專利名稱：熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的裝置，尤其涉及一種熱 法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器。
背景技術：
現有技術中，熱法磷酸生產過程中，磷燃燒產生大量熱量，現有生產工藝是將這些 熱量以大量循環冷卻水或循環酸帶走，以避免生產介質對設備內壁的高溫腐蝕，循環冷卻 水和循環酸帶走熱量又不能再次利用，能量被白白浪費。目前，個別生產廠家采用清華大學 和云南化工研究院專利技術，利用特種燃磷設備，吸收燃磷熱量產生飽和蒸汽進行熱量回 收，具有一定經濟效益。但該技術所用特種燃磷設備材料及制作成本較高，不適合在大范圍 特別是磷化工中小企業推廣，對于自身蒸汽用量不大且無法外銷蒸汽的企業來講，更無推 廣價值，且該特種燃磷設備相當于一臺高壓鍋爐，安全隱患較大，安檢費用較高。無水磷酸鈉(鉀)鹽包括磷酸一鈉、二鈉、三鈉；磷酸二鉀、三鉀等，聚合磷酸鹽包 括三聚磷酸鉀、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、酸式焦磷酸鈉、焦磷酸鉀等。其生產過程中脫水或聚 合所用熱源大多數企業基本上使用天然氣、黃磷尾氣、煤炭、重油等，既浪費大量能源，又排 放大量二氧化碳，根本不符合低碳經濟和可持續發展要求。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有磷酸鹽生產存在的上述問題，提供一種熱法磷酸 裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器，本實用新型消除了磷酸及磷酸鹽各產品生產過程中對 天然氣、煤炭、重油等不可再生資源的使用和浪費，且不排放大量二氧化碳，大幅度地降低 了生產運行成本，可最大限度的利用黃磷燃燒所產生的高額熱能。為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下一種熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器，其特征在于包括在燃磷爐內 設置的多根換熱管，換熱管兩端分別穿過爐壁，多根換熱管的一端并聯到進氣箱，另一端并 聯到出氣箱。所述換熱管橫向設置穿過縱向安裝的臥式燃磷爐的爐壁。所述多根換熱管在燃磷爐內均勻分布。所述相鄰換熱管之間的間距相同。所述換熱管為碳化硅陶瓷管，或者采用性能與碳化硅陶瓷管接近的如氧化鋯陶瓷 管、石英玻璃管、高硼硅玻璃管等。所述進氣箱上連接有冷風進管，出氣箱上連接有熱風出管。采用本實用新型的優點在于一、本實用新型包括在燃磷爐內設置的多根換熱管，換熱管兩端分別穿過爐壁，多 根換熱管的一端并聯到進氣箱，另一端并聯到出氣箱，消除了磷酸及磷酸鹽各產品生產過 程中對天然氣、煤炭、重油等不可再生資源的使用和浪費，大幅度地降低了生產運行成本，
3可最大限度的利用黃磷燃燒所產生的高額熱能。二、本實用新型中，換熱管橫向設置穿過縱向安裝的臥式燃磷爐的爐壁，有利于充 分的吸熱。三、本實用新型中，多根換熱管在燃磷爐內均勻分布，便于安裝，使換熱管的數量 達到最大值，從而增大熱交換面積。四、本實用新型中，相鄰換熱管之間的間距相同，在保證充分吸熱的前提下，便于 五氧化二磷煙氣通過。五、本實用新型中，換熱管為碳化硅陶瓷管或者性能與碳化硅陶瓷管接近的如氧 化鋯陶瓷管、石英玻璃管、高硼硅玻璃管等，具有高強度、耐高溫、高硬度、高耐磨、耐腐蝕、 抗氧化、耐急冷急熱、抗熱震性好、導熱好和熱效率高等特點，解決了上述磷酸鹽生產熱源 設備及設備腐蝕的問題。六、在黃磷燃燒時，因助燃空氣含有少量水份原因，在生成五氧化二磷的同時，亦 有少量偏磷酸蒸氣生成，煙氣溫度在ioocrc左右，腐蝕性較強，使用其它常用金屬和非金 屬材質均不能達到理想效果，腐蝕較快，造成磷酸產品被污染，而采用本實用新型中的換熱 管，耐溫高達1380°c，因其耐高溫、耐腐蝕、抗氧化的特點，既保證了空氣加熱器的要求，又 確保了磷酸產品的質量七、采用本實用新型后，磷酸生產不再使用大量冷卻水，每生產一噸酸節水約 60-100噸，同時實現了磷酸自產熱量供給自身熔磷和輸磷保溫要求。八、采用本實用新型生產磷酸及磷酸鹽，與當前普遍使用的生產工藝相比，因其不 使用天然氣、煤炭、重油等燃料，各產品生產成本大幅度降低，經濟效益巨大，且無大量二氧 化碳氣體排出，屬于環保及低碳經濟型，符合國家產業政策及可持續發展戰略。
圖1為本實用新型結構示意圖圖2為圖1的C-C剖面結構示意圖圖中標記為1、爐壁，2、換熱管，3、進氣箱，4、出氣箱，5、冷風進管，6、熱風出管。
具體實施方式
一種熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器，包括在燃磷爐內設置的多根換 熱管2，換熱管2兩端分別穿過爐壁1，換熱管2橫跨燃磷爐，多根換熱管2的一端并聯到進 氣箱3，另一端并聯到出氣箱4。本實用新型中，換熱管2橫向設置穿過縱向臥式安裝的燃磷爐的爐壁1。并且，多 根換熱管2在燃磷爐內均勻分布，相鄰換熱管2之間的間距相同。換熱管2采用碳化硅陶瓷 管，或者采用性能與碳化硅陶瓷管接近的如氧化鋯陶瓷管、石英玻璃管、高硼硅玻璃管等。 在進氣箱3上連接有冷風進管5，出氣箱4上連接有熱風出管6。以下以陶瓷管為例對本實用新型作展開說明利用傳統的熱法磷酸兩步法生產工藝即燃燒水合分開流程，在原有的燃磷爐內安 裝陶瓷管，橫向安裝多根但有間距便于五氧化二磷煙氣通過，每根管道橫跨爐膛穿過爐壁， 在爐殼外并聯進出，相當于一個多管換熱器。進出燃磷爐以后的并聯管道可選擇鍋爐鋼材
4質。磷酸正常生產時，燃磷爐內五氧化二磷煙氣溫度> 900°C。用高壓離心風機從進口端輸 入自然空氣，鼓風機出口(尚未進入換熱器)可并聯冷激風管以備用。首先將鼓出加熱空氣用于上述無水磷酸鹽生產作熱源。熱空氣溫度高于脫水所需 工藝要求溫度250-350°C時(各產品脫水工藝對溫度要求不一)，用尚未進入換熱器的自然 空氣冷激調節降溫；熱風溫度不夠時，調節減少鼓風機進風量或降低產量。然后在陶瓷管并聯出口端安裝一支管，使加熱空氣進入聚合機內筒或夾套作聚合 熱源，各產品聚合工藝對溫度要求不一，總范圍為240-400°C之間。溫度及風量調節與生產 無水磷酸鹽相同。最后在陶瓷管并聯出口端安裝一支管，接入熔磷及司磷設備夾套，作熔磷和保溫 用，溫度要求50-70°C。上述鼓風機的進氣量可根據產品產量及磷酸生產中在盡量不使用冷卻水的情況 下循環酸的溫度來確定，即通過調產品產量及鼓風機進氣量，在確保循環酸溫> 65°C的情 況下，可將燃磷放熱盡最大限度加以利用。具體如何確定本領域技術人員根據上述描述都 能直接得出。顯然，本領域的普通技術人員根據所掌握的技術知識和慣用手段，根據以上所述 內容，還可以作出不脫離本實用新型基本技術方案的多種形式，這些形式上的變換均在本 實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器，其特征在于包括在燃磷爐內設置的多根換熱管(2)，換熱管(2)兩端分別穿過爐壁(1)，多根換熱管(2)的一端并聯到進氣箱(3)，另一端并聯到出氣箱(4)。
2.根據權利要求1所述的熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器，其特征在于 所述換熱管(2)橫向設置穿過縱向安裝的臥式燃磷爐的爐壁(1)。
3.根據權利要求1或2所述的熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器，其特征在 于所述多根換熱管(2)在燃磷爐內均勻分布。
4.根據權利要求1或2所述的熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器，其特征在 于所述相鄰換熱管(2)之間的間距相同。
5.根據權利要求1或2所述的熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器，其特征在 于所述換熱管(2)為碳化硅陶瓷管、氧化鋯陶瓷管、石英玻璃管或高硼硅玻璃管。
6.根據權利要求1或2所述的熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器，其特征在 于所述進氣箱(3)上連接有冷風進管(5)，出氣箱(4)上連接有熱風出管(6)。
專利摘要本實用新型公開了一種熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的管式換熱器，包括在燃磷爐內設置的多根換熱管，換熱管兩端分別穿過爐壁，多根換熱管的一端并聯到進氣箱，另一端并聯到出氣箱。本實用新型消除了磷酸及磷酸鹽各產品生產過程中對天然氣、煤炭、重油等不可再生資源的使用和浪費，大幅度地降低了生產運行成本，可最大限度的利用黃磷燃燒所產生的高額熱能。
文檔編號C01B25/26GK201678451SQ20102016079
公開日2010年12月22日 申請日期2010年4月15日 優先權日2010年4月15日
發明者鄒召貴 申請人:鄒召貴