CN207391002U - 一种黄磷燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种黄磷燃烧装置，用于燃烧液态黄磷，包括燃烧塔及与所述燃烧塔相连的溶磷装置，所述燃烧塔包括燃烧筒、位于所述燃烧筒的外围两侧的两根补水管，以及位于所述燃烧筒的正上方的汽包；所述溶磷装置包括蒸汽箱、位于所述蒸汽箱的中部的溶磷槽，以及两根上端分别与所述溶磷槽的顶端两侧相连通的导磷管，每一所述导磷管的底端分别插入所述燃烧筒的上端两侧中，所述蒸汽箱的外围两侧分别设有第二导气管，所述汽包的上端中部设有进水口，所述蒸汽箱的底部两侧分别设有第一导水管和第二导水管，所述第二导水管与所述进水口相连通。本实用新型结构设计合理，通过水循环和蒸汽循环，节约了煤资源和水资源，具有明显的经济效率。

Description

一种黄磷燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及黄磷加工应用技术领域，特别是涉及一种黄磷燃烧装置。

背景技术

磷化工业包括基础磷化工和精细磷化工两大产业，其中基础磷化工是指利用化学反应生产含磷基础化学品(即磷酸)的工业，按照制取磷酸的工艺不同，可以制得的磷酸分为湿法酸、热法酸和窖法酸，其中热法酸是黄磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，再经水合吸收制成磷酸的过程。

在现有的热法磷酸生产技术中，由于黄磷燃烧的热量没有得到有效的回收与利用，因此相当一部分的热量散失在周围环境中，造成对环境的热污染，同时燃烧塔中的换热装置中的冷却水也需要不断添加，造成对水资源的浪费。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种节约能源与水资源的黄磷燃烧装置。

一种黄磷燃烧装置，用于燃烧液态黄磷，所述黄磷燃烧装置包括燃烧塔及与所述燃烧塔相连的溶磷装置，所述燃烧塔包括燃烧筒、位于所述燃烧筒的外围两侧的两根补水管，以及位于所述燃烧筒的正上方的汽包，两个所述补水管的底端与所述燃烧筒的下端两侧相连，顶端与所述汽包的下端两侧相连，所述汽包通过第一导气管与所述燃烧筒的上端相连；所述溶磷装置包括蒸汽箱、位于所述蒸汽箱的中部的溶磷槽，以及两根上端分别与所述溶磷槽的顶端两侧相连通的导磷管，每一所述导磷管的底端分别插入所述燃烧筒的上端两侧中，所述蒸汽箱的外围两侧分别设有第二导气管，所述第二导气管与所述汽包的上端两侧设有的导气口相连通，所述汽包的上端中部设有进水口，所述蒸汽箱的底部两侧分别设有第一导水管，两个所述第一导水管的底端相连通，且向下延伸形成第二导水管，所述第二导水管与所述进水口相连通。

相较于现有技术，本实用新型结构设计合理，通过导磷管、导水管及导气管将所述燃烧塔和所述溶磷装置相连接，各个导管分工明确：所述导磷管将在所述溶磷槽中液化的黄磷导入所述燃烧筒中燃烧；所述导水管将在所述蒸汽箱中液化的水蒸气导入所述汽包中，以用于循环补水；所述导气管将在所述换热管内气化的液态水导入所述蒸汽箱中，以利用多余的热能将溶磷槽中的固态黄磷液化。通过水循环和蒸汽循环，不仅有效提高了黄磷液化中热能的综合利用率，同时减少了工艺中对水的消耗，节约了煤资源和水资源，节能环保，提高了工作效率，节约了能源，降低了生产成本，具有经济效率明显的特点，而且由于减少了对环境的热污染，还具有良好的社会效益。

进一步地，所述燃烧筒的内壁的上下两端分别设有上集管和下集管，所述上集管和所述下集管呈环状，且所述上集管和所述下集管与所述燃烧筒的内壁贴合且互相平行，两个所述补水管的底端分别与所述下集管的两端相连通。

进一步地，所述燃烧筒的内壁侧面环向均匀设有若干根换热管，所述换热管的上端与所述上集管相连通，所述换热管的下端与所述下集管相连通。

进一步地，每一所述换热管之间通过一与所述换热管的长度相同的换热翅片相连接，所述换热翅片用于强化换热功效，所述换热管与所述换热翅片构成中空的燃烧腔。

进一步地，每一所述导磷管的中部设有传气泵，所述溶磷槽中的液态黄磷通过所述传气泵流入所述燃烧筒中。

进一步地，所述溶磷槽通过分别位于所述溶磷槽的顶端和底端的两根连接杆与所述蒸汽箱的顶端和底端相连，所述连接杆用于固定所述溶磷槽。

进一步地，所述燃烧筒的底端设有支撑架，所述支撑架呈三角形，用于支撑所述燃烧筒。

进一步地，所述燃烧箱的内壁涂有一层等离子体陶瓷涂层。

进一步地，所述蒸汽箱的内壁采用隔热性强的金属材料制成。

进一步地，所述溶磷槽的外壳采用导热性强，且耐热性好的金属材料制成。

附图说明

图1为本实用新型中一实施例的结构示意图。

主要元件符号说明：

黄磷燃烧装置	100	燃烧筒	11
				换热管	111	换热翅片	112
上集管	113	下集管	114
				第一导气管	115	补水管	12
汽包	13	导气口	131
				进水口	132	支撑架	14
蒸汽箱	15	溶磷槽	151
				连接杆	152	导磷管	16
传气泵	160	第二导气管	17
				第一导水管	18	第二导水管	19

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实用新型一实施例中提供的一种黄磷燃烧装置100，用于燃烧液态黄磷，所述黄磷燃烧装置100包括燃烧塔及与所述燃烧塔相连的溶磷装置，所述燃烧塔包括燃烧筒11、位于所述燃烧筒11的外围两侧的两根补水管 12，以及位于所述燃烧筒11的正上方的汽包13，两个所述补水管12的底端与所述燃烧筒11的下端两侧相连，顶端与所述汽包13的下端两侧相连，所述汽包13通过第一导气管115与所述燃烧筒11的上端相连；所述溶磷装置包括蒸汽箱15、位于所述蒸汽箱15的中部的溶磷槽151，以及两根上端分别与所述溶磷槽151的顶端两侧相连通的导磷管16，每一所述导磷管16的底端分别插入所述燃烧筒11的上端两侧中，所述蒸汽箱15的外围两侧分别设有第二导气管17，所述第二导气管17与所述汽包13的上端两侧设有的导气口131相连通，所述汽包13的上端中部设有进水口132，所述蒸汽箱15的底部两侧分别设有第一导水管18，两个所述第一导水管18的底端相连通，且向下延伸形成第二导水管 19，所述第二导水管19与所述进水口132相连通。

所述溶磷槽151通过分别位于所述溶磷槽151的顶端和底端的两根连接杆 152与所述蒸汽箱15的顶端和底端相连，所述连接杆152用于固定所述溶磷槽 151。所述燃烧筒11的底端设有支撑架14，所述支撑架14呈三角形，用于支撑所述燃烧筒11。

需要说明的是，在本实施例中，所述黄磷又称白磷，是白色或浅黄色半透明性固体，质软，冷时性脆，见光色变深，暴露在空气中时，在暗处产生绿色磷光和白烟；在湿空气中约40℃着火，在干燥空气中则稍高，黄磷很多用途，在工业上用黄磷制备高纯度的磷酸。所述溶磷槽151是将固态的黄磷通过所述蒸汽箱15中高温蒸汽的作用溶化成液态黄磷的溶磷场所。

所述燃烧筒11的内壁的上下两端分别设有上集管113和下集管114，所述上集管113和所述下集管114呈环状，且所述上集管113和所述下集管114与所述燃烧筒11的内壁贴合且互相平行，两个所述补水管12的底端分别与所述下集管114的两端相连通。

所述燃烧筒11的内壁侧面环向均匀设有若干根换热管111，所述换热管111 的上端与所述上集管113相连通，所述换热管111的下端与所述下集管114相连通。每一所述换热管111之间通过一与所述换热管111的长度相同的换热翅片 112相连接，所述换热翅片112用于强化换热功效，所述换热管111与所述换热翅片112构成中空的燃烧腔。

需要说明的是，所述换热管111是换热器的元件之一，置于筒体之内，用于两介质之间热量的交换。其具有很高的导热性和良好的等温性。它是一种能快速将热能从一点传至另一点的装置，而且几乎没有热损耗，因此它被称作传热超导体，其导热系数为铜的数千倍。

需要说明的是，在本实施例中，液态黄磷在所述燃烧筒11中自然后产生巨大的高温，高温的磷蒸汽及其聚合物对燃烧塔、换热管111等生产设备具有极强的腐蚀性与破坏性，为了防止这种腐蚀与破坏，使用冷却水使燃烧塔和换热器壁面的温度控制在较低温度，所述冷却水由所述补水管12通过所述下集管114 输入所述换热管111中，换热管111中的冷却水吸收黄磷燃烧产生的热能，冷却水由于高温作用变成体积大了很多倍的水蒸气，所述补水管12中的冷却水由于密度远远大于内有水蒸气的换热管111中的混合态的水，由于所述补水管12中的水与所述换热管111中的水形成了密度差，因此补水管12的水经过所述下集箱流入所述换热管111中，而所述换热管111中的水蒸气顺势向上流入所述汽包 13中，并通过设于所述汽包13的上方的所述导气管导入所述蒸汽箱15中，在蒸汽箱15中的高温水蒸气包围所述溶磷槽151，并达到加热溶磷槽151并促进固态黄磷加热成液态黄磷的效果。

所述燃烧筒11的内壁涂有等离子体陶瓷涂层，所述蒸汽箱15的内壁采用隔热性强的金属材料制成。所述溶磷槽151的外壳采用导热性强，且耐热性好的金属材料制成。

需要说明的是，本实施例中，进入所述蒸汽箱15的高温水蒸气能够作为热能加热所述溶磷槽151中的固态黄磷，又由于所述蒸汽箱15的内壁采用隔热性强的金属材料制成；所述溶磷槽151的外壳采用导热性强，且耐热性好的金属材料制成，则隔热性强的所述蒸汽箱15的外壳使所述水蒸气的热能不会因为所述蒸汽箱15外壳的导热性而散失，且导热性好的所述溶磷槽151使大部分高温水蒸气的热能传导至所述溶磷槽151中的固态黄磷中；且所述水蒸气遇到所述蒸汽箱15的内壁和所述溶磷槽151的外壳会预冷液化形成液态水，液态水因重力作用流至所述蒸汽箱15的底部，并且随着所述第一导水管18和所述第二导水管19流至所述汽包13中，所述汽包13中的水可流至所述补水管12和所述第一导气管115，以达到补水的效果。所述汽包13即可容纳多余的水和水蒸气，亦可在所述换热管111和所述补水管12缺水时补水。

所述燃烧箱的内壁涂有一层等离子体陶瓷涂层。所述等离子体陶瓷喷涂技术是以高温、等速的等离子射流来加速陶瓷材料，使其在金属表面形成一层耐腐蚀的等离子陶瓷层，从而将磷腐蚀介质与所述燃烧塔金属壁面隔开，避免高温腐蚀作用，这样，就可以允许换热管111的壁面温蒂达到200-500℃，换热管 111内的水吸收黄磷燃烧的热量可产生高温高压蒸汽，余热回收效率可高达60％以上。由于回收余热的品味较高，为余热回收并产生高温水蒸气提供了必要的条件与技术保障。由于本实用新型采用了等离子喷涂防腐技术，因此在黄磷燃烧的工艺过程中可以使用普通空气，工艺中不需要干燥空气及其相应的干燥设备，此外所述燃烧筒11和所述换热管111的材质可使用普通锅炉钢，降低了设备投资及生产成本。

具体使用时，本实施例中，将固态黄磷投入所述溶磷槽151中，在所述蒸汽箱15的高温蒸汽作用下，使固态黄磷在所述溶磷槽151中溶化称为液态黄磷，液态黄磷在所述溶磷槽151中通过所述传气泵160的作用下经过所述导磷管16 流入所述燃烧筒11中；

液态黄磷在所述燃烧筒11中自然后产生巨大的高温，高温的磷蒸汽及其聚合物对燃烧塔、换热管111等生产设备具有极强的腐蚀性与破坏性，为了防止这种腐蚀与破坏，使用冷却水使燃烧塔和换热器壁面的温度控制在较低温度，所述冷却水由所述补水管12通过所述下集管114输入所述换热管111中，换热管111中的冷却水吸收黄磷燃烧产生的热能；

冷却水由于高温作用变成体积大了很多倍的水蒸气，所述补水管12中的冷却水由于密度远远大于内有水蒸气的换热管111中的混合态的水，由于所述补水管1212中的水与所述换热管111中的水形成了密度差，因此补水管12中的水经过所述下集箱流入所述换热管111中，而所述换热管111中的水蒸气顺势向上流入所述汽包13中，并通过设于所述汽包13上方的所述导气管导入所述蒸汽箱15中，在蒸汽箱15中的高温水蒸气包围所述溶磷槽151，并达到加热溶磷槽151促进固态黄磷加热成液态黄磷的效果；

所述水蒸气遇到所述蒸汽箱15的内壁和所述溶磷槽151的外壳会预冷液化形成液态水，液态水因重力作用流至所述蒸汽箱15的底部，并且随着所述第一导水管18和所述第二导水管19流至所述汽包13中，所述汽包13中的水可流至所述补水管12和所述第一导气管115，以达到补水的效果。所述汽包13即可容纳多余的水和水蒸气，亦可在所述换热管111和所述补水管12缺水时补水。

综上，本实用新型结构设计合理，通过导磷管16、导水管及导气管将所述燃烧塔和所述溶磷装置相连接，各个导管分工明确：所述导磷管16将在所述溶磷槽151中液化的黄磷导入所述燃烧筒11中燃烧；所述导水管将在所述蒸汽箱 15中液化的水蒸气导入所述汽包13中，以用于循环补水；所述导气管将在所述换热管111内气化的液态水导入所述蒸汽箱15中，以利用多余的热能将溶磷槽 151中的固态黄磷液化。通过水循环和蒸汽循环，不仅有效提高了黄磷液化中热能的综合利用率，同时减少了工艺中对水的消耗，节约了煤资源和水资源，节能环保，提高了工作效率，节约了能源，降低了生产成本，具有经济效率明显的特点，而且由于减少了对环境的热污染，还具有良好的社会效益。

上述实施例描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种黄磷燃烧装置，用于燃烧液态黄磷，其特征在于：所述黄磷燃烧装置包括燃烧塔及与所述燃烧塔相连的溶磷装置，所述燃烧塔包括燃烧筒、位于所述燃烧筒的外围两侧的两根补水管，以及位于所述燃烧筒的正上方的汽包，两个所述补水管的底端与所述燃烧筒的下端两侧相连，顶端与所述汽包的下端两侧相连，所述汽包通过第一导气管与所述燃烧筒的上端相连；所述溶磷装置包括蒸汽箱、位于所述蒸汽箱的中部的溶磷槽，以及两根上端分别与所述溶磷槽的顶端两侧相连通的导磷管，每一所述导磷管的底端分别插入所述燃烧筒的上端两侧中，所述蒸汽箱的外围两侧分别设有第二导气管，所述第二导气管与所述汽包的上端两侧设有的导气口相连通，所述汽包的上端中部设有进水口，所述蒸汽箱的底部两侧分别设有第一导水管，两个所述第一导水管的底端相连通，且向下延伸形成第二导水管，所述第二导水管与所述进水口相连通。

2.根据权利要求1所述的黄磷燃烧装置，其特征在于：所述燃烧筒的内壁的上下两端分别设有上集管和下集管，所述上集管和所述下集管呈环状，且所述上集管和所述下集管与所述燃烧筒的内壁贴合且互相平行，两个所述补水管的底端分别与所述下集管的两端相连通。

3.根据权利要求2所述的黄磷燃烧装置，其特征在于：所述燃烧筒的内壁侧面环向均匀设有若干根换热管，所述换热管的上端与所述上集管相连通，所述换热管的下端与所述下集管相连通。

4.根据权利要求3所述的黄磷燃烧装置，其特征在于：每一所述换热管之间通过一与所述换热管的长度相同的换热翅片相连接，所述换热翅片用于强化换热功效，所述换热管与所述换热翅片构成中空的燃烧腔。

5.根据权利要求1所述的黄磷燃烧装置，其特征在于：每一所述导磷管的中部设有传气泵，所述溶磷槽中的液态黄磷通过所述传气泵流入所述燃烧筒中。

6.根据权利要求1所述的黄磷燃烧装置，其特征在于：所述溶磷槽通过分别位于所述溶磷槽的顶端和底端的两根连接杆与所述蒸汽箱的顶端和底端相连，所述连接杆用于固定所述溶磷槽。

7.根据权利要求1所述的黄磷燃烧装置，其特征在于：所述燃烧筒的底端设有支撑架，所述支撑架呈三角形，用于支撑所述燃烧筒。

8.根据权利要求1所述的黄磷燃烧装置，其特征在于：所述燃烧筒的内壁涂有等离子体陶瓷涂层。

9.根据权利要求1所述的黄磷燃烧装置，其特征在于：所述蒸汽箱的内壁采用隔热性强的金属材料制成。

10.根据权利要求1所述的黄磷燃烧装置，其特征在于：所述溶磷槽的外壳采用导热性强，且耐热性好的金属材料制成。