一种块煤热解耦合黄磷生产工艺系统的制作方法

本实用新型属于工艺技术领域，涉及一种块煤热解耦合黄磷生产工艺系统。

背景技术：

目前，黄磷的生产方式较为传统粗放，产品结构单一，环保设施尚不十分完善。黄磷行业能耗高、三废排放高、经济效益差一直是行业痛点。黄磷生产工艺基本采用电炉法，将经过破碎、筛分、烘干后的磷矿石与硅石、焦丁一起送入电炉内，在高温条件下磷矿石中的五氧化二磷被碳还原为单质磷，每生产1吨黄磷需要耗电13000kwh～15000kwh，属于典型的高能耗生产，同时黄磷生产过程中，产生的黄磷尾气含有大量的co，目前尚未得到有效利用，且造成了很大的污染。

另一方面，可用于生产焦炭的优质煤储量有限，在多个行业中被广泛应用，而储量丰富的劣质煤尤其是褐煤，却得不到有效的利用。

因此，如何既有效地降低黄磷生产过程中的电耗，高效利用黄磷尾气，又采用其他劣质煤炭替代黄磷生产过程中需要的焦丁，是降低黄磷生产能耗、强化劣质煤有效利用、控制黄磷尾气污染的重要课题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种块煤热解耦合黄磷生产工艺系统。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种块煤热解耦合黄磷生产工艺系统，包括磨粉球团干燥系统、热解反应器、黄磷电炉、油气分离装置、黄磷回收装置和煤气回收利用系统；

磨粉球团干燥系统包括粉磨装置、造球装置和干燥装置，用于褐煤、低品位磷矿、钾长石的粉末、成球和干燥；

热解反应器用于球团的绝氧热解；

黄磷电炉用于经热解后的球团的冶炼；

黄磷回收装置用于从黄磷尾气中回收黄磷；

油气分离装置用于热解油气的分离生产人造石油和人造天然气，煤气回收利用系统将热解煤气与黄磷尾气充分混合后喷入新型黄磷电炉，降低黄磷电炉能耗；

磨粉球团干燥系统与热解反应器相连，热解反应器球团出料侧与黄磷电炉相连，热解气排出侧与油气分离装置相连，黄磷电炉与黄磷回收装置相连，煤气回收利用系统与油气分离装置、黄磷电炉、黄磷回收装置相连。

可选的，所述造球装置中造球使用的低阶煤，为褐煤、粉煤和无块煤。

可选的，所述热解反应器采用蓄热式辐射管加热，排烟温度降低至150℃以下。

可选的，所述黄磷电炉环向布置有8～16支喷枪，用于向炉内喷吹煤气，以强化炉内的传热和还原过程，降低黄磷冶炼过程需要的电耗。

可选的，所述黄磷电炉在炉气汽化冷却系统后设置有粉尘沉降室，在粉尘沉降室后设置中温段余热回收系统，用于回收黄磷尾气余热。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的一种块煤热解耦合黄磷生产工艺系统实现了劣质煤在黄磷行业中的有效利用，采用热装工艺和煤气喷吹技术，降低了黄磷电炉的电耗，有效降低了黄磷行业的能耗，解决了黄磷尾气的环境污染问题。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型工艺流程图。

附图标记：1-磨粉球团干燥系统；2-热解反应器；3-黄磷电炉；4-黄磷回收装置；5-油气分离装置；6-煤气回收利用系统。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，一种块煤热解耦合黄磷生产工艺系统，包括：磨粉球团干燥系统1、热解反应器2、黄磷电炉3、黄磷回收装置4、油气分离装置5和煤气回收利用系统6。其连接关系如下：磨粉球团干燥系统1与热解反应器2相连，热解反应器2球团出料侧与黄磷电炉3相连，热解反应器2热解气排出侧与油气分离装置5相连，黄磷电炉3与黄磷回收装置4相连，煤气回收利用系统6与油气分离装置5、黄磷回收装置4相连。

一种块煤热解耦合黄磷生产工艺系统，包括以下步骤：

步骤1：粉末球团干燥过程：

该过程主要在磨粉球团干燥系统1完成，磨粉球团干燥系统1由粉磨装置、造球装置、干燥装置组成，实现褐煤、低品位磷矿、钾长石的粉末、成球和干燥。方法为：将褐煤、低品位磷矿、钾长石分别粉磨到一定程度后，将其以一定成分混合，使用造球装置进行造球，而后进入干燥装置进行自由水烘干；

步骤2：球团热解过程：

该过程主要由热解反应器2完成。方法为：从磨粉球团干燥系统1排出的球团，装入热解反应器2中，在绝氧环境下，使用蓄热式辐射管加热实现球团的热解，生成热球团和热解油气。

步骤3：油气分离过程：

该过程主要由油气分离装置5完成，实现油气分离。方法为：由热解反应器2排出的热解油气，在油气分离装置5中经冷却分离，生成人造天然气和人造石油，人造天然气可供球团热解反应器2使用。

步骤4：黄磷电炉冶炼过程：

该过程主要由黄磷电炉3完成，实现热球团的冶炼。方法为：由热解反应器2生成的热球团被热装入黄磷电炉3，在高温条件下磷矿石中的五氧化二磷被碳还原为单质磷并随尾气排出。同时煤气回收利用系统6将大量煤气喷吹到黄磷电炉3内，强化炉内的传热和还原过程，降低黄磷电炉的电耗。

步骤5：黄磷回收过程

该过程主要由黄磷回收装置4完成，实现黄磷的收集。方法为：由黄磷电炉3冶炼产生的黄磷尾气在黄磷回收装置4中经喷淋冷却实现黄磷的收集，同时产生可燃气合并入热解反应器2产生的人造天然气中。

步骤6：煤气回收利用系统

该过程主要由煤气回收利用系统6完成，实现热解煤气、黄磷尾气中co的高效使用和黄磷尾气的无害化处理。方法为：由油气分离装置5和黄磷回收装置4处理后的煤气，一部分热解煤气被送往热解反应器作为燃烧装置的热源实用，另一部分经过混合加压后，由喷枪喷入黄磷电炉3炉内，对炉内熔池充分搅拌，既作为热源，又作为强还原剂。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。