黄磷生产设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种工艺流程短且能生产出高品质黄磷的黄磷生产设备，包括制磷电炉、喷淋器和受磷槽，所述受磷槽连接一错流过滤系统，该错流过滤系统包括中间槽、错流微滤装置以及连接于中间槽与错流微滤装置之间的循环管路，该循环管路上设有驱动待过滤的黄磷在中间槽与错流微滤装置之间循环流动的泵；所述中间槽通过输磷管连接受磷槽，中间槽的底部通过泥磷排放通道连接浓缩机，浓缩机上分别设置有排水口和排渣口。该设备工艺流程短，降低了人力和物资消耗。
【专利说明】黄磷生产设备
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种黄磷生产设备。
【背景技术】
[0002] 黄磷是一种高能耗、高物耗、高污染的化工产品。目前的黄磷生产工艺是将磷矿、 焦炭和硅石原料按比例投入电炉反应，然后通过喷淋器对炉气进行喷淋冷却并在喷淋器下 部的受磷槽中得到粗磷，然后再将粗磷导入精制槽内进行几级精制，最终得到黄磷产品。黄 磷精制过程中会产生大量泥磷，泥磷中的含磷量较高，目前是通过多级回收工艺对泥磷中 的磷进行回收，设备、人力、水和能耗均消耗较大。 实用新型内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种工艺流程短且能生产出高品质黄磷 的黄磷生产设备。
[0004] 本实用新型的黄磷生产设备包括制磷电炉、喷淋器和受磷槽，所述受磷槽连接一 错流过滤系统，该错流过滤系统包括中间槽、错流微滤装置以及连接于中间槽与错流微滤 装置之间的循环管路，该循环管路上设有驱动待过滤的黄磷在中间槽与错流微滤装置之间 循环流动的泵；所述中间槽通过输磷管连接受磷槽，中间槽的底部通过泥磷排放通道连接 浓缩机，浓缩机上分别设置有排水口和排渣口。通过上述设备，受磷槽中的粗磷将进入错 流过滤系统中实现循环错流过滤，由于采用了错流微滤装置("微滤"通常是指过滤精度在 0. 1 - 20 μ m范围的过滤)，生产的黄磷纯度高，错流过滤过程中中间槽底部逐渐形成含磷 量较低的泥磷，这些泥磷随后排入浓缩机进行浓缩，实现泥渣和水的分离，水可回用，泥渣 中磷含量低，从而保证黄磷产品的回收率。该设备用错流过滤系统、浓缩机替代了目前的几 级精制和多级泥磷回体系，工艺流程短，降低了人力和物资消耗。上述错流微滤装置的过滤 材料的过滤精度优选为0. 5 - 10 μ m，既能够提高黄磷产品的纯度，也不会因过滤精度过高 而影响过滤材料的渗透性。错流微滤装置的过滤材料可以采用烧结金属多孔材料或烧结陶 瓷多孔材料。
[0005] 为了提高待过滤黄磷在错流微滤装置中的流动性，防止过滤通道堵塞，本实用新 型的黄磷生产设备还进一步的在所述错流微滤装置的外壳内设有用于传送水的第一通道、 用于传送待过滤黄磷的第二通道以及用于传送过滤后纯净黄磷的第三通道，第一通道与第 二通道之间经由具有通过性的第一分隔壁所分隔，第二通道与第三通道之间经由兼作过滤 材料的第二分隔壁所分隔，过滤时第一通道内的流体压力 > 第二通道内的流体压力 > 第三 通道内的流体压力，从而使水穿过第一分隔壁进入第二通道，水和待过滤黄磷的混合物滤 过第二分隔壁进入第三通道；所述第一通道连接进水管，第二通道的两端分别连接在循环 管路上，第三通道连接黄磷输出管。显然，由于水与待过滤黄磷混合使得待过滤黄磷受到稀 释，故使待过滤黄磷整体的流动性增高，有效的避免在过滤中待过滤黄磷不断被浓缩所导 致的过滤效率下降甚至停滞的问题，从而也就降低了过滤通道堵塞的可能性。其中，为使第 一分隔壁具有所述的通过性，第一分隔壁可以由渗透性材料制作或/和第一分隔壁上间隔 加工有溢流孔。在采用上述错流微滤装置的基础上，本实用新型还可进一步将浓缩机的排 水口通过回流加热装置连接第一通道的进水口，这样，将利用浓缩机分离得到的水经加热 后稀释待过滤黄磷，既实现了水的高效利用，同时通过加热确保黄磷流动性。
[0006] 由于水在第二通道中流动并不断的滤过第二分隔壁（即过滤材料）进入第三通道， 因此，第二通道内的流体必然存在着沿流动方向浓度逐渐增大的梯度变化趋势。对此，本实 用新型建议采用第一通道内的流体方向与第二通道内的流体方向相反的设计，从而利用流 体在通道内流动时压力会逐渐衰减的原理：由于流向相反，第一通道内的流体向第二通道 流动的压力沿着第二通道内的流体方向逐渐加大，从而就使得第一介质经第一分隔壁进入 第二层通道中各处的量沿第二层通道内的流体方向逐渐增加，使水经第一分隔壁进入第二 通道中各处的量具有沿第二通道内的流体方向逐渐增加的变化梯度，使得第二通道内的浓 度梯度被部分或完全抵消，第二通道内的浓度将更加均匀，提高过滤效率和稳定性。
[0007] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步的说明、本实用新型附加的 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，或通过本实用 新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为本实用新型黄磷生产设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009] 首先说明，本申请中的术语"过滤精度"是指，过滤材料对某一粒径颗粒的去除率 在98%以上，则将该粒径称为过滤材料的过滤精度。
[0010] 图1所示，喷淋器1〇〇的底部连接受磷槽200,受磷槽200连接一错流过滤系统 300，错流过滤系统300包括中间槽310、错流微滤装置320以及连接于中间槽310与错流微 滤装置320之间的循环管路330,循环管路330上设有驱动待过滤的黄磷在中间槽310与错 流微滤装置320之间循环流动的泵340,中间槽310通过输磷管连接受磷槽200,中间槽310 的底部通过泥磷排放通道连接浓缩机400,浓缩机400上分别设置有排水口和排渣口。其 中，错流微滤装置320的外壳内设有用于传送水的第一通道321、用于传送待过滤黄磷的第 二通道322以及用于传送过滤后纯净黄磷的第三通道323,第一通道321与第二通道322之 间经由烧结金属多孔材料构成的第一分隔壁324所分隔，第二通道322与第三通道323之 间经由烧结金属多孔材料构成并兼作过滤材料的第二分隔壁325所分隔，第一通道321的 进水口通过回流加热装置连接浓缩机400的排水口，第二通道322的两端分别连接在循环 管路330上，第三通道323连接黄磷输出管。如图1，第一分隔壁324可设计成由烧结金属 多孔材料构成的上端开口、下端封闭的管状结构，第二分隔壁325构成设计成由烧结金属 多孔材料构成两端开口并套装在第一分隔壁324外部的管状结构，同时错流微滤装置320 中还设置有固定第一分隔壁324和第二分隔壁325的孔板和用于分流的分隔件，以便在错 流微滤装置320中形成由内向外层叠的第一通道321、第二通道322和第三通道323。注意 第二分隔壁325的烧结金属多孔材料的孔径应达到10 μ m以下过滤精度的要求。而第一分 隔壁324的烧结金属多孔材料的孔径可以比第二分隔壁325大。
[0011] 实施例
[0012] 如图1，受磷槽200中的粗磷(单质磷的重量含量为80%)进入中间槽310,然后在泵 340的作用下进入错流微滤装置320的第二通道322,并由下往上运动，同时，加热至80°C左 右的热水从第一通道321的上端进入，并由上往下运动，此时，确保第一通道321内的流体 压力 >第二通道322内的流体压力 >第三通道323内的流体压力，从而使水穿过第一分隔 壁324进入第二通道322,水和待过滤黄磷的混合物滤过第二分隔壁325 (过滤精度0. 3 - 0. 5 μ m)进入第三通道323,从第三通道323连接的黄磷输出管中输出纯净黄磷(单质磷的 重量含量达到99. 9%以上)，第二通道322内未被过滤的黄磷从第二通道322上端口流出， 经循环管路330最终重新进入错流微滤装置320进行过滤，一段时间后中间槽310底部形 成含磷量< 5% (重量）的泥磷，这些泥磷随后被排入浓缩机400进行浓缩，实现泥渣和水的 分离，水通过回流加热装置进行加热后回流至第一通道321。
【权利要求】
1. 黄磷生产设备，包括制磷电炉、喷淋器和受磷槽，其特征在于：所述受磷槽（200)连 接一错流过滤系统（300 )，该错流过滤系统（300 )包括中间槽（310 )、错流微滤装置（320 )以 及连接于中间槽（310)与错流微滤装置（320)之间的循环管路（330)，该循环管路（330)上 设有驱动待过滤的黄磷在中间槽（310)与错流微滤装置（320)之间循环流动的泵（340);所 述中间槽（310)通过输磷管连接受磷槽（200)，中间槽（310)的底部通过泥磷排放通道连接 浓缩机（400 )，浓缩机（400 )上分别设置有排水口和排渣口。
2. 如权利要求1所述的黄磷生产设备，其特征在于：所述错流微滤装置（320)的外壳内 设有用于传送水的第一通道（321)、用于传送待过滤黄磷的第二通道（322)以及用于传送 过滤后纯净黄磷的第三通道（323)，第一通道（321)与第二通道（322)之间经由具有通过性 的第一分隔壁（324)所分隔，第二通道（322)与第三通道（323)之间经由兼作过滤材料的第 二分隔壁（325)所分隔，过滤时第一通道（321)内的流体压力>第二通道（322)内的流体压 力>第三通道（323)内的流体压力，从而使水穿过第一分隔壁（324)进入第二通道（322)， 水和待过滤黄磷的混合物滤过第二分隔壁（325)进入第三通道（323);所述第一通道（321) 连接进水管，第二通道（322)的两端分别连接在循环管路（330)上，第三通道（323)连接黄 磷输出管。
3. 如权利要求2所述的黄磷生产设备，其特征在于：所述第一分隔壁（324)由渗透性材 料制作或/和第一分隔壁（324)上间隔加工有溢流孔。
4. 如权利要求2所述的黄磷生产设备，其特征在于：第一通道（321)内的流体方向与第 二通道（322)内的流体方向相反。
5. 如权利要求2所述的黄磷生产设备，其特征在于：所述浓缩机（400)的排水口通过回 流加热装置连接第一通道（321)的进水口。
6. 如权利要求1至5中任意一项权利要求所述的黄磷生产设备，其特征在于：所述错 流微滤装置（320)的过滤材料采用烧结金属多孔材料或烧结陶瓷多孔材料。
7. 如权利要求1至5中任意一项权利要求所述的黄磷生产设备，其特征在于：所述错 流微滤装置（320)的过滤材料的过滤精度为0. 5 - 10 μ m。
【文档编号】C01B25/047GK203877917SQ201420092295
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】高麟, 汪涛, 蒋敏 申请人:成都易态科技有限公司