专利名称：交流等离子黄磷矿热炉装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于冶炼装置，尤其涉及用于冶炼黄磷的矿热炉装置。
背景技术：
黄磷矿热炉是用焦炭在高温封闭式矿热炉中将磷矿石和硅石进行还原，生成单质磷，同时焦炭被矿石中的氧氧化成一氧化碳。
生产黄磷一般有两种方式，一种是以生产磷铁为主，黄磷是副产品；另一种是以生产黄磷为主，磷铁成为副产品。上述两种方式都是以磷矿石和硅石为原料，用焦炭在高温封闭式矿热炉内将磷矿石进行还原，生成单质磷或磷铁，所不同的是如果以生产磷铁为主，就需配加铁屑，产品主要是FeP；如果以生产黄磷为主，就不加或少加铁屑，直接将磷矿石进行还原。其中，磷一部分进入铁中生成磷铁，一部分进入渣中，其余则进入炉气中，炉气经过封闭式炉盖引入冷却塔提磷设备，磷几乎全部被冷凝随水进入磷收集槽，经过冷却塔出来的煤气已被净化，净化后的煤气含有85-95％的CO，是很好的气体燃料。
但是，乞今为止，所有冶炼黄磷经净化后的煤气，均未被有效利用，最多只用上20-40％，其余大部分都放空，不仅造成巨大能源浪费，还对环境造成重大污染。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种节电、产量高的交流等离子黄磷矿热炉装置。
为了实现上述目的，本实用新型的方案是交流等离子黄磷矿热炉装置，它包括封闭式矿热炉、炉气清洗装置11、水封装置14、贮磷罐21、精磷器22，封闭式矿热炉的炉气导出管10与炉气清洗装置11的输入端口相连接，炉气清洗装置11的净煤气导出管13与水封装置14的输入端口相连接，水封装置14上设有净煤气放散管15、净煤气导出管16；封闭式矿热炉包括石墨电极或自焙电极2、导电铜瓦3、短网4、变压器5、封闭炉盖6，三根石墨电极或自焙电极2由导电铜瓦3经短网4与三相交流变压器5相连接，石墨电极或自焙电极2的上端为电极接头20，石墨电极或自焙电极2的下端位于封闭炉盖6内的炉缸8中；其特征在于石墨电极沿轴心钻有一小孔，或在自焙电极中预埋一根无缝钢管；石墨电极的小孔上端或自焙电极中的无缝钢管的上端由软管与进气管19的一端连接，进气管19的另一端与分配器18的输出端相连通；净煤气导出管16的输出端口与排送机17的输入端口相连通，排送机17的输出端由导气管与分配器18的输入端口相连通。
本实用新型采用在现有黄磷矿热炉的石墨电极或自焙电极2中，沿石墨电极的轴心钻一小孔，或在自焙电极中预埋一根无缝钢管；通过进气管19、石墨电极轴心的小孔(或自焙电极中的无缝钢管)稳定注入由本黄磷矿热炉自产的净化煤气，在电极电弧高温下气体被电离成等离子体，从而将普通黄磷矿热炉改建成交流等离子黄磷矿热炉，当煤气沿石墨电极的小孔(或自焙电极的无缝钢管)引入炉缸，在电弧的高温下被电离成等离子体，释放出巨大能量，可以大幅度降低单位产品的电耗和提高产量；经净化后的部分煤气，作为等离子载气体返回到黄磷矿热炉，使炉气得到有效利用，进一步降低产品成本，提高了生产效率。其最大特点还在于，在改建过程中所有黄磷矿热炉的机电及控制设备均不做任何改变，不影响原冶炼工艺，也不需停产。本实用新型适用于各类型黄磷矿热炉。本实用新型节电和增产幅度大，设备可靠，投资少，改建(设备)价廉，容易推广。
图1是本实用新型的结构示意图图中1-料仓；2-石墨电极或自焙电极；3-导电铜瓦；4-短网；5-三相交流变压器；6-封闭炉盖；7-出铁口；8-炉缸；9-等离子弧；10-炉气导出管；11-炉气清洗装置；12-黄磷收集槽；13-净煤气导出管；14-水封装置；15-净煤气放散管；16-净煤气导出管；17-排送机；18-分配器，19-进气管，20-电极接头，21-贮磷罐；22-精磷器。
具体实施方式
如图1所示，交流等离子黄磷矿热炉装置，它包括封闭式矿热炉、炉气清洗装置11、水封装置14、贮磷罐21、精磷器22，封闭式矿热炉的炉气导出管10与炉气清洗装置11的输入端口相连接，炉气清洗装置11的净煤气导出管13与水封装置14的输入端口相连接，水封装置14上设有净煤气放散管15、净煤气导出管16，净煤气导出管16上设有调节阀，炉气清洗装置11的黄磷收集槽12由管道与贮磷罐21的输入端口相连接(管道上设有泵)，贮磷罐21的输出端口由管道与精磷器22的输入端口相连接；封闭式矿热炉包括石墨电极或自焙电极2、导电铜瓦3、短网4、变压器5、封闭炉盖6，石墨电极或自焙电极2为三根，三根石墨电极或自焙电极2由导电铜瓦3经短网4与三相交流变压器5相连接，石墨电极或自焙电极2的上端为电极接头20，石墨电极或自焙电极2的下端位于封闭炉盖6内的炉缸8中；料仓1由料管与封闭炉盖6的加料输入口相连；石墨电极沿轴心钻有一小孔，或在自焙电极中预埋一根无缝钢管；石墨电极的小孔上端或自焙电极中的无缝钢管的上端由软管与进气管19的一端连接，进气管19的另一端与分配器18的输出端相连通，三根进气管19上分别设有进气阀；净煤气导出管16的输出端口与排送机17的输入端口相连通，排送机17的输出端由导气管与分配器18的输入端口相连通。
无缝钢管埋入的具体操作方法为当普通矿热炉处于正常冶炼黄磷状态时，在矿热炉炉顶沿电极筒(或称电极糊筒)的轴心埋入无缝钢管，按正常加电极糊的方式加入电极糊，随着电极筒的不断下移，在焊接电极筒的同时，焊接无缝钢管，预埋的无缝钢管随电极下降到炉缸内，开始产生电弧时，注入净煤气。软管与进气管19的一端、无缝钢管的上端采用插入方式连接，方便与无缝钢管的连接。
石墨电极的小孔(或自焙电极的无缝钢管)直径为φ8-φ20mm(直径视磷矿热炉的容量不同而不同)。
分配器18的主要作用是将输入的净煤气分成三路，与三根进气管19相连，并通过流量计调节流量。
净煤气的最小压力应能保证克服管道沿程阻力和矿热炉内的静压力，可以通过调节净煤气的流量来调节等离子体弧的稳定性和加热强度。
在本实用新型中，黄磷矿热炉的所有机电及控制设备，以及整个炉气净化系统、磷回收及精整系统均未改变，仅将从水封装置14出来后的部分净煤气，通过排送机17，分配器18，进气管19，使煤气沿石墨电极的小孔(或自焙电极的无缝钢管)引入炉缸，在电极电弧高温下电离成等离子体(等离子弧9)，释放出巨大能量，从而达到节省电能和增产的目的。
具体操作当水封装置14处于一定压力水位时，净煤气放散管15处于放散状态下，关闭三根进气管19上的进气阀，开启分配器18上的净煤气放散管15的放散阀，然后，小开净煤气导出管16的调节阀，启动排气机17，逐渐关闭分配器18的放散阀，使分配器内的煤气达到一定的压力，最后开启进气管19的调节阀，向石墨电极的小孔(或自焙电极的无缝钢管)注入气体，同时调节净煤气导出管16和进气管19的调节阀，并通过分配器18上的流量计调节流量，以达到工艺要求。
权利要求1.交流等离子黄磷矿热炉装置，它包括封闭式矿热炉、炉气清洗装置(11)、水封装置(14)、贮磷罐(21)、精磷器(22)，封闭式矿热炉的炉气导出管(10)与炉气清洗装置(11)的输入端口相连接，炉气清洗装置(11)的净煤气导出管(13)与水封装置(14)的输入端口相连接，水封装置(14)上设有净煤气放散管(15)、净煤气导出管(16)；封闭式矿热炉包括石墨电极或自焙电极(2)、导电铜瓦(3)、短网(4)、变压器(5)、封闭炉盖(6)，三根石墨电极或自焙电极(2)由导电铜瓦(3)经短网(4)与三相交流变压器(5)相连接，石墨电极或自焙电极(2)的上端为电极接头(20)，石墨电极或自焙电极(2)的下端位于封闭炉盖(6)内的炉缸(8)中；其特征在于石墨电极沿轴心钻有一小孔，或在自焙电极中预埋一根无缝钢管；石墨电极的小孔上端或自焙电极中的无缝钢管的上端由软管与进气管(19)的一端连接，进气管(19)的另一端与分配器(18)的输出端相连通；净煤气导出管(16)的输出端口与排送机(17)的输入端口相连通，排送机(17)的输出端由导气管与分配器(18)的输入端口相连通。
2.根据权利要求1所述的交流等离子黄磷矿热炉装置，其特征在于石墨电极的小孔或自焙电极的无缝钢管的直径为8-20mm。
专利摘要本实用新型属于冶炼装置，尤其涉及用于冶炼黄磷的矿热炉装置。交流等离子黄磷矿热炉装置，它包括封闭式矿热炉、炉气清洗装置(11)、水封装置(14)、贮磷罐(21)、精磷器(22)，其特征在于石墨电极沿轴心钻有一小孔，或在自焙电极中预埋一根无缝钢管；石墨电极的小孔上端或自焙电极中的无缝钢管的上端由软管与进气管(19)的一端连接，进气管(19)的另一端与分配器(18)的输出端相连通；净煤气导出管(16)的输出端口与排送机(17)的输入端口相连通，排送机(17)的输出端由导气管与分配器(18)的输入端口相连通。本实用新型节电和增产幅度大，设备可靠，投资少，改建(设备)价廉，容易推广。
文档编号C01B25/027GK2892832SQ20062009605
公开日2007年4月25日 申请日期2006年4月10日 优先权日2006年4月10日
发明者罗廷和, 李伟, 黄秀龙 申请人:罗廷和