專利名稱：一種三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)，具體是一種適于同時集熱和制冷的三氯 化磷生產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
將黃磷加熱熔融后，將液態(tài)黃磷輸入到反應(yīng)釜內(nèi)，通氯氣后進行放熱反應(yīng)，生成的 三氯化磷蒸氣進入精餾塔精餾，得三氯化磷流入貯罐?，F(xiàn)有技術(shù)中，在熔磷爐中加熱熔融黃磷往往采用鍋爐生成的熱水或熱蒸汽加熱， 耗能較大；而黃磷與氯氣在反應(yīng)釜因放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱能往往不予利用，造成能源浪費。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種適于同時集熱和制冷且無耗能的三 氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)，包括熔磷爐、反應(yīng)釜、洗 磷塔、蒸汽換熱器組、氣化盤管、氣體膨脹制冷器和成品計量器；熔磷爐的液態(tài)黃磷輸出端 與反應(yīng)釜的液態(tài)黃磷輸入端相連，氣體膨脹制冷器的高壓氣體輸入端用于與高壓氯氣瓶的 氣體輸出端相連，氣體膨脹制冷器的氣體輸出端與氣化盤管的輸入端相連，氣化盤管的輸 出端經(jīng)緩沖缸與熔磷爐的氯氣輸入端相連；反應(yīng)釜的三氯化磷熱蒸汽輸出端與洗磷塔的第 一輸入端相連，洗磷塔的輸出端與蒸汽換熱器組的三氯化磷熱蒸汽輸入端相連，蒸氣換熱 器組的液態(tài)三氯化磷輸出端與成品計量器相連；反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有換熱盤管，熔磷爐內(nèi)設(shè)有熔 磷用的換熱裝置；用于將所述三氯化磷熱蒸汽與冷卻水進行換熱的蒸氣換熱器組的冷卻水 輸入端與自來水管相連，蒸氣換熱器組的熱水輸出端與所述反應(yīng)釜內(nèi)的換熱盤管的輸入端 相連，換熱盤管的輸出端與所述熔磷爐內(nèi)的換熱裝置的輸入端相連，換熱裝置的輸出端與 所述換熱盤管的輸入端相連；所述換熱盤管的輸出端的管路上連接有用于輸出商用熱水蒸 氣的商用輸出管路；所述氣體膨脹制冷器上設(shè)有用于與水空調(diào)制冷系統(tǒng)相連以作為換冷源 的換冷裝置。進一步，所述蒸氣換熱器組的液態(tài)三氯化磷輸出端的管路上設(shè)有用于觀察三氯化 磷透明度的觀察窗，該觀察窗下游的管路分別與所述成品計量器的輸入端和洗磷塔的第二 輸入端相連。三氯化磷透明度較高，則三氯化磷的純度就較高，反之，則純度就較低。進一步，為成分提高自來水換熱后的溫度，所述蒸汽換熱器組包括依次串聯(lián)的3-5 級換熱器；其中，第一級換熱器的三氯化磷熱蒸汽輸入端即為蒸汽換熱器組的三氯化磷熱 蒸汽輸入端，第一級換熱器的熱水輸出端即為所述蒸氣換熱器組的熱水輸出端，末級換熱 器的冷卻水輸入端即為蒸氣換熱器組的冷卻水輸入端；各級換熱器的液態(tài)三氯化磷輸出端 與匯總管相連，匯總管的輸出端即為蒸氣換熱器組的液態(tài)三氯化磷輸出端。進一步，所述各級換熱器中，上級換熱器的出氣口端與次級換熱器的三氯化磷熱 蒸汽輸入端相連，次級換熱器的冷卻水輸出端與上級換熱器的的冷卻水輸入端相連，末級換熱器的出氣口端與酸霧吸收塔的輸入端相連；所述成品計量器的廢氣排放口經(jīng)單向閥與 酸霧吸收塔的輸入端相連；由于較冷氣體比重較大，有向下沉的特性，換熱器的三氯化磷熱 蒸汽輸入端高于換熱器的出氣口端，從而確保了換熱氣流的通暢性，確保了換熱效率。進一步，各級換熱器的液態(tài)三氯化磷輸出端設(shè)于各級換熱器的底部，匯總管水平 設(shè)置或傾斜設(shè)置且輸出端較低，且匯總管的的高度高于所述成品計量器的輸入端，確保合 格的三氯化磷液體靠重力流入成品計量器。進一步，所述蒸氣換熱器組的液態(tài)三氯化磷輸出端經(jīng)垂向設(shè)置的U形管路與洗磷 塔的第二輸入端相連，所述觀察窗設(shè)于U形管路的輸入端，U形管路的底部連接一與所述成 品計量器的輸入端相連的管路，該管路的入口端設(shè)有用于在所述三氯化磷透明度不達標時 關(guān)閉的控制閥；其中，所述洗磷塔的第二輸入端和U形管路的底部高于所述成品計量器的 輸入端，蒸氣換熱器組的液態(tài)三氯化磷輸出端高于所述洗磷塔的第二輸入端。進一步，所述洗磷塔的第一輸入端設(shè)于洗磷塔的底部，且洗磷塔的底部高于反應(yīng) 釜的的三氯化磷熱蒸汽輸出端，從而使被熱蒸汽帶入洗磷塔內(nèi)的磷靠較大的比重重新落入 反應(yīng)釜中，以防磷被熱蒸汽帶入蒸氣換熱器組冷凝并與三氯化磷液體混合。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有積極的效果(1)本實用新型的三氯化磷生產(chǎn)系 統(tǒng)在工作時，利用黃磷與氯氣在反應(yīng)釜因放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱能用于加熱熔磷爐，以熔融黃 磷；同時提供商用熱水和冷氣，不但整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)無耗能，且還能為社會提供熱蒸汽和冷 氣，大大節(jié)約了能源。其中，將自來水經(jīng)蒸氣換熱器組逐級換熱后送入反應(yīng)釜進一步換熱， 從而將自來水的水溫提升至適于加熱熔磷爐以熔融黃磷和商用熱水(可提供給浴室等場 所使用)；另外，在高壓氯氣瓶的氯氣輸出時，采用氣體膨脹制冷器獲得適于水空調(diào)制冷系 統(tǒng)使用的冷源，從而在夏季可提供制冷，進一步節(jié)約制冷用能源。(2)當通過觀察窗觀察得 所述三氯化磷透明度較高，即三氯化磷達標時，控制閥開啟，所述蒸氣換熱器組輸出的液態(tài) 三氯化磷經(jīng)U形管路的底部直接靠重力全流入成品計量器；當所述三氯化磷透明度較差， 即產(chǎn)品不達標時，控制閥關(guān)閉，所述蒸氣換熱器組輸出的液態(tài)三氯化磷能靠U形管路兩端 的壓差流入洗磷塔，故而無需輔助用電設(shè)備。

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結(jié)合附 圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中圖1為實施例1中三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
見圖1，本實施例的三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)包括熔磷爐1、反應(yīng)釜2、洗磷塔4、蒸汽換 熱器組5、氣化盤管6、氣體膨脹制冷器7和成品計量器11。熔磷爐1的液態(tài)黃磷輸出端與反應(yīng)釜2的液態(tài)黃磷輸入端相連，氣體膨脹制冷器7 的高壓氣體輸入端用于與高壓氯氣瓶8的氣體輸出端相連，氣體膨脹制冷器7的氣體輸出 端與氣化盤管6的輸入端相連，氣化盤管6的輸出端經(jīng)緩沖缸3與熔磷爐1的氯氣輸入端 相連；反應(yīng)釜2的三氯化磷熱蒸汽輸出端與洗磷塔4的第一輸入端相連，洗磷塔4的輸出端 與蒸汽換熱器組5的三氯化磷熱蒸汽輸入端相連，蒸氣換熱器組5的液態(tài)三氯化磷輸出端與成品計量器11相連；反應(yīng)釜2內(nèi)設(shè)有換熱盤管2-1，熔磷爐1內(nèi)設(shè)有熔磷用的換熱裝置 1-1。所述洗磷塔的第一輸入端設(shè)于洗磷塔4的底部，且洗磷塔4的底部高于反應(yīng)釜2的的 三氯化磷熱蒸汽輸出端。蒸氣換熱器組5用于將所述三氯化磷熱蒸汽與冷卻水進行換熱，其冷卻水輸入端 與自來水管13相連，蒸氣換熱器組5的熱水輸出端經(jīng)第一單向閥14與所述反應(yīng)釜2內(nèi)的 換熱盤管2-1的輸入端相連，換熱盤管2-1的輸出端與所述熔磷爐1內(nèi)的換熱裝置1-1的 輸入端相連，換熱裝置1-1的輸出端經(jīng)第二單向閥15與所述換熱盤管2-1的輸入端相連； 所述換熱盤管2-1的輸出端的管路上連接有用于輸出商用熱水蒸氣的商用輸出管路16 ；所 述氣體膨脹制冷器7上設(shè)有用于與水空調(diào)制冷系統(tǒng)相連以作為換冷源的換冷裝置。所述蒸氣換熱器組5的液態(tài)三氯化磷輸出端的管路上設(shè)有用于觀察三氯化磷透 明度的觀察窗9，該觀察窗9下游的管路分別與所述成品計量器11的輸入端和洗磷塔4的 第二輸入端相連。所述蒸汽換熱器組5包括依次串聯(lián)的3-5級換熱器，各換熱器包括多根兩端分別 與所述換熱器的冷卻水輸入端和冷卻水輸出端相連的換熱管，輸入的三氯化磷熱蒸汽經(jīng)各 換熱管與冷卻水換熱后，由出氣口端排出并進入下一級換熱器的三氯化磷熱蒸汽輸入端； 其間，有部分三氯化磷熱蒸汽被冷凝成三氯化磷液體并沉淀至換熱器底部，至末級換熱器 5-5時，所有三氯化磷熱蒸汽基本被冷凝成三氯化磷液體，并最終都流入?yún)R總管17。其中，第一級換熱器5-1的三氯化磷熱蒸汽輸入端即為蒸汽換熱器組5的三氯化 磷熱蒸汽輸入端，第一級換熱器5-1的熱水輸出端即為所述蒸氣換熱器組5的熱水輸出端， 末級換熱器55的冷卻水輸入端即為蒸氣換熱器組5的冷卻水輸入端；各級換熱器的液態(tài)三 氯化磷輸出端與匯總管17相連，匯總管17的輸出端即為蒸氣換熱器組5的液態(tài)三氯化磷 輸出端。所述各級換熱器中，上級換熱器的出氣口端與次級換熱器的三氯化磷熱蒸汽輸入 端相連，次級換熱器的冷卻水輸出端與上級換熱器的的冷卻水輸入端相連，末級換熱器5-5 的出氣口端與酸霧吸收塔12的輸入端相連；所述成品計量器11的廢氣排放口經(jīng)單向閥與 酸霧吸收塔12的輸入端相連；換熱器的三氯化磷熱蒸汽輸入端高于換熱器的出氣口端。所 述熔磷爐1內(nèi)的換熱盤管2-1的輸入端低于換熱盤管2-1的輸出端；所述換熱器的冷卻水 輸入端處于換熱器的底部，換熱器的冷卻水輸出端處于換熱器的頂部。所述的各級換熱器的液態(tài)三氯化磷輸出端設(shè)于各級換熱器的底部，匯總管17水 平設(shè)置或傾斜設(shè)置且輸出端較低，且匯總管17的的高度高于所述成品計量器11的輸入端。作為優(yōu)選的實施方式，所述蒸氣換熱器組5的液態(tài)三氯化磷輸出端經(jīng)垂向設(shè)置的 U形管路18與洗磷塔4的第二輸入端相連，所述觀察窗9設(shè)于U形管路18的輸入端，U形 管路18的底部連接一與所述成品計量器11的輸入端相連的管路，該管路的入口端設(shè)有用 于在所述三氯化磷透明度不達標時關(guān)閉的控制閥10 ；其中，所述洗磷塔4的第二輸入端和 U形管路18的底部高于所述成品計量器的輸入端，蒸氣換熱器組5的液態(tài)三氯化磷輸出端 高于所述洗磷塔4的第二輸入端。作為，另一種實施方式，反應(yīng)釜2內(nèi)設(shè)有第二換熱盤管，所述熔磷爐1內(nèi)的換熱裝 置1-1僅與第二換熱盤管構(gòu)成封閉的循環(huán)換熱回路，而不與所述換熱盤管2-1相連；由于封 閉的循環(huán)換熱回路中的換熱介質(zhì)中的雜質(zhì)有限，故而可防止熔磷爐1內(nèi)的換熱裝置1-1結(jié)垢，確保熔磷爐1的可靠性和使用壽命。 顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而 并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明 的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以 窮舉。而這些屬于本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型 的保護范圍之中。
權(quán)利要求一種三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于包括熔磷爐(1)、反應(yīng)釜(2)、洗磷塔(4)、蒸汽換熱器組(5)、氣化盤管(6)、氣體膨脹制冷器(7)和成品計量器(11)；熔磷爐(1)的液態(tài)黃磷輸出端與反應(yīng)釜(2)的液態(tài)黃磷輸入端相連，氣體膨脹制冷器(7)的高壓氣體輸入端用于與高壓氯氣瓶(8)的氣體輸出端相連，氣體膨脹制冷器(7)的氣體輸出端與氣化盤管(6)的輸入端相連，氣化盤管(6)的輸出端經(jīng)緩沖缸(3)與熔磷爐(1)的氯氣輸入端相連；反應(yīng)釜(2)的三氯化磷熱蒸汽輸出端與洗磷塔(4)的第一輸入端相連，洗磷塔(4)的輸出端與蒸汽換熱器組(5)的三氯化磷熱蒸汽輸入端相連，蒸氣換熱器組(5)的液態(tài)三氯化磷輸出端與成品計量器(11)相連；反應(yīng)釜(2)內(nèi)設(shè)有換熱盤管(2-1)，熔磷爐(1)內(nèi)設(shè)有熔磷用的換熱裝置(1-1)；用于將所述三氯化磷熱蒸汽與冷卻水進行換熱的蒸氣換熱器組(5)的冷卻水輸入端與自來水管(13)相連，蒸氣換熱器組(5)的熱水輸出端與所述反應(yīng)釜(2)內(nèi)的換熱盤管(2-1)的輸入端相連，換熱盤管(2-1)的輸出端與所述熔磷爐(1)內(nèi)的換熱裝置(1-1)的輸入端相連，換熱裝置(1-1)的輸出端與所述換熱盤管(2-1)的輸入端相連；所述換熱盤管(2-1)的輸出端的管路上連接有用于輸出商用熱水蒸氣的商用輸出管路(16)；所述氣體膨脹制冷器(7)上設(shè)有用于與水空調(diào)制冷系統(tǒng)相連以作為換冷源的換冷裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述蒸氣換熱器組(5)的 液態(tài)三氯化磷輸出端的管路上設(shè)有用于觀察三氯化磷透明度的觀察窗(9)，該觀察窗(9) 下游的管路分別與所述成品計量器(11)的輸入端和洗磷塔(4)的第二輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述蒸汽換熱器組(5)包 括依次串聯(lián)的3-5級換熱器；其中，第一級換熱器(5-1)的三氯化磷熱蒸汽輸入端即為蒸汽 換熱器組(5)的三氯化磷熱蒸汽輸入端，第一級換熱器(5-1)的熱水輸出端即為所述蒸氣 換熱器組(5)的熱水輸出端，末級換熱器(5-5)的冷卻水輸入端即為蒸氣換熱器組(5)的 冷卻水輸入端；各級換熱器的液態(tài)三氯化磷輸出端與匯總管(17)相連，匯總管(17)的輸出 端即為蒸氣換熱器組(5)的液態(tài)三氯化磷輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述各級換熱器中，上級換 熱器的出氣口端與次級換熱器的三氯化磷熱蒸汽輸入端相連，次級換熱器的冷卻水輸出端 與上級換熱器的的冷卻水輸入端相連，末級換熱器(5-5)的出氣口端與酸霧吸收塔(12)的 輸入端相連；所述成品計量器(11)的廢氣排放口經(jīng)單向閥與酸霧吸收塔(12)的輸入端相 連；換熱器的三氯化磷熱蒸汽輸入端高于換熱器的出氣口端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述的各級換熱器的液態(tài) 三氯化磷輸出端設(shè)于各級換熱器的底部，匯總管(17)水平設(shè)置或傾斜設(shè)置且輸出端較低， 且匯總管(17)的的高度高于所述成品計量器(11)的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述蒸氣換熱器組(5)的 液態(tài)三氯化磷輸出端經(jīng)垂向設(shè)置的U形管路(18)與洗磷塔(4)的第二輸入端相連，所述觀 察窗(9)設(shè)于U形管路(18)的輸入端，U形管路(18)的底部連接一與所述成品計量器(11)的輸入端相連的管路，該管路的入口端設(shè)有用于在所述三氯化磷透明度不達標時關(guān)閉的控 制閥(10)；其中，所述洗磷塔(4)的第二輸入端和U形管路(18)的底部高于所述成品計量 器的輸入端，蒸氣換熱器組(5)的液態(tài)三氯化磷輸出端高于所述洗磷塔(4)的第二輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述熔磷爐(1)內(nèi)的換熱 盤管(2-1)的輸入端低于換熱盤管(2-1)的輸出端；所述換熱器的冷卻水輸入端處于換熱 器的底部，換熱器的冷卻水輸出端處于換熱器的頂部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于所述洗磷塔的第一輸入端 設(shè)于洗磷塔⑷的底部，且洗磷塔⑷的底部高于反應(yīng)釜⑵的的三氯化磷熱蒸汽輸出端。
專利摘要本實用新型涉及一種三氯化磷生產(chǎn)系統(tǒng)，包括熔磷爐、反應(yīng)釜、洗磷塔、蒸汽換熱器組、氣化盤管、氣體膨脹制冷器和成品計量器；該系統(tǒng)在工作時，利用黃磷與氯氣在反應(yīng)釜因放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱能用于加熱熔磷爐，以熔融黃磷；同時提供商用熱水和冷氣，不但整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)無耗能，且還能為社會提供熱蒸汽和冷氣，大大節(jié)約了能源。其中，將自來水經(jīng)蒸氣換熱器組逐級換熱后送入反應(yīng)釜進一步換熱，從而將自來水的水溫提升至適于加熱熔磷爐以熔融黃磷和商用熱水；另外，在高壓氯氣瓶的氯氣輸出時，采用氣體膨脹制冷器獲得適于水空調(diào)制冷系統(tǒng)使用的冷源，從而在夏季可提供制冷，進一步節(jié)約制冷用能源。
文檔編號C01B25/10GK201620024SQ20092031896
公開日2010年11月3日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者鄒岳明 申請人:鄒岳明