[发明专利]一种块煤热解耦合黄磷生产工艺系统及方法

说明书

本发明涉及一种块煤热解耦合黄磷生产工艺系统及方法，属于工艺技术领域。该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、煤气回收利用系统。磨粉球团干燥系统由粉磨装置、造球装置、干燥装置组成；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；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。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。本发明解决了黄磷尾气的污染问题。

技术领域

本发明属于工艺技术领域，涉及一种块煤热解耦合黄磷生产工艺系统及方法。

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。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种块煤热解耦合黄磷生产工艺系统及方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

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。

一种块煤热解耦合黄磷生产方法，包括以下步骤：

步骤1：粉末球团干燥过程：

通过粉磨装置将褐煤、低品位磷矿和钾长石分别粉磨到一定程度后，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，排出球团；

步骤2：球团热解过程：