CN204211490U - 一种黄磷生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种黄磷生产装置的改进。目的是提供一种安全性和冷凝效率高的黄磷生产装置，包括干燥机、料仓、电炉、冷凝系统、尾气总水封、精制系统和尾气处理系统，冷凝系统包括与电炉连通的导气管、多个串联设置的冷凝塔和储磷槽，冷凝塔中部竖向设置有隔板，隔板顶部设置有聚气板，聚气板下端与隔板顶部固定连接，喷淋头分布在隔板两侧的冷凝塔顶上，聚气板两侧面斜向隔板两侧的喷淋头，冷凝塔内设置有液位探测计，储磷槽对应设置在冷凝塔下方并与冷凝塔连通，储磷槽设置有排料的通道，尾气总水封为U型水封。通过这种生产装置生产黄磷，安全性好同时冷凝效率高，并且实现了尾气的循环利用。

Description

一种黄磷生产装置

技术领域

本实用新型属于黄磷生产加工领域，具体涉及一种黄磷生产装置。

背景技术

黄磷是一种重要的化工原料，现有的黄磷生产工艺多是采用电炉法，工业化应用的电炉法黄磷生产工艺分为使用大型自焙电极制磷电炉的生产工艺和使用多电极制磷电炉生产工艺。这两种工艺虽在电炉炉型及规模、入炉原料处理要求、炉气除尘措施等方面存在差异，但主要流程基本相同，即都是将由磷矿石、硅石和焦炭按比例配成的混合料送入电炉，在电炉内的混合料发生还原反应生成炉气，炉气从反应熔区逸出，经过炉内上部由连续补充的混合料所形成的炉气过滤层后携带一部分混合料中的杂质从电炉中排出，再经除尘、冷凝洗涤、精制分离得到黄磷产品，尾气则回收利用或点火放空。

现有的黄磷生产装置在生产过程中，冷凝塔的冷凝效率不高，除了造成部分磷蒸汽进入尾气处理系统造成浪费外，磷蒸汽容易在冷凝塔中聚集堵塞，同时，由于黄磷的燃点只有35℃，遇到空气极易发生自燃甚至是爆炸，因此在黄磷的生产过程中，需要使用水封装置严格的隔绝空气，防止发生安全事故。现有的水封装置一般采取直接将需水封部位浸没在水中的方式，由于在大型的生产厂家中，设备的尺寸较大，采用这样的方式进行水封一方面需要占据大量的空间，另一方面设备检修不方便，同时由于水的冷却作用，磷蒸汽温度降低可能会出现磷蒸汽堵塞管道的情况，因此有必要设计更加简便的水封装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种安全性和冷凝效率高的黄磷生产装置。

为实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种黄磷生产装置，包括干燥机、料仓、电炉、冷凝系统、尾气总水封、精制系统和尾气处理系统，所述的干燥机与料仓连通，料仓连通电炉，所述的电炉连通冷凝系统，冷凝系统液体出口和气体出口分别与精制系统和尾气总水封连通，所述的尾气总水封与尾气处理系统连接，尾气处理系统与干燥机联通并为其供应能源，所述的冷凝系统包括与电炉连通的导气管、多个串联设置的冷凝塔和储磷槽，冷凝塔具有进气口和出气口，导气管与蒸汽流动方向上的第一个冷凝塔的进气口连通，在黄磷蒸汽流动方向的相邻的冷凝塔间，通过输气管道连接其中一个冷凝塔的出气口和下一个冷凝塔的进气口，最后一个冷凝塔的出气口作为与尾气总水封连通的气体出口，冷凝塔顶部设置有喷淋头，所述的冷凝塔中部竖向设置有隔板，隔板固定在冷凝塔的内侧壁上将冷凝塔内部分隔成两个顶部和底部相通的隔腔，隔板顶部设置有聚气板，聚气板下端与隔板顶部固定连接，聚气板上端与冷凝塔内顶面形成供黄磷蒸汽通过的通道；

所述的喷淋头分布在隔板两侧对应的冷凝塔顶部上，聚气板两侧面分别斜向隔板两侧的喷淋头设置区域，所述的进气口和出气口高度相同，隔板底部位于进气口的下方，所述的每个冷凝塔内设置有两个液位探测计，分别位于隔板底部和冷凝塔进气口处，所述的储磷槽数量与冷凝塔数量相同，分别对应设置在每个冷凝塔下方并与对应的冷凝塔连通，各个储磷槽均设置有作为液体出口的排料通道，通道上设置有阀门。

优选的：所述的出气口为内端为大端的喇叭状结构。

优选的：所述的尾气总水封包括排气管、水封导气管、支架和U型管，所述的支架固定在地面，所述的U型管固定在支架上，所述的水封导气管与U型管底部连通，所述的U型管两端顶部均为开口结构，所述的排气管为两根，两根排气管分别与U型管的两个竖直部分连接，并将U型管分隔成互不相通的一个U型段和两个竖直段，两根排气管与U型段连通，所述的竖直段内盛装有水。

优选的：所述的U型管底部设置有水封池，水封池中盛装有水，水封导气管与U型管底部连通的部分浸没在水封池中的水中。

优选的：所述的U型管的U型段部分上包裹有隔热层。

优选的：所述的支架包括支撑部和夹持部，夹持部为2个，分别夹持在U型管两侧的隔热层上。  

本实用新型具有以下有益效果：本申请中的黄磷生产装置对现有的黄磷生产设备进行了改进，解决了黄磷生产过程中的安全性问题和冷凝效率问题，利用这样的黄磷生产装置生产黄磷，不仅纯度高，安全性好，同时实现了对黄磷尾气的综合利用，减少了二氧化碳的排放量，节约了不少能源，实现了资源的循环利用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的冷凝系统结构示意图；

图3为本实用新型中冷凝塔的结构示意图；

图4为本实用新型中尾气总水封的结构示意图。

具体实施方式

如图1 至图4所示的一种黄磷生产装置，包括干燥机4、料仓1、电炉2、冷凝系统3、尾气总水封6、精制系统和尾气处理系统，干燥机4与料仓1连通，磷矿石经干燥后送往料仓1储存，料仓1连通电炉2，为电炉2供给矿石，电炉2是石墨电极炉，冷凝系统3包括导气管31、多个串联设置的冷凝塔30和储磷槽32，电炉2产生的磷蒸汽通过导气管31送往冷凝系统3冷凝吸收。冷凝塔30具有进气口和出气口37，出气口37内端为大端的喇叭状结构，相邻的冷凝塔30间，通过输气管道连接上一个冷凝塔30的出气口37和下一个冷凝塔30的进气口，同时输气管道上设置有风机35，这样可以使整个冷凝系统3中黄磷蒸汽保持一个均匀的流速，同时风机35在抽黄磷蒸汽时，喇叭状的出气口37使得黄磷蒸汽不会堵塞在出气口37处，最后一个冷凝塔30的出气口37连通水封导气管61，直接通往尾气总水封6。

冷凝30塔顶部设置有喷淋头36，所述的冷凝塔30中部竖向设置有隔板33，隔板33固定在冷凝塔30的内侧壁上将冷凝塔30内部分隔成两个顶部和底部相通的隔腔，隔板33顶部设置有聚气板34，聚气板34是一块截面形状为梯形的板，厚度薄的一面朝下并与隔板33顶部固定连接，较厚的一面与冷凝塔30内顶面形成供黄磷蒸汽通过的通道，这样两侧面分别朝向隔板33两侧的喷淋头36，黄磷蒸汽在靠近聚气板34时，就会被引导至朝着喷淋头36集中的区域流动，增大被吸收的概率。

在本实施例中，冷凝塔30的个数为3个，储磷槽32数量与冷凝塔30数量相同，分别对应设置在每个冷凝塔30下方并与对应的冷凝塔30连通，储磷槽32单个设置，可以使不同浓度的液体分开送往精制系统进行精制，提高生产效率。其中隔板33部分伸入储磷槽32，冷凝塔30的进气口和出气口37所处的高度是相同的，隔板33底部位于进气口的下方，每个冷凝塔30内都设置有两个液位探测计39，分别位于隔板33底部和冷凝塔30进气口处，各个储磷槽32均设置有排料的通道，通道上设置有阀门38，通道连通到精制系统。精制系统包括精制槽5、过滤器9以及成品库8，储磷槽32的排料通道连接精制槽5，经精制后送往过滤器9过滤干燥等步骤制成黄磷，最后送到成品库8储存。液位探测计39和阀门38通过电路与电源和控制器连通，这样可以及时的控制储磷槽32内的液位，保证其能浸没隔板33底部同时又不会超出进气口。

所述的尾气总水封6包括排气管63、水封导气管61、支架68和U型管62，水封导气管61从冷凝塔30中引出，将黄磷尾气通往尾气总水封6，所述的水封导气管61与U型管62底部连通，在U型管62的底部设置有水封池65，水封池65挖设在地面，里面盛装有水，水封导气管61与U型管62底部连通的部分浸没在水封池65中的水中，实现水封导气管61和U型管62连接点的密封，防止空气进入造成危险。

U型管62两端顶部均为开口结构，排气管63为两根，这样能增大气体通过的速度同时减小气体对管道的压力，两根排气管63分别与U型管62的两个竖直部分连接，并将U型管62分隔成互不相通的一个U型段和两个竖直段，两根排气管63在U型管12的同一高度与U型段连通，U型管62竖直段和U型段实现分隔并且2个竖直段长度一致，通过外接水管向竖直段内灌水，两个竖直段内都盛装有水实现对U型管62和排气管63连接点的水封，防止空气进入与磷发生反应，在本实施例中，两个竖直段内盛装有等量的水，这样可以使得两个U型管62与排气管63的连接点处所受到的压力相同，更利于延长U型管62的使用寿命。

水封导气管61上设置有流量阀66，用于控制蒸汽的流量，同时，水封导气管61连通一根放空管69，放空管69上也设置有阀门，用于在紧急情况下直接将尾气放空燃烧，由于直接从黄磷炉中出来的蒸汽温度较高，进入U型管62后，使得U型管62的管体温度很高，为了防止员工在生产操作时出现烫伤的情况，因此在U型管62的U型段部分上包裹有隔热层67，隔热层67是由稻草编织的草垫，也可以使用其他的隔热性材料实现隔热功能，例如：石棉、岩棉等。

所述的支架68是由三脚架、横梁和抱箍构成的，三脚架和抱箍都为两个，抱箍、横梁和三脚架通过焊接的方式固定在一起，三脚架固定在地面上形成支撑，抱箍呈管状，抱箍夹持在U型管62的两侧竖直部分的隔热层67上对U型管62形成固定。使得U型管62呈竖直状，并位于水封池65的上方。

两根排气管63通往尾气处理系统包括水洗池7、碱洗池12、酸洗池13、尾气储罐11和制酸设备10，两根排气管63连接水洗池7的进气口，尾气通过碱洗池12后进入尾气储罐11，而碱洗池12中的尾液送往酸洗池13进一步处理后进入制酸设备10循环利用，尾气储罐11中的尾气则被送往干燥机4循环利用。

Claims (6)

1.一种黄磷生产装置，包括干燥机、料仓、电炉、冷凝系统、尾气总水封、精制系统和尾气处理系统，所述的干燥机与料仓连通，料仓连通电炉，所述的电炉连通冷凝系统，冷凝系统液体出口和气体出口分别与精制系统和尾气总水封连通，所述的尾气总水封与尾气处理系统连接，尾气处理系统与干燥机联通并为其供应能源，所述的冷凝系统包括与电炉连通的导气管、多个串联设置的冷凝塔和储磷槽，冷凝塔具有进气口和出气口，导气管与蒸汽流动方向上的第一个冷凝塔的进气口连通，在黄磷蒸汽流动方向的相邻的冷凝塔间，通过输气管道连接其中一个冷凝塔的出气口和下一个冷凝塔的进气口，最后一个冷凝塔的出气口作为与尾气总水封连通的气体出口，冷凝塔顶部设置有喷淋头，其特征在于：所述的冷凝塔中部竖向设置有隔板，隔板固定在冷凝塔的内侧壁上将冷凝塔内部分隔成两个顶部和底部相通的隔腔，隔板顶部设置有聚气板，聚气板下端与隔板顶部固定连接，聚气板上端与冷凝塔内顶面形成供黄磷蒸汽通过的通道；

所述的喷淋头分布在隔板两侧对应的冷凝塔顶部上，聚气板两侧面分别斜向隔板两侧的喷淋头设置区域，所述的进气口和出气口高度相同，隔板底部位于进气口的下方，所述的每个冷凝塔内设置有两个液位探测计，分别位于隔板底部和冷凝塔进气口处，所述的储磷槽数量与冷凝塔数量相同，分别对应设置在每个冷凝塔下方并与对应的冷凝塔连通，各个储磷槽均设置有作为液体出口的排料通道，通道上设置有阀门。

2.根据权利要求1所述的黄磷生产装置，其特征在于：所述的出气口为内端为大端的喇叭状结构。

3.根据权利要求1所述的黄磷生产装置，其特征在于：所述的尾气总水封包括排气管、水封导气管、支架和U型管，所述的支架固定在地面，所述的U型管固定在支架上，所述的水封导气管与U型管底部连通，所述的U型管两端顶部均为开口结构，所述的排气管为两根，两根排气管分别与U型管的两个竖直部分连接，并将U型管分隔成互不相通的一个U型段和两个竖直段，两根排气管与U型段连通，所述的竖直段内盛装有水。

4.根据权利要求3所述的黄磷生产装置，其特征在于：所述的U型管底部设置有水封池，水封池中盛装有水，水封导气管与U型管底部连通的部分浸没在水封池中的水中。

5.根据权利要求3或4所述的黄磷生产装置，其特征在于：所述的U型管的U型段部分上包裹有隔热层。

6.根据权利要求3或4所述的黄磷生产装置，其特征在于：所述的支架包括支撑部和夹持部，夹持部为2个，分别夹持在U型管两侧的隔热层上。