一种高效低排放的泥磷回收处理工艺及对应的处理系统的制作方法

1.本发明涉及磷的分离及纯化技术领域，具体涉及一种高效低排放的泥磷回收处理工艺及对应的处理系统。


背景技术：

2.泥磷是黄磷生产过程中产生的主要副产物之一，属于磷化学工业中危险固体废弃物。目前常用的电热法生产黄磷的过程中就会伴随产生泥磷，泥磷量约占产品黄磷的7-15%，并且在泥磷中含磷单质约20-70%之间，具有较高的回收价值。泥磷的处理与利用是黄磷生产中—个很重要的问题，它不仅影响黄磷工业生产中磷的回收率和生产成本，更严重的是会造成严重的环境污染问题，因此几乎所有国内黄磷生产厂家都在探讨泥磷的处理与利用，以求达到良好的环境效益、经济效益和社会效益。
3.蒸馏法系采用转锅或固定锅对泥磷进行间歇加热，并在一定温度和压力下释放出磷蒸汽，同时对磷蒸汽进行清洗冷凝回收单质磷，剩余的杂质则进行沉积后间歇排出。蒸馏法是国内泥磷回收单质磷的主要方法之一，但存在蒸磷过程中环境污染严重、安全隐患大、产品综合能耗高等问题，其中，问题最突出的地方在于单质磷的回收效率以及泥磷回收过程中的各种气体的处理及排放；我们知道，由于泥磷中本身就还有较多的灰分等杂质，因此在进行加热气化的过程中，不可避免的会混杂进一些杂质进入磷蒸汽中，按照常规的喷淋收集方式，获得的磷单质中含有较多杂质；另外在整个泥磷回收过程中，会产生多种类型的气体，包括：泥磷池中的水蒸气及夹杂的废弃物形成的混合气体、磷炉尾气燃烧后产生的废气，以及磷蒸汽已经过冷凝回收塔回收后剩余的气体，三种废气来源不同、成分存在差异，如何对他们进行科学以及低成本的处理，使其满足环保要求，一直是行业内亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决背景技术中存在的上述不足，提供了一种高效低排放的泥磷回收处理工艺及对应的处理系统。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高效低排放的泥磷回收处理工艺，按照处理过程中不同物质的生成及处理路线，其特征在于，包括以下步骤：一、固态泥磷的处理
①
将在密封泥磷池中泥磷转移至密封分离槽中进行水份分离，使泥磷保持为可流动的胶状，然后通过泥磷泵将其抽至密封负压定量泥磷料斗中，并定时定量下料进入泥磷转锅中；
②
泥磷转锅外部设置封闭集烟集尘罩，泥磷进入转锅后，通过真空泵将磷炉尾气引入转锅外侧进行燃烧加热2-4小时，加热温度300-320℃，将泥磷中含有的黄磷加热成为磷蒸气，磷蒸气通过管道进入一级回收工序，剩余的固体废料收集至泥磷灰固废池。
6.③
转锅中加热得到的磷蒸汽通过管道通入受磷池中，磷蒸汽管道的出口朝下，首
先没入热封水面下方，大部分磷蒸汽遇水冷凝形成磷单质沉积到受磷池下方，同时混杂在磷蒸汽中的部分固体杂质颗粒也进入水中沉积。
7.④
受磷池密封设置，步骤
③
中从磷蒸汽管道进入水中经过沉积，剩余磷蒸汽从水下漫出后进行二级回收工序，即进入下端入口距离水面至少10cm的一级冷凝回收塔，针对剩余磷蒸汽进行冷却水冲洗回收，一级冷凝回收塔的顶部设置喷淋头，塔壁上设置若干圈并列的喷淋管，剩余磷蒸汽从一级冷凝回收塔的下方向塔顶运动，喷淋头和喷淋管的冷却水朝向塔身中心和下方进行密集喷淋，进一步将剩余磷蒸汽中含有的未回收的少量磷冷凝收集到受磷池的水中，并进入池中进行沉集，经过一级冷凝回收塔回收后的残余磷蒸汽继续进入下一工序。
⑤
残余磷蒸汽进行三级回收工序，一级冷凝回收塔的顶部设置管道与二级冷凝回收塔的底部侧壁相连通，二级冷凝回收塔的底部开口且没入受磷池的水面之下，残余磷蒸汽通过管道进入二级冷凝回收塔的底部，二级冷凝回收塔的顶部同样设置喷淋头，塔壁上设置若干圈并列的喷淋管，残余磷蒸汽向上运动的同时，喷淋头和喷淋管的冷却水向塔身中心和下方进行密集喷淋，雾化水与残余磷蒸汽充分融合接触，残留的黄磷与水一起进入受磷池中沉集。
8.二、磷蒸汽中的黄磷回收后剩余气体的收集步骤经过上述三级回收，转锅产生的磷蒸汽中的磷单质清洗回收完成，剩余的气体从二级冷凝回收塔顶部的管道汇集到降温洗气房中。
9.三、泥磷池中热封水的含磷水蒸汽的收集步骤在每个封闭泥磷池的上方设置排汽管，将热封水产生的含磷水蒸汽导入水汽管道，并汇集到降温洗气房中。
10.四、磷炉尾气参与燃烧加热泥磷后的收集步骤磷炉尾气燃烧加热后产生的废气通过设置在转锅四周的烟气集气罩收集后汇入烟气管道，最终汇集到降温洗气房中。
11.五、泥磷回收尾气综合处理步骤，上述步骤二、三、四所收集的不同来源的气体最终汇集到降温洗气房中形成混合废气,然后在抽气风机和洗涤循环水泵的共同作用下与洗气房进行循环降温洗涤，气体持续生成，前端的降温洗气房和后端的洗气房中的降温洗涤过程也是持续不断进行，包括以下步骤：
①
各种气体汇集到降温洗气房中，同时洗涤循环水泵的其中一条送水支路将凉水塔冷却后的凉水抽取至前端的降温洗气房，对混合废气进行一级降温洗涤，降温洗涤好的气体持续向后输送，产生的废水直接进入循环水池进行降温和颗粒沉积，之后进入凉水塔备用。
12.②
一级降温洗涤后的混合废气经抽气风机持续送至后端的洗气房中，洗涤循环水泵的另一条送水支路从凉水塔抽取凉水对其进行二级洗涤，产生的二次废水通过回水管道返回至循环水池中，然后进入凉水塔备用，循环往复使用。
13.③
混合废气经过降温洗气房的一级降温洗涤和洗气房的二级洗涤后，由通道导向电磁脱白设施处理后排放。
14.本发明的目的之二在于提供一种对应上述泥磷回收处理工艺的泥磷回收处理系统，其特征在于，包括泥磷加热装置、磷蒸汽冷凝收集装置以及多来源废气收集及回收装
置。
15.所述泥磷加热装置包括磷炉尾气输送管道、安全水封、封闭集气罩、泥磷转锅、磷蒸汽管道、泥磷池、泥磷泵以及泥磷灰固废池；所述磷炉尾气输送管道与安全水封相连，然后通过管道连接封闭集气罩，封闭集气罩上连通有烟气管道；泥磷池、泥磷泵以及中间的水份分离机构通过管道与泥磷转锅相连通，泥磷转锅上分别设置磷蒸汽管道和排灰管道。
16.所述磷蒸汽冷凝收集装置包括受磷池、一级冷凝回收塔、二级冷凝回收塔，其中一级冷凝回收塔的底端开口，且高度高于受磷池的水面，另外，一级冷凝回收塔的顶部导管连接至二级冷凝回收塔的底端侧壁上，而二级冷凝回收塔顶部的管道直接连接水汽管道；所述一级冷凝回收塔和二级冷凝回收塔的内部均设置有雾化喷头，并且塔壁内侧设置若干圈并列的喷淋管，喷淋管的喷淋方向指向塔身中心。
17.多来源废气收集装置包括泥磷池水汽收集装置、受磷池尾气收集装置以及泥磷转锅燃烧尾气收集装置。
18.所述泥磷池水汽收集装置包括与若干相互并列设置且分别与对应的单个泥磷池相连通的排汽管，以及将若干根排汽管汇集在一起的水汽管道，所述水汽管道的另一端与降温洗气房相连通，泥磷池中热封水产生的含磷水蒸汽导入水汽管道，并汇集到降温洗气房中。
19.所述受磷池尾气收集装置包括设置在二级冷凝回收塔顶部的负压集气仓、负压风机以及相应的管道，所述管道连接至水汽管道。
20.所述泥磷转锅燃烧尾气收集装置包括若干个设置在泥磷转锅四周的封闭集气罩，以及与若干个集气罩分别相连的导烟管和连接全部导烟管的烟气管道，所述烟气管道的另一端与降温洗气房相连通。
21.有益效果：本发明按照泥磷回收处理过程中不同物质的生成及处理路线，设计了固态泥磷的处理、磷蒸汽中的黄磷回收后剩余气体的收集步骤、泥磷池中热封水的含磷水蒸汽的收集步骤、磷炉尾气参与燃烧加热泥磷后的收集步骤、泥磷回收尾气综合处理步骤，同时根据相应的步骤设置了配套的系统设备，包括泥磷加热装置、磷蒸汽冷凝收集装置以及多来源废气收集及回收装置，形成了充分利用磷炉尾气的能量，并且在处理过程中燃烧不会产生明火以及有害烟气，操作环境相比传统工艺而言，在安全性和舒适性方面大大提高；同时，针对潜在的和明显的会出现气体逸出的工序均设置了气体收集装置，特别是针对传统工艺及设备中容易忽视的泥磷池中水汽外溢导致的环境污染和安全隐患，本发明专门设置了相应的泥磷池水汽收集装置，确保消除隐患；另外，本发明针对泥磷转锅加热工序，采用了密封燃烧加热机构，配合烟气收集处理装置，确保不会出现烟气外泄，同时能最大限度地将泥磷中的磷逸出，并且泥磷残渣能够顺畅排出，消除了转锅生产粉尘大、污染严重、烟气无序排放的局面；此外，针对磷蒸汽的洗涤回收，本发明设置了三级回收工序，第一是磷蒸汽通入水中直接水洗，第二和第三均采用顶部和四周环状喷淋管喷淋冲洗，冷凝回收效率高、经济效益好；最后，本技术将多部位产生的废气汇总至两级降温洗气房，利用循环水对废气进行充分降温和清洗，清洗后的固体颗粒进行沉积、清洗用水循环使用，最终的气体经过脱白后排放，整体流程清晰可控，产生的固体、气体以及液体废物均能够得到妥善处置，有效降低了对环境的影响、社会效益高。
附图说明
22.图1 是本技术所述泥磷回收处理的工艺流程图。
23.图2是本技术所述泥磷回收处理系统的局部结构示意图a。
24.图3是本技术所述泥磷回收处理系统的局部结构示意图b。
25.图4是所述一级冷凝回收塔和二级冷凝回收塔的内部结构示意图。
26.图中，磷炉尾气输送管道（1）、安全水封（2）、封闭集气罩（3）、泥磷转锅（4）、磷蒸汽管道（5）、泥磷池（6）、泥磷泵（7）、泥磷灰固废池（8）、受磷池（9）、一级冷凝回收塔（10）、二级冷凝回收塔（11）、水汽管道（12）、雾化喷头（13）、喷淋管（14）、负压集气仓（15）、负压风机（16）、导烟管（17）、烟气管道（18）。
具体实施方式
27.下面结合附图及说明对本发明进行进一步说明。
28.实施例1参考图1，本实施例所述的一种高效低排放的泥磷回收处理工艺，按照处理过程中不同物质的生成及处理路线，包括以下步骤：
①
将在密封泥磷池中泥磷转移至密封分离槽中进行水份分离，使泥磷保持为可流动的胶状，然后通过泥磷泵将其抽至密封负压定量泥磷料斗中，并定时定量下料进入泥磷转锅中；同时，在每个封闭泥磷池的上方设置排汽管，将热封水产生的含磷水蒸汽导入水汽管道，并汇集到降温洗气房中。
29.②
泥磷转锅外部设置封闭集烟集尘罩，泥磷进入转锅后，通过真空泵将磷炉尾气引入转锅外侧进行燃烧加热2-4小时，加热温度300-320℃，将泥磷中含有的黄磷加热成为磷蒸气，磷蒸气通过管道进入一级回收工序，剩余的固体废料收集至泥磷灰固废池；磷炉尾气燃烧加热后产生的废气通过设置在转锅四周的烟气集气罩收集后汇入烟气管道，最终汇集到降温洗气房中。
30.③
泥磷转锅中加热得到的磷蒸汽通过管道通入受磷池中，磷蒸汽管道的出口朝下，首先没入热封水面下方，大部分磷蒸汽遇水冷凝形成磷单质沉积到受磷池下方，同时混杂在磷蒸汽中的部分固体杂质颗粒也进入水中沉积；由于受磷池密封设置，从磷蒸汽管道进入水中经过沉积，剩余磷蒸汽从水下漫出后进行二级回收工序，即进入下端入口距离水面至少10cm的一级冷凝回收塔，针对剩余磷蒸汽进行冷却水冲洗回收，一级冷凝回收塔的顶部设置喷淋头，塔壁上设置若干圈并列的喷淋管，剩余磷蒸汽从一级冷凝回收塔的下方向塔顶运动，喷淋头和喷淋管的冷却水朝向塔身中心和下方进行密集喷淋，进一步将剩余磷蒸汽中含有的未回收的少量磷冷凝收集到受磷池的水中，并进入池中进行沉集，经过一级冷凝回收塔回收后的残余磷蒸汽继续进入下一工序。
31.④
残余磷蒸汽进行三级回收工序，一级冷凝回收塔的顶部设置管道与二级冷凝回收塔的底部侧壁相连通，二级冷凝回收塔的底部开口且没入受磷池的水面之下，残余磷蒸汽通过管道进入二级冷凝回收塔的底部，二级冷凝回收塔的顶部同样设置喷淋头，塔壁上设置若干圈并列的喷淋管，残余磷蒸汽向上运动的同时，喷淋头和喷淋管的冷却水向塔身中心和下方进行密集喷淋，雾化水与残余磷蒸汽充分融合接触，残留的黄磷与水一起进入受磷池中沉集。
32.⑤
经过上述三级回收，转锅产生的磷蒸汽中的磷单质清洗回收完成，剩余的气体从二级冷凝回收塔顶部的管道汇集到降温洗气房中。
33.⑥
步骤
①
、
②
、
③
所收集的不同来源的气体通过烟气管道和水汽管道汇集到降温洗气房中形成混合废气,然后在抽气风机和洗涤循环水泵的共同作用下与洗气房进行循环降温洗涤，气体持续生成，前端的降温洗气房和后端的洗气房中的降温洗涤过程也是持续不断进行；首先，气体汇集到降温洗气房中，同时洗涤循环水泵的其中一条送水支路将凉水塔冷却后的凉水抽取至前端的降温洗气房，对混合废气进行一级降温洗涤，降温洗涤好的气体持续向后输送，产生的废水直接进入循环水池进行降温和颗粒沉积，之后进入凉水塔备用；经过一级降温洗涤后的混合废气经抽气风机持续送至后端的洗气房中，洗涤循环水泵的另一条送水支路从凉水塔抽取凉水对其进行二级洗涤，产生的二次废水通过回水管道返回至循环水池中，然后进入凉水塔备用，循环往复使用；经过降温洗气房的一级降温洗涤和洗气房的二级洗涤后，由通道导向电磁脱白设施处理后排放。
34.实施例2参考图2、3、4，本实施例所述的一种对应上述泥磷回收处理工艺的泥磷回收处理系统，包括泥磷加热装置、磷蒸汽冷凝收集装置以及多来源废气收集及回收装置。
35.所述泥磷加热装置包括磷炉尾气输送管道、安全水封、封闭集气罩、泥磷转锅、磷蒸汽管道、泥磷池、泥磷泵以及泥磷灰固废池；所述磷炉尾气输送管道与安全水封相连，然后通过管道连接封闭集气罩，封闭集气罩上连通有烟气管道；泥磷池、泥磷泵以及中间的水份分离机构通过管道与泥磷转锅相连通，泥磷转锅上分别设置磷蒸汽管道和排灰管道；磷炉尾气进入封闭集气罩参与对泥磷转锅的燃烧加热，燃烧产生的废气进入设置在封闭集气罩上的烟气管道；泥磷泵将经水份分离的泥磷抽送至泥磷转锅中，加热后产生的磷蒸汽进入磷蒸汽管道，剩余的泥磷灰则进入泥磷灰固废池。
36.所述磷蒸汽冷凝收集装置包括受磷池、一级冷凝回收塔、二级冷凝回收塔，其中一级冷凝回收塔的底端开口，且高度高于受磷池的水面，另外，一级冷凝回收塔的顶部导管连接至二级冷凝回收塔的底端侧壁上，而二级冷凝回收塔顶部的管道直接连接水汽管道；所述一级冷凝回收塔和二级冷凝回收塔的内部均设置有雾化喷头，并且塔壁内侧设置若干圈并列的喷淋管，喷淋管的喷淋方向指向塔身中心；与泥磷转锅相连的磷蒸汽管道进入受磷池后的出口朝下，且出口没入热封水面下方，磷蒸汽遇水冷凝形成磷单质沉积到受磷池底部；从热封水中冷凝后的剩余磷蒸汽从底部开口进入一级冷凝回收塔，经喷淋后再从一级冷凝回收塔的顶部进入二级冷凝回收塔的底部重复喷淋，喷淋过程中形成的单质磷均进入受磷池底部沉积，最后剩余的气体从二级冷凝回收塔顶部进入水汽管道。
37.多来源废气收集装置包括泥磷池水汽收集装置、受磷池尾气收集装置以及泥磷转锅燃烧尾气收集装置；所述泥磷池水汽收集装置包括与若干相互并列设置且分别与对应的单个泥磷池相连通的排汽管，以及将若干根排汽管汇集在一起的水汽管道，所述水汽管道的另一端与降温洗气房相连通，泥磷池中热封水产生的含磷水蒸汽导入水汽管道，并汇集到降温洗气房中；所述受磷池尾气收集装置包括设置在二级冷凝回收塔顶部的负压集气仓、负压风机以及相应的管道，所述管道连接至水汽管道；所述泥磷转锅燃烧尾气收集装置包括若干个设置在泥磷转锅四周的封闭集气罩，以及与若干个集气罩分别相连的导烟管和连接全部导烟管的烟气管道，所述烟气管道的另一端与降温洗气房相连通。
38.水汽管道和烟气管道所收集的废气汇集到降温洗气房,然后在抽气风机和洗涤循环水泵的共同作用下与洗气房进行循环降温洗涤，具体步骤参考实施例1的步骤
⑥
。