专利名称：电磁净化法精制黄磷用设备的制作方法
专利说明
一、技术领域本设计属于无机化工设备领域。
二背景技术：
从工业黄磷制备高纯黄磷所使用设备的设计原理，是利用元素磷与杂质(如砷、焦油、铁等)的物理化学性质的差别在设备中而实现二者的分离。目前在工业黄磷制备高纯黄磷工艺方面的设备可分为三类(1)以实现化学过程为主要目的的设备。该类设备的主体多为短圆柱状的反应釜，反应釜有二个进料管，分别连接工业黄磷贮罐和反应剂贮罐。在反应釜和反应剂贮罐内均设置有搅拌器，前者的功能是保证工业黄磷与反应剂充分接触，后者的功能是使反应剂中的反应物(氧化剂或萃取剂)与载体(水或有机溶剂)充分混匀。反应釜有二个出料管，分别连接精制黄磷包装设备和反应后液贮罐。反应后液因含大量杂质(尤其是砷)，根据不同情况需要配置有关设备处理，例如在使用萃取剂、络合剂、螯合剂的场合需设置反萃设备。使用该类设备比较典型的工艺有酸处理法、碘化物法、氯化物法、铁(III)离子法等。
(2)以实现物理过程为主要目的的设备。该类设备以蒸馏法使用的真空炉最有代表性。在真空炉的进料口前设置有一热交换器，使工业黄磷升温(＜200℃)后通过进料口进入真空炉。真空炉设计成精馏塔形，内装填料，下部为高砷黄磷出口，上部有回流分流器、冷凝器和低砷黄磷出口。在使用吸附-真空蒸馏法的情况下，需在真空炉前增加将活性炭和工业黄磷混合的设备，在真空炉后增加处理活性炭的设备。
(3)同时实现化学过程和物理过程的设备。该类设备在实际上为前述二类设备的组合或同时兼有前述二类设备的结构特征。例如在以碘、碱金属碘化物或其他碘化物为试剂时，设备包括在较高温度下(约300℃)生成碘化砷的反应釜和真空蒸馏炉；在以硫酰氯为试剂时，设备为生成和挥发三氯化砷反应釜，还必须考虑防腐问题。
以上公知设备存在的不足主要有①所有设备均含机械运转装置，过程产生噪音；②主体设备需要的相关设备和辅助设备多，整体可靠性受到影响；③在分离过程中设备可利用的元素磷与杂质的物理化学性质单一，导致可脱除杂质的品种(一般仅为砷)单一。
三
发明内容
本设计的目的在于克服现有技术的不足，将电磁理论应用于精制黄磷设备设计，提供一种按照电磁净化法原理设计的精制黄磷的专用设备。
图1和图2分别是本设计设备结构组成的主视图和左侧视图。它包括进料口1，进料口阀门2，原料分配管3，磁场线圈4，产品收集管5，产品阀门6，产品出料口7，电晕极8，副产品收集管9，副产品阀门10，副产品出料口11，电极12，设备外筒体13及电场电源线C、D和磁场电源线E、F。设备外围是磁场线圈4包围，磁场线圈与E、F相连，产品收集管外包裹一层金属丝网其与C相连，形成电晕极8，设备底部设置电极12，其与D相连，设备外筒体用钢铁焊接而成，原料分配管、产品收集管、副产品收集上均布若干小孔，它们也都焊接在设备外筒体上，设备长L为1000～2500mm，宽W为500～1500mm，高B为2000～4000mm，B1为50～80mm。B2为500～1500mm，B3为1400～2400mm，W1为200～700mm，W2为200～700mm，进料管与原料分配管、产品收集管及出料管，副产品收集管及出料管直径均为100～150mm。
本设计设备的工作原理是利用杂质与元素磷的电阻率、电负性、电离势等物理性质的显著差异，以电晕荷电的方式使杂质与元素磷粒子荷上电量不同的电荷，粒子在高压电场作用下因电泳力、介电电泳力不同发生不同的运动，在磁场中因带电粒子运动而产生洛伦兹力，使运动方向发生偏转。不同粒子的不同的运动可实现二者的分离。元素磷与杂质的密度不同，重力可对分离效果产生影响。通过改变电场极性和电磁场极性，可改变粒子的荷电种类和运动方向，从而避免重力的有害作用而将其转化为有益作用。
本发明是这样实现的工业黄磷由进料口通过阀门进入设备，在设备内由原料分配管布匀。在物料经过电晕极时，杂质粒子在高压下荷电，被电磁力束缚于I区，并在电磁场和重力场中向下运动，在其下部富集，经收集管收集，通过阀门放出后即为副产品。在设备的上部，经过精制的黄磷通过电晕极由收集管进入II区成为产品，经阀门由出料口流出成为产品。原料、产品、副产品的数量和产品、副产品的纯度可通过调整各阀门开启的大小调节。
与公知技术相比，本发明所设计的设备具有原理运用新颖，无机械运转装置，不需任何试剂，基本不需辅助和相关设备，同时利用原料的多种物理化学性质，便于实现连续作业、易于实现自动控制等优点。
四
图1是设备结构组成的主剖视图(也是图2的A-A剖视图)，图2是左侧视图。图中1为进料口，2为进料口阀门，3为原料分配管，4为磁场线圈，5为产品收集管，6为产品阀门，7为产品出料口，8为电晕极，9为副产品收集管，10为副产品阀门，11为副产品出料口，12为电极，13为反应器。C、D为高压电场电源线，E、F磁场电源线。
图中L为反应器的长，B为反应器的高，W为反应器的宽；B1为产品出料管与反应器顶部的垂直距离，B2为进料管与出料管的垂直距离，B3为进料管与副产品出料管的垂直距离；W1为产品出料管与反应器中心线的水平距离，W2为副产品出料管与反应器中心线的水平距离。I区为原料、副产品区，II区为产品区。
五具体实施方式
实施例1用于某厂精制黄磷的设备。L为2500mm，B为4000mm，W为1500mm；B1为80mm，B2为1500mm，B3为2400mm；W1为700mm，W2700mm；进料管及分配管直径、产品收集管及出料管直径、副产品收集管及出料管直径均为150mm。电场强度150千伏/厘米(kV/cm)，磁感应强度2～3特(T)。
权利要求1.一种电磁净化法精制黄磷用设备，其特是它包括进料口(1)、进料口阀门(2)、原料分配管(3)、磁场线圈(4)、产品收集管(5)、产品阀门(6)、产品出料口(7)、电晕极(8)、副产品收集管(9)、副产品阀门(10)、副产品出料口(11)、电极(12)、设备外筒体(13)以及电场电源线C、D和磁场电源线E、F，设备外围是磁场线圈(4)包围，磁场线圈与E、F相连，产品收集管外包裹一层金属丝网，其与电源接头C相连，形成电晕极(8)，设备底部设置电极(12)与电源接头D相连，设备外筒体用钢铁焊接而成，原料分配管、产品收集管、副产品收集管，均焊接在设备外筒体上，在三根管上均布若干小孔，设备长L为1000～2500mm，宽W为500～1500mm，高B为2000～4000mm，B1为50～80mm，B2为500～1500mm，B3为1400～2400mm，W1为200～700mm，W2为200～700mm，进料管与原料分配管、产品收集管及出料管，副产品收集管及出料管直径均为100～150mm。
专利摘要本设计涉及一种电磁净化法精制黄磷用设备，包括进料口、进料口阀门、原料分配管、磁场线圈、产品收集管、产品阀门、产品出料口、电晕极、副产品收集管、副产品阀门、副产品出料口、电极、设备外筒体以及电场电源线C、D和磁场电源线E、F。设备外围是磁场线圈包围，使设备处于一个大磁场中，在产品收集管表面包裹一层金属丝网其与电源接头C相连，形成电晕极，在设备底部设置电极，与电源接头D相连，其与电晕极一起在设备内形成高压电场。本设计利用杂质与元素磷的电阻率、电负性、电离势等的物理性质的显著差别，使他们荷上电量不同的电荷，荷电粒子发生不同的运动，达到二者的分离。
文档编号C01B25/00GK2620693SQ0323432
公开日2004年6月16日 申请日期2003年5月9日 优先权日2003年5月9日
发明者陈雯, 沈强华, 刘中华, 蒋丽红, 阴树标 申请人:昆明理工大学