CN111637472A - 一种黄磷尾气燃烧后热交换系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，涉及黄磷尾气燃烧后尾气热交换装置制造技术领域，解决了现有黄磷尾气锅炉中使用316L材料困难、换热系统漏风和清灰清酸困难的技术问题，该黄磷尾气燃烧后热交换系统包括尾气燃烧装置（1）、尾气燃烧反应室（2）、汽水分离器（3）、配水系统（4）、热交换器（5）、连接弯管（6）、余热回收器（7）和气体预冷装置（8）。本发明可用于黄磷尾气燃烧处理。本发明结构简单、制造成本较低，使316L材料合法化，解决了换热器漏风问题，且在换热器尾部配置快开门，配合电动清灰机，能够迅速清灰清酸。
Description
技术领域
本发明涉及黄磷尾气燃烧后尾气热交换装置制造技术领域，具体涉及一种黄磷尾气燃烧后热交换系统。
背景技术
我国已经成为世界黄磷生产大国。我国现在黄磷装置总生产能力约为100万吨／年，约占世界总量的60%，随着黄磷生产规模的不断扩大，黄磷生产场地趋于集中，使得我国每年排放的黄磷尾气超过25亿立方米，黄磷尾气排放污染也日趋严重，如将这些黄磷尾气作为能源利用起来，年可节约标煤约982万吨，同时降低排放污染，具有较高的经济效益与社会效益。
目前黄磷尾气的利用率仅为20％～25％，多余气体点火放空，对环境造成极大污染。由于尾气中一氧化碳资源没有得到合理利用，造成黄磷生产能耗大、成本高，已成为制约磷化工发展的主要因素。过去我国黄磷企业装置小，地点分散，产生的黄磷尾气难以集中利用，给综合利用带来一定的困难。现在逐渐淘汰小装置，使得黄磷生产实现了规模化生产，随着企业生产规模的扩大，黄磷尾气综合利用成为必要。目前围绕着黄磷尾气综合利用，许多大专院校、研究机构主要是对尾气净化、提纯，作为化工原料这一技术进行研究，也取得了一定的成果，但由于尾气中有害杂质多，净化难度大、净化成本高，因此该技术未得到推广。国内曾有厂家将黄磷尾气作为燃料供锅炉使用，由于PH3、H2S、CS2、F2在燃烧后产生磷酸、氢氟酸等物质对金属具有一定的腐蚀性，因此，为避免尾气燃烧过程中的腐蚀，可以把黄磷尾气燃烧后产生高温烟气，进入专用热交换装置进行换热，将大部分热量转化饱和蒸汽，有效的利用黄磷尾气，即利用了尾气又解决了污染。为了响应国家 “节能减排”政策，减少对环境的污染。
但现有的黄磷尾气燃烧锅炉燃烧系统，难以采用316L材料制造，且换热部分容易漏风，难以对热交换器进行清灰清酸处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，设计了一套全新的黄磷尾气燃烧后热交换系统，通过预冷装置和配水系统对燃烧后的烟气进行预冷却，之后再进入热交换器的气体管与热交换器内的冷水发生热交换，再通过连接弯管进入余热回收装置，热交换器采用管壳式结构，不同于现有的尾气燃烧后热交换系统，解决了现有黄磷尾气锅炉中使用316L材料困难、换热系统漏风和清灰清酸困难的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，包括设置有水冷管的尾气燃烧室、汽水分离器和配水系统；其中：
优选地，所述尾气燃烧室一端设有气体预冷装置，另一端连接有尾气燃烧装置，尾气经过尾气燃烧装置点燃后，在尾气燃烧室完成燃烧，燃烧后形成的烟气穿过尾气燃烧室的排气短管进入气体预冷装置；
优选地，所述气体预冷装置后安装有热交换器，所述气体预冷装置由多根冷水管一构成，每根所述冷水管一均垂直设置，每根所述冷水管一一端均与汽水分离器连接，另一端均与配水系统连接，组成一个水循环系统，烟气进入到气体预冷装置会与冷水管一发生接触，进行预冷却，经过气体预冷装置预冷的烟气再进入热交换器进行热量交换；
优选地，所述热交换器采用管壳式结构，中部设有多根横向连接两端的气体管，热交换器上部设有多个水蒸汽回收口，下部设有冷水进口，冷水进口连接有配水系统的冷却水输入管，冷却水经下部的输入管进入热交换器，与气体管中的烟气发生热量交换，完成热量交换的冷却水吸热变为水蒸汽经过水蒸汽回收口进入到汽水分离装置分离汽水，分离的水再经配水系统流入到热交换器，形成循环；
优选地，所述热交换器通过连接弯管与余热回收器连接，在热交换器中完成热量交换的烟气通过连接弯管进入余热回收器；
优选地，所述汽水分离器和配水系统安装在尾气燃烧室和气体预冷装置的上方；
优选地，所述换热器的尾部还设有快开门。
可选地或优选地，所述尾气燃烧室前端还设有压力和温度传感器。
可选地或优选地，所述汽水分离器上设有联锁保护装置。
可选地或优选地，所述黄磷尾气燃烧后热交换系统的前后接管均设有检修孔。
可选地或优选地，所述黄磷尾气燃烧后热交换系统采用直通结构。
可选地或优选地，所述黄磷尾气燃烧后热交换系统管束进口端设计进行防磨处理。
可选地或优选地，所述黄磷尾气燃烧后热交换系统外侧还设有保温层。
可选地或优选地，所述黄磷尾气燃烧后热交换系统四周布置有栏杆。
基于上述技术方案，可产生如下技术效果：
本发明实施例提供的一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，可用于黄磷尾气燃烧处理。本发明一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，通过预冷装置和配水系统对燃烧后的烟气进行预冷却，之后再进入热交换器的气体管与热交换器内的冷水发生热交换，再通过连接弯管进入余热回收装置，热交换器采用管壳式结构，不同于现有的尾气燃烧后热交换系统，使316L材料符合规则使用，解决了现有黄磷尾气锅炉中使用316L材料困难、换热系统漏风和清灰清酸困难的技术问题。本发明一种黄磷尾气燃烧后热交换系统结构简单，制造成本较低，在换热器尾部配置快开门，配合电动清灰机，能够迅速清灰清酸，不仅如此，汽水分离器还能使气体预冷装置内受热产生的水蒸汽再次被利用，到达节约资源的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1 为本发明结构示意图；
图2为本发明结构示意图（俯视）；
图3为本发明内部结构示意图；
图4为本发明的外部结构示意图；
图中：1、尾气燃烧装置；2、尾气燃烧反应室；2-1排气短管；3、汽水分离器；4、配水系统；5、热交换器；5-1、气体管；5-2、水蒸汽回收口；6、连接弯管；7、余热回收装置；8、气体预冷装置；8-1、冷水管一。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1-3所示：
本发明提供了一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，包括设置有水冷管的尾气燃烧室2、汽水分离器3和配水系统4；其中：
所述尾气燃烧室2一端设有气体预冷装置8，另一端连接有尾气燃烧装置1，尾气经过尾气燃烧装置1点燃后，在尾气燃烧室2完成燃烧，燃烧后形成的烟气穿过尾气燃烧室2的排气短管2-1进入气体预冷装置8；
所述气体预冷装置8后安装有热交换器5，所述气体预冷装置8由多根冷水管一8-1构成，每根所述冷水管一8-1均垂直设置，每根所述冷水管一8-1一端均与汽水分离器3连接，另一端均与配水系统4连接，组成一个水循环系统，烟气进入到气体预冷装置8会与冷水管一8-1发生接触，进行预冷却，经过气体预冷装置8预冷的烟气再进入热交换器5进行热量交换；
所述热交换器5采用管壳式结构，中部设有多根横向连接两端的气体管5-1，热交换器5上部设有多个水蒸汽回收口5-2，下部设有冷水进口，冷水进口连接有配水系统4的冷却水输入管，冷却水经下部的输入管进入热交换器5，与气体管5-1中的烟气发生热量交换，完成热量交换的冷却水吸热变为水蒸汽经过水蒸汽回收口5-2进入到汽水分离装置3分离汽水，分离的水再经配水系统4流入到热交换器5，形成循环；
所述热交换器5通过连接弯管6与余热回收器7连接，在热交换器5中完成热量交换的烟气通过连接弯管6进入余热回收器7；
所述汽水分离器3和配水系统4安装在尾气燃烧室2和气体预冷装置8的上方；
所述换热器的尾部还设有快开门。
作为可选地实施方式，所述尾气燃烧室2前端还设有压力和温度传感器，使进入热交换系统的烟气温度可检测与可控，同时保证负压运行。
作为可选地实施方式，所述汽水分离器3上设有联锁保护装置，当汽水分离器压力高，水位低可自动切断尾气燃烧装置，达到切断进入热交换系统的高温烟气的作用。
作为可选地实施方式，同时尾部设有温度监测点，当排烟温度高于设顶值，控制系统进入联锁保护。
作为可选地实施方式，所述黄磷尾气燃烧后热交换系统的前后接管均设有检修孔，可以很方便对高温烟气粘接在受热面上的污垢进行清理，同时便于维修(配置专用清灰机)。
作为可选地实施方式，所述黄磷尾气燃烧后热交换系统采用直通结构, 避免死区出现，保证热交换装置受热面均处于氧化性氛围，减轻热交换装置受压元件的腐蚀。
作为可选地实施方式，所述黄磷尾气燃烧后热交换系统管束进口端设计进行防磨处理, 避免高温烟气与前管板直接接触。对管板进行有效保护。
作为可选地实施方式，所述黄磷尾气燃烧后热交换系统外侧还设有保温层。
作为可选地实施方式，所述黄磷尾气燃烧后热交换系统四周布置有栏杆。
作为可选地实施方式，所述保温层厚度为80-120mm，采用硅酸铝纤维棉，可以保证热量交换系统的外表面温度在50℃以下，在保温层外设置彩钢护板，使热交换系统整体美观、大方整洁。
作为可选地实施方式，配水系统4由多根输水管和水泵组成，可为热交换系统供给水源。
本发明一种黄磷尾气燃烧后热交换系统的工作过程如下:黄磷尾气经过尾气燃烧装置1点燃后，在尾气燃烧室2完成燃烧，燃烧后形成的烟气穿过尾气燃烧室2的排气短管2-1进入气体预冷装置8；进入气体预冷装置8的烟气与冷水管一8-1接触，配水系统4供给的冷却水对烟气进行预冷却，冷水管8-1内冷水受热变为水蒸汽进入汽水分离器3，经过气体预冷装置8预冷的烟气再进入热交换器5进行热量交换，在热交换器5中完成热量交换的烟气通过连接弯管6进入余热回收器7。
Claims (8)
1.一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，其特征在于：包括设置有水冷管的尾气燃烧室（2）、汽水分离器（3）和配水系统（4），其中：
所述尾气燃烧室（2）一端设有气体预冷装置（8），另一端连接有尾气燃烧装置（1），尾气经过尾气燃烧装置（1）点燃后，在尾气燃烧室（2）完成燃烧，燃烧后形成的烟气穿过尾气燃烧室（2）的排气短管（2-1）进入气体预冷装置（8）；
所述气体预冷装置（8）后安装有热交换器（5），所述气体预冷装置（8）由多根冷水管一（8-1）构成，每根所述冷水管一（8-1）均垂直设置，每根所述冷水管一（8-1）一端均与汽水分离器（3）连接，另一端均与配水系统（4）连接，组成一个水循环系统，烟气进入到气体预冷装置（8）会与冷水管一（8-1）发生接触，进行预冷却，经过气体预冷装置（8）预冷的烟气再进入热交换器（5）进行热量交换；
所述热交换器（5）采用管壳式结构，中部设有多根横向连接两端的气体管（5-1），热交换器（5）上部设有多个水蒸汽回收口（5-2），下部设有冷水进口，冷水进口连接有配水系统（4）的冷却水输入管，冷却水经下部的输入管进入热交换器（5），与气体管（5-1）中的烟气发生热量交换，完成热量交换的冷却水吸热变为水蒸汽经过水蒸汽回收口（5-2）进入到汽水分离装置（3）分离汽水，分离的水再经配水系统（4）流入到热交换器（5），形成循环；
所述热交换器（5）通过连接弯管（6）与余热回收器（7）连接，在热交换器（5）中完成热量交换的烟气通过连接弯管（6）进入余热回收器（7）；
所述汽水分离器（3）和配水系统（4）安装在尾气燃烧室（2）和气体预冷装置（8）的上方；
所述换热器的尾部还设有快开门。
2.根据权利要求1所述的一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，其特征在于：所述尾气燃烧室（2）前端还设有压力和温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，其特征在于：所述汽水分离器（3）上设有联锁保护装置。
4.根据权利要求1所述的一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，其特征在于：所述黄磷尾气燃烧后热交换系统的前后接管均设有检修孔。
5.根据权利要求4所述的一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，其特征在于：所述黄磷尾气燃烧后热交换系统采用直通结构。
6.根据权利要求5所述的一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，其特征在于：所述黄磷尾气燃烧后热交换系统管束进口端设计进行防磨处理。
7.根据权利要求6所述的一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，其特征在于：所述黄磷尾气燃烧后热交换系统外侧还设有保温层。
8.根据权利要求7所述的一种黄磷尾气燃烧后热交换系统，其特征在于：所述黄磷尾气燃烧后热交换系统四周布置有栏杆。
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