控系统、5.3-图像传感器、6-渣粒储存仓、7-余热锅炉。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图2，为一种黄磷熔渣的资源化利用系统，包括沿黄磷熔渣运输方向依次安装的进料装置1、用于黄磷熔渣干法粒化的粒化仓2、用于收集黄磷渣粒的渣粒收集器3、用于转运黄磷渣粒的输送装置4、二次破碎装置5、渣粒储存仓6以及用于回收黄磷渣粒余热的余热锅炉7。

所述进料装置1为封闭箱体，并设有进料口、出料口、设置箱体内侧的高温耐火层以及用于烘干高温耐火层的加热烧嘴，冶炼炉的黄磷熔渣的排渣口与进料口相连，出料口与所述粒化仓的位置相对应；

所述粒化仓2包括仓体2.1和设置在所述仓体2.1内用于离心粒化黄磷熔渣的转杯2.2，所述仓体2.1为设有入口和出口的圆锥筒，在所述仓体2.1的外侧设有循环水冷系统使得所述仓体2.1成为水冷壁，所述转杯2.2包括转盘和用驱动转盘旋转的动力机构，所述出料口流出的黄磷熔渣落在转盘的中心进行离心粒化。

所述渣粒收集器3设置所述粒化仓1的出口处，用于收集黄磷熔渣经过离心粒化后形成的黄磷渣粒，所述输送装置4设置渣粒收集器3与二次破碎装置5之间，用于转运黄磷渣粒。

所述二次破碎装置5包括两个配合的滚动圆筒5.1以形成黄磷渣粒通道、电控系统5.2以及图像传感器5.3，所述电控系统5.2分别连接图像传感器5.3和滚动圆筒5.1，所述图像传感器5.3设置在所述滚动圆筒5.1的出口端和/或进口端用于监控黄磷渣粒是否有粘接现象，并将信息传递给电控系统5.2，由电控系统5.2控制所述滚动圆筒5.1调整黄磷渣粒通道的间距，对粘结的黄磷渣粒进行二次破碎。

所述渣粒储存仓6上设有进渣口和出渣口，所述进渣口与所述黄磷渣粒通道的出口相连，所述进渣口上设有移动盖，在有黄磷渣粒进入时打开，其余时间关闭，防止黄磷渣粒的热量散失，在所述渣粒储存仓6的内侧设有保温层用于对黄磷渣粒进行保温，所述渣粒储存仓6的出渣口连接余热锅炉7，通过余热锅炉7进行黄磷渣粒的余热回收。

具体的，所述循环水冷系统为紧密缠绕在所述仓体2.1外侧上的水冷管，水冷管内的水从靠近所述仓体2.1入口的一侧进入，靠近所述仓体2.1入口的一侧排出，并与外部水箱连接，冷却水循环使用；所述输送装置4为链斗式输送机；所述余热锅炉7为直立式余热锅炉，下方进入冷水，通过与逆向的黄磷渣粒进行热交换，形成饱和蒸汽，从上方排出，并入厂区内的蒸汽管网等其他外用系统。

实施例2

一种采用了如实施例1所述的黄磷熔渣的资源化利用系统的黄磷熔渣的资源化利用方法，包括以下步骤：

S1：所述加热烧嘴将所述进料装置1内侧的高温耐火层烘干后关闭，并开启位于所述粒化仓2内的转杯2.2，同时开启位于所述粒化仓外侧的循环水冷系统，使得所述仓体2.1的内侧形成水冷壁。

S2：黄磷熔渣通过进料口进入到所述进料装置1，黄磷熔渣在进料装置1得到缓冲，并通过出料口流出流量稳定的黄磷熔渣，流出后的液态黄磷熔渣掉落在高速旋转的转杯2.2上，经过离心粒化破碎成若干液滴，飞行中的液滴逐渐冷却，并碰撞在所述水冷壁上，快速凝固成小颗粒形成黄磷渣粒，并滑落至所述粒化仓2的出口，进入到渣粒收集器3。

S3：所述渣粒收集器3内的黄磷渣粒经过所述输送装置4运送到二次破碎装置5。

S4：所述二次破碎装置5通过图像传感器5.3监控黄磷渣粒是否存在粘结成块的现象，并将信息传递给电控系统5.2，由电控系统5.2控制滚动圆筒5.1将运送过程中粘结形成的块状黄磷渣粒破碎成直径均匀的小颗粒，二次破碎后的黄磷渣粒进入到渣粒储存仓6中；若黄磷颗粒凝固性能较好，较少发生粘结现象，图像传感器5.3未监控成块的黄磷渣粒，电控系统5.2可控制滚动圆筒5.1调整间距，并停止转动，使黄磷渣粒直接从黄磷渣粒通道中，可节约能源。

S5：所述渣粒储存仓6中的黄磷渣粒进入余热锅炉7中，进行余热回收，并将冷却后的黄磷渣粒排出，运输至成品区。

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，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种黄磷熔渣的资源化利用系统，其特征在于：包括沿黄磷熔渣流动方向依次设置的进料装置(1)、粒化仓(2)、输送装置(4)、二次破碎装置(5)以及余热锅炉(7)；

所述进料装置(1)设有进料口和出料口，用于对流量波动的黄磷熔渣形成缓冲，所述黄磷熔渣从进料口进入，从出料口流出；

所述粒化仓(2)连接在所述进料装置的出料口处，所述粒化仓(1)包括仓体(2.1)和设置在所述仓体(2.1)内的转杯(2.2)，所述仓体(2.1)为设有入口和出口的圆锥筒，所述仓体(1.1)的入口与所述进料装置(1)的出料口相连，所述转杯(2.2)用于离心粒化黄磷熔渣形成黄磷渣粒；

所述输送装置(4)一端连接所述仓体(1.1)的出口，另一端连接二次破碎装置(5)，用于转运黄磷渣粒；

所述二次破碎装置(5)包括两个彼此配合的滚动圆筒(5.1)，两个滚动圆筒(5.1)之间形成黄磷渣粒通道，用于二次破碎粘结的黄磷渣粒，所述黄磷渣粒通道的一端连接所述输送装置(4)，另一端连接余热锅炉(7)，所述余热锅炉(7)用于回收黄磷渣粒的余热。

2.根据权利要求1所述的一种黄磷熔渣的资源化利用系统，其特征在于：还包括位于所述粒化仓(2)的出口与所述输送装置(4)之间用于收集黄磷渣粒的渣粒收集器(3)。

3.根据权利要求1所述的一种黄磷熔渣的资源化利用系统，其特征在于：还包括位于所述二次破碎装置(5)与所述余热锅炉(7)之间用于临时存储黄磷渣粒的渣粒储存仓(6)。

4.根据权利要求3所述的一种黄磷熔渣的资源化利用系统，其特征在于：所述渣粒储存仓(6)的内侧设有保温层。

5.根据权利要求1所述的一种黄磷熔渣的资源化利用系统，其特征在于：所述二次破碎装置(5)还包括电控系统(5.2)和图像传感器(5.3)，所述图像传感器(5.3)安装在所述黄磷渣粒通道靠近所述余热锅炉(7)的一端和/或所述黄磷渣粒通道远离所述余热锅炉(7)的一端，所述电控系统(5.2)分别与所述图像传感器(5.3)和所述滚动圆筒(5.1)电连接。

6.根据权利要求1所述的一种黄磷熔渣的资源化利用系统，其特征在于：所述进料装置(1)的内侧设有高温耐火层以及烘烤所述高温耐火层的加热烧嘴。

7.一种黄磷熔渣的资源化利用方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任意一项所述的黄磷熔渣的资源化利用系统，包括以下步骤：

S1：开启用于黄磷熔渣离心粒化的转杯(2.2)；

S2：黄磷熔渣通过进料口进入到所述进料装置(1)进行缓冲，所述出料口流出流量稳定的黄磷熔渣，流出后的黄磷熔渣掉落在高速旋转的转杯(2.2)上，经过离心粒化破碎成若干液滴，飞行中的液滴逐渐冷却，并碰撞在所述仓体(2.1)的内侧上，快速凝固成小颗粒形成黄磷渣粒，并滑落至所述仓体(2.1)的出口；

S3：位于所述仓体(2.1)出口的黄磷渣粒经过所述输送装置(4)运送到二次破碎装置(5)：

S4：所述二次破碎装置(5)将运送过程中形成的块状黄磷渣粒二次破碎成直径均匀的黄磷渣粒；

S5：二次破碎后的黄磷渣粒进入所述余热锅炉(7)中进行余热回收，将余热回收后的黄磷渣粒运输至成品区。

8.根据权利要求7述的一种黄磷熔渣的资源化利用方法，特征在于：还包括位于所述粒化仓(2)的出口与所述输送装置(4)之间用于收集黄磷渣粒的渣粒收集器(3)，在步骤S4中，位于所述仓体(2.1)出口的黄磷渣粒进入所述渣粒收集器(3)中，所述输送装置(4)用于运送所述渣粒收集器(3)中的黄磷渣粒。

9.根据权利要求7述的一种黄磷熔渣的资源化利用方法，特征在于：所述二次破碎装置(5)还包括电控系统(5.2)和图像传感器(5.3)，所述图像传感器(5.3)安装在所述黄磷渣粒通道靠近所述余热锅炉(7)的一端和/或所述黄磷渣粒通道远离所述余热锅炉(7)的一端，所述电控系统(5.2)分别与所述图像传感器(5.3)和所述滚动圆筒(5.1)电连接；

在步骤S4中，通过所述图像传感器(5.3)监控黄磷渣粒是否存在粘结，并将信息传递给所述电控系统(5.2)，当黄磷渣粒存在粘结时，所述电控系统(5.2)控制滚动圆筒(5.1)，缩小两个滚动圆筒(5.1)的间距，进行黄磷渣粒的二次破碎，当黄磷渣粒不存在粘结时，所述电控系统(5.2)控制滚动圆筒(5.1)，扩大两个滚动圆筒(5.1)的间距，并停止滚动圆筒(5.2)的转动。

10.根据权利要求7述的一种黄磷熔渣的资源化利用方法，特征在于：所述余热锅炉(7)为直立式余热锅炉，下方进入冷水，通过与逆向的黄磷渣粒进行热交换，形成饱和蒸汽，从上方排出，并入厂区内的蒸汽管网或其他外用系统。

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