一種選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備，燃磷爐經(jīng)煙氣管道與冷卻塔連接，冷卻塔與緩沖罐連接，緩沖罐后設(shè)置多級(jí)沉降倉(cāng)，多級(jí)沉降倉(cāng)經(jīng)集料倉(cāng)與包裝料斗連接；燃磷爐經(jīng)煙氣管道依次與聚磷酸吸收塔、磷酸吸收塔連接，磷酸吸收塔經(jīng)氨吸收塔與纖維除沫器連接。該設(shè)備能夠合理的優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)的五氧化二磷純度達(dá)到99.5%以上，可大型生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種五氧化二磷獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)，具體為一種選擇性五氧化二磷生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備，屬于化工生產(chǎn)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]每燃燒Ikg磷可以釋放出2.55*104KJ的能量，國(guó)內(nèi)五氧化二磷生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝為使用碳素鋼為材料、建立多個(gè)巨大的冷卻塔，將固態(tài)黃磷使用蒸汽加熱后緩慢流入塔內(nèi)與鼓風(fēng)機(jī)吹入的干燥空氣反應(yīng)燃燒，產(chǎn)生五氧化二磷煙氣，再依靠巨大的冷卻塔進(jìn)行冷卻降溫，產(chǎn)生五氧化二磷產(chǎn)品，此工藝簡(jiǎn)單，投資較小，但產(chǎn)能低，日產(chǎn)量不超過(guò)三噸，圖1為五氧化二磷原有工藝流程。工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，傳統(tǒng)裝置中不但沒(méi)能對(duì)這部分能量進(jìn)行有效的利用，無(wú)法將生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收，反而要配備龐大的自然冷卻設(shè)備對(duì)高溫設(shè)備進(jìn)行冷卻，造成巨大的能源浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的熱污染，既浪費(fèi)了能源又污染了環(huán)境，同時(shí)生產(chǎn)效率低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的工藝設(shè)備，該設(shè)備縮短了主煙氣管道長(zhǎng)度、減少了原設(shè)備中不必要的U型彎、增加相應(yīng)的冷卻沉降及輸送設(shè)備。
[0004]具體為:燃磷爐經(jīng)煙氣管道與冷卻塔連接，冷卻塔與緩沖罐連接，緩沖罐后設(shè)置多級(jí)沉降倉(cāng)，多級(jí)沉降倉(cāng)經(jīng)經(jīng)集料倉(cāng)與包裝料斗連接；燃磷爐經(jīng)閥門控制的煙氣管道依次與聚磷酸吸收塔、磷酸吸收塔連接，磷酸吸收塔經(jīng)氨吸收塔與纖維除沫器連接。
[0005]所述的燃磷爐至聚磷酸吸收塔的煙氣管道長(zhǎng)度為28?35m，所述的冷卻塔側(cè)壁設(shè)置循環(huán)水通道。
[0006]所述的多級(jí)沉降倉(cāng)為至少10個(gè)沉降倉(cāng)串聯(lián)而成，進(jìn)一步所述的多級(jí)沉降倉(cāng)為10個(gè)沉降倉(cāng)串聯(lián)而成，其中前5個(gè)沉降倉(cāng)與后5個(gè)沉降倉(cāng)上下設(shè)置，其落差為6?8米。
[0007]所述的沉降倉(cāng)包括筒體及錐斗，筒體內(nèi)部設(shè)置有矩形擋板，矩形擋板寬度與筒體直徑等長(zhǎng)，矩形擋板長(zhǎng)度為筒體長(zhǎng)度的95-98%，筒體頂部設(shè)置有頂蓋，頂蓋上設(shè)置有頂蓋加強(qiáng)部件；所述的錐斗下設(shè)置有短接錐口，短接錐口外設(shè)置有法蘭。
[0008]所述的筒體外側(cè)自頂部2/3處設(shè)置有與矩形擋板對(duì)稱的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，所述的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)的內(nèi)凹深度為筒體直徑的5?8%，所述的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為筒體長(zhǎng)度的40?56%。
[0009]所述的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)底端與筒體外壁形成弧形凸起。
[0010]本發(fā)明根據(jù)上述選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備生產(chǎn)五氧化二磷的新工藝，采用冷卻塔強(qiáng)制冷卻生產(chǎn)五氧化二磷產(chǎn)品，產(chǎn)生的熱量可副產(chǎn)蒸汽，沉降后的煙氣進(jìn)入聚磷酸、磷酸的生產(chǎn)和吸收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放，既節(jié)約了能源又提高了生產(chǎn)效率。
[0011]具體為:以黃磷為基礎(chǔ)原料，硫酸為干燥劑，將黃磷在燃磷爐內(nèi)燃燒制得的五氧化二磷煙氣經(jīng)水冷壁強(qiáng)制冷卻至360°C以下，壓力為Ikpa以下，經(jīng)冷卻后的五氧化二磷煙氣至少經(jīng)10級(jí)沉降，使五氧化二磷煙氣溫度進(jìn)一步降低至300°C以下，壓力進(jìn)一步降低至0.Skpa以下，經(jīng)冷卻、沉降后收集到的五氧化二磷送入五氧化二磷集料倉(cāng)制得純度高于99.5%的五氧化二磷粉末，尾氣經(jīng)凈化后排放；或黃磷燃磷后的五氧化二磷煙氣依次經(jīng)聚磷酸吸收塔、磷酸吸收塔吸收后，分別得到聚磷酸及磷酸，其尾氣經(jīng)氨吸收塔、纖維除沫器吸收后達(dá)標(biāo)排放；
[0012]所述的黃磷燃燒制得的五氧化二磷煙氣通入冷卻系統(tǒng)的過(guò)程中，所述的黃磷燃燒制得的五氧化二磷煙氣通入聚磷酸吸收塔的過(guò)程關(guān)閉；黃磷燃燒制得的五氧化二磷煙氣通入聚磷酸吸收塔的過(guò)程打開，黃磷燃燒制得的五氧化二磷煙氣通入冷卻系統(tǒng)的過(guò)程關(guān)閉。
[0013]五氧化二磷為白色無(wú)定形粉末或六方晶體，在高溫下易附著于倉(cāng)壁及管道之上，形成堅(jiān)硬的非晶體。且粉狀情況下極易吸濕，因此生產(chǎn)過(guò)程中需要與外界環(huán)境進(jìn)行隔絕。
[0014]針對(duì)其附壁我們通過(guò)冷卻塔將燃磷爐產(chǎn)生的物料迅速降低至合理的溫度范圍區(qū)間內(nèi)，減少附壁量，使其凝結(jié)成粉狀，提高產(chǎn)量。針對(duì)其在結(jié)構(gòu)死角附壁現(xiàn)象，對(duì)設(shè)備內(nèi)部及連接管道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在減少沉積的過(guò)程中，能及時(shí)利用重力掉落于倉(cāng)底，保證產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝條件。同時(shí)更短的五氧化二磷煙氣管道，設(shè)計(jì)預(yù)留的一米落差，可以使五氧化二磷煙氣能夠及時(shí)進(jìn)入聚磷酸吸收塔，降低產(chǎn)品沉積于管道，可以使清理管道內(nèi)部沉積物料時(shí)，更加方便，降低清理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。[0015]針對(duì)其極易吸濕，在制造生產(chǎn)設(shè)備的過(guò)程中，采用焊接的密封形式，對(duì)于無(wú)法使用焊接的結(jié)構(gòu)，采取經(jīng)過(guò)優(yōu)化的連接形式，確保了其能夠嚴(yán)格密封，隔絕與外界環(huán)境的接觸。
[0016]考慮到管道在高溫情況下發(fā)生熱脹冷縮效益，經(jīng)過(guò)計(jì)算可伸長(zhǎng)0.15米，管道兩邊將受到3.5^4.2*104KN的力，設(shè)計(jì)溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，消耗材料14.7平方的不銹鋼板，造價(jià)低廉，完全滿足了管道膨脹補(bǔ)償參數(shù)。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018](I)每產(chǎn)生一噸五氧化二磷需要消耗0.45噸黃磷，經(jīng)改造后投入使用可以使黃磷轉(zhuǎn)化為五氧化二磷的百分比從20.7%提高至40.5 %，使磷酸生產(chǎn)量從62.7噸/日減少到46.8噸/日。日減少磷酸產(chǎn)量16噸，間接的減少生產(chǎn)磷酸耗電3168千瓦時(shí)/日，減少水消耗6位方米/日。
[0019](2)現(xiàn)階段黃磷市場(chǎng)價(jià)為17000元/噸，硫酸450元/噸。每生產(chǎn)一噸五氧化二磷需要消耗黃磷0.45噸、硫酸0.5噸、折舊維修費(fèi)用40元，合計(jì)生產(chǎn)成本7915元/噸，五氧化二磷市場(chǎng)價(jià)9200元/噸，理想狀態(tài)下，每生產(chǎn)一噸五氧化二磷可產(chǎn)生1285元/噸的利潤(rùn)。
[0020](3)每生產(chǎn)一噸磷酸需要消耗黃磷0.282噸、耗水4m3、耗電198千瓦時(shí),合計(jì)生產(chǎn)成本4913元/噸，五氧化二磷市場(chǎng)價(jià)4950元/噸，理想狀態(tài)下，每生產(chǎn)一噸磷酸可產(chǎn)生43元/噸的利潤(rùn)。
[0021](4)整體投入資金140.18萬(wàn)元，按照五氧化二磷日產(chǎn)量增加10噸預(yù)計(jì)，年連續(xù)運(yùn)行200天，可增加收入257萬(wàn)元，而磷酸則因?yàn)楫a(chǎn)量的減少降低13.76萬(wàn)元的收入，合計(jì)為257萬(wàn)元，即新增效益257萬(wàn)元/年，投入產(chǎn)出比為183%，經(jīng)改造后，在0.5mVh的投磷量下，每日消耗黃磷22.2噸，日產(chǎn)量從10噸增加到20噸。因此，此改造非常值得進(jìn)行，且能夠合理的優(yōu)化我公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，為公司后續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為原有五氧化二磷生產(chǎn)工藝設(shè)備，其中1-1燃磷爐，2-1冷卻塔，3-1煙氣管道；4_1集料倉(cāng)，5-1包裝料斗。
[0023]圖2為新型五氧化二磷生產(chǎn)工藝設(shè)備，其中1.燃磷爐，2.冷卻塔，3.緩沖罐，4.多級(jí)沉降塔，5.集料倉(cāng)，6.包裝料斗，7.聚磷酸吸收塔，8.磷酸吸收塔，9.氨吸收塔，10.纖維除沫器。
[0024]圖3為沉降倉(cāng)結(jié)構(gòu)立體圖，11.筒體，12.錐斗，13.矩形擋板，14.頂蓋，15.加強(qiáng)部件，16.短接錐口，17.法蘭，18.弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，19.弧形凸起。
[0025]圖4為沉降倉(cāng)結(jié)構(gòu)主視圖，11.筒體，12.錐斗，13.矩形擋板，14.頂蓋，15.加強(qiáng)部件，16.短接錐口，17.法蘭，18.弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，19.弧形凸起。
[0026]圖5為沉降倉(cāng)結(jié)構(gòu)左視圖，18.弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，19.弧形凸起。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例1
[0028]將10噸(24小時(shí)投磷量)的黃磷投入燃磷爐I內(nèi)燃燒制得五氧化二磷煙氣，以硫酸為干燥劑，打開閥門，將五氧化二磷煙氣經(jīng)煙氣管道送入冷卻塔2，經(jīng)冷卻塔2內(nèi)水冷壁強(qiáng)制冷卻至360°C以下，壓力為lkpa，經(jīng)冷卻后的五氧化二磷煙氣經(jīng)緩沖罐3后送入10級(jí)沉降倉(cāng)5沉降，使五氧化二磷煙氣溫度降低至360°C以下，壓力為lkpa，經(jīng)冷卻沉降后的五氧化二磷送入五氧化二磷料倉(cāng)5吸收制得23.7噸純度高于99.5%的五氧化二磷，尾氣經(jīng)凈化后經(jīng)尾氣排放通道排放排放。
[0029]10噸(24小時(shí)投磷量)的黃磷投入燃磷爐I內(nèi)燃燒，關(guān)閉燃磷爐至冷卻塔的閥門，打開閥門燃磷爐至聚磷酸吸收塔的閥門，將黃磷燃燒的五氧化二磷煙氣依次經(jīng)煙氣管道送入聚磷酸吸收塔7、磷酸吸收塔8吸收后分別得到37噸磷酸，其尾氣經(jīng)氨吸收塔9、纖維除沫器10吸收后經(jīng)尾氣達(dá)標(biāo)排放通道排放。
[0030]所述的煙氣五氧化二磷經(jīng)10級(jí)沉降倉(cāng)4沉降后的副產(chǎn)物送入聚磷酸吸收塔7吸收。
[0031]實(shí)施例2
[0032]一種新型五氧化二磷生產(chǎn)設(shè)備，燃磷爐I經(jīng)閥門控制的煙氣管道與冷卻塔2連接，冷卻塔2與緩沖罐3連接，緩沖罐3后設(shè)置多級(jí)沉降倉(cāng)4，多級(jí)沉降倉(cāng)，多級(jí)沉降倉(cāng)4經(jīng)集料倉(cāng)5與包裝料斗6連接；燃磷爐I經(jīng)閥門控制的煙氣管道依次與聚磷酸吸收塔7、磷酸吸收塔8連接，磷酸吸收塔8經(jīng)氨吸收塔9與纖維除沫器10連接。
[0033]所述的燃磷爐I至聚磷酸吸收塔7的煙氣管道長(zhǎng)度為28?35m。所述的冷卻塔2側(cè)壁設(shè)置循環(huán)水通道，
[0034]所述的多級(jí)沉降倉(cāng)4為至少10個(gè)沉降倉(cāng)串聯(lián)而成，所述的多級(jí)沉降倉(cāng)4為10個(gè)沉降倉(cāng)串聯(lián)而成，其中前5個(gè)沉降倉(cāng)與后4個(gè)沉降倉(cāng)上下設(shè)置，其落差為6米。
[0035]所述的沉降倉(cāng)包括筒體11及錐斗12，所述的筒體11內(nèi)部設(shè)置有矩形擋板13，所述的矩形擋板13寬度與筒體11直徑等長(zhǎng)，矩形擋板13長(zhǎng)度為筒體11長(zhǎng)度的95-98%，筒體
11頂部設(shè)置有頂蓋14，頂蓋14上設(shè)置有頂蓋加強(qiáng)部件15 ;所述的錐斗12下設(shè)置有短接錐口 16，短接錐口 16外設(shè)置有法蘭17。[0036]所述的筒體11外側(cè)自頂部2/3處設(shè)置有與矩形擋板13對(duì)稱的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)18，所述的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)18的內(nèi)凹深度為筒體11直徑的5?8%，所述的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)18的長(zhǎng)度為筒體11長(zhǎng)度的40?56%。
[0037]所述的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)18底端與筒體11外壁形成弧形凸起19。
[0038]圖1中原五氧化二磷生產(chǎn)工藝設(shè)備的煙氣管道長(zhǎng)達(dá)106m，五氧化二磷在高溫下易附著于倉(cāng)壁及管道之上，形成堅(jiān)硬的非晶體，極易損壞設(shè)備，且沉積的五氧化二磷在煙氣管道內(nèi)易引起爆炸。
[0039]圖2中新型五氧化二磷生產(chǎn)工藝設(shè)備縮短煙氣管道長(zhǎng)度至28-35m，減少了五氧化二磷的沉積，減少了對(duì)設(shè)備的損壞，同時(shí)增加了產(chǎn)量及純度，采用該設(shè)備制得的五氧化二磷純度達(dá)99.5%以上。
[0040]圖3的沉降倉(cāng)增加了五氧化二磷煙氣的循環(huán)流動(dòng)，增加了五氧化二磷煙氣沉降、冷凝的過(guò)程，更有利于五氧化二磷煙氣進(jìn)一步冷卻下來(lái)并最大化地、順利地通入集料倉(cāng)。
【權(quán)利要求】
1.一種選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備，其特征在于，燃磷爐(I)經(jīng)煙氣管道與冷卻塔(2)連接，冷卻塔(2)與緩沖罐(3)連接，緩沖罐(3)后設(shè)置多級(jí)沉降倉(cāng)(4)，多級(jí)沉降倉(cāng)(4)經(jīng)集料倉(cāng)(5)與包裝料斗(6)連接；燃磷爐(I)經(jīng)煙氣管道依次與聚磷酸吸收塔(7)、磷酸吸收塔(8)連接，磷酸吸收塔(8)經(jīng)氨吸收塔(9)與纖維除沫器(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備，其特征在于，所述的燃磷爐Cl)至聚磷酸吸收塔(7)的煙氣管道長(zhǎng)度為28?35m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備，其特征在于，所述的冷卻塔(2)側(cè)壁設(shè)置循環(huán)水通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備，其特征在于，所述的多級(jí)沉降倉(cāng)(4)為至少10個(gè)沉降倉(cāng)串聯(lián)而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備，其特征在于，所述的多級(jí)沉降倉(cāng)(5)為10個(gè)沉降倉(cāng)串聯(lián)而成，其中前5個(gè)沉降倉(cāng)與后5個(gè)沉降倉(cāng)上下設(shè)置，其落差6?8米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備，其特征在于:所述的沉降倉(cāng)包括筒體(11)及錐斗(12)，其特征在于，所述的筒體(11)內(nèi)部設(shè)置有矩形擋板(13)，所述的矩形擋板(13)寬度與筒體(11)直徑等長(zhǎng)，矩形擋板(13)長(zhǎng)度為筒體(11)長(zhǎng)度的95-98%，筒體(11)頂部設(shè)置有頂蓋(14)，頂蓋(14)上設(shè)置有頂蓋加強(qiáng)部件(15);所述的錐斗(12 )下設(shè)置有短接錐口( 16 )，短接錐口( 16 )外設(shè)置有法蘭(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備，其特征在于，所述的筒體(11)外側(cè)自頂部2/3處設(shè)置有與矩形擋板(13)對(duì)稱的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)(18)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備，其特征在于，所述的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)(18)的內(nèi)凹深度為筒體(11)直徑的5?8%，所述的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)(18)的長(zhǎng)度為筒體(11)長(zhǎng)度的40?56%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇性生產(chǎn)五氧化二磷的設(shè)備，其特征在于，所述的弧形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)(18)底端與筒體(11)外壁形成弧形凸起(19)。
【文檔編號(hào)】C01B25/12GK203754425SQ201420050129
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】譚春紅, 鄭旭東, 彭湘輝 申請(qǐng)人:湖北柳樹溝化工科技有限公司