[发明专利]基于黄磷电炉料层厚度的炉气出口温度控制方法

说明书

本发明公开了一种基于黄磷电炉料层厚度的炉气出口温度控制方法，该方法通过温度仪获取黄磷电炉出口炉气温度并标记为t₁，设定出口目标炉气温度为t₂，根据公式△H=（t₂‑t₁）/C，其中C=10～15cm/℃，计算需要调节的炉料厚度变化量△H，当△H为正数，即目标炉气温度为t₂高于t₁，则减小炉料厚度；当△H为负数，即目标炉气温度为t₂低于t₁，则增加炉料厚度；本发明方法简单易行，对黄磷炉气温度实现原位调温，与外部加热炉气升温相比综合能效高，安全可靠、工艺操作简单。

技术领域

本发明涉及一种以黄磷炉气干法除尘为目标、以黄磷电炉出口炉气温度需求为基准的黄磷电炉料层调控方法，属于化工环保领域。

背景技术

黄磷是一种极重要的基础工业原料，主要用于化工、农药等多个领域，我国是世界上最大的黄磷生产国，黄磷生产是将磷矿、碳、硅石在黄磷电炉中高温熔融将磷元素还原成磷单质从磷矿中分离出来，磷单质、粉尘等随炉气流出电炉后经过喷淋一起收集到收磷槽，黄磷和粉尘形成的泥磷混合在一起，再经过漂洗精制，将黄磷和泥磷分离，获得黄磷产品。黄磷漂洗精制过程中产生的泥磷中依然含有大量的黄磷，需要进行回收。生产中泥磷常采用“蒸磷”的方法回收元素磷，“蒸磷”法从泥磷回收磷通常是采用分散式转锅加热，回收工艺粗放，能耗大，且产生大量PH₃等有害气体无组织排放，大气污染十分严重。泥磷以烧磷酸的方式进行处置，装置复杂，而且同样存在烧磷酸过程中产生污染气体的问题。泥磷中磷元素清洁高效回收一直是黄磷行业的一大难题。

在收磷之前将黄磷与粉尘分离可以从源头上避免泥磷的产生，彻底解决泥磷处置过程中的污染和高成本的问题，称之为黄磷炉气干法除尘技术。要实现黄磷炉气干法除尘，需要保证除尘之前及除尘过程中黄磷炉气含有的黄磷蒸气为气态，才能和粉尘固体有效分离，不引起磷的损失及粉尘的黏结。目前国内黄磷生产中，炉气出口温度80-160℃之间，不能满足黄磷干法除尘的需求，干法除尘之前需要对炉气进行升温。升温的方式可以在炉气出口后端采用电加热、尾气加热等方式提高炉气温度。公开号为CN108211623A公开了一种利用微波辅助加热黄磷炉气的方法；公开号CN104922986A公开了一种利用加热器提升黄磷炉气温度再进行除尘的方法。这些炉气加热方式需要增加额外的设备，工艺流程加长，而且占用一定的空间，对于空间受限的工厂难以实施应用。

发明内容

针对黄磷炉气干法除尘炉气温度提升的技术需求，本发明提出了一种通过调控黄磷电炉内炉料厚度，进而调控提升或降低黄磷炉气温度的方法。

本发明方法是通过温度仪获取黄磷电炉出口炉气温度并标记为t₁，设定出口目标炉气温度为t₂，根据公式△H=（t₂-t₁）/C，其中C=10-15cm/℃，计算需要调节的炉料厚度变化量△H，当△H为正数，即目标炉气温度为t₂高于t₁，则减小炉料厚度；当△H为负数，即目标炉气温度为t₂低于t₁，则增加炉料厚度。

本发明方法中炉料厚度的调节通过上升或下降下料管来实现，下料管为常规活动式下料管，可以上移或下降。

上述方法通过在常规黄磷电炉的出口处设置温度仪、一个以上的高度探测器，温度仪、高度探测器分别与PLC控制器连接，PLC控制器通过温度仪获取温度t₁，并根据设定的温度t₂，计算需要调节的炉料厚度变化值△H=（t₂-t₁）/C，根据炉料厚度变化量△H，通过调节下料管的上升或下降来增加或减少炉料厚度。

PLC控制器为常规市售产品，按常规方法对温度计、高度探测器的数据进行收集，然后计算获得炉料厚度变化值△H。