[实用新型]一种完全熄灭黄磷电炉放散火炬的装置

说明书

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，烟囱顶部点火，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囱火炬的方法，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1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                       （1）

   2H₂ + O₂ → 2H₂O                      （2）

 H₂S + 1.5O₂ → SO₂ + H₂O                （3）