專利名稱：一種臥式黃磷燃燒爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于無機(jī)化學(xué)工業(yè)中的磷酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及熱法磷酸二步法生產(chǎn)中的一種臥式黃磷燃燒爐。
背景技術(shù)：
磷酸是重要的化工原料和中間體，磷酸的生產(chǎn)方法主要有濕法和熱法，窯法磷酸正處于開發(fā)中。濕法磷酸的生產(chǎn)方式是用無機(jī)酸與磷礦石分解反應(yīng)制得磷酸，其中包括二水物法、半水物法和半水物-二水物法。濕法磷酸的濃度低、雜質(zhì)多，主要用于農(nóng)業(yè)用磷肥的生產(chǎn)，現(xiàn)在也出現(xiàn)了一些凈化濕法磷酸以生產(chǎn)質(zhì)量較好的磷酸。熱法磷酸具有產(chǎn)品濃度高、純度高等優(yōu)點，在高技術(shù)、高附加值精細(xì)磷化工上用途越來越廣。熱法磷酸的生產(chǎn)工藝主要分為冶煉(從磷礦中提取黃磷)、黃磷燃燒、五氧化二磷水合等三個相對獨立的工序。其中按照黃磷燃燒、五氧化二磷水合設(shè)備形式的不同，熱法磷酸又分為一步法(系使黃磷的燃燒和五氧化二磷的水合在同一立式塔設(shè)備中進(jìn)行)和二步法(黃磷的燃燒和五氧化二磷的水合分兩個塔進(jìn)行)。由于使用二步法生產(chǎn)的磷酸產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，現(xiàn)已為各國普遍采用。在目前熱法磷酸生產(chǎn)中，上述一步法和二步法所采用的黃磷燃燒均為立式燃燒爐，黃磷的燃燒爐是熱法磷酸二步法生產(chǎn)中使用的關(guān)鍵設(shè)備之一。在以下文獻(xiàn)和專利中，都有對黃磷燃燒爐作出詳細(xì)說明:1、《磷肥與復(fù)肥》2004年第19卷第5期所刊載的“中國熱法磷酸生產(chǎn)現(xiàn)狀概述”對我國熱法磷酸的生產(chǎn)現(xiàn)狀，和主要設(shè)備作出總結(jié)，提出了設(shè)備的設(shè)計原則。2、《無機(jī)鹽工業(yè)》2005年10月第37卷第10期所刊載的“熱法磷酸生產(chǎn)工藝與裝備研究進(jìn)展”指出了熱法磷酸生產(chǎn)中所存在的問題，對中國和國外典型的燃磷塔作出總結(jié)，并提出了新型燃磷塔的結(jié)構(gòu)。3、《化學(xué)與生物工程》2006年Vol.23N0.12所刊載的“熱法磷酸中燃磷塔的改造”設(shè)計使用經(jīng)過霧化的黃磷送入壓力約為150kPa的燃燒空氣(二次空氣)混合，再進(jìn)入底部劇烈燃燒，產(chǎn)生的高溫工藝氣體強(qiáng)烈的吸收氣流中的水分并部分在塔壁上冷凝，形成一定厚度且穩(wěn)定的偏磷酸膜從而使不銹鋼燃磷塔避免腐蝕。在酸膜的平衡厚度建立起來后冷卻在塔壁上的酸就流向底部，而底部正好是燃磷高溫區(qū)，酸將被氣化并隨氣流通過頂部的氣體導(dǎo)管進(jìn)入水合塔，用循環(huán)酸吸收形成正磷酸。4、《貴州化工》2012年4月第37卷第2期所刊載的“燃磷鍋爐在熱法磷酸生產(chǎn)中的實用研討”同樣分析了熱法磷酸生產(chǎn)工藝方法和現(xiàn)狀，并對燃磷塔熱能回收問題提出了新的磷酸燃磷塔設(shè)計。5、授權(quán)公告號為CN 202392767 U和公開號是CN 1355133 A的兩個專利也是有關(guān)燃磷塔的實用新型專利。以上文獻(xiàn)和專利所提到的燃磷塔都是立式黃磷燃燃燒爐(燃磷塔)，為了降低燃燒爐溫度和回收使用熱能，生產(chǎn)廠家都在研究設(shè)計復(fù)雜的熱交換系統(tǒng)。立式黃磷燃燒爐爐體較高，設(shè)備成本較大，設(shè)備維護(hù)檢修難度較高，設(shè)備安全性較差，而且設(shè)計在立式黃磷燃燒爐內(nèi)的熱交換管道在高溫和磷酸的腐蝕下容易損壞。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服、補(bǔ)充現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出另外一種供黃磷燃燒的設(shè)備形式一臥式燃燒爐，可廣泛適用于熱法磷酸二步法生產(chǎn)。本實用新型提出的熱法磷酸二步法生產(chǎn)中的一種臥式黃磷燃燒爐，其特征在于，黃磷燃燒爐爐體采用橫臥式制造與安裝使用，主爐體采用不銹鋼材料制作，整個主爐體外面再安裝有可走循環(huán)冷卻水的夾套，夾套筒體可采用碳鋼材料制作，主爐體與夾套筒體之間安裝有支撐連接。主爐體帶有黃磷入口、空氣入口、高溫五氧化二磷煙氣出口等附屬設(shè)施。夾套筒體帶有熱水與水蒸汽收集塔、冷卻水進(jìn)口、熱水與水蒸汽出口、放空管、液位計等附屬設(shè)施。整個生產(chǎn)線主體由臥式黃磷燃燒爐、水合塔、抽風(fēng)機(jī)、換熱設(shè)備、脫砷凈化設(shè)備、尾氣回收處理系統(tǒng)等組成。本實用新型的主要原理、流程是:固態(tài)黃磷在一定溫度條件下變?yōu)橐簯B(tài)，在壓力差下或在黃磷泵作用下經(jīng)專門入口進(jìn)入臥式黃磷燃燒爐主爐體的前端。在生產(chǎn)系統(tǒng)后部的抽風(fēng)機(jī)作用下，大量空氣經(jīng)另一專門入口進(jìn)入燃燒爐前端。黃磷遇到同一端進(jìn)入的空氣后迅速燃燒，生成大量高溫五氧化二磷煙氣在抽風(fēng)機(jī)作用下從臥式黃磷燃燒爐主爐體的后端進(jìn)入水合塔水合生成磷酸。在燃燒爐前端未燃燒完全的黃磷變?yōu)辄S磷蒸氣向后端移動過程中，繼續(xù)燃燒反應(yīng)生成五氧化二磷。水合塔水合生成的磷酸達(dá)到規(guī)定濃度后成為工業(yè)磷酸，工業(yè)磷酸經(jīng)脫砷、過濾、脫色等凈化工序后即成為磷酸成品。有少量五氧化二磷煙氣未能在水合塔完全水合，與空氣、水蒸汽等混合在一起，經(jīng)尾氣回收處理系統(tǒng)回收處理后排空，尾氣回收處理系統(tǒng)可以是文氏除霧器、旋風(fēng)除霧器、絲網(wǎng)除霧器、填料除霧器、電除霧器中的幾種組合。臥式黃磷燃燒爐夾套筒體下部有冷卻循環(huán)水入口，水吸收黃磷燃燒熱后生成的熱水及部分水蒸汽進(jìn)行入夾套筒體上部帶有的熱水與水蒸汽收集塔，分別經(jīng)熱水與水蒸汽出口供生產(chǎn)中熔化固態(tài)黃磷、保溫輸送黃磷等等生產(chǎn)需要。本實用新型的有益效果是，燃燒爐爐體為臥式，高度只有立式燃燒爐爐體高度的1/4左右，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，便于維護(hù)，使用更安全，大大減少投資，黃磷燃燒完全，燃燒量大，有效提高磷酸的產(chǎn)量和質(zhì)量。夾套的冷卻水系統(tǒng)能有效降低爐溫，減少P2O5氣體和磷酸對設(shè)備的腐蝕，上部熱水與水蒸汽收集塔所排出的熱水與水蒸汽帶有的熱能可以得到利用。

圖1是本熱法磷酸二步法生產(chǎn)中的一種臥式黃磷燃燒爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是采用本實用新型一一種臥式黃磷燃燒爐為主的熱法磷酸二步法生產(chǎn)工藝流程圖。圖1中:1.黃磷入口，2.空氣入口，3.夾套筒體，4.燃燒爐主爐體，5.熱水與水蒸汽收集塔，6.熱水出口，7.安全閥，8.放空管，9.水蒸汽出口，10.液位計，11.五氧化二磷出口，12.冷卻循環(huán)水入口。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對依據(jù)本實用新型提出的一種臥式黃磷燃燒爐的具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，祥細(xì)說明如下:如圖1所示，液態(tài)黃磷經(jīng)入口 I進(jìn)入臥式黃磷燃燒爐主爐體的前端?？諝饨?jīng)另一入口 2進(jìn)入燃燒爐前端。黃磷遇到同一端進(jìn)入的空氣后迅速燃燒，生成大量高溫五氧化二磷煙氣在抽風(fēng)機(jī)作用下在臥式黃磷燃燒爐主爐體4內(nèi)從前端移向后端，經(jīng)五氧化二磷出口 11去向水合塔水合生成磷酸。臥式黃磷燃燒爐夾套筒體3下部有冷卻循環(huán)水入口 12，水吸收黃磷燃燒熱后生成的熱水及部分水蒸汽進(jìn)行入夾套筒體3上部帶有的熱水與水蒸汽收集塔5，熱水與水蒸汽分別經(jīng)熱水出口 6與水蒸汽出口 9供生產(chǎn)中熔化固態(tài)黃磷、保溫輸送黃磷等等生產(chǎn)需要。當(dāng)生產(chǎn)中不需要水蒸汽時，關(guān)閉水蒸汽出口 9的閥門，而打開水蒸汽放空管8上的閥門，使水蒸汽放空。安全閥7是用來防止熱水與水蒸汽收集塔5壓力過高。液位計10是用來監(jiān)控臥式黃磷燃燒爐夾套筒體內(nèi)的水位、防止夾套內(nèi)少水導(dǎo)致燃燒爐主爐體4干燒而溫度過高受損。如圖2所示，液態(tài)黃磷與空氣進(jìn)入臥式黃磷燃燒爐主爐體燃燒反應(yīng)生成五氧化二磷，五氧化二磷進(jìn)入水合塔水合生成磷酸，達(dá)到規(guī)定濃度的磷酸經(jīng)脫砷凈化工序后即成為磷酸成品。有少量五氧化二磷煙氣未能在水合塔完全水合，與空氣、水蒸汽等混合在一起，首先經(jīng)文氏除霧器、旋風(fēng)除霧器等組成的尾氣回收處理系統(tǒng)I回收處理，后進(jìn)入抽風(fēng)機(jī)，再進(jìn)入填料除霧器阿或電除霧器等尾氣回收處理系統(tǒng)2再次回收處理后排空。尾氣回收處理系統(tǒng)可以是文氏除霧器、旋風(fēng)除霧器、絲網(wǎng)除霧器、填料除霧器、電除霧器中的幾種組合。
權(quán)利要求1.一種臥式黃磷燃燒爐，其主要特征在于，黃磷燃燒爐爐體采用橫臥式制造與安裝使用，主爐體采用不銹鋼材料制作，整個主爐體外面再安裝有可走循環(huán)冷卻水的夾套，夾套筒體可采用碳鋼材料制作，主爐體與夾套筒體之間安裝有支撐連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式黃磷燃燒爐，其特征是所說的燃燒爐主爐體帶有黃磷入口、空氣入口、高溫五氧化二磷煙氣出口等附屬設(shè)施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式黃磷燃燒爐，其特征是所說的夾套筒體帶有熱水與水蒸汽收集塔、冷卻水進(jìn)口、熱水與水蒸汽出口、放空管、液位計等附屬設(shè)施。
專利摘要本實用新型屬于無機(jī)化學(xué)工業(yè)中的磷酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及熱法磷酸二步法生產(chǎn)中的一種臥式黃磷燃燒爐。其特征在于，黃磷燃燒爐爐體采用橫臥式制造與安裝使用，整個主爐體外安裝有可走循環(huán)冷卻水的夾套，主爐體與夾套筒體之間安裝有支撐連接。主爐體帶有黃磷與空氣入口、五氧化二磷出口等附屬設(shè)施。夾套筒體帶有熱水與水蒸汽收集塔、冷卻水進(jìn)口、熱水與水蒸汽出口、放空管、液位計等附屬設(shè)施。以臥式黃磷燃燒爐為主形成的磷酸生產(chǎn)線還有水合塔、抽風(fēng)機(jī)、換熱設(shè)備、脫砷凈化設(shè)備、尾氣回收處理系統(tǒng)等。本實用新型的有益效果是，燃燒爐爐體為臥式，高度只有立式燃燒爐爐體高度的1/4左右，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，便于維護(hù)，使用更安全，大大減少投資。
文檔編號C01B25/12GK203065162SQ20122060258
公開日2013年7月17日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者林明, 印華亮 申請人:防城港博森化工有限公司