專利名稱：電磁凈化法精制黃磷用設(shè)備的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本設(shè)計(jì)屬于無機(jī)化工設(shè)備領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
從工業(yè)黃磷制備高純黃磷所使用設(shè)備的設(shè)計(jì)原理，是利用元素磷與雜質(zhì)(如砷、焦油、鐵等)的物理化學(xué)性質(zhì)的差別在設(shè)備中而實(shí)現(xiàn)二者的分離。目前在工業(yè)黃磷制備高純黃磷工藝方面的設(shè)備可分為三類(1)以實(shí)現(xiàn)化學(xué)過程為主要目的的設(shè)備。該類設(shè)備的主體多為短圓柱狀的反應(yīng)釜，反應(yīng)釜有二個(gè)進(jìn)料管，分別連接工業(yè)黃磷貯罐和反應(yīng)劑貯罐。在反應(yīng)釜和反應(yīng)劑貯罐內(nèi)均設(shè)置有攪拌器，前者的功能是保證工業(yè)黃磷與反應(yīng)劑充分接觸，后者的功能是使反應(yīng)劑中的反應(yīng)物(氧化劑或萃取劑)與載體(水或有機(jī)溶劑)充分混勻。反應(yīng)釜有二個(gè)出料管，分別連接精制黃磷包裝設(shè)備和反應(yīng)后液貯罐。反應(yīng)后液因含大量雜質(zhì)(尤其是砷)，根據(jù)不同情況需要配置有關(guān)設(shè)備處理，例如在使用萃取劑、絡(luò)合劑、螯合劑的場合需設(shè)置反萃設(shè)備。使用該類設(shè)備比較典型的工藝有酸處理法、碘化物法、氯化物法、鐵(III)離子法等。
(2)以實(shí)現(xiàn)物理過程為主要目的的設(shè)備。該類設(shè)備以蒸餾法使用的真空爐最有代表性。在真空爐的進(jìn)料口前設(shè)置有一熱交換器，使工業(yè)黃磷升溫(＜200℃)后通過進(jìn)料口進(jìn)入真空爐。真空爐設(shè)計(jì)成精餾塔形，內(nèi)裝填料，下部為高砷黃磷出口，上部有回流分流器、冷凝器和低砷黃磷出口。在使用吸附-真空蒸餾法的情況下，需在真空爐前增加將活性炭和工業(yè)黃磷混合的設(shè)備，在真空爐后增加處理活性炭的設(shè)備。
(3)同時(shí)實(shí)現(xiàn)化學(xué)過程和物理過程的設(shè)備。該類設(shè)備在實(shí)際上為前述二類設(shè)備的組合或同時(shí)兼有前述二類設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征。例如在以碘、堿金屬碘化物或其他碘化物為試劑時(shí)，設(shè)備包括在較高溫度下(約300℃)生成碘化砷的反應(yīng)釜和真空蒸餾爐；在以硫酰氯為試劑時(shí)，設(shè)備為生成和揮發(fā)三氯化砷反應(yīng)釜，還必須考慮防腐問題。
以上公知設(shè)備存在的不足主要有①所有設(shè)備均含機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)裝置，過程產(chǎn)生噪音；②主體設(shè)備需要的相關(guān)設(shè)備和輔助設(shè)備多，整體可靠性受到影響；③在分離過程中設(shè)備可利用的元素磷與雜質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)單一，導(dǎo)致可脫除雜質(zhì)的品種(一般僅為砷)單一。
三
發(fā)明內(nèi)容
本設(shè)計(jì)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，將電磁理論應(yīng)用于精制黃磷設(shè)備設(shè)計(jì)，提供一種按照電磁凈化法原理設(shè)計(jì)的精制黃磷的專用設(shè)備。
圖1和圖2分別是本設(shè)計(jì)設(shè)備結(jié)構(gòu)組成的主視圖和左側(cè)視圖。它包括進(jìn)料口1，進(jìn)料口閥門2，原料分配管3，磁場線圈4，產(chǎn)品收集管5，產(chǎn)品閥門6，產(chǎn)品出料口7，電暈極8，副產(chǎn)品收集管9，副產(chǎn)品閥門10，副產(chǎn)品出料口11，電極12，設(shè)備外筒體13及電場電源線C、D和磁場電源線E、F。設(shè)備外圍是磁場線圈4包圍，磁場線圈與E、F相連，產(chǎn)品收集管外包裹一層金屬絲網(wǎng)其與C相連，形成電暈極8，設(shè)備底部設(shè)置電極12，其與D相連，設(shè)備外筒體用鋼鐵焊接而成，原料分配管、產(chǎn)品收集管、副產(chǎn)品收集上均布若干小孔，它們也都焊接在設(shè)備外筒體上，設(shè)備長L為1000～2500mm，寬W為500～1500mm，高B為2000～4000mm，B1為50～80mm。B2為500～1500mm，B3為1400～2400mm，W1為200～700mm，W2為200～700mm，進(jìn)料管與原料分配管、產(chǎn)品收集管及出料管，副產(chǎn)品收集管及出料管直徑均為100～150mm。
本設(shè)計(jì)設(shè)備的工作原理是利用雜質(zhì)與元素磷的電阻率、電負(fù)性、電離勢等物理性質(zhì)的顯著差異，以電暈荷電的方式使雜質(zhì)與元素磷粒子荷上電量不同的電荷，粒子在高壓電場作用下因電泳力、介電電泳力不同發(fā)生不同的運(yùn)動(dòng)，在磁場中因帶電粒子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生洛倫茲力，使運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不同粒子的不同的運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)二者的分離。元素磷與雜質(zhì)的密度不同，重力可對(duì)分離效果產(chǎn)生影響。通過改變電場極性和電磁場極性，可改變粒子的荷電種類和運(yùn)動(dòng)方向，從而避免重力的有害作用而將其轉(zhuǎn)化為有益作用。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的工業(yè)黃磷由進(jìn)料口通過閥門進(jìn)入設(shè)備，在設(shè)備內(nèi)由原料分配管布勻。在物料經(jīng)過電暈極時(shí)，雜質(zhì)粒子在高壓下荷電，被電磁力束縛于I區(qū)，并在電磁場和重力場中向下運(yùn)動(dòng)，在其下部富集，經(jīng)收集管收集，通過閥門放出后即為副產(chǎn)品。在設(shè)備的上部，經(jīng)過精制的黃磷通過電暈極由收集管進(jìn)入II區(qū)成為產(chǎn)品，經(jīng)閥門由出料口流出成為產(chǎn)品。原料、產(chǎn)品、副產(chǎn)品的數(shù)量和產(chǎn)品、副產(chǎn)品的純度可通過調(diào)整各閥門開啟的大小調(diào)節(jié)。
與公知技術(shù)相比，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的設(shè)備具有原理運(yùn)用新穎，無機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)裝置，不需任何試劑，基本不需輔助和相關(guān)設(shè)備，同時(shí)利用原料的多種物理化學(xué)性質(zhì)，便于實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。
四

圖1是設(shè)備結(jié)構(gòu)組成的主剖視圖(也是圖2的A-A剖視圖)，圖2是左側(cè)視圖。圖中1為進(jìn)料口，2為進(jìn)料口閥門，3為原料分配管，4為磁場線圈，5為產(chǎn)品收集管，6為產(chǎn)品閥門，7為產(chǎn)品出料口，8為電暈極，9為副產(chǎn)品收集管，10為副產(chǎn)品閥門，11為副產(chǎn)品出料口，12為電極，13為反應(yīng)器。C、D為高壓電場電源線，E、F磁場電源線。
圖中L為反應(yīng)器的長，B為反應(yīng)器的高，W為反應(yīng)器的寬；B1為產(chǎn)品出料管與反應(yīng)器頂部的垂直距離，B2為進(jìn)料管與出料管的垂直距離，B3為進(jìn)料管與副產(chǎn)品出料管的垂直距離；W1為產(chǎn)品出料管與反應(yīng)器中心線的水平距離，W2為副產(chǎn)品出料管與反應(yīng)器中心線的水平距離。I區(qū)為原料、副產(chǎn)品區(qū)，II區(qū)為產(chǎn)品區(qū)。
五具體實(shí)施方式
實(shí)施例1用于某廠精制黃磷的設(shè)備。L為2500mm，B為4000mm，W為1500mm；B1為80mm，B2為1500mm，B3為2400mm；W1為700mm，W2700mm；進(jìn)料管及分配管直徑、產(chǎn)品收集管及出料管直徑、副產(chǎn)品收集管及出料管直徑均為150mm。電場強(qiáng)度150千伏/厘米(kV/cm)，磁感應(yīng)強(qiáng)度2～3特(T)。
權(quán)利要求1.一種電磁凈化法精制黃磷用設(shè)備，其特是它包括進(jìn)料口(1)、進(jìn)料口閥門(2)、原料分配管(3)、磁場線圈(4)、產(chǎn)品收集管(5)、產(chǎn)品閥門(6)、產(chǎn)品出料口(7)、電暈極(8)、副產(chǎn)品收集管(9)、副產(chǎn)品閥門(10)、副產(chǎn)品出料口(11)、電極(12)、設(shè)備外筒體(13)以及電場電源線C、D和磁場電源線E、F，設(shè)備外圍是磁場線圈(4)包圍，磁場線圈與E、F相連，產(chǎn)品收集管外包裹一層金屬絲網(wǎng)，其與電源接頭C相連，形成電暈極(8)，設(shè)備底部設(shè)置電極(12)與電源接頭D相連，設(shè)備外筒體用鋼鐵焊接而成，原料分配管、產(chǎn)品收集管、副產(chǎn)品收集管，均焊接在設(shè)備外筒體上，在三根管上均布若干小孔，設(shè)備長L為1000～2500mm，寬W為500～1500mm，高B為2000～4000mm，B1為50～80mm，B2為500～1500mm，B3為1400～2400mm，W1為200～700mm，W2為200～700mm，進(jìn)料管與原料分配管、產(chǎn)品收集管及出料管，副產(chǎn)品收集管及出料管直徑均為100～150mm。
專利摘要本設(shè)計(jì)涉及一種電磁凈化法精制黃磷用設(shè)備，包括進(jìn)料口、進(jìn)料口閥門、原料分配管、磁場線圈、產(chǎn)品收集管、產(chǎn)品閥門、產(chǎn)品出料口、電暈極、副產(chǎn)品收集管、副產(chǎn)品閥門、副產(chǎn)品出料口、電極、設(shè)備外筒體以及電場電源線C、D和磁場電源線E、F。設(shè)備外圍是磁場線圈包圍，使設(shè)備處于一個(gè)大磁場中，在產(chǎn)品收集管表面包裹一層金屬絲網(wǎng)其與電源接頭C相連，形成電暈極，在設(shè)備底部設(shè)置電極，與電源接頭D相連，其與電暈極一起在設(shè)備內(nèi)形成高壓電場。本設(shè)計(jì)利用雜質(zhì)與元素磷的電阻率、電負(fù)性、電離勢等的物理性質(zhì)的顯著差別，使他們荷上電量不同的電荷，荷電粒子發(fā)生不同的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到二者的分離。
文檔編號(hào)C01B25/00GK2620693SQ0323432
公開日2004年6月16日 申請日期2003年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月9日
發(fā)明者陳雯, 沈強(qiáng)華, 劉中華, 蔣麗紅, 陰樹標(biāo) 申請人:昆明理工大學(xué)