专利名称：一种三氯化磷生产系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三氯化磷生产系统，具体是一种适于同时集热和制冷的三氯 化磷生产系统。
背景技术：
将黄磷加热熔融后，将液态黄磷输入到反应釜内，通氯气后进行放热反应，生成的 三氯化磷蒸气进入精馏塔精馏，得三氯化磷流入贮罐。现有技术中，在熔磷炉中加热熔融黄磷往往采用锅炉生成的热水或热蒸汽加热， 耗能较大；而黄磷与氯气在反应釜因放热反应产生的热能往往不予利用，造成能源浪费。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适于同时集热和制冷且无耗能的三 氯化磷生产系统。为解决上述技术问题，本实用新型的三氯化磷生产系统，包括熔磷炉、反应釜、洗 磷塔、蒸汽换热器组、气化盘管、气体膨胀制冷器和成品计量器；熔磷炉的液态黄磷输出端 与反应釜的液态黄磷输入端相连，气体膨胀制冷器的高压气体输入端用于与高压氯气瓶的 气体输出端相连，气体膨胀制冷器的气体输出端与气化盘管的输入端相连，气化盘管的输 出端经缓冲缸与熔磷炉的氯气输入端相连；反应釜的三氯化磷热蒸汽输出端与洗磷塔的第 一输入端相连，洗磷塔的输出端与蒸汽换热器组的三氯化磷热蒸汽输入端相连，蒸气换热 器组的液态三氯化磷输出端与成品计量器相连；反应釜内设有换热盘管，熔磷炉内设有熔 磷用的换热装置；用于将所述三氯化磷热蒸汽与冷却水进行换热的蒸气换热器组的冷却水 输入端与自来水管相连，蒸气换热器组的热水输出端与所述反应釜内的换热盘管的输入端 相连，换热盘管的输出端与所述熔磷炉内的换热装置的输入端相连，换热装置的输出端与 所述换热盘管的输入端相连；所述换热盘管的输出端的管路上连接有用于输出商用热水蒸 气的商用输出管路；所述气体膨胀制冷器上设有用于与水空调制冷系统相连以作为换冷源 的换冷装置。进一步，所述蒸气换热器组的液态三氯化磷输出端的管路上设有用于观察三氯化 磷透明度的观察窗，该观察窗下游的管路分别与所述成品计量器的输入端和洗磷塔的第二 输入端相连。三氯化磷透明度较高，则三氯化磷的纯度就较高，反之，则纯度就较低。进一步，为成分提高自来水换热后的温度，所述蒸汽换热器组包括依次串联的3-5 级换热器；其中，第一级换热器的三氯化磷热蒸汽输入端即为蒸汽换热器组的三氯化磷热 蒸汽输入端，第一级换热器的热水输出端即为所述蒸气换热器组的热水输出端，末级换热 器的冷却水输入端即为蒸气换热器组的冷却水输入端；各级换热器的液态三氯化磷输出端 与汇总管相连，汇总管的输出端即为蒸气换热器组的液态三氯化磷输出端。进一步，所述各级换热器中，上级换热器的出气口端与次级换热器的三氯化磷热 蒸汽输入端相连，次级换热器的冷却水输出端与上级换热器的的冷却水输入端相连，末级换热器的出气口端与酸雾吸收塔的输入端相连；所述成品计量器的废气排放口经单向阀与 酸雾吸收塔的输入端相连；由于较冷气体比重较大，有向下沉的特性，换热器的三氯化磷热 蒸汽输入端高于换热器的出气口端，从而确保了换热气流的通畅性，确保了换热效率。进一步，各级换热器的液态三氯化磷输出端设于各级换热器的底部，汇总管水平 设置或倾斜设置且输出端较低，且汇总管的的高度高于所述成品计量器的输入端，确保合 格的三氯化磷液体靠重力流入成品计量器。进一步，所述蒸气换热器组的液态三氯化磷输出端经垂向设置的U形管路与洗磷 塔的第二输入端相连，所述观察窗设于U形管路的输入端，U形管路的底部连接一与所述成 品计量器的输入端相连的管路，该管路的入口端设有用于在所述三氯化磷透明度不达标时 关闭的控制阀；其中，所述洗磷塔的第二输入端和U形管路的底部高于所述成品计量器的 输入端，蒸气换热器组的液态三氯化磷输出端高于所述洗磷塔的第二输入端。进一步，所述洗磷塔的第一输入端设于洗磷塔的底部，且洗磷塔的底部高于反应 釜的的三氯化磷热蒸汽输出端，从而使被热蒸汽带入洗磷塔内的磷靠较大的比重重新落入 反应釜中，以防磷被热蒸汽带入蒸气换热器组冷凝并与三氯化磷液体混合。本实用新型相对于现有技术具有积极的效果(1)本实用新型的三氯化磷生产系 统在工作时，利用黄磷与氯气在反应釜因放热反应产生的热能用于加热熔磷炉，以熔融黄 磷；同时提供商用热水和冷气，不但整个系统运转无耗能，且还能为社会提供热蒸汽和冷 气，大大节约了能源。其中，将自来水经蒸气换热器组逐级换热后送入反应釜进一步换热， 从而将自来水的水温提升至适于加热熔磷炉以熔融黄磷和商用热水(可提供给浴室等场 所使用)；另外，在高压氯气瓶的氯气输出时，采用气体膨胀制冷器获得适于水空调制冷系 统使用的冷源，从而在夏季可提供制冷，进一步节约制冷用能源。(2)当通过观察窗观察得 所述三氯化磷透明度较高，即三氯化磷达标时，控制阀开启，所述蒸气换热器组输出的液态 三氯化磷经U形管路的底部直接靠重力全流入成品计量器；当所述三氯化磷透明度较差， 即产品不达标时，控制阀关闭，所述蒸气换热器组输出的液态三氯化磷能靠U形管路两端 的压差流入洗磷塔，故而无需辅助用电设备。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附 图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图1为实施例1中三氯化磷生产系统的结构示意图。
具体实施方式
见图1，本实施例的三氯化磷生产系统包括熔磷炉1、反应釜2、洗磷塔4、蒸汽换 热器组5、气化盘管6、气体膨胀制冷器7和成品计量器11。熔磷炉1的液态黄磷输出端与反应釜2的液态黄磷输入端相连，气体膨胀制冷器7 的高压气体输入端用于与高压氯气瓶8的气体输出端相连，气体膨胀制冷器7的气体输出 端与气化盘管6的输入端相连，气化盘管6的输出端经缓冲缸3与熔磷炉1的氯气输入端 相连；反应釜2的三氯化磷热蒸汽输出端与洗磷塔4的第一输入端相连，洗磷塔4的输出端 与蒸汽换热器组5的三氯化磷热蒸汽输入端相连，蒸气换热器组5的液态三氯化磷输出端与成品计量器11相连；反应釜2内设有换热盘管2-1，熔磷炉1内设有熔磷用的换热装置 1-1。所述洗磷塔的第一输入端设于洗磷塔4的底部，且洗磷塔4的底部高于反应釜2的的 三氯化磷热蒸汽输出端。蒸气换热器组5用于将所述三氯化磷热蒸汽与冷却水进行换热，其冷却水输入端 与自来水管13相连，蒸气换热器组5的热水输出端经第一单向阀14与所述反应釜2内的 换热盘管2-1的输入端相连，换热盘管2-1的输出端与所述熔磷炉1内的换热装置1-1的 输入端相连，换热装置1-1的输出端经第二单向阀15与所述换热盘管2-1的输入端相连； 所述换热盘管2-1的输出端的管路上连接有用于输出商用热水蒸气的商用输出管路16 ；所 述气体膨胀制冷器7上设有用于与水空调制冷系统相连以作为换冷源的换冷装置。所述蒸气换热器组5的液态三氯化磷输出端的管路上设有用于观察三氯化磷透 明度的观察窗9，该观察窗9下游的管路分别与所述成品计量器11的输入端和洗磷塔4的 第二输入端相连。所述蒸汽换热器组5包括依次串联的3-5级换热器，各换热器包括多根两端分别 与所述换热器的冷却水输入端和冷却水输出端相连的换热管，输入的三氯化磷热蒸汽经各 换热管与冷却水换热后，由出气口端排出并进入下一级换热器的三氯化磷热蒸汽输入端； 其间，有部分三氯化磷热蒸汽被冷凝成三氯化磷液体并沉淀至换热器底部，至末级换热器 5-5时，所有三氯化磷热蒸汽基本被冷凝成三氯化磷液体，并最终都流入汇总管17。其中，第一级换热器5-1的三氯化磷热蒸汽输入端即为蒸汽换热器组5的三氯化 磷热蒸汽输入端，第一级换热器5-1的热水输出端即为所述蒸气换热器组5的热水输出端， 末级换热器55的冷却水输入端即为蒸气换热器组5的冷却水输入端；各级换热器的液态三 氯化磷输出端与汇总管17相连，汇总管17的输出端即为蒸气换热器组5的液态三氯化磷 输出端。所述各级换热器中，上级换热器的出气口端与次级换热器的三氯化磷热蒸汽输入 端相连，次级换热器的冷却水输出端与上级换热器的的冷却水输入端相连，末级换热器5-5 的出气口端与酸雾吸收塔12的输入端相连；所述成品计量器11的废气排放口经单向阀与 酸雾吸收塔12的输入端相连；换热器的三氯化磷热蒸汽输入端高于换热器的出气口端。所 述熔磷炉1内的换热盘管2-1的输入端低于换热盘管2-1的输出端；所述换热器的冷却水 输入端处于换热器的底部，换热器的冷却水输出端处于换热器的顶部。所述的各级换热器的液态三氯化磷输出端设于各级换热器的底部，汇总管17水 平设置或倾斜设置且输出端较低，且汇总管17的的高度高于所述成品计量器11的输入端。作为优选的实施方式，所述蒸气换热器组5的液态三氯化磷输出端经垂向设置的 U形管路18与洗磷塔4的第二输入端相连，所述观察窗9设于U形管路18的输入端，U形 管路18的底部连接一与所述成品计量器11的输入端相连的管路，该管路的入口端设有用 于在所述三氯化磷透明度不达标时关闭的控制阀10 ；其中，所述洗磷塔4的第二输入端和 U形管路18的底部高于所述成品计量器的输入端，蒸气换热器组5的液态三氯化磷输出端 高于所述洗磷塔4的第二输入端。作为，另一种实施方式，反应釜2内设有第二换热盘管，所述熔磷炉1内的换热装 置1-1仅与第二换热盘管构成封闭的循环换热回路，而不与所述换热盘管2-1相连；由于封 闭的循环换热回路中的换热介质中的杂质有限，故而可防止熔磷炉1内的换热装置1-1结垢，确保熔磷炉1的可靠性和使用寿命。 显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而 并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明 的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以 穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型 的保护范围之中。
权利要求一种三氯化磷生产系统，其特征在于包括熔磷炉(1)、反应釜(2)、洗磷塔(4)、蒸汽换热器组(5)、气化盘管(6)、气体膨胀制冷器(7)和成品计量器(11)；熔磷炉(1)的液态黄磷输出端与反应釜(2)的液态黄磷输入端相连，气体膨胀制冷器(7)的高压气体输入端用于与高压氯气瓶(8)的气体输出端相连，气体膨胀制冷器(7)的气体输出端与气化盘管(6)的输入端相连，气化盘管(6)的输出端经缓冲缸(3)与熔磷炉(1)的氯气输入端相连；反应釜(2)的三氯化磷热蒸汽输出端与洗磷塔(4)的第一输入端相连，洗磷塔(4)的输出端与蒸汽换热器组(5)的三氯化磷热蒸汽输入端相连，蒸气换热器组(5)的液态三氯化磷输出端与成品计量器(11)相连；反应釜(2)内设有换热盘管(2-1)，熔磷炉(1)内设有熔磷用的换热装置(1-1)；用于将所述三氯化磷热蒸汽与冷却水进行换热的蒸气换热器组(5)的冷却水输入端与自来水管(13)相连，蒸气换热器组(5)的热水输出端与所述反应釜(2)内的换热盘管(2-1)的输入端相连，换热盘管(2-1)的输出端与所述熔磷炉(1)内的换热装置(1-1)的输入端相连，换热装置(1-1)的输出端与所述换热盘管(2-1)的输入端相连；所述换热盘管(2-1)的输出端的管路上连接有用于输出商用热水蒸气的商用输出管路(16)；所述气体膨胀制冷器(7)上设有用于与水空调制冷系统相连以作为换冷源的换冷装置。
2.根据权利要求1所述的三氯化磷生产系统，其特征在于所述蒸气换热器组(5)的 液态三氯化磷输出端的管路上设有用于观察三氯化磷透明度的观察窗(9)，该观察窗(9) 下游的管路分别与所述成品计量器(11)的输入端和洗磷塔(4)的第二输入端相连。
3.根据权利要求2所述的三氯化磷生产系统，其特征在于所述蒸汽换热器组(5)包 括依次串联的3-5级换热器；其中，第一级换热器(5-1)的三氯化磷热蒸汽输入端即为蒸汽 换热器组(5)的三氯化磷热蒸汽输入端，第一级换热器(5-1)的热水输出端即为所述蒸气 换热器组(5)的热水输出端，末级换热器(5-5)的冷却水输入端即为蒸气换热器组(5)的 冷却水输入端；各级换热器的液态三氯化磷输出端与汇总管(17)相连，汇总管(17)的输出 端即为蒸气换热器组(5)的液态三氯化磷输出端。
4.根据权利要求3所述的三氯化磷生产系统，其特征在于所述各级换热器中，上级换 热器的出气口端与次级换热器的三氯化磷热蒸汽输入端相连，次级换热器的冷却水输出端 与上级换热器的的冷却水输入端相连，末级换热器(5-5)的出气口端与酸雾吸收塔(12)的 输入端相连；所述成品计量器(11)的废气排放口经单向阀与酸雾吸收塔(12)的输入端相 连；换热器的三氯化磷热蒸汽输入端高于换热器的出气口端。
5.根据权利要求2所述的三氯化磷生产系统，其特征在于所述的各级换热器的液态 三氯化磷输出端设于各级换热器的底部，汇总管(17)水平设置或倾斜设置且输出端较低， 且汇总管(17)的的高度高于所述成品计量器(11)的输入端。
6.根据权利要求2所述的三氯化磷生产系统，其特征在于所述蒸气换热器组(5)的 液态三氯化磷输出端经垂向设置的U形管路(18)与洗磷塔(4)的第二输入端相连，所述观 察窗(9)设于U形管路(18)的输入端，U形管路(18)的底部连接一与所述成品计量器(11)的输入端相连的管路，该管路的入口端设有用于在所述三氯化磷透明度不达标时关闭的控 制阀(10)；其中，所述洗磷塔(4)的第二输入端和U形管路(18)的底部高于所述成品计量 器的输入端，蒸气换热器组(5)的液态三氯化磷输出端高于所述洗磷塔(4)的第二输入端。
7.根据权利要求4所述的三氯化磷生产系统，其特征在于所述熔磷炉(1)内的换热 盘管(2-1)的输入端低于换热盘管(2-1)的输出端；所述换热器的冷却水输入端处于换热 器的底部，换热器的冷却水输出端处于换热器的顶部。
8.根据权利要求1所述的三氯化磷生产系统，其特征在于所述洗磷塔的第一输入端 设于洗磷塔⑷的底部，且洗磷塔⑷的底部高于反应釜⑵的的三氯化磷热蒸汽输出端。
专利摘要本实用新型涉及一种三氯化磷生产系统，包括熔磷炉、反应釜、洗磷塔、蒸汽换热器组、气化盘管、气体膨胀制冷器和成品计量器；该系统在工作时，利用黄磷与氯气在反应釜因放热反应产生的热能用于加热熔磷炉，以熔融黄磷；同时提供商用热水和冷气，不但整个系统运转无耗能，且还能为社会提供热蒸汽和冷气，大大节约了能源。其中，将自来水经蒸气换热器组逐级换热后送入反应釜进一步换热，从而将自来水的水温提升至适于加热熔磷炉以熔融黄磷和商用热水；另外，在高压氯气瓶的氯气输出时，采用气体膨胀制冷器获得适于水空调制冷系统使用的冷源，从而在夏季可提供制冷，进一步节约制冷用能源。
文档编号C01B25/10GK201620024SQ20092031896
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者邹岳明 申请人:邹岳明