黄磷减压精馏真空系统含磷废水回收利用的装置及方法与流程

本发明属于黄磷废水环保循环利用领域，具体涉及一种黄磷减压精馏真空系统含磷废水回收利用的装置及方法。

背景技术：

目前国内高纯黄磷生产技术主要是利用精馏原理除去黄磷中重金属离子（重组分），而精馏真空系统装置采用的是水环真空泵，真空泵运行过程往往会因工作液温度高，导致系统真空度不稳，从而导致整个生产系统出现波动，严重影响了黄磷精馏正常开车。为了保证真空泵正常运行，需要不断添加清水置换真空泵工作液，会产生大量的黄磷废水，在目前严峻的环保形势下生产压力巨大，且含磷废水处理难度大、处理成本非常高。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种黄磷减压精馏真空系统含磷废水回收利用的装置及方法，该方法具有工艺简洁、安全环保的特点。

为实现上述目的，本发明提供的具体方案如下：

一种黄磷减压精馏真空系统含磷废水回收利用的装置，该装置包括含磷废水收集槽、冷水箱一、冷水箱二、换热器、冷水机组、真空水箱，含磷废水收集槽与冷水箱一连接；冷水箱一与换热器连接，换热器与冷水箱二连接，冷水箱二与真空水箱连接，真空水箱与含磷废水收集槽，形成循环管路。

冷水箱一还与冷水箱二连接，冷水箱二与冷水机组连接，冷水机组与冷水箱一连接，冷水箱一与冷水箱二连接，形成循环管路。

冷水箱一还与冷水箱二连接，冷水箱二与冷水机组连接，冷水机组与换热器连接，换热器与冷水箱二连接，形成循环管路。

冷水箱一经泵与换热器连接，换热器与冷水箱一，冷水箱一还与真空水箱连接，形成循环管路。

冷水箱一还与冷水箱二连接。

所述冷水一、二内部有冷却盘管；

所述真空水箱设有温度、液位传感器。

所述真空水箱设有溢流管与含磷废水收集槽相通。

所述冷水机组与真空水箱温度传感器联锁。

所述冷水箱1设有溢流至真空水箱管路。

采用所述的装置进行含磷废水循环利用的方法，具体步骤为：

（1）将含磷废水收集槽中的废水送至冷水箱一；

（2）开启冷水箱二至换热器的输送泵，冷水在换热器进行降温25-30℃；

（3）换热器降温后的冷却水一部分进入冷水箱二的盘管再次冷却至18-25℃；一部分进入冷水箱一，可将从含磷废水收集槽打入的含磷废水降至30-35℃；

换热器降温后的冷却水一部分进入冷水箱二的盘管，再次冷却，水温范围为18-25℃；另外一部分进入冷水箱一经内部盘管（走冷水机组冷却出水）再次降温，可将从含磷废水收集槽打入的含磷废水降至30-35℃，接着进入换热器。

（4）冷水箱二中的冷却水通过输送泵进入冷水机组进行降温10-15℃，降温后一部分进入换热器作为换热器的冷却用进水，一部分进入冷水箱一的盘管；

冷水箱二中的冷却水通过输送泵进入冷水机组进行降温10-15℃，降温后一部分进入换热器作为换热器的冷却用进水，一部分进入冷水箱一盘管可将含磷废水槽的含磷废水先降温后再进入冷水机组降温，减轻冷水机组的负荷。

（5）冷水箱一的冷却水溢流至真空水箱，冷水箱一的盘管水回到冷水箱二；

（6）冷水箱一内的含磷废水经内部盘管降温至32-36℃，再进入换热器，开启去冷水箱二的盘管，经过三次冷却，最后进真空水箱；

（7）真空水箱含磷废水溢流至含磷废水收集槽，循环再利用。

步骤（4）中冷水机组设定温度10-15℃，冷媒出水10-15℃。

步骤（6）中经过三次冷却，真空水箱内的水温为18-25℃。

采用本发明的技术方案，含磷废水利用率可达100%。

采用本发明所示的装置进行的含膦废水处理工作过程中，工作液温度对水环真空泵的安全运行。夏天环境温度普遍较高，循环水温度可以达到33℃，采用此方法冷却效果极差，加上泵旋转做功发热以及抽出的汽液混合物传递的热量，工作液的温度超高，甚至达到40℃。水环真空泵则会在高真空下运行，工作液温度越高，泵内的水接近沸腾并产生大量的气泡，气泡的产生与破裂过程会对叶轮造成汽蚀损坏，破坏叶轮的动平衡，引起泵体的强烈振动，发生非常大的汽蚀噪声，这些状况严重影响了水环真空泵的安全运行。

水环真空泵抽吸能力主要受其工作液温度的影响，水环真空泵的抽吸能力直接影响精馏装置的负压。工作液温度升高时汽化，使水环真空泵密闭的月牙形空腔内有部分来自工作液汽化的气体，减少了对精馏装置的抽吸量，从而影响精馏装置系统的负压。

（1）通过该装置及方法，工作液温度低于30℃，水环真空泵密封和轴承寿命延长，水环真空泵平均故障间隔时间会变长，故障率降低。

（2）通过该装置及方法，将含磷废水收集槽内黄磷废水通过泵输送经过三次降温后进入真空水箱，泵工作液温度在正常范围内，从而真空泵稳定连续运转，水环真空泵的抽吸量正常，从而精馏装置真空系统和精馏塔内负压正常稳定，确保减压精馏装置连续正常开车。

附图说明

图1为黄磷减压精馏真空系统含磷废水回收利用的装置，其中，1.含磷废水收集槽、2.冷水箱一、3.换热器、4、冷水箱二、5.真空水箱、6.冷水机组。

图2为实施例4黄磷减压精馏真空系统含磷废水回收利用的装置，其中，1’黄磷废水收集槽，2’.温度联锁，3’.换热器，4’.联锁补水，5’.真空水箱，6’.冷水机组。

图3为实施例5黄磷减压精馏真空系统含磷废水回收利用的装置，其中，1’’.黄磷废水收集槽，2’’.冷水箱，3’’.换热器，4’’.温度联锁，5’’.真空水箱，6’’.冷水机组，7’’.联锁补水。

具体实施方式

实施例1

如图1所示一种黄磷减压精馏真空系统处理含磷废水的装置，该装置包括含磷废水收集槽1、冷水箱一2、冷水箱二4、换热器3、冷水机组6、真空水箱5，含磷废水收集槽1与冷水箱一2连接；冷水箱一2与换热器3连接，换热器3与冷水箱二4连接，冷水箱二4与真空水箱5连接，真空水箱5与含磷废水收集槽1，形成循环管路。

冷水箱一2还与冷水箱二4连接，冷水箱二4与冷水机组6连接，冷水机组6与冷水箱一2连接，冷水箱一2与冷水箱二4连接，形成循环管路。

冷水箱一2还与冷水箱二4连接，冷水箱二4与冷水机组6连接，冷水机组6与换热器3连接，换热器3与冷水箱二4连接，形成循环管路。

冷水箱一2经泵与换热器3连接，换热器3与冷水箱一2，冷水箱一2还与真空水箱5连接，形成循环管路。

所述冷水箱1、2内部有冷却盘管；所述真空水箱设有温度、液位传感器。所述真空水箱设有溢流管与含磷废水收集槽相通。所述冷水机组与真空水箱温度传感器联锁。

实施例2

采用实施例1的装置进行含磷废水循环利用的方法（该方法所对应的装置见说明书附图1），具体步骤为：

（1）将含磷废水收集槽1中的废水送至冷水箱一2；

（2）开启冷水箱一2至换热器3的输送泵，冷水在换热器3进行降温25℃；

（3）换热器3降温后的冷却水一部分进入冷水箱二4的盘管再次冷却至12℃；一部分进入冷水箱一2，可将从含磷废水收集槽打入的含磷废水降至32℃；

（4）冷水箱二4中的冷却水通过输送泵进入冷水机组6进行降温12℃，降温后一部分进入换热器3作为换热器的冷却用进水，一部分进入冷水箱一2的盘管；

（5）冷水箱一2的冷却水溢流至真空水箱，冷水箱一2的盘管水回到冷水箱二；

（6）冷水箱一2内的含磷废水经内部盘管降温至35℃，再进入换热器3，开启去冷水箱二4的盘管，经过三次冷却，水温达到20℃，最后进真空水箱5；

（7）真空水箱5含磷废水溢流至含磷废水收集槽1，循环再利用。

20℃含磷废水作为真空泵的工作液，真空泵运行稳定，无异响，电流无波动，精馏系统真空稳定。

实施例3（该方法所对应的装置见说明书附图1）

（1）将含磷废水收集槽中的废水送至冷水箱一；

（2）开启冷水箱二至换热器的输送泵，冷水在换热器进行降温25℃；

（3）冷水箱二冷却水送入冷水机组，设定参数，设定温度15℃，冷媒出水15℃，进行冷却降温；

（4）开启冷却水输送管上的阀门，将冷水机组冷却水一部分通入列管换热器，再进冷水箱二；另一部分进冷水箱一盘管，再回冷水箱二；

（5）冷水箱一含磷废水经内部盘管降温，进换热器，开启去冷水箱二盘管，经过三次冷却，最后进真空水箱。20℃含磷废水作为真空泵工作液。

（6）真空水箱含磷废水溢流至含磷废水收集槽，循环再利用。

20℃含磷废水作为真空泵的工作液，真空泵运行稳定，无异响，电流无波动，精馏系统真空稳定。

实施例4（该方法所对应的装置见说明书附图2）

一种黄磷减压精馏真空系统含磷废水回收利用的装置，该装置包括含磷废水收集槽、换热器、真空水箱、冷水机组。真空水箱5’与换热器3’连接，冷水机组6’与换热器3’连接。具体步骤为：

真空水箱5’内的含磷废水直接经过换热器3’一次降温，再回到真空水箱5’。循环水经过冷水机组6’制冷后作为换热器3’冷媒，冷媒出水13℃。经过换热器3’，进入真空水箱5’的水温可降至34℃。34℃含磷废水作为真空泵的工作液，真空泵运行有间隙性异响，电流有轻微波动，精馏系统真空有轻微波动。

实施例5（该方法所对应的装置见说明书附图3）

一种黄磷减压精馏真空系统含磷废水回收利用的装置，该装置包括含磷废水收集槽1’’、冷水箱2’’、换热器3’’、真空水箱5’’、冷水机组6’’，含磷废水收集槽1’’与冷水箱2’’连接，冷水箱2’’与换热器3’’连接，换热器3’’与真空水箱5’’连接，真空水箱5’’与含磷废水收集槽1’’连接；冷水机组6’’与换热器3’’连接，冷水机组6’’与冷水箱2’’连接。具体步骤为：

（1）含磷废水输送到冷水箱2’’，冷水箱2’’内装有盘管，盘管内为冷水机组6’’制冷的冷媒，经过一次降温至35℃；

（2）再进入换热器3’’冷却至31℃。31℃含磷废水作为真空泵的工作液，真空泵运行稳定，无异响，电流有轻微波动，精馏系统真空稳定。