用于黄磷气体净化的排灰工艺和排灰结构.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510724521.6

申请日:

2015.10.29

公开号:

CN105438849A

公开日:

2016.03.30

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):B65G 65/40申请日:20151029|||公开

IPC分类号:

B65G65/40; B65D88/70; C01B25/027; B01D46/00; B01D46/42; B09B3/00

主分类号:

B65G65/40

申请人:

成都易态科技有限公司

发明人:

高麟; 汪涛; 方波

地址:

611731四川省成都市高新西区西芯大道4号A202

优先权:

专利代理机构:

成都宏顺专利代理事务所(普通合伙)51227

代理人:

王睿

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内容摘要

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于黄磷气体净化的排灰工艺和排灰结构。通过该排灰工艺和排灰结构,可以有效地降低甚至几乎消除泥磷的产生。首先,本发明所提供的用于黄磷气体净化的排灰工艺,包括将黄磷气体气固分离过滤出的粉尘聚集起来、然后向黄磷气体净化装置的外部进行排放以及后续输送的过程,其中,上述过程中采取有对所述粉尘进行加热从而使粉尘中的固体黄磷气化挥发并使挥发出的气态磷与固态粉尘实现分流的操作。其次,本发明所提供的用于黄磷气体净化的排灰结构,有黄磷气体净化装置连接粉尘收集装置,该粉尘收集装置中包括有使粉尘中的固体黄磷进行加热挥发的加热元件,并有用于进行气固分离的排气口。

权利要求书

1.用于黄磷气体净化的排灰工艺,包括将黄磷气体气固分离过滤出的粉尘聚集起来、然
后向黄磷气体净化装置(8)的外部进行排放以及后续输送的过程,其特征在于:上述过程中
采取有对所述粉尘进行加热从而使粉尘中的固体黄磷气化挥发并使挥发出的气态磷与固态粉
尘实现分流的操作。
2.如权利要求1所述的用于黄磷气体净化的排灰工艺,其特征在于:上述过程中包括设
置有第一灰仓(101)位于黄磷气体净化装置(8)下端收集粉尘,其中第一灰仓(101)中设
置有排气口与黄磷气体净化装置(8)连接,粉尘位于该第一灰仓(101)中加热至200℃~
280℃,加热时间为1~4小时。
3.如权利要求2所述的用于黄磷气体净化的排灰工艺,其特征在于:将粉尘在第一灰仓
(101)中加热至240℃~260℃,加热时间为2~2.5小时。
4.如权利要求2所述的用于黄磷气体净化的排灰工艺,其特征在于:粉尘在停止加热之
后保温冷却0.5小时以上、粉尘温度降于90℃以下。
5.如权利要求4所述的用于黄磷气体净化的排灰工艺,其特征在于:位于第一灰仓(101)
下端设置有第二灰仓(102),将粉尘排入第二灰仓(102)中进行保温冷却0.5~1小时、温
度降至70℃以下。
6.如权利要求5所述的用于黄磷气体净化的排灰工艺,其特征在于:第一灰仓(101)与
第二灰仓(102)之间设置有排灰阀(202)和排灰管(201)组成的排灰口,第二灰仓(102)
下端设置有与外界连接的卸灰口,该卸灰口包括卸灰阀(302)和卸灰管(301):
黄磷气体净化装置(8)向第一灰仓(101)通入粉尘前以及粉尘在第一灰仓(101)中进
行加热过程中,控制排灰阀(202)将排灰口闭合;
粉尘在第一灰仓(101)经过加热后,对第二灰仓(102)中通入氮气或者稀有气体,以
及控制第二灰仓(102)中的卸灰口处于闭合状态,并且在第一灰仓(101)和第二灰仓(102)
之间设置有用于平衡压力的平衡管(6),开启平衡管(6),之后通过排灰阀(202)控制排灰
口开启,将粉尘排入第二灰仓(102);
在第一灰仓(101)中的粉尘排入第二灰仓(102)后,关闭排灰口,将粉尘置于第二灰
仓(102)中保温冷却;
完成第二灰仓(102)保温冷却操作后,闭合平衡管(6),停止通入氮气或者稀有气体,
再控制排灰阀(202)开启将粉尘排出至外界;
其中对所述排灰管(201)中进行保温处理和/或加热处理。
7.如权利要求5所述的用于黄磷气体净化的排灰工艺,其特征在于:在第一灰仓(101)
中设置有温度检测装置,通过检测第一灰仓(101)中温度的变化而完成料位观测;其中黄磷
气体净化装置(8)往第一灰仓(101)中通入粉尘时,检测到第一灰仓(101)内垂直高度
位置温度明显升高时,则停止黄磷气体净化装置(8)往第一灰仓(101)继续通入粉尘;
第一灰仓(101)往第二灰仓(102)中排出粉尘时,检测到第一灰仓(101)的内垂直高度
200mm~1000mm位置温度明显降低时,则停止第一灰仓(101)往第二灰仓(102)继续排出
粉尘;设置有与第一灰仓(101)和/或第二灰仓(102)连接的辅助吹灰装置,该辅助吹灰装
置包括对仓体内进行内壁环形喷吹和对仓体内下端粉尘出口进行上下喷吹两个工艺。
8.用于黄磷气体净化的排灰结构,包括有将黄磷进行气固分离实现净化的黄磷气体净化
装置(8),其特征在于:所述黄磷气体净化装置(8)连接有粉尘收集装置,该粉尘收集装置
中包括有使粉尘中的固体黄磷进行加热挥发的加热元件,和用于进行气固分离的排气口。
9.如权利要求8所述的用于黄磷气体净化的排灰结构,其特征在于:所述粉尘收集装置
为第一灰仓(101),该第一灰仓(101)为连接在黄磷气体净化装置(8)下端且与黄磷气体
净化装置(8)之间设有排气口。
10.如权利要求9所述的用于黄磷气体净化的排灰结构,其特征在于:所述第一灰仓(101)
下端连接有第二灰仓(102),该第二灰仓(102)设置有保温层;该第二灰仓(102)与第一
灰仓(101)连接处设置有排灰阀(202)和排灰管(201),且第二灰仓(102)下端设有卸灰
阀(302)和卸灰管(301);且第一灰仓(101)和第二灰仓(102)连接有喷吹装置,该喷吹
装置包括有与第一灰仓(101)中连接的辅助吹灰装置和与第二灰仓(102)中连接的充气保
护管(503);并且在第一灰仓(101)与第二灰仓(102)之间连通有用于平衡压力的平衡管
(6);第一灰仓(101)中设置有料位观测装置;所述料位观测装置采用设置在第一灰仓(101)
的内壁的温度检测元件,其中第一灰仓(101)包括至少两个温度检测元件,其中第一灰仓(101)
中位于锥形腔体垂直高度位置设置有第一温度检测元件(401),位于锥形腔体垂直高
度200mm~1000mm位置设置有第三温度检测元件(403)。

说明书

用于黄磷气体净化的排灰工艺和排灰结构

技术领域

本发明是涉及黄磷生产领域,特别是针对黄磷生产领域中的净化黄磷气体的粉尘排灰。

背景技术

黄磷是一种高能耗、高物耗、高污染的化工产品。目前的黄磷生产是将磷矿、焦炭和硅
石分别按照一定比例的投入电炉反应,然后对电炉中反应生成的黄磷炉气进行一系列处理,
最终得到黄磷。

目前国内黄磷制备工艺中,普遍采用的是通过电热法制备黄磷,再经过水洗的方式将炉
气中含有的一氧化碳、磷、四氟化硅、硫化氢、单质硫和细微的磷矿粉以及焦炭粉等杂质进
行净化,这些杂质和磷炉气一起进入冷磷系统,经水洗冷凝在受磷槽中形成大量乳胶状的混
合物——泥磷。泥磷中的磷含量都是很高,精制槽内产生的泥磷量最高可达到90%,而进入
污水系统的泥磷含磷量较低,一般为35~60%,进入地沟等处的沙粒状泥磷其磷含量也有3%~
35%,这也就给环境造成了非常大的污染和破坏,并且要将这些泥磷进行处理也是需要非常高
的成本以及非常大的能耗,同时还因为磷本身属于易燃物体,处理起来也带有一定的安全隐
患,同时也相应的对生产原料中的磷元素造成了很大程度的浪费,降低了生产效率。

而目前,国内几乎没有一种方式可以将上述泥磷进行消除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于黄磷气体净化的排灰工艺和排灰结构。通过
该排灰工艺和排灰结构,可以有效地降低甚至几乎消除泥磷的产生。

首先,为实现上述第一个目的,本发明所提供的用于黄磷气体净化的排灰工艺,包括将
黄磷气体气固分离过滤出的粉尘聚集起来、然后向黄磷气体净化装置的外部进行排放以及后
续输送的过程,其中,上述过程中采取有对所述粉尘进行加热从而使粉尘中的固体黄磷气化
挥发并使挥发出的气态磷与固态粉尘实现分流的操作。

在上述工艺中,首先包括的是将黄磷气体中的气体和气体中带有的粉尘进行气固分离进
行粉尘的过滤聚集,这个过程是在黄磷气体净化装置中进行的,之后,再将收集到的粉尘进
行加热,从而使粉尘中所含有的固体黄磷,通过加热进行挥发,并使挥发后的气态磷与固态
粉尘进行分流操作。从而在上述工艺中,可以将粉尘中的含有的固态黄磷进行清除,简单便
捷地实现了粉尘中的无磷化,安全有效地对粉尘中的黄磷进行去除,这样得到的粉尘在后续
处理中已经不会再形成泥磷,因此很大程度的降低了在黄磷制备工艺中对环境所造成的污染,
在提高了对环境友善度的同时也很大程度的降低了对粉尘处理的成本。实现了黄磷生产工业
中杂质粉尘不再产生泥磷而成为干燥的几乎不含磷的粉尘的重大突破。

进一步的是,上述过程中包括设置有第一灰仓位于黄磷气体净化装置下端收集粉尘,其
中第一灰仓中设置有排气口与黄磷气体净化装置连接,粉尘位于该第一灰仓中加热至200℃~
280℃,加热时间为1~4小时。在上述工艺中,其中设置有第一灰仓位于黄磷气体净化装置
下端收集粉尘,并且第一灰仓中设置有排气口与黄磷气体净化装置连接,一般而言,此时在
固体粉尘中黄磷质量占比约为5~12%,在工业上,这种含磷量的粉尘是不允许直接排放的,
而且这样的粉尘在一定条件如果形成含磷量低的贫泥磷则对环境具有相当大的危害,以及贫
泥磷在处理过程上又非常麻烦,所以这个问题也是本工艺需要解决的。而在上述工艺中,在
黄磷气体净化装置的下部设置有第一灰仓,将黄磷气体净化装置中的粉尘通入第一灰仓进行
加热操作,从而实现粉尘在第一灰仓中实现将粉尘中的固态黄磷以气体的形式挥发排出。在
上述工艺中,之所要将第一灰仓与黄磷气体净化装置直接连接是为了实现将粉尘中的固态黄
磷以气态黄磷的形式挥发出并且重新导入到黄磷气体净化装置中进行后续输送,提高黄磷制
备生产工艺中的原料利用率。这样,将第一灰仓中的粉尘加热至200℃~280℃至少保温操作
1~4小时,也是为了确保粉尘中的固态黄磷尽量充分地以气态黄磷的形式挥发而出。需要指
出的是,由于工矿黄磷的沸点约为181,纯净黄磷的沸点约为281℃,实际沸点根据黄磷的混
合状态和以及自身纯度而有一定的变化,根据实践检测,本发明中涉及的粉尘中的黄磷沸点
处在181℃~200℃之间的范围。上述工艺中之所以选择温度为200℃~280℃是经过发明人在
实践试验中测量得出的加热温度范围,可以实现将粉尘中的黄磷以气态黄磷的形式挥发排出;
并且经黄磷气体净化装置过滤后通入到第一灰仓中的粉尘密度相对松散;所以在上述条件中,
粉尘中挥发出的气态黄磷从第一灰仓与黄磷气体净化装置连接的排气结构排出,实现第一灰
仓中粉尘内的固态黄磷被去除的同时也使黄磷以气态的形式重新回收提高磷的转化率。当然,
上述工艺中也可以将黄磷气体净化装置的下端直接与第一灰仓上端连通,使得两者之间形成
一个封闭的整体,这样,就能完成在第一灰仓中经过加热的粉尘在将固态黄磷以气态的形式
挥发出之后,能够直接重新排入黄磷气体净化装置。第一灰仓在上述200℃~280℃温度进行
保温1~4小时以上,经过发明人的实践试验,可以实现第一灰仓中的粉尘含磷质量比低于
3%。这样的粉尘中的含磷量已经低至对人体的危害很小,也无需再因黄磷的易燃性而再作特
殊防护处理,可以很大程度的提高了黄磷制备工业中的环境友善度,并且相应的也提高了原
料的利用率。

进一步的是,将粉尘在第一灰仓中加热至240℃~260℃,加热时间为2~2.5小时。经
过发明人的实践试验后,发现控制粉尘在第一灰仓中的加热温度为240℃~260℃时,加热时
间控制在2~2.5小时,可以实现粉尘中的含磷质量比达到低于1%,即基本上可以视作粉尘
中不含磷;而且在此时,对于工艺中的能耗和效率的控制也是处在一个较为优化的状态。经
过这样处理的粉尘,其中的磷含量已经对环境不会造成任何的影响了,成为了黄磷生产工艺
中一种非常环保的炉渣。

进一步的是,粉尘在停止加热之后保温冷却0.5小时以上、粉尘温度降于90℃以下。由
于经过上述加热处理后的粉尘温度仍然很高,此时的粉尘的温度是不适宜直接向外界排放的;
同时粉尘中仍然会残留有极少量的固态黄磷,所以将粉尘进行保温冷却0.5小时至其温度降
至90℃以下。这样第一可以确保粉尘本身的温度较低,不会对外界环境造成危险和破坏;第
二能防止粉尘急剧冷却而发生冷凝成块对其清理和运输造成不便;第三也能利用余热将粉尘
中残留的黄磷进行进一步的清理。经过这样的工艺步骤之后,得到的粉尘已经对环境具有非
常高的友善度,消除了泥磷的产生,而可以直接进行倾倒、掩埋或者作为矿粉二次利用。

进一步的是,位于第一灰仓下端设置有第二灰仓,将粉尘排入第二灰仓中进行保温冷却
0.5~1小时、温度降至70℃以下。在第一灰仓下端设置有第二灰仓,实现了对粉尘的多级处
理,将对粉尘的加热和保温冷却分开在不同的处理装置中进行处理,能有效提高工艺中的工
作效率。经过发明人的实践试验,发现将第二灰仓中的粉尘冷却保温0.5~1小时,冷却温度
降至70℃以下时是一种经济效益较高的工作时间配比,这时候一般可以将第二灰仓体积控制
为0.5~0.8m3是具有较高的经济效益。

进一步的是,第一灰仓与第二灰仓之间设置有排灰阀和排灰管组成的排灰口,第二灰仓
下端设置有与外界连接的卸灰口,该卸灰口包括卸灰阀和卸灰管:

黄磷气体净化装置向第一灰仓通入粉尘前以及粉尘在第一灰仓中进行加热过程中,控制
排灰阀将排灰口闭合;

粉尘在第一灰仓经过加热后,对第二灰仓中通入氮气或者稀有气体,以及控制第二灰仓
中的卸灰口处于闭合状态,并且在第一灰仓和第二灰仓之间设置有用于平衡压力的平衡管,
开启平衡管,之后通过排灰阀控制排灰口开启,将粉尘排入第二灰仓;

在第一灰仓中的粉尘排入第二灰仓后,关闭排灰口,将粉尘置于第二灰仓中保温冷却;

完成第二灰仓保温冷却操作后,闭合平衡管,停止通入氮气或者稀有气体,再控制排灰
阀开启将粉尘排出至外界;

其中对所述排灰管中进行保温处理和/或加热处理。

通过上述工艺实现了一种粉尘从黄磷气体净化装置到第一灰仓再进入第二灰仓的一种优
化的工艺方法,在这个过程中,实现了将粉尘排入第一灰仓之后与黄磷气体净化装置之间进
行封闭的加热以及将气态黄磷进行气固分离导入黄磷气体净化装置。之后再通过第一灰仓和
第二灰仓之间的排灰口,并且在第一灰仓和第二灰仓之间设置有用于平衡两个灰仓之间压力
的平衡管,再配合在第二灰仓中通入氮气或者稀有气体,从而确保整个过程中实现排出空气
确保工艺过程中的安全。在粉尘进入到第二灰仓之后经过保温冷却,闭合平衡管,停止通入
氮气或者稀有气体,再控制排灰阀开启将粉尘排出至外界。在这个工艺过程中,对排灰管中
进行保温处理和/或加热处理可以有效的避免第一灰仓向第二灰仓排入粉尘的过程中因为粉
尘冷却而出现粘壁现象。如果对排灰管不进行保温处理和/或加热处理,即使是少量的粘壁,
在长年累月的使用中,也会对排灰管的排灰效率也会造成很大的影响,所以上述工艺中对排
灰管进行保温处理和/或加热处理是非常有必要的。

进一步的是,在第一灰仓中设置有温度检测装置,通过检测第一灰仓中温度的变化而完
成料位观测;其中黄磷气体净化装置往第一灰仓中通入粉尘时,检测到第一灰仓内垂直高度
位置温度明显升高时,则停止黄磷气体净化装置往第一灰仓继续通入粉尘;第一灰仓
往第二灰仓中排出粉尘时,检测到第一灰仓的内垂直高度200mm~1000mm位置温度明显降低
时,则停止第一灰仓往第二灰仓继续排出粉尘。通过上述工艺,实现对第一灰仓中的粉尘量
进行较好的控制。在第一灰仓的中内壁进行温度检测,从而当检测到内壁上该位置的温度明
显上升或下降时,能够判断出第一灰仓中粉尘的料位。这种方式仅需要有温度检测元件,所
以结构简单,成本很低,经济实用,并且在高温环境中的第一灰仓,其内壁容易出现粘壁和
扬尘,无法通过直接观察进行较好的料位判断,其它方式如激光检测等成本较高、使用复杂,
其料位观测的准确性和实用性也不理想。并且通过上述的料位观测工艺方法对第一灰仓中的
粉尘料位高度观测,实现对第一灰仓中粉尘量的控制,从而实现对包括第二灰仓在内的后续
工作过程中的粉尘量进行控制。如上述工艺所述,经过实践试验,其中黄磷气体净化装置往
第一灰仓中通入粉尘时,检测到第一灰仓腔体内垂直高度位置温度明显升高时,则停
止黄磷气体净化装置往第一灰仓继续通入粉尘;第一灰仓往第二灰仓中排出粉尘时,检测到
第一灰仓内的垂直高度200mm~1000mm位置温度明显降低时,则停止第一灰仓往第二灰仓继
续排出粉尘;这是一种对第一灰仓中的粉尘通入和排出的优化控制,从而实现第一灰仓中粉
尘量的优化控制,进而通过这种对第一灰仓中粉尘量的优化控制,实现对整个过程中的粉尘
量的优化控制,避免灰一次性进入第一灰仓加热处理的粉尘过多或者过少。

与此同时的,设置有与第一灰仓和/或第二灰仓连接的辅助吹灰装置,该辅助吹灰装置包
括对仓体内进行内壁环形喷吹和对仓体内下端粉尘出口进行上下喷吹两个工艺。通过上述工
艺,通过辅助吹灰装置对第一灰仓和/或第二灰仓内进行内壁环形喷吹工艺,实现对灰仓的腔
体内进行内壁辅助吹灰从而能避免粉尘在灰仓中架桥或者粘附在灰仓壁上;上述内壁环形喷
吹工艺优选采用为一种通过喷吹气体对灰仓的腔体内壁进行吹扫,该吹扫气体优选以偏向下
方的剪切方式作用于灰仓的腔体内壁上附着的粉尘,在灰仓的腔体内壁形成环形向下的旋转
气流,从而避免粉尘在灰仓中架桥或者粘附在灰仓壁上。同时,通过辅助吹灰装置对灰仓进
行上下喷吹工艺,从而避免灰仓中的粉尘在排灰的过程中对排灰口造成堵塞;上述对灰仓的
腔体下端排灰口进行上下喷吹工艺,优选采用在灰仓的腔体的下端排灰口中央设置上下喷嘴
的喷头,从而能对排灰口聚集的粉尘进行搅动、破坏,对排灰口进行充分的疏通,防止粉尘
堵塞。上述辅助吹灰装置,优选采用申请号为2013206812136的实用新型专利中的黄磷气体
净化装置排灰辅助装置。并且,在上述工艺中对灰仓的腔体进行内壁环形喷吹在一定程度上
还可以促进粉尘中的黄磷加速气态排出。

综上所述,通过上述工艺,从而实现一种操作简便,安全有效地将粉尘中的黄磷去除,
实现粉尘中无磷化,同时也能有效提高原料到成品的磷转化率,提高了生产效率;并且经过
上述工艺处理后的粉尘,其含磷量降至3%以下,在后期的处理过程中,粉尘中的含磷量已经
低至对人体的危害很小,也无需再因黄磷的易燃性而再作特殊防护处理,降低了粉尘的处理
成本,降低了粉尘的污染提高了对环境的友善度。经过一次次进一步的优化后,可以实现一
种含磷量几乎为零的粉尘,首次实现了黄磷生产工业中杂质粉尘由泥磷变成干燥的不含磷粉
尘的重大突破。

其次,为实现第二个目的,本发明所提供的用于黄磷气体净化的排灰结构,包括有将黄
磷进行气固分离实现净化的黄磷气体净化装置,其中,所述黄磷气体净化装置连接有粉尘收
集装置,该粉尘收集装置中包括有使粉尘中的固体黄磷进行加热挥发的加热元件,和用于进
行气固分离的排气口。在上述结构中,其中有黄磷气体净化装置用于对黄磷炉气进行过滤,
主要是将炉气中的粉尘等固体颗粒物进行过滤,此时过滤得到的粉尘中必然含有一定比例的
黄磷,一般而言,在粉尘中的黄磷质量占比约为5~12%,这种含磷量的粉尘不允许直接排放,
而且可能形成含磷量低的泥磷,对环境的危害大,但是处理起来又非常麻烦。上述装置中在
黄磷气体净化装置的下部设置有粉尘收集装置,通过在该粉尘收集装置中设置有使粉尘中的
固体黄磷进行加热挥发的加热元件,和用于进行气固分离的排气口,从而可以实现对所述粉
尘进行加热从而使粉尘中的固体黄磷气化挥发并使挥发出的气态磷与固态粉尘实现分流的操
作。

进一步的是,所述粉尘收集装置为第一灰仓,该第一灰仓为连接在黄磷气体净化装置下
端且与黄磷气体净化装置之间设有排气口。这样,就可以通过连接在黄磷气体净化装置下端
且与黄磷气体净化装置之间设有排气口的第一灰仓,实现上述的粉尘收集装置和黄磷气体净
化装置之间的一体化连接,相应的可以通过黄磷气体净化装置中的气体流动方向而实现将第
一灰仓中挥发出的黄磷气体重新导入到黄磷气体净化装置中进行下一步传输,这样也就实现
了在将粉尘中的固态黄磷在以气态黄磷的方式导出之后,不仅可以实现将气态黄磷和粉尘之
间进行气固分离,而且还实现了将气态黄磷重新导入到黄磷气体净化装置中,可以提高黄磷
制备工艺中的原料转换效率。

进一步的是,所述第一灰仓下端连接有第二灰仓,该第二灰仓设置有保温层;该第二灰
仓与第一灰仓连接处设置有排灰阀和排灰管,且第二灰仓下端设有卸灰阀和卸灰管。从而相
应的可以在粉尘经过第一灰仓的加热处理之后,可以将第一灰仓中的粉尘排入第二灰仓中进
行进一步的保温冷却,相应的,可以通过对保温层的厚度控制以及保温时间的控制实现粉尘
在第二灰仓中进行一个相对缓和的保温冷却。这样第一可以确保粉尘本身的温度较低,不会
对外界环境造成危险和破坏;第二能防止粉尘急剧冷却而发生冷凝成块对其清理和运输造成
不便;第三也能利用余热将粉尘中残留的黄磷进行进一步的清理。经过这样的工艺步骤之后,
得到的粉尘已经对环境具有非常高的友善度,消除了泥磷的产生,而可以直接进行倾倒、掩
埋或者作为矿粉二次利用。此外,通过在第一灰仓下端设置有第二灰仓,实现了对粉尘的多
级处理,将对粉尘的加热和保温冷却分开在不同的处理装置中进行处理,能有效提高工艺中
的工作效率。相应的,在第二灰仓与第一灰仓连接处设置有排灰阀和排灰管,且第二灰仓下
端设有卸灰阀和卸灰管,从而控制粉尘在两者之间的工作过程,以及可以实现在上述保温冷
却过程中必要的密闭性。

与此同时,在第一灰仓与第二灰仓之间连通有用于平衡压力的平衡管。由于需要将第一
灰仓中的粉尘排入第二灰仓,所以在第一灰仓和第二灰仓之间设置有用于平衡压力的平衡管,
这是为了第一灰仓往第二灰仓中排入粉尘时,通过开启该平衡管即可以避免第一灰仓和第二
灰仓之间出现压力差而造成粉尘停滞无法运动,在第一灰仓和第二灰仓之间设置有平衡管即
可以较好地解决这个问题。从而通过上述结构,能够将经过第一灰仓加热处理后的粉尘顺利
地排入到第二灰仓。

与此同时,第一灰仓中设置有料位观测装置。在上述结构中,通过对第一灰仓中粉尘的料
位进行观测,从而实现对该用于黄磷气体净化装置的排灰结构中粉尘总量进行检测,避免经
处理的粉尘过多或者过少,同时也能实现对第二灰仓中粉尘的量进行监控优化。

再优选的是,所述料位观测装置采用设置在第一灰仓内壁的温度检测元件,其中第一灰
仓包括至少两个温度检测元件,其中第一灰仓中位于第一灰仓的腔体垂直高度位置设
置有第一温度检测元件,位于第一灰仓的腔体垂直高度200mm~1000mm位置设置有第三温度
检测元件。通过设置在第一灰仓的内壁的温度检测元件进行检测,从而当检测到内壁上该位
置的温度明显上升或下降时,能够判断出灰仓中粉尘的料位。这种方式仅需要有温度检测元
件,所以结构简单,成本很低,经济实用,并且在高温环境中的灰仓,灰仓容易出现粘壁和
扬尘,无法通过直接观察进行料位判断,其它方式如激光检测等成本较高、使用复杂,其料
位观测的准确性和实用性也不理想。并且通过上述的料位观测工艺方法对第一灰仓中的粉尘
料位高度观测,实现对第一灰仓中粉尘量的控制,从而实现对整个灰仓中的粉尘量进行控制。
如上述工艺所述,经过实践试验,其中黄磷气体净化装置往第一灰仓中通入粉尘时,检测到
第一灰仓的腔体内垂直高度位置温度明显升高时,则停止黄磷气体净化装置往第一灰
仓继续通入粉尘;第一灰仓往第二灰仓中排出粉尘时,检测到第一灰仓的腔体内垂直高度
200mm~1000mm位置温度明显降低时,则停止第一灰仓往第二灰仓继续排出粉尘;这是一种
对第一灰仓中的粉尘通入和排出的优化控制,从而实现第一灰仓中粉尘量的优化控制,进而
通过这种对第一灰仓中粉尘量的优化控制,实现对整个灰仓中的粉尘量的优化控制,避免灰
仓中的粉尘过多或者过少。

通过上述结构,是一种操作简便,安全有效的对粉尘中的黄磷进行去除结构,实现粉尘
中无磷化,同时也能有效提高原料到成品的磷转化率,提高了生产效率;经检测,在上述结
构处理后的粉尘,其含磷量可以降至3%以下,设置可以降至1%以下。在后期的处理过程中,
粉尘中的含磷量已经低至对人体的危害很小,也无需再因黄磷的易燃性而再作特殊防护处理,
降低了粉尘的处理成本,降低了粉尘的污染提高了对环境的友善度。实现了黄磷生产工业中
杂质粉尘不再产生泥磷而成为干燥的几乎不含磷的粉尘的重大突破。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在
下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本申请中的用于黄磷气体净化的排灰结构的组成示意图。

图2为本申请中的用于黄磷气体净化的排灰结构的连接示意图。

在说明书附体中,各结构与编号的对应分别为:

101为第一灰仓,102为第二灰仓,201为排灰管,202为排灰阀,203为加热保温套,
204为热水管,301为卸灰管,302为卸灰阀,401为第一温度检测元件,402为第二温度检
测元件,403为第三温度检测元件,404为第四温度检测元件,501为内壁喷吹管,502为上
下喷吹管,503为充气保护管,6为平衡管,7为粉尘回收装置,8为黄磷气体净化装置。

具体实施方式

如图2所示,本实施例中的用于黄磷气体净化的排灰结构安装在黄磷生产系统的黄磷气
体净化装置8和粉尘回收装置7之间,其中黄磷气体净化装置8的下部连接有粉尘收集装置,
该粉尘收集装置为连接在黄磷气体净化装置8下部的锥形腔体,并且锥形腔体的上部设有开
口与黄磷气体净化装置8连接,同时也通过该开口实现粉尘的收集。如图1所示,所述位于
黄磷气体净化装置8下部的粉尘收集装置为锥形腔体的第一灰仓101,其中第一灰仓101的
上端与黄磷气体净化装置8通入粉尘的开口连接,所以该开口同时也作为第一灰仓101的排
气结构。第一灰仓101中安装有温控元件,通过温控元件可对第一灰仓101锥形腔体中的温
度环境进行控制。第一灰仓101下端设置有排灰口,所述排灰口由连接在锥形腔体下端的排
灰管201和控制该排灰管201的排灰阀202组成;并且在排灰管201外壁上安装有加热保温
套203,同时在排灰管201靠上端位置安装有用于设备检修时的热水管204;而排灰阀202采
用双翻板阀或双旋转阀。在第一灰仓101中设置有用于防止粉尘架桥和堵塞腔体的辅助吹灰
装置,所述辅助吹灰装置包括内壁喷吹管501和上下喷吹管502,其中内壁喷吹管501为水
平布置在第一灰仓101侧壁上的环管,该环管同第一灰仓101侧壁连接有四根通入灰仓的接
口,通过该通入灰仓的接口对灰仓侧壁进行内壁环形喷吹,以避免粉尘在灰仓中架桥或者粘
附在灰仓壁上;同时设置有上下喷吹管502,该上下喷吹管502采用在锥形腔体的下端排灰
口中央设置上下喷嘴的喷头,从而能对排灰口聚集的粉尘进行搅动、破坏,对排灰口进行充
分的疏通,防止粉尘堵塞;上述辅助吹灰装置采用申请号为2013206812136的实用新型专利
中的黄磷气体净化装置8排灰辅助装置。在本实施例中,上述辅助吹灰装置中通入的气体为
氮气。在第一灰仓101内壁中,位于锥形腔体垂直高度的位置设置有第一温度检测元件401,
位于锥形腔体垂直高度300mm位置设置有第三温度检测元件403,同时在第一温度检测元件
401和第三温度检测元件403之间设置有第二温度检测元件402。

上述第一灰仓101通过下端排灰口密封连接有第二个锥形腔体,该锥形腔体为第二灰仓
102。在本实施例中,第二灰仓102体积为0.5~0.8m3,并且,第二灰仓102外壁设置有一
定的保温层,以防止粉尘在第二灰仓102中出现急剧冷却而出现结块和粘壁现象。第二灰仓
102与第一灰仓101之间连通有用于平衡压力的平衡管6,第二灰仓102连接有充气保护管
503,同时位于第二灰仓102靠下端位置设置有第四温度检测元件404。该第二灰仓下端设有
卸灰口,该卸灰口由连接在锥形腔体下端的卸灰管301和控制该卸灰管301的卸灰阀302组
成,在卸灰管301中可以安装有防止堵塞腔体的上下喷吹管502;而卸灰阀302采用单翻板
阀或旋转阀。

位于上述第二灰仓102卸灰口下端设置有粉尘回收装置7,该粉尘回收装置7可以是采
用容器作为集中收集,也可以设置电机带动输灰机将粉尘输送至外界,在本实施例中,粉尘
回收装置7选用输灰机将粉尘输送至外界。粉尘回收装置7在收集粉尘时,可进行水喷雾加
湿处理,以防止二次扬尘污染环境。

在本实施例中,所有设备、管道、阀门均作防腐、保温防护处理。

结合图1和图2,在上述结构的基础上的用于黄磷气体净化的排灰工艺包括如下步骤:

控制排灰阀202将第一灰仓101下端的排灰口闭合,将黄磷气体净化装置8中的粉尘通
入第一灰仓101,在粉尘通入第一灰仓101的过程中,当观测到第二温度检测元件402检测
到的温度明显升高时,减缓黄磷气体净化装置8向第一灰仓101中通入粉尘的速度,当观测
到第三温度检测元件403明显升高时,停止黄磷气体净化装置8向第一灰仓101中继续通入
粉尘;本实施例中,当第一灰仓101中垂直高度的位置的第一温度检测元件401检测到的
温度发生明显变化时,此时第一灰仓101中实际粉尘体积约为0.3~0.6m3,经处理前,这些
粉尘中含有的黄磷约占粉尘总质量的8~10%。

通过温控元件将第一灰仓101中的温度控制在250℃左右,并且可以根据加热时间的变
化进行一定程度的调整,从而实现将第一灰仓101中粉尘所带有的黄磷以气态形式从粉尘中
挥发出来,进而气态黄磷通过第一灰仓101上端与黄磷气体净化装置8密封连接的开口重新
回到黄磷气体净化装置8中。并且可以启动第一灰仓101中的内壁喷吹管501对粉尘进行适
当的内壁环形喷吹以防止粉尘在第一灰仓101内壁出现粘壁现象,同时也能加速第一灰仓101
中的粉尘气流运动速度,加速粉尘中混合的固态黄磷以气态黄磷的形式排出。

控制粉尘在第一灰仓101中以250℃温度环境下排气2小时,当停止加热后,开启第一
灰仓101下端的排灰阀202,将粉尘从第一灰仓101中通过与第二灰仓102连接的排灰管201
排入第二灰仓102。

此时经过上述工艺处理后的粉尘,其中的黄磷占粉尘总质量已经不足1%。

在开始上述第一灰仓101向第二灰仓102排灰操作之前,需要第二灰仓102下端的卸灰
阀302闭合,并且先对第二灰仓102中进行通入足够量的氮气,该通入氮气过程通过第二灰
仓102上连接的充气保护管503完成。并且在排灰阀202开启之前需要将第一灰仓101与第
二灰仓102连接的平衡管6开启(在此之前平衡管处于闭合状态),从而平衡第一灰仓101与
第二灰仓102之间的压力。

当排灰阀202开启时,启动第一灰仓101中的上下喷吹管503对排灰口进行上下喷吹,
以防止粉尘堵塞排灰口,此时第一灰仓中101的内壁喷吹管501也为开启状态,以防止粉尘
在第一灰仓101内壁出现粘壁或架桥现象而无法进入第二灰仓102。并且在第一灰仓101与
第二灰仓102连接的排灰管201外壁上设置有加热保温套203,以防止粉尘在排灰管201中
急剧冷却而出现粘壁,阻塞了排灰管201。

当排灰阀202开启后,第一灰仓101中的粉尘向第二灰仓102排出,当观测到第二温度
检测元件402检测到的温度发生明显变化时,通过排灰阀202减缓排灰速度;当观测到第三
温度检测元件403检测到的温度发生明显变化时,关闭排灰阀202停止排灰。

当粉尘排入第二灰仓102后,重新将平衡管置于闭合状态,将粉尘在第二灰仓102中进
行保温冷却0.5小时,此时第二灰仓102中粉尘的温度约为60℃左右,其含磷量也对环境无
污染,可以直接排放。

之后停止重启保护管503向第二灰仓102中通入氮气,通过卸灰阀开启卸灰口,将第二
灰仓102中的粉尘排出,通过第二灰仓102下端的粉尘回收装置7收集粉尘输送至外界统一
处理。

粉尘经过上述工艺的处理后,已经可以达到直接倾倒、掩埋或者作为矿粉二次利用的程
度,此时无论是粉尘中的黄磷含量还是粉尘的温度,都已经无需再进行后续处理,是一种对
环境友善度极高的环保无污染粉尘。

最后,在本实施例中,在排灰管201靠上端位置安装有用于设备检修时的热水管204,
在上述用于黄磷气体净化的排灰结构工作一段时间进行检修时,通过该热水管204对排灰结
构中的部件进行清洗。

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本发明所要解决的技术问题是提供一种用于黄磷气体净化的排灰工艺和排灰结构。通过该排灰工艺和排灰结构,可以有效地降低甚至几乎消除泥磷的产生。首先,本发明所提供的用于黄磷气体净化的排灰工艺,包括将黄磷气体气固分离过滤出的粉尘聚集起来、然后向黄磷气体净化装置的外部进行排放以及后续输送的过程,其中,上述过程中采取有对所述粉尘进行加热从而使粉尘中的固体黄磷气化挥发并使挥发出的气态磷与固态粉尘实现分流的操作。其。

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