一種燃黃磷專用鍋爐制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種燃黃磷專用鍋爐，涉及黃磷燃燒熱能的回收和利用領(lǐng)域。它包括鍋爐本體和鍋筒，鍋爐本體前端設(shè)有燃燒機(jī)，后端設(shè)有煙氣連接通道；鍋筒設(shè)于鍋爐本體頂部，鍋筒頂部設(shè)有多個(gè)汽閥，鍋筒下端從前至后依次設(shè)有膜式壁爐膛、對流段和過熱段，膜式壁爐膛內(nèi)部設(shè)有多束水冷壁管，對流段內(nèi)部設(shè)有多束對流管，過熱段內(nèi)部設(shè)有多束過熱蒸汽管，水冷壁管、對流管和過熱蒸汽管共同組成金屬換熱面，金屬換熱面上涂有耐高溫防腐蝕涂層。本實(shí)用新型專利技術(shù)不僅能夠提高黃磷燃燒熱能的熱效率及利用率，而且耐腐蝕性能較強(qiáng)，能夠延長設(shè)備的使用壽命。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及黃磷燃燒熱能的回收和利用領(lǐng)域，具體涉及一種燃黃磷專用鍋爐。
技術(shù)介紹
黃磷的生產(chǎn)工藝較為簡單，其生產(chǎn)方法 為將磷礦石、硅石和焦碳(白煤)按一定比例和粒度放入電爐里，在1000多攝氏度的高溫下發(fā)生分解、還原反應(yīng)，磷蒸汽與爐塵一起被冷卻、漂洗后得到產(chǎn)品。生產(chǎn)黃磷時(shí)生成的高溫爐渣直接從電爐中排出，生產(chǎn)出的黃磷能夠用于制備磷酸、磷酸酐、和磷酸鹽等產(chǎn)品。現(xiàn)有的生產(chǎn)黃磷以及黃磷下游產(chǎn)品的裝置在生產(chǎn)過程中需要用燃煤鍋爐產(chǎn)蒸汽進(jìn)行保溫、精制或者聚合反應(yīng)，反應(yīng)的同時(shí)消耗了大量的熱能和電能，而黃磷在燃燒反應(yīng)時(shí)會釋放出大量熱能(每噸黃磷燃燒可以產(chǎn)生24335MJ的熱量)?，F(xiàn)有生產(chǎn)黃磷以及黃磷下游產(chǎn)品的裝置不僅沒有利用到黃磷燃燒產(chǎn)生的熱量，造成了能源浪費(fèi)這一極不合理的現(xiàn)象，而且黃磷燃燒后的溫度非常高(大約在2000多攝氏度)，高溫磷蒸汽及其生成的聚合物具有極強(qiáng)的腐蝕性，極易對黃磷生產(chǎn)裝置進(jìn)行腐蝕，存在較大的安全隱患。國內(nèi)專利號01143443. 0中介紹了一種黃磷燃燒熱能回收與利用裝置及其熱法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其中黃磷燃燒熱能回收與利用裝置由一汽包和具有熱能回收的燃燒塔組成，燃燒塔內(nèi)布置多束換熱管以組成環(huán)行模式換熱器。環(huán)行模式換熱器用于吸收黃磷燃燒后煙氣的余熱，并產(chǎn)生壓力為0. 5MPa I. OMPa的低壓飽和蒸汽，其熱效率為50% 60%。但是黃磷燃燒后釋放的熱能大量集中在高溫段，而燃燒塔內(nèi)的換熱布置結(jié)構(gòu)無法有效吸收爐內(nèi)高溫段的燃燒熱量，該結(jié)構(gòu)主要是利用黃磷燃燒后煙氣中的余熱，屬于中低溫段熱能利用。因此，黃磷燃燒后熱能的利用率較低，其熱效率通常小于60% ;黃磷燃燒產(chǎn)生的低壓蒸汽在企業(yè)蒸汽富裕情況下，由于壓力和蒸汽溫度較低，不能有效帶動汽輪機(jī)做功發(fā)電，低壓蒸汽只能白白排放浪費(fèi)，使得黃磷熱能利用率較低、應(yīng)用層面較窄。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本技術(shù)的目的在于提供一種燃黃磷專用鍋爐，它不僅能夠提高黃磷燃燒熱能的熱效率及利用率，而且耐腐蝕性能較強(qiáng)，能夠延長設(shè)備的使用壽命。為達(dá)到以上目的，本技術(shù)采取的技術(shù)方案是一種燃黃磷專用鍋爐，包括鍋爐本體和鍋筒，所述鍋爐本體前端設(shè)有燃燒機(jī)，后端設(shè)有煙氣連接通道；所述鍋筒設(shè)于鍋爐本體頂部，所述鍋筒頂部設(shè)有多個(gè)汽閥，所述鍋筒下端從前至后依次設(shè)有膜式壁爐膛、對流段和過熱段，所述膜式壁爐膛內(nèi)設(shè)有多束水冷壁管，所述對流段內(nèi)設(shè)有多束對流管，所述過熱段內(nèi)設(shè)有多束過熱蒸汽管，所述水冷壁管、對流管和過熱蒸汽管共同組成金屬換熱面，所述金屬換熱面上涂有耐高溫防腐蝕涂層。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述膜式壁爐膛位于鍋爐本體靠近燃燒機(jī)的一側(cè)，所述對流段位于鍋爐本體中間，所述過熱段位于鍋爐本體靠近煙氣連接通道的一側(cè)，所述膜式壁爐膛、對流段和過熱段的兩側(cè)均設(shè)有爐墻。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述鍋筒與其下部兩側(cè)的水冷壁管形成A型結(jié)構(gòu)，且所述每側(cè)的水冷壁管均部分嵌入該側(cè)爐墻內(nèi)部。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述對流管設(shè)于對流段兩側(cè)的爐墻之間，所述對流管的換熱面不與爐墻接觸。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述過熱蒸汽管設(shè)于過熱段兩側(cè)的爐墻之間，所述過熱蒸汽管的換熱面不與爐墻接觸。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述耐高溫防腐蝕涂層為具有耐高溫氧化物和磷酸聚合物的等離子涂層。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述多個(gè)汽閥包括一個(gè)主汽閥和多個(gè)安全閥。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述煙氣連接通道與一個(gè)重力防爆門連接。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述煙氣連接通道的排煙溫度為600°C _900°C。本技術(shù)的有益效果在于I.本技術(shù)充分利用黃磷燃燒高溫段的熱量以及中低溫?zé)崮?，燃黃磷專用鍋爐吸熱后對水加熱產(chǎn)生高溫高壓的過熱蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽不但滿足了黃磷生產(chǎn)崗位蒸汽需求，而且還可用于化工生產(chǎn)或者帶動蒸汽輪機(jī)發(fā)電，提高了黃磷燃燒熱能的熱效率及利用率，降低了企業(yè)能耗。2.本技術(shù)對黃磷燃燒吸熱后，不會給利用黃磷進(jìn)行生產(chǎn)加工的后續(xù)工藝段造成影響，增大熱能復(fù)合利用率。3.本技術(shù)鍋爐本體采用膜式壁密封，膜式壁爐膛結(jié)構(gòu)有利于保護(hù)爐墻，減輕爐墻的厚度與重量，同時(shí)減少爐墻漏風(fēng)，提高熱效率。4.本實(shí)用型新型的水冷壁管、對流管和過熱蒸汽管組成的金屬換熱面，不同部位金屬換熱面所用的金屬材料不同，金屬換熱面上涂有耐高溫防腐蝕涂層，耐腐蝕性較強(qiáng)，延長了黃磷專用鍋爐的使用壽命。5.本技術(shù)采用全水管A形結(jié)構(gòu)，有利于燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^，避免出現(xiàn)煙氣死角，減少了煙氣阻力，提高了燃燒煙氣的穿透力，減輕了材料腐蝕，延長了鍋爐的使用壽命。附圖說明圖I為本技術(shù)實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)設(shè)有燃燒機(jī)一側(cè)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中鍋爐本體-0，膜式壁爐膛-1，燃燒機(jī)-2，煙氣連接通道-3，鍋筒_4，汽閥-5，主汽閥-51，安全閥-52，水冷壁管-6，對流管_7，過熱蒸汽管-8，重力防爆門-9，爐墻-10，對流段-11，過熱段-12,集箱-13。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本技術(shù)的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖I、圖2所示，本技術(shù)實(shí)施例中的燃黃磷專用鍋爐包括鍋爐本體0、安裝于鍋爐本體O前端的燃燒機(jī)2和連接于鍋爐本體O后端的煙氣連接通道3，煙氣連接通道3還與一個(gè)重力防爆門9連接。鍋爐本體O頂部設(shè)有鍋筒4，鍋筒4的頂部具有多個(gè)汽閥5，其中包括一個(gè)主汽閥51和多個(gè)安全閥52等其他閥門。鍋筒4下端從前至后依次設(shè)有膜式壁爐膛1，對流段11和過熱段12。膜式壁爐膛I內(nèi)部設(shè)有多束水冷壁管6，對流段11內(nèi)部設(shè)有多束對流管7，過熱段12內(nèi)部設(shè)有多束過熱蒸汽管8。水冷壁管6、對流管7、過熱蒸汽管13共同組成金屬換熱面，金屬換熱面不同部位采用的金屬材料不同，其外表面涂有耐高溫防腐蝕涂層。本實(shí)施例中的耐高溫防腐蝕涂層為具有耐高溫氧化物和磷酸聚合物的等離子涂層。膜式壁爐膛I位于鍋爐本體0靠近燃燒機(jī)2的一側(cè)，對流段11位于鍋爐本體0中部，過熱段12位于鍋爐本體0靠近煙氣連接通道3的一側(cè)，膜式壁爐膛I、對流段11和過熱段12的兩側(cè)均設(shè)有爐墻10。鍋筒4與其下部兩側(cè)的水冷壁管6形成A型結(jié)構(gòu)，每側(cè)的水冷壁管6均部分嵌入該側(cè)爐墻10內(nèi)部，且每一側(cè)的水冷壁管6共同連接一個(gè)集箱8。對流管7設(shè)于對流段11兩側(cè)的爐墻10之間，對流管7的換熱面不與爐墻10接觸，對流管7直接與鍋爐燃燒后產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行沖刷換熱。過熱蒸汽管8設(shè)于過熱段12兩側(cè)的爐墻10之間，過熱蒸汽管8的換熱面不與爐墻10接觸，過熱蒸汽管8直接與鍋爐燃燒后產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行沖刷換熱，提高了蒸汽溫度并對管內(nèi)的蒸汽進(jìn)行過熱。本技術(shù)的工作過程如下黃磷通過燃燒機(jī)2噴入膜式壁爐膛I內(nèi)部，并在膜式壁爐膛I內(nèi)燃燒。鍋爐本體0中的金屬換熱面以輻射傳熱、對流傳熱、傳導(dǎo)傳熱等換熱方式對黃磷吸熱后，通過吸收的熱能將水介質(zhì)加熱轉(zhuǎn)化為蒸汽，蒸汽再通過主汽閥51輸出，產(chǎn)生的蒸汽可利用于化工生產(chǎn)或者帶動蒸汽輪機(jī)發(fā)電。換熱后的煙氣經(jīng)過煙氣連接通道3，進(jìn)入下一步工藝段，鍋筒4頂部的主汽閥51和多個(gè)安全閥52，分別完成鍋筒4內(nèi)蒸汽的輸送與排放功能，燃燒機(jī)2通過調(diào)節(jié)黃磷與空氣的進(jìn)氣量控制膜式壁爐膛I內(nèi)部的溫度。為了保證黃磷燃燒后熱能的充分利用和滿足下一步工藝段的指標(biāo)要求，本實(shí)施例中的煙氣連接通道3在進(jìn)入下一步工藝段前的排煙溫度為600°C 900°C。本實(shí)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種燃黃磷專用鍋爐，包括鍋爐本體(O)和鍋筒(4)，所述鍋爐本體(0)前端設(shè)有燃燒機(jī)(2)，后端設(shè)有煙氣連接通道(3);所述鍋筒(4)設(shè)于鍋爐本體(0)頂部，所述鍋筒(4)頂部設(shè)有多個(gè)汽閥(5)，其特征在于所述鍋筒(4)下端從前至后依次設(shè)有膜式壁爐膛(I)、對流段(11)和過熱段(12)，所述膜式壁爐膛(I)內(nèi)部設(shè)有多束水冷壁管￠)，所述對流段(11)內(nèi)部設(shè)有多束對流管(7)，所述過熱段(12)內(nèi)部設(shè)有多束過熱蒸汽管(8)，所述水冷壁管(6)、對流管(11)和過熱蒸汽管(8)共同組成金屬換熱面，所述金屬換熱面上涂有耐高溫防腐蝕涂層。2.如權(quán)利要求I所述的燃黃磷專用鍋爐，其特征在于所述膜式壁爐膛(I)位于鍋爐本體(0)靠近燃燒機(jī)(2)的一側(cè)，所述對流段(11)位于鍋爐本體(0)中部，所述過熱段(12)位于鍋爐本體(0)靠近煙氣連接通道(3)的一側(cè)，所述膜式壁爐膛(I)、對流段(11)和過熱段(12)的兩側(cè)均設(shè)有爐墻(10)。3.如權(quán)利要求2所述的燃黃磷專用...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杜強(qiáng)，
申請(專利權(quán))人：武漢東晟捷能科技有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：