專利名稱：導熱油吸收黃磷燃燒熱能的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于熱能回收機械技術，涉及一種導熱油吸收黃磷燃燒熱能的裝置。
背景技術：
磷酸和磷酸鹽是化學工業(yè)的重要組成部分。磷酸的生產方法分為熱法磷酸和濕法磷酸兩種。由于熱法磷酸具有產品濃度高、雜質少等優(yōu)點，已被廣泛應用于磷化工企業(yè)。熱法磷酸的生產工藝流程主要工序為黃磷熔融、黃磷燃燒和水化吸收。中國專利 CN201010127125. 2黃磷直接制取食品級高純度磷酸的方法，是液態(tài)磷在磷計量槽一定的水位差條件下，在燃燒塔底部不斷地供磷，液態(tài)磷在空氣供氧的作用下燃燒，燃燒產生的五氧化二磷氣體，借助尾部風機造成負壓10000-15000Pa自塔頂進入主吸收塔。燃燒1噸黃磷將產生M335KJ的熱量，而高溫的磷蒸汽及其聚合物對燃燒塔和換熱器等生產設備具有極強的腐蝕性與破壞性。為了防止這種腐蝕和破壞產生，現(xiàn)有工藝中，此熱量通常都被用大量的稀磷酸或冷卻水帶出，經(jīng)熱交換由冷卻塔或其它酸霧吸收塔回收磷酸和凈化達標排放。經(jīng)檢索，回收黃磷燃燒熱能的方法還有中國專利CN200710049440.6黃磷生產磷酸鹽的一步法工藝及裝置。該發(fā)明將黃磷燃燒所生產的高溫五氧化二磷氣體(1000-1600度)送入余熱鍋爐與水進行熱交換，生成高壓蒸汽，通過蒸汽輸送管道輸送給熔磷槽與外用生活。每燃燒一噸黃磷能產生壓力位 0. 4-0. SMpa的水蒸氣6. 5-7. 0噸，熱能回收與利用效率達到90%，能將五氧化二磷氣體降溫至200-450°C。該發(fā)明雖能降低五氧化二磷氣體的溫度和達到一定的熱利用率，但利用余熱生成高壓蒸汽所增加的設置鍋爐和冷卻水的使用，增大了生產成本。中國專利CN01143443. 0黃磷燃燒熱能回收與利用裝置及熱法磷酸生產系統(tǒng)。該發(fā)明采用膜式水冷壁組成的密封壁燃燒室代替原工藝的水夾套燃燒室。膜式水冷壁為常規(guī)余熱鍋爐的組成部分，作為上升管。鍋爐另布置有鍋筒、下降管、環(huán)形下聯(lián)箱及上聯(lián)箱以及與鍋筒相連的導汽管。采用等離子涂層作為防止腐蝕涂層，從而將磷腐蝕介質與燃燒塔金屬壁面隔開，避免高溫腐蝕作用，從而允許換熱器的壁面溫度達到200-50(TC。其余熱利用的創(chuàng)新點是將回收的部分蒸汽通過蒸汽管道供給自身工藝流程中的熔磷槽使用，產生高品位高溫、高壓蒸汽共生產使用，余熱回收率可達60%以上。該發(fā)明中雖然采用膜式冷水器、等離子涂層，但是仍然用冷卻水作為傳熱介質，由于在100°C時，水蒸氣的導熱系數(shù)為 0. 0237ff/m. °C，而 Mobiltherm605# 導熱油在 100°C 時的導熱系數(shù)為 0. 127W/ (m. "C )，是水蒸氣的5. 35倍?？芍?，水的導熱效果遠遠不及導熱油。另外，用水作為導熱介質，溫度越高， 水蒸氣的飽和蒸汽壓越高，對設備的要求更高。再者由于余熱鍋爐和燃磷設備相連，其相當于一臺高壓鍋爐，安全隱患較大，安檢費用較高。導熱油具有抗熱裂化和化學氧化的性能，傳熱效率好，散熱快，熱穩(wěn)定性很好。目前被廣泛應用在內燃機尾氣回收、煙氣余熱發(fā)電、半導體發(fā)電等領域。磷化工領域未見其利用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的為了克服已有技術中存在的問題，提高熱能的利用率，提高生產過程的安全性，降低黃磷燃燒熱能回收與利用的成本，提供一種導熱油吸收黃磷燃燒熱能的裝置。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種導熱油吸收黃磷燃燒熱能的裝置，設置吸熱單元和放熱單元，其特征在于包括利用磷酸車間黃磷燃燒爐的夾套，設置油罐I、蒸汽發(fā)生器、空氣加熱器、蒸發(fā)器、循環(huán)泵和閥門；黃磷燃燒爐的夾套進油口通過閥門IX與油罐I連接，黃磷燃燒爐的夾套出油口分別與蒸汽發(fā)生器、空氣加熱器、蒸發(fā)器連接。以上所述的吸熱單元是利用磷酸車間黃磷燃燒爐的夾套，另設置油罐I、油罐 III、循環(huán)泵II和緩沖罐；黃磷燃燒爐的夾套進油口與閥門IX、油罐I、緩沖罐依次采用耐酸耐熱管連接；油罐I的進油口與循環(huán)泵II、閥門X、油罐III、閥門XI、閥門XII和油罐I的進油口依次采用耐酸耐熱管循環(huán)連接。以上所述的放熱單元，包括蒸汽發(fā)生器、空氣加熱器、蒸發(fā)器、油罐II和循環(huán)泵I 構成；蒸汽發(fā)生器、空氣加熱器和蒸發(fā)器的進油口分別經(jīng)過閥門I、閥門VIII和閥門VII與黃磷燃燒爐的夾套出油口采用耐酸耐熱管連接，黃磷燃燒爐的夾套出油口設置安全閥，安全閥與緩沖罐連接；蒸汽發(fā)生器、空氣加熱器和蒸發(fā)器的出油口分別經(jīng)過閥門III、閥門IV 和閥門V與油罐II連接，油罐II采用耐酸耐熱管通過閥門II與緩沖罐連接，油罐II的出油口經(jīng)過閥門VI、循環(huán)泵I和閥門XI與閥門XII之間的連接管依次連接。以上所述的蒸汽發(fā)生器、空氣加熱器和蒸發(fā)器，設置一種或多種和一個或多個。以上所述的閥門，采用耐酸耐熱閥門，包括不銹鋼閥門、鋼閥門和或塑料閥門一種以上。以上所述的耐酸耐熱管，包括不銹鋼管、無縫鋼管和或塑料管一種以上。本發(fā)明裝置的工作原理打開閥門VII和/或閥門I和/或閥門VIII，打開閥門II、閥門V和/或閥門III 和/或閥門IV，關閉其它閥門，打開閥門IX，油罐I的導熱油流入黃磷燃燒爐的夾套中吸收黃磷燃燒熱能，控制導熱油流速，獲得設定的高溫導熱油，經(jīng)加熱的導熱油由黃磷燃燒爐的夾套出油口流入蒸發(fā)器和/或蒸汽發(fā)生器和/或空氣加熱器，蒸發(fā)器中加入的需濃縮液體和/或蒸汽發(fā)生器中加入的水和/或空氣加熱器中加入的空氣吸收加熱導熱油的熱能，然后流入油罐II中。打開閥門VI和閥門XII或閥門XI，啟動循環(huán)泵I將油罐II的導熱油輸送入油罐I或油罐III，達到循環(huán)吸收黃磷燃燒熱能。利用常規(guī)方法濃縮化學或食品工業(yè)生產的原液或母液和/或農業(yè)或生活或其它工業(yè)生產用高溫導熱油和/或蒸汽或干空氣。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果1、本發(fā)明中使用的導熱油溫度范圍為< 400°C，可以吸收高、中、低溫的熱能，提高熱能的回收率。2、本發(fā)明中使用的導熱油可以在較寬的溫度范圍滿足不同溫度加熱、冷卻的工藝要求，或在同一個系統(tǒng)中用同一種導熱油同時實現(xiàn)不同溫度吸熱的工藝要求。即可以降低系統(tǒng)和操作的復雜性。3、本發(fā)明以導熱油作為導熱介質，由于導熱油初餾點比水的蒸發(fā)溫度要高出數(shù)倍，導熱油在400°C條件下仍不氣化而保持常壓，而水蒸氣370°C時的飽和蒸汽壓已高達 21. 03MPa，因此可以有效避免了因相變氣化而引起超壓隱患，大大降低高溫加熱系統(tǒng)的操作壓力和安全要求，提高系統(tǒng)和設備的可靠性。4、本發(fā)明以導熱油作為導熱介質，吸收黃磷燃燒放出的熱量并輸送到蒸發(fā)器和/ 或蒸汽發(fā)生器或空氣加熱器放熱后，返回油罐經(jīng)循環(huán)油泵抽到高位低溫導熱油罐中繼續(xù)使用。不僅可以解決工藝流程中所需的熱量，而且省去專用燃煤鍋爐、余熱鍋爐和冷卻水裝置，大大降低黃磷燃燒熱能回收及再利用的成本，節(jié)約了能源，具有較好的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)保效益。


附圖1 為濃縮磷酸鹽母液、干燥磷酸鹽和制備蒸汽的裝置結構示意圖。附圖2 為濃縮磷酸鹽母液的裝置結構示意圖。附圖3 為濃縮磷酸鹽母液和干燥磷酸鹽的裝置結構示意圖。附圖標識1-緩沖罐；2-油罐I ；3-安全閥；4-閥門I ；5-蒸汽發(fā)生器；6-閥門II ；7-閥門III ；8-空氣加熱器；9-閥門IV;10-閥門V;ll-油罐II ； 12-循環(huán)泵I ； 13-閥門VI ； 14-蒸發(fā)器；15-閥門 VII ； 16-閥門VIII ； 17-黃磷燃燒爐；18-閥門IX; 19-循環(huán)泵II ；20-閥門X ;21_油罐III ； 22-閥門 XI ；23-閥門 XII。
具體實施例方式下面結合附圖和通過實施例對本發(fā)明作進一步說明，實施例僅在于說明本發(fā)明而絕不限于本發(fā)明。實施例一濃縮磷酸鹽母液、干燥磷酸鹽和制備蒸汽的裝置如圖1，一種導熱油吸收黃磷燃燒熱能的裝置，利用磷酸車間黃磷燃燒爐17的夾套，在黃磷燃燒爐17的夾套進油口采用不銹鋼管與閥門1X18、油罐12、緩沖罐1依次連接； 油罐12的進油口與循環(huán)泵1119、閥門X20、油罐11121、閥門XI22、閥門XII23和油罐12的進油口依次采用不銹鋼管循環(huán)連接。蒸汽發(fā)生器5、空氣加熱器8和蒸發(fā)器14的進油口分別經(jīng)過閥門14、閥門VIII16和閥門VII15與黃磷燃燒爐17的夾套出油口采用不銹鋼管連接，黃磷燃燒爐17的夾套出油口設置安全閥3，安全閥3與緩沖罐1連接；蒸汽發(fā)生器5、空氣加熱器8和蒸發(fā)器14的出油口分別經(jīng)過閥門1117、閥門IV9和閥門VlO與油罐IIll連接，油罐IIll采用不銹鋼管通過閥門116與緩沖罐1連接，油罐IIll的出油口采用不銹鋼管經(jīng)過閥門VI13、循環(huán)泵112和閥門XI22與閥門XII23之間的連接管依次連接。工作時，將聯(lián)苯/聯(lián)苯醚低熔混合物型導熱油加入油罐12中，打開閥門1X18、閥門VII15、閥門14、閥門VIII16、閥門116、閥門V10、閥門III7和閥門IV9，關閉其它閥門， 油罐12的導熱油流入黃磷燃燒爐17的夾套中吸收黃磷燃燒熱能，控制導熱油流速，獲得設定的350°C高溫導熱油，經(jīng)加熱的導熱油由黃磷燃燒爐3的夾套出油口流入蒸發(fā)器14、蒸汽發(fā)生器5和空氣加熱器8，濃縮蒸發(fā)器14中磷酸鹽液體、蒸發(fā)蒸汽發(fā)生器5中的水和空氣加熱器8中加入的空氣，然后流入油罐IIll中。打開閥門VI13和閥門XII23，啟動循環(huán)泵 112將油罐IIll的導熱油輸送入油罐12，達到循環(huán)吸收黃磷燃燒熱能。利用常規(guī)方法濃縮磷酸鹽母液、生活或其它工業(yè)生產用蒸汽和磷酸鹽的干燥。
實施例二 濃縮磷酸鹽母液的裝置利用磷酸車間黃磷燃燒爐17的夾套，在黃磷燃燒爐17的夾套進油口采用無縫鋼管與閥門1X18、油罐12、緩沖罐1依次連接；油罐12的進油口與循環(huán)泵1119、閥門X20、油罐11121、閥門XI22、閥門XII23和油罐12的進油口依次采用無縫鋼管循環(huán)連接。兩個蒸發(fā)器14的進油口分別經(jīng)過兩個閥門VII15與黃磷燃燒爐17的夾套出油口采用無縫鋼管連接，黃磷燃燒爐17的夾套出油口設置安全閥3，安全閥3與緩沖罐1連接；兩個蒸發(fā)器14 的出油口分別經(jīng)過兩個閥門VlO與油罐IIll連接，油罐IIll采用無縫鋼管通過閥門116 與緩沖罐1連接，油罐IIll的出油口采用無縫鋼管經(jīng)過閥門VI13、循環(huán)泵112和閥門XI22 與閥門XII23之間的連接管依次連接。工作時，將烷基聯(lián)苯型導熱油加入油罐12中，打開兩個閥門VII15、兩個閥門VlO 和閥門116，關閉其它閥門，打開閥門1X18，油罐I 2的導熱油流入黃磷燃燒爐3的夾套中吸收黃磷燃燒熱能，控制導熱油流速，獲得設定的220°C高溫導熱油，經(jīng)加熱的導熱油由黃磷燃燒爐17的夾套出油口分別流入兩個蒸發(fā)器14，兩個蒸發(fā)器14中磷酸鹽母液吸收加熱導熱油的熱能，然后導熱油流入油罐IIll中。打開閥門VI13和閥門XII23，啟動循環(huán)泵112 將油罐IIll的導熱油輸送入油罐12或油罐11121，達到循環(huán)吸收黃磷燃燒熱能，得到濃縮磷酸鹽母液。實施例三濃縮磷酸鹽母液和干燥磷酸鹽的裝置如圖3，一種導熱油吸收黃磷燃燒熱能的裝置，利用磷酸車間黃磷燃燒爐17的夾套，在黃磷燃燒爐17的夾套進油口采用無縫鋼管與閥門1X18、油罐12、緩沖罐1依次連接； 油罐12的進油口與循環(huán)泵1119、閥門X20、油罐11121、閥門XI22、閥門XII23和油罐12 的進油口依次采用無縫鋼管循環(huán)連接?？諝饧訜崞?和蒸發(fā)器14的進油口分別經(jīng)過閥門 VIII16和閥門VIII15與黃磷燃燒爐17的夾套出油口采用無縫鋼管連接，黃磷燃燒爐17的夾套出油口設置安全閥3，安全閥3與緩沖罐1連接；空氣加熱器8和蒸發(fā)器14的出油口分別經(jīng)過閥門IV9和閥門VlO與油罐IIll連接，油罐IIll采用無縫鋼管通過閥門116與緩沖罐1連接，油罐IIll的出油口采用塑料管經(jīng)過閥門VI13、循環(huán)泵112和閥門XI22與閥門XII23之間的連接管依次連接。工作時，將聯(lián)苯/聯(lián)苯醚低熔混合物型導熱油加入油罐12中，打開閥門1X18、閥門VII15、閥門VIII16、閥門116、閥門VlO和閥門IV9，關閉其它閥門，油罐12的導熱油流入黃磷燃燒爐17的夾套中吸收黃磷燃燒熱能，控制導熱油流速，獲得設定的300°C高溫導熱油，經(jīng)加熱的導熱油由黃磷燃燒爐17的夾套出油口流入蒸發(fā)器14和空氣加熱器8，濃縮蒸發(fā)器14中磷酸鹽液體中的水和空氣加熱器8中加入的空氣，然后流入油罐IIll中。打開閥門VI13和閥門XII23，啟動循環(huán)泵112將油罐IIll的導熱油輸送入油罐12，達到循環(huán)吸收黃磷燃燒熱能。利用常規(guī)方法濃縮磷酸鹽母液和干燥磷酸鹽。
權利要求
1.一種導熱油吸收黃磷燃燒熱能的裝置，設置吸熱單元和放熱單元，其特征在于包括利用磷酸車間黃磷燃燒爐(17)的夾套，設置油罐I O)、蒸汽發(fā)生器(5)、空氣加熱器(8)、 蒸發(fā)器(14)、循環(huán)泵和閥門；黃磷燃燒爐(17)的夾套進油口與油罐1(2)連接，黃磷燃燒爐 (17)的夾套出油口分別與蒸汽發(fā)生器(5)、空氣加熱器(8)、蒸發(fā)器(14)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的導熱油吸收黃磷燃燒熱能的裝置，其特征在于所述的吸熱單元是黃磷燃燒爐(17)的夾套，另設置油罐I O)、油罐III (21)、循環(huán)泵II (19)和緩沖罐 ⑴；黃磷燃燒爐(17)的夾套進油口采用耐酸耐熱管與閥門IX(IS)、油罐I O)、緩沖罐⑴ 依次連接；油罐I⑵的進油口與循環(huán)泵II (19)、閥門W20)、油罐III (21)、閥門XI (22)、閥門XIK23)和油罐1(2)的進油口依次采用耐酸耐熱管循環(huán)連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的導熱油吸收黃磷燃燒熱能的裝置，其特征在于所述的放熱單元，包括蒸汽發(fā)生器(5)、空氣加熱器(8)、蒸發(fā)器(14)、油罐II(Il)和循環(huán)泵1(12) 構成；蒸汽發(fā)生器(5)、空氣加熱器⑶和蒸發(fā)器(14)的進油口分別經(jīng)過閥門K4)、閥門 VIII (16)和閥門VII(15)與黃磷燃燒爐(17)的夾套出油口采用耐酸耐熱管連接，黃磷燃燒爐(17)的夾套出油口設置安全閥(3)，安全閥(3)與緩沖罐⑴連接；蒸汽發(fā)生器(5)、 空氣加熱器(8)和蒸發(fā)器(14)的出油口分別經(jīng)過閥門111(7)、閥門IV(9)和閥門V(5)與油罐II (11)連接，油罐II (11)采用耐酸耐熱管通過閥門11(6)與緩沖罐⑴連接，油罐 II(Il)的出油口經(jīng)過閥門VI (13)、循環(huán)泵1(12)和閥門XI (22)與閥門XII (23)之間的連接管依次連接。
4.根據(jù)權利要求1和3所述的導熱油吸收黃磷燃燒熱能的裝置，其特征在于所述的蒸汽發(fā)生器(5)、空氣加熱器(8)和蒸發(fā)器(14)，設置一種或多種和一個或多個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種導熱油吸收黃磷燃燒熱能的裝置，包括油罐、黃磷燃燒爐、蒸汽發(fā)生器、空氣加熱器、蒸發(fā)器、循環(huán)泵和閥門構成，并循環(huán)連接。采用導熱油作為導熱介質，吸收黃磷燃燒熱能后輸送到蒸發(fā)器、蒸汽發(fā)生器和空氣加熱器中，制備濃縮液或蒸汽或干空氣。實現(xiàn)在同一個系統(tǒng)中不同溫度吸熱的工藝要求，大大降低高溫加熱系統(tǒng)的操作壓力和安全要求，提高系統(tǒng)和設備的可靠性。本裝置的導熱介質可循環(huán)使用，不僅可以解決工藝流程中所需的熱量，而且省去專用燃煤鍋爐、余熱鍋爐和冷卻水裝置，大大降低黃磷燃燒熱能吸收及再利用的成本，節(jié)約了能源，具有較好的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)保效益。
文檔編號C01B25/20GK102556990SQ20111044839
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者何忠華, 吳小海, 彭艷霞, 林軍, 王文營, 蘇杰文, 韋仕能, 馬釗松, 黃新興 申請人:廣西利達磷化工有限公司