专利名称：一种完全熄灭黄磷电炉放散火炬的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种完全熄灭黄磷电炉放散火炬的装置，利用火炬废热生产热水，达到黄磷电炉节能减排的目的，属于环境保护领域。
背景技术：
电炉法生产黄磷过程中，每生产一吨黄磷，就产生约2500 3000 mg/Nm3含一氧化碳80 90% (vol.)以上的黄磷尾气。制磷电炉产生的炉气从电炉引出经三个串联的冷凝塔用循环水冷却收磷，黄磷尾气从总水封上部直径为Φ600 700mm，高约30m的烟囱放空，烟 顶部点火，形成火炬放散。黄磷尾气含有高浓度的一氧化碳，多年来一直没有较好的得到利用的原因有两个一是过去所用制磷电化工炉单台产能小，黄磷企业规模小；二是由于尾气中含有较多的杂质(硫、磷、砷，氟等)，这些杂质(尤其是磷)因无成熟深度净化 技术净化，导致黄磷尾气长期无法全部利用。我国是世界上最大的黄磷生产、消费和出口国。截止2009年，国内有黄磷生产企业140多家，产能已达180万t/a。近年来，我国黄磷产量基本保持在每年80 100万吨左右，对应副产黄磷尾气约20 25亿立方米。随着我国黄磷生产企业的整合和技术进步，单台制磷电化工炉生产能力的逐步大型化及黄磷企业产能的扩大，使得综合利用黄磷尾气这一重要一碳化学资源、保护环境成为我国黄磷企业走可持续发展道路所面临的重大课题。控制黄磷尾气燃烧排放以及开展黄磷尾气的综合利用是国家对黄磷生产企业的一道门槛。目前，国内黄磷尾气净化技术已逐步成熟。净化黄磷尾气的综合利用基本上有两种途径一是直接利用黄磷尾气的热值，作为燃料烧锅炉蒸汽发电；二是利用黄磷尾气中丰富的一氧化碳含量，净化后作为化工原料合成多种化工产品。电磷炉炉顶设计要求是微压操作，控制压力指标为3 ± 2mm水柱，在如此小的压力范围，用于压力感应元件没有这么灵敏，自动控制压力相当困难。在黄磷尾气净化工程中，要完全消灭烟囱冒火已做过试验，很难做到，因为电磷炉炉顶设计要求是微压操作，炉顶电极一般采用砂封，当炉内压力升高，砂封漏气，炉顶冒火，即导致电炉电器设备烧毁。另一方面，还要防止电炉系统抽负压，若负压过大，将空气抽入大系统，造成黄磷尾气氧含量过高，将导致系统爆炸。为保证安全，黄磷电炉必须保持烟囱始终有少量冒火，少量冒火燃烧的黄磷尾气量约为黄磷尾气产生量的10 15%。目前黄磷尾气即使90%通过净化加以利用，每年仍有2. 5 3亿m3黄磷尾气被浪费掉，实为可惜。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种完全熄灭黄磷电炉放散火炬的装置，该装置提供了一种熄灭烟 火炬的方法，将燃烧放散的黄磷尾气通过燃烧室和废热锅炉将热量转化为蒸汽，吸收热量后的烟气返回烟囱，供保温用，从此完全熄灭火炬，达到节能之目的。本实用新型在黄磷尾气排放烟囱6中部加一个切断阀1，将放散黄磷尾气在阀前通过短管2引入烟囱6外部的燃烧器3中，燃烧器3上部设置有废热锅炉4，废热锅炉4与烟囱6连通，燃烧器3下部设置有水封5，燃烧后的灰渣自动落入水封5中，定期清理，废热锅炉顶部设有汽包8，从汽包引出蒸汽供设备保温用，从而实现熄灭烟囱火炬、节能减排的目的。本实用新型中所述切断阀I为煤气蝶阀，蝶阀可以用水和蒸汽冲洗，防止泥磷积聚；本实用新型中所述燃烧器3内壁安装有耐火砖，燃烧室上设置有空气混合器7和点火器，混合器7将黄磷尾气与空气混合，使燃烧完全，尾气中所含的泥磷类粉尘燃烧后形成粉尘，在燃烧室内利用碰撞和重力分离粉尘；点火器保持燃烧室火焰不熄灭。本实用新型中所述废热锅炉4采用立式火管，防止积灰和腐蚀。黄磷尾气在过剩空气下进行完全燃烧，生成CO2、H2O、SO2、N2及过剩的O2，放出大量 热量，燃烧反应如下CO + O2 — CO2(I)2H2 + O2 — 2H20(2)H2S +1. 502 — SO2 + H2O(3)COS + 202 — CO2 + SO2(4)2HCN +1. 502 — CO2 + H2O +N2 (5)本装置废热锅炉规模视黄磷电炉规模而定，直径Φ1.1-1Om,高3. 5_9m，传热面积40-400m2，可用于处理500-5000m3/h的黄磷尾气，可产蒸汽O. 3mpa，300_3000kg/h。本实用新型的优点和技术效果如下( I)结构简单，设备紧凑，占地面积少；(2)利用燃烧废热产生蒸汽，每台装置可产生蒸汽300 500kg/h，蒸汽回用于黄憐设备保温，节省能耗；(3)本装置操作简单，无需运行费用；(4)熄灭烟囱火炬，从此烟囱不再冒火，提高了生产的安全性。
图1是本实用新型的结构示意图；图中1是切断阀；2是短管；3是燃烧器；4是废热锅炉；5是水封；6是烟囱；7是混合器；8汽包。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。本实用新型在黄磷尾气排放烟囱6中部加一个切断阀I，将放散黄磷尾气在阀前通过短管2引入烟囱6外部的燃烧器3中，燃烧器3上部设置有废热锅炉4，废热锅炉4与烟囱6连通，燃烧器3下部设置有水封5，燃烧后的灰渣自动落入水封中，定期清理，废热锅炉顶部设有汽包8，从汽包引出蒸汽供设备保温用；其中切断阀I为煤气蝶阀，蝶阀可以用水和蒸汽冲洗，防止泥磷积聚；燃烧器3内壁安装有耐火砖，燃烧器上设置有空气混合器7和点火器，混合器7将黄磷尾气与空气混合，使燃烧完全，点火器保持燃烧室火焰不熄灭；废热锅炉4采用立式火管，防止积灰和腐蚀。当黄磷尾气净化系统开启后，烟囱6放空量减少，将烟囱切断阀I逐步关小，使黄磷尾气由烟囱6阀前短管2经黄磷尾气与空气混合器7进入燃烧器3，用燃烧器3的点火器点火使其燃烧，温度达600°C，烟气经废热锅炉4将热量传给软水而产生蒸汽，经冷却后的烟气230°C返回到烟囱6，燃烧器内的粉尘落入水封5内，定期清理。本装置废热锅炉规模视黄磷电炉规模而定，直径Φ1.1-1Om,高3. 5_9m，传热面积40-400m2，可用于处理500-5000m3/h的黄磷尾气，可产蒸汽O. 3mpa，300_3000kg/h。
权利要求1.一种完全熄灭黄磷电炉放散火炬的装置，其特征在于在黄磷尾气排放烟 (6)中设置切断阀(1)，切断阀(I)前设置短管(2)将黄磷尾气引入烟囱(6)外部的燃烧器(3)中， 燃烧器(3)上部设置有废热锅炉(4)，废热锅炉(4)与烟囱(6)连通，燃烧器(3)下部设置有水封(5)，废热锅炉顶部设有汽包(8)，从汽包引出蒸汽供设备保温用。
2.根据权利要求1所述的完全熄灭黄磷电炉放散火炬的装置，其特征在于切断阀(I) 为煤气蝶阀。
3.根据权利要求1所述的完全熄灭黄磷电炉放散火炬的装置，其特征在于燃烧器(3) 内壁安装有耐火砖，燃烧器上设置有空气混合器(7 )和点火器。
4.根据权利要求1所述的完全熄灭黄磷电炉放散火炬的装置，其特征在于废热锅炉(4)采用立式火管。
专利摘要本实用新型公开了一种完全熄灭黄磷电炉放散火炬的装置，该装置在黄磷尾气排放烟囱中部加一个切断阀，将放散黄磷尾气在阀前通过短管引入烟囱外部的燃烧器中，燃烧器上部设置有废热锅炉，废热锅炉与烟囱连通，燃烧器下部设置有水封；本装置通过在黄磷电炉点火放散烟囱中部引出旁路，使放散炉气在燃烧器内燃烧，并在废热锅炉内产生低压蒸汽供保温用，达到完全熄灭黄磷生产火炬、节能减排的目的，且装置结构简单，操作简单，安全可靠。
文档编号F23G7/06GK202852836SQ20122053265
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者宁平, 殷在飞, 王学谦, 宁致远 申请人:昆明理工大学