一种泥磷回收过程中单质磷的收集和转移装置的制作方法

1.本实用新型涉及泥磷回收技术领域，具体涉及一种泥磷回收过程中单质磷的收集和转移装置。

背景技术：

2.黄磷是一种磷的单质，外观为白或浅黄半透明性固体。质软，冷时性脆，见光变深。暴露空气中在暗处产生绿磷光和白烟。在湿空气中约40℃着火，在干燥空气中则稍高。
3.黄磷在生产过程中会有多种，且数量较大的有毒有害物质产生，如泥磷、黄磷尾气等，从循环经济的角度看，这些物质都是有用的副产品。泥磷的回收既可以实现节能减排，节约资源又可以减少泥磷对环境的污染，所以泥磷的回收有着重大的意义。
4.电热法黄磷生产中，磷炉气中含有co、磷、sif4、h2s、s和细微的磷矿粉、焦炭粉等杂质，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。形成的泥磷一部分随粗磷放进精制槽精制，另一部分则随受磷槽溢流水进入污水处理净化系统。泥磷中含磷量都是很高的，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%。因此，泥磷处理是黄磷生产的重要组成部分，它不仅影响到黄磷的收率和生产成本，更严重的是对周围环境造成污染。根据泥磷中含磷量的多少可分为三类：泥磷中含磷量在70%以上的称富磷，多数呈块状，如精制槽中放出的泥磷冷凝后呈灰黑固体;泥磷中含磷量在20%以下得称为贫泥磷，一般呈沙状，质轻，如污水处理系统中平流地、地沟中得沉淀泥磷，冷却后不易形成固体块状：含磷量在20%-70%之间的通常称为泥磷。
5.泥磷的回收利用，既要消除泥磷对环境的污染，又要变废为宝，为企业创造财富，最主要的，是必须保证设备运行中的安全性，现有的泥磷回收工艺，基本都是遵循加热干蒸、冷凝回收的思路，配置两个甚至多个转炉进行泥磷加热后收集，存在两方面的问题：
6.一、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。
7.二、设备安全性问题，泥磷加热后产生的含磷气体在进入冷凝回收系统时，如果出现温度控制不当的情况下，管道极易出现被固态黄磷堵塞的情况，轻者影响泥磷回收效率，重则发生管道爆炸等严重事故。

技术实现要素：

8.为了解决上述问题，本实用新型提供一种不易堵塞管道、回收率高、安全隐患小的泥磷回收过程中单质磷的收集和转移装置。
9.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种泥磷回收过程中单质磷的收集和转移装置，与由泥磷转锅和配套设施组成的泥磷加热装置相连接，包括单质磷收集
机构和单质磷转移机构；
10.所述单质磷收集机构包括由受磷槽及洗涤塔组成的磷蒸汽冷凝收集机构，以及磷蒸汽输送机构，磷蒸汽输送机构将泥磷加热装置与磷蒸汽冷凝收集机构相互连通；而单质磷转移机构则连通磷蒸汽冷凝收集机构和后续的精制机构。
11.其中，磷蒸汽输送机构包括复合磷蒸汽管道以及管道洗涤机构；所述复合磷蒸汽管道的进气端与泥磷转锅的磷蒸汽出口相连，复合磷蒸汽管道的出气端则伸入受磷槽的内部，并没入槽中冷凝水水位之下；复合磷蒸汽管道将泥磷转锅中产生的黄磷蒸汽导入受磷槽中，复合磷蒸汽管道分为进气端总管以及两条并列平行的分管，进气端总管与泥磷转锅的出气管相连接，每条分管均设置有单独的开启和截断机构，在分管的起始端和末端分别设置阀门，同时，在前后两个阀门之间设置管道洗涤机构，具体结构是分别在分管的阀门内侧管体上连通气嘴，气嘴与高温高压气源相连，并分别在前后两个气嘴上设置截止阀；另外，所述受磷槽的主体部分为中空双层结构，中空部分充满流动的恒温热水，以维持复合受磷槽内层的温度稳定，防止温度降低后出现冷凝在受磷槽中的单质磷凝结成固态而堆积在受磷槽中。
12.洗涤塔设置在受磷槽的顶面上，并与受磷槽内部相连通，洗涤塔中喷洒的冷凝水将复合磷蒸汽管道导入的磷蒸汽冷凝呈单质磷沉入受磷槽中；洗涤塔分为三根竖直的中空圆筒，以靠近泥磷转锅的一侧为起点，依次为一级洗涤塔、二级洗涤塔和三级洗涤塔，其中一级洗涤塔和二级洗涤塔顶部相连通，一级洗涤塔的底部设置在受磷槽中冷凝水水位之上，二级冷凝塔的底部则保持在冷凝水水位之下，并且二者的底部相互阻断，防止气体流动；三级洗涤塔的底部设置在受磷槽中冷凝水水位之上；洗涤塔也采用中空双层结构，中空部分充满流动的恒温热水，以维持洗涤塔内层的温度稳定。
13.所述单质磷处理转移机构安装在受磷槽主体部分，包括排水管和排磷管；其中排水管连接在受磷槽的上部并连通其内部，将对磷蒸汽进行冷却后汇集在受磷槽中的冷却排出进行净水处理，排水管的出水口高度高于复合磷蒸汽管道的出口和二级洗涤塔的下端口，确保二者始终没入冷却水水位下方；排磷管倾斜安装在受磷槽的下部，同样连通其内部，其出磷口预先设置合适高度，沉积在受磷槽底部的液态单质磷高度超过出磷口高度便溢出至排磷管中，排磷管在伸出受磷槽的位置处设置单向阀，并在单向阀外侧特定距离外的管体上连接出口朝下的冲水管，冲水管中通有热水，将溢至管内的液态单质磷转移至暂存槽中，并送至精制系统；在冲热水过程中，设置在排磷管内的单向阀可防止水压过大引起热水回流至受磷槽中的情况。冲水管冲热水的时间点可根据排磷管内单质磷流出的时间确定，该部分的控制属于现有技术，能够通过设置相应的阀门和检测器来实现，不属于本技术要求保护的内容故不做赘述
14.由于从泥磷中回收的黄磷不可避免的包含一些有机杂质，并且这些杂质与正常通过电炉制备的黄磷在成分上存在一定的差异，并不完全适合与电炉配套的黄磷精制系统，为了减轻正常流程下黄磷精制系统的处理压力，在所述暂存槽中设置针对单质磷中有机杂质的冲洗及除杂机构，具体包括冲洗机构和活性炭除杂机构，所述冲洗机构设置在暂存槽底部，同时设置有连接热水源的热水管和设置在暂存槽底部的冲洗管，二者相连通；所述冲洗管水平设置且其管壁上均匀设置开口向下的出水孔，将沉积在暂存槽底部的黄磷冲起；在暂存槽底部的另一侧设置有缓坡结构，在缓坡上开有活性炭除杂机构的入口，缓坡的背
面设置若干层竖向可抽取设置的活性炭吸附床，活性炭吸附床后方的暂存槽底部开设出料口，经过活性炭吸附床处理后的黄磷从出料口导走，进入黄磷精制系统，在暂存槽的上侧设置有冷却水的溢流管，将冲洗的水排出，活性炭吸附床定期取出清洗。
15.有益效果：
16.首先，本技术在单质磷收集机构中将复合磷蒸汽管道设置若干分管并联的形式，任意一根分管均可单独工作，为其他单管关闭除杂清洗创造了结构条件；另外，本技术针对磷蒸汽的特点，在分管上设置了通过高温高压气体进行冲刷清洗的结构，并且将洗涤塔和受磷槽均设置为中空双层结构，中空部分充满流动的恒温热水，使内壁保持稳定的较高温度，避免磷蒸汽粘附导致的堵塞；其次，在单质磷转移机构中，分别设置不同溢流高度的排水管和排磷管，有效控制受磷槽中冷却水水位和收集的单质磷的液位，不需要额外的动力设备进行抽取；另外，在排磷管上分别设置冲水管和防回流的单向阀，冲水管内通有热水，可以有效防止在排磷过程中受冷而粘附在管壁上；还有，在单质磷的暂存槽中设置冲洗装置和有机杂质的吸附装置，可以提前预处理，避免因为从泥磷中回收的单质磷中含有与正常工艺得到的黄磷不一致的有机杂质，从而导致精制系统工作压力增大的情况。
附图说明
17.图1为本实用新型俯视结构示意图。
18.图2为所述受磷槽和洗涤塔的结构示意图。
19.图3为暂存槽中冲洗机构和活性炭除杂机构的结构示意图。
20.图中：泥磷转锅1、受磷槽2、总管3、分管4、气嘴5、截止阀6、一级洗涤塔7、二级洗涤塔8、三级洗涤塔9、排水管10、排磷管11、单向阀12、冲水管13、暂存槽14、热水管15、冲洗管16、出水孔17、入口18、活性炭吸附床19、出料口20、溢流管21。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
22.参考图1，本实施例所述的一种泥磷回收过程中单质磷的收集和转移装置，其基础结构包括泥磷加热装置，以及包括单质磷收集机构和单质磷转移机构。
23.首先，单质磷收集机构包括磷蒸汽冷凝收集机构和磷蒸汽输送机构，磷蒸汽输送机构将泥磷加热装置与磷蒸汽冷凝收集机构相互连通；而单质磷转移机构则连通磷蒸汽冷凝收集机构和后续的精制机构。
24.关键改进在于，复合磷蒸汽管道的分为进气端总管3以及两条并列平行的分管4，进气端总管3与泥磷转锅1的出气管相连接，每条分管4均设置有单独的开启和截断机构，在分管4的起始端和末端分别设置阀门，同时，在前后两个阀门之间设置管道洗涤机构，具体结构是分别在分管4的阀门内侧管体上连通气嘴5，气嘴5与高温高压气源相连，并分别在前后两个气嘴5上设置截止阀6；在工作时，单根分管4封闭，另一根分管4连通进行磷蒸汽的输送，而两端管壁的那根分管则将气嘴5上的截止阀打开，通入高温高压的气体，可以是蒸汽或者惰性气体，对分管4的内壁进行冲刷除杂，将由磷蒸汽带来的杂质颗粒或者附着在管壁上的磷单质吹走，防止日积月累形成堵塞，吹走的含有杂质的气体可导入黄磷电炉尾气处理系统或者炉渣蒸汽处理系统进行处理。
25.为了维持磷蒸汽行走过程中的温度，防止其受冷附着在管壁上，将所述受磷槽2和洗涤塔均设置为双层结构，夹层内充满流动的恒温热水，而受磷槽2采用该结构还可以维持槽体内部的较高温度，避免磷蒸汽被冷凝水冷却后直接从气态转化为固态而堆积在复合磷蒸汽管道的出口下方造成堵塞；另外，参考图2，洗涤塔分为三根竖直的中空圆筒，以靠近泥磷转锅1的一侧为起点，依次为一级洗涤塔7、二级洗涤塔8和三级洗涤塔9，其中一级洗涤塔7和二级洗涤塔8顶部相连通，一级洗涤塔7的底部设置在受磷槽2中冷凝水水位之上，二级冷凝塔的底部则保持在冷凝水水位之下，并且二者的底部相互阻断，防止气体流动；三级洗涤塔9的底部设置在受磷槽2中冷凝水水位之上。
26.再次参考图1，单质磷处理转移机构安装在受磷槽2主体部分，包括排水管10和排磷管11；其中排水管10连接在受磷槽2的上部并连通其内部，将对磷蒸汽进行冷却后汇集在受磷槽2中的冷却排出进行净水处理，排水管10的出水口高度高于复合磷蒸汽管道的出口和二级洗涤塔8的下端口，确保二者始终没入冷却水水位下方；排磷管11倾斜安装在受磷槽2的下部，同样连通其内部，其出磷口预先设置合适高度，沉积在受磷槽2底部的液态单质磷高度超过出磷口高度便溢出至排磷管11中，排磷管11在伸出受磷槽2的位置处设置单向阀12，并在单向阀12外侧特定距离外的管体上连接出口朝下的冲水管13，冲水管13中通有热水，将溢至管内的液态单质磷转移至暂存槽14中，并送至精制系统；在冲热水过程中，设置在排磷管11内的单向阀12可防止水压过大引起热水回流至受磷槽2中的情况。
27.参考图3，为了去除从泥磷中回收的黄磷带有的有机杂质，在所述暂存槽14中设置针对单质磷中有机杂质的冲洗及除杂机构，具体包括冲洗机构和活性炭除杂机构，所述冲洗机构设置在暂存槽14底部，同时设置有连接热水源的热水管15和设置在暂存槽14底部的冲洗管16，二者相连通；所述冲洗管16水平设置且其管壁上均匀设置开口向下的出水孔17，将沉积在暂存槽14底部的黄磷冲起；在暂存槽14底部的另一侧设置有缓坡结构，在缓坡上开有活性炭除杂机构的入口18，缓坡的背面设置若干层竖向可抽取设置的活性炭吸附床19，活性炭吸附床19后方的暂存槽14底部开设出料口20，经过活性炭吸附床19处理后的黄磷从出料口20导走，进入黄磷精制系统，在暂存槽14的上侧设置有冷却水的溢流管21，将冲洗的水排出，活性炭吸附床19定期取出清洗。

技术特征：

1.一种泥磷回收过程中单质磷的收集和转移装置，与由泥磷转锅和配套设施组成的泥磷加热装置相结合，其特征在于，包括单质磷收集机构和单质磷转移机构；所述单质磷收集机构包括由受磷槽及洗涤塔组成的磷蒸汽冷凝收集机构，以及磷蒸汽输送机构；所述磷蒸汽输送机构包括复合磷蒸汽管道以及管道洗涤机构；所述复合磷蒸汽管道的进气端与泥磷转锅的磷蒸汽出口相连，复合磷蒸汽管道的出气端则伸入受磷槽的内部，并没入槽中冷凝水水位之下；复合磷蒸汽管道分为进气端总管以及两条并列平行的分管，进气端总管与泥磷转锅的出气管相连接，每条分管均设置有单独的开启和截断机构，在分管的起始端和末端分别设置阀门，同时，在前后两个阀门之间设置管道洗涤机构，即分别在分管的阀门内侧管体上连通气嘴，气嘴与高温高压气源相连，并分别在前后两个气嘴上设置截止阀；磷蒸汽输送机构将泥磷加热装置与磷蒸汽冷凝收集机构相互连通；而单质磷转移机构则连通磷蒸汽冷凝收集机构和后续的精制机构。2.根据权利要求1所述的一种泥磷回收过程中单质磷的收集和转移装置，其特征在于，所述受磷槽的主体部分为中空双层结构。3.根据权利要求1或2任意一项所述的一种泥磷回收过程中单质磷的收集和转移装置，其特征在于，所述洗涤塔设置在受磷槽的顶面上，并与受磷槽内部相连通，洗涤塔分为三根竖直的中空圆筒，以靠近泥磷转锅的一侧为起点，依次为一级洗涤塔、二级洗涤塔和三级洗涤塔，其中一级洗涤塔和二级洗涤塔顶部相连通，一级洗涤塔的底部设置在受磷槽中冷凝水水位之上，二级冷凝塔的底部则保持在冷凝水水位之下，并且二者的底部相互阻断；三级洗涤塔的底部设置在受磷槽中冷凝水水位之上；洗涤塔也采用中空双层结构。4.根据权利要求1所述的一种泥磷回收过程中单质磷的收集和转移装置，其特征在于，所述单质磷处理转移机构安装在受磷槽主体部分，包括排水管和排磷管；其中排水管连接在受磷槽的上部并连通其内部，将对磷蒸汽进行冷却后汇集在受磷槽中的冷却排出进行净水处理，排水管的出水口高度高于复合磷蒸汽管道的出口和二级洗涤塔的下端口；排磷管倾斜安装在受磷槽的下部，同样连通其内部，其出磷口预先设置合适高度，沉积在受磷槽底部的液态单质磷高度超过出磷口高度便溢出至排磷管中，排磷管在伸出受磷槽的位置处设置单向阀，并在单向阀外侧特定距离外的管体上连接出口朝下的冲水管。

技术总结

本实用新型公开了一种泥磷回收过程中单质磷的收集和转移装置，涉及泥磷回收技术领域，包括单质磷收集机构和单质磷转移机构；单质磷收集机构包括磷蒸汽冷凝收集机构和磷蒸汽输送机构，单质磷转移机构则连通磷蒸汽冷凝收集机构和后续的精制机构。本申请在单质磷收集机构中将复合磷蒸汽管道设置若干分管并联的形式，在分管上设置了冲刷清洗结构，并将洗涤塔和受磷槽设置为双层结构，避免磷蒸汽粘附导致的堵塞；其次，设置不同溢流高度的排水管和排磷管，有效控制受磷槽中冷却水水位和收集的单质磷的液位；另外，在排磷管上分别设置冲水管和防回流的单向阀，有效防止在排磷过程中受冷而粘附在管壁上。受冷而粘附在管壁上。受冷而粘附在管壁上。