CN201678451U - 热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器，包括在燃磷炉内设置的多根换热管，换热管两端分别穿过炉壁，多根换热管的一端并联到进气箱，另一端并联到出气箱。本实用新型消除了磷酸及磷酸盐各产品生产过程中对天然气、煤炭、重油等不可再生资源的使用和浪费，大幅度地降低了生产运行成本，可最大限度的利用黄磷燃烧所产生的高额热能。

Description

热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器

技术领域

本实用新型涉及一种利用热法磷酸装置余热生产磷酸盐的装置，尤其涉及一种热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器。

背景技术

现有技术中，热法磷酸生产过程中，磷燃烧产生大量热量，现有生产工艺是将这些热量以大量循环冷却水或循环酸带走，以避免生产介质对设备内壁的高温腐蚀，循环冷却水和循环酸带走热量又不能再次利用，能量被白白浪费。目前，个别生产厂家采用清华大学和云南化工研究院专利技术，利用特种燃磷设备，吸收燃磷热量产生饱和蒸汽进行热量回收，具有一定经济效益。但该技术所用特种燃磷设备材料及制作成本较高，不适合在大范围特别是磷化工中小企业推广，对于自身蒸汽用量不大且无法外销蒸汽的企业来讲，更无推广价值，且该特种燃磷设备相当于一台高压锅炉，安全隐患较大，安检费用较高。

无水磷酸钠(钾)盐包括磷酸一钠、二钠、三钠；磷酸二钾、三钾等，聚合磷酸盐包括三聚磷酸钾、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、酸式焦磷酸钠、焦磷酸钾等。其生产过程中脱水或聚合所用热源大多数企业基本上使用天然气、黄磷尾气、煤炭、重油等，既浪费大量能源，又排放大量二氧化碳，根本不符合低碳经济和可持续发展要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有磷酸盐生产存在的上述问题，提供一种热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器，本实用新型消除了磷酸及磷酸盐各产品生产过程中对天然气、煤炭、重油等不可再生资源的使用和浪费，且不排放大量二氧化碳，大幅度地降低了生产运行成本，可最大限度的利用黄磷燃烧所产生的高额热能。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器，其特征在于：包括在燃磷炉内设置的多根换热管，换热管两端分别穿过炉壁，多根换热管的一端并联到进气箱，另一端并联到出气箱。

所述换热管横向设置穿过纵向安装的卧式燃磷炉的炉壁。

所述多根换热管在燃磷炉内均匀分布。

所述相邻换热管之间的间距相同。

所述换热管为碳化硅陶瓷管，或者采用性能与碳化硅陶瓷管接近的如氧化锆陶瓷管、石英玻璃管、高硼硅玻璃管等。

所述进气箱上连接有冷风进管，出气箱上连接有热风出管。

采用本实用新型的优点在于：

一、本实用新型包括在燃磷炉内设置的多根换热管，换热管两端分别穿过炉壁，多根换热管的一端并联到进气箱，另一端并联到出气箱，消除了磷酸及磷酸盐各产品生产过程中对天然气、煤炭、重油等不可再生资源的使用和浪费，大幅度地降低了生产运行成本，可最大限度的利用黄磷燃烧所产生的高额热能。

二、本实用新型中，换热管横向设置穿过纵向安装的卧式燃磷炉的炉壁，有利于充分的吸热。

三、本实用新型中，多根换热管在燃磷炉内均匀分布，便于安装，使换热管的数量达到最大值，从而增大热交换面积。

四、本实用新型中，相邻换热管之间的间距相同，在保证充分吸热的前提下，便于五氧化二磷烟气通过。

五、本实用新型中，换热管为碳化硅陶瓷管或者性能与碳化硅陶瓷管接近的如氧化锆陶瓷管、石英玻璃管、高硼硅玻璃管等，具有高强度、耐高温、高硬度、高耐磨、耐腐蚀、抗氧化、耐急冷急热、抗热震性好、导热好和热效率高等特点，解决了上述磷酸盐生产热源设备及设备腐蚀的问题。

六、在黄磷燃烧时，因助燃空气含有少量水份原因，在生成五氧化二磷的同时，亦有少量偏磷酸蒸气生成，烟气温度在1000℃左右，腐蚀性较强，使用其它常用金属和非金属材质均不能达到理想效果，腐蚀较快，造成磷酸产品被污染，而采用本实用新型中的换热管，耐温高达1380℃，因其耐高温、耐腐蚀、抗氧化的特点，既保证了空气加热器的要求，又确保了磷酸产品的质量

七、采用本实用新型后，磷酸生产不再使用大量冷却水，每生产一吨酸节水约60-100吨，同时实现了磷酸自产热量供给自身熔磷和输磷保温要求。

八、采用本实用新型生产磷酸及磷酸盐，与当前普遍使用的生产工艺相比，因其不使用天然气、煤炭、重油等燃料，各产品生产成本大幅度降低，经济效益巨大，且无大量二氧化碳气体排出，属于环保及低碳经济型，符合国家产业政策及可持续发展战略。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

图2为图1的C-C剖面结构示意图

图中标记为：1、炉壁，2、换热管，3、进气箱，4、出气箱，5、冷风进管，6、热风出管。

具体实施方式

一种热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器，包括在燃磷炉内设置的多根换热管2，换热管2两端分别穿过炉壁1，换热管2横跨燃磷炉，多根换热管2的一端并联到进气箱3，另一端并联到出气箱4。

本实用新型中，换热管2横向设置穿过纵向卧式安装的燃磷炉的炉壁1。并且，多根换热管2在燃磷炉内均匀分布，相邻换热管2之间的间距相同。换热管2采用碳化硅陶瓷管，或者采用性能与碳化硅陶瓷管接近的如氧化锆陶瓷管、石英玻璃管、高硼硅玻璃管等。在进气箱3上连接有冷风进管5，出气箱4上连接有热风出管6。

以下以陶瓷管为例对本实用新型作展开说明：

利用传统的热法磷酸两步法生产工艺即燃烧水合分开流程，在原有的燃磷炉内安装陶瓷管，横向安装多根但有间距便于五氧化二磷烟气通过，每根管道横跨炉膛穿过炉壁，在炉壳外并联进出，相当于一个多管换热器。进出燃磷炉以后的并联管道可选择锅炉钢材质。磷酸正常生产时，燃磷炉内五氧化二磷烟气温度＞900℃。用高压离心风机从进口端输入自然空气，鼓风机出口(尚未进入换热器)可并联冷激风管以备用。

首先将鼓出加热空气用于上述无水磷酸盐生产作热源。热空气温度高于脱水所需工艺要求温度250-350℃时(各产品脱水工艺对温度要求不一)，用尚未进入换热器的自然空气冷激调节降温；热风温度不够时，调节减少鼓风机进风量或降低产量。

然后在陶瓷管并联出口端安装一支管，使加热空气进入聚合机内筒或夹套作聚合热源，各产品聚合工艺对温度要求不一，总范围为240-400℃之间。温度及风量调节与生产无水磷酸盐相同。

最后在陶瓷管并联出口端安装一支管，接入熔磷及司磷设备夹套，作熔磷和保温用，温度要求50-70℃。

上述鼓风机的进气量可根据产品产量及磷酸生产中在尽量不使用冷却水的情况下循环酸的温度来确定，即通过调产品产量及鼓风机进气量，在确保循环酸温≥65℃的情况下，可将燃磷放热尽最大限度加以利用。具体如何确定本领域技术人员根据上述描述都能直接得出。

显然，本领域的普通技术人员根据所掌握的技术知识和惯用手段，根据以上所述内容，还可以作出不脱离本实用新型基本技术方案的多种形式，这些形式上的变换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器，其特征在于：包括在燃磷炉内设置的多根换热管(2)，换热管(2)两端分别穿过炉壁(1)，多根换热管(2)的一端并联到进气箱(3)，另一端并联到出气箱(4)。

2.根据权利要求1所述的热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器，其特征在于：所述换热管(2)横向设置穿过纵向安装的卧式燃磷炉的炉壁(1)。

3.根据权利要求1或2所述的热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器，其特征在于：所述多根换热管(2)在燃磷炉内均匀分布。

4.根据权利要求1或2所述的热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器，其特征在于：所述相邻换热管(2)之间的间距相同。

5.根据权利要求1或2所述的热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器，其特征在于：所述换热管(2)为碳化硅陶瓷管、氧化锆陶瓷管、石英玻璃管或高硼硅玻璃管。

6.根据权利要求1或2所述的热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式换热器，其特征在于：所述进气箱(3)上连接有冷风进管(5)，出气箱(4)上连接有热风出管(6)。

Images