本实用新型专利技术公开了一种双区型高效回收黄磷燃烧热能的装置。从下至上依次包括支架、充分燃烧区组件、对流传热区组件和汽包；充分燃烧区下降管的一端与汽包连通，另一端与充分燃烧区组件的下联箱连通；充分燃烧区水蒸汽导汽管的一端与汽包连通，另一端与充分燃烧区组件的上联箱连通；对流传热区下降管的一端与汽包连通，另一端与对流传热区组件中的冷却水入口管连通，对流传热区水蒸汽导汽管的一端与汽包连通，另一端与对流传热区组件中的水蒸汽出口管连通，充分燃烧区组件的下封头与支架相连接。本实用新型专利技术所可以实现对黄磷燃烧热能的高效回收，理论回收率可达75%以上，促进热法磷酸生产的节能减排，在热法磷酸的生产中具有广阔的应用前景。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及ー种黄磷燃烧热能回收与利用装置，尤其是涉及ー种双区型高效回收黄磷燃烧热能的装置。
技术介绍
热法磷酸可以达到99. 99%以上的高纯度，因而它是国民经济中不可缺少的重要基础化工原料，在航天航空，生物化工，电子信息，生命科学，生物医药等许多高新
中所需的高附加值的高纯度的磷酸(如食品级、医药级、电子级磷酸等)和精细磷酸盐产品的生产都离不开热法磷酸。如抗甲流NlHl的疫苗“达菲ー磷酸奥司他韦(奥尔菲)”等生物制剂都需要使用高纯度的热法磷酸做原料。然而，传统的热法磷酸生产也是一个高耗能的行业。生产エ艺都采用水或稀磷酸将黄磷反应热带走，水和稀磷酸经冷却后循环使用，而这部份由水或酸带出的低品位热能(温度低于80°C)无法进一歩利用；同时，生产エ艺上还需设置专用燃煤锅炉为生产提供蒸汽。形成生产系统中既需要外部供给蒸汽而自身产生的反应热却不能合理利用而造成能源浪费的极不合理现象，不仅增加了水、电、煤资源的消耗与C02、S02等温室气体的排放量，而且反应余热通过循环水排至大气形成热污染。正是由于热法磷酸生产中存在着高耗能与CO2的高排放，在国际能源危机以及“京都协定书”对发达国家减排要求的双重压カ下导致了国际上ー些百年磷化工生产企业(如德国赫斯特、法国罗地亚、英国奥尔布赖特 威尔逊等)从上世纪九十年代开始纷纷退出磷化工产业，将磷化工产业转嫁到发展中国家。中国的磷矿资源位于世界第三位，这既给中国磷化工产业的发展提供了机遇，同时也把高耗能与CO2排放的危难转嫁给了中国。因此，对中国磷化工企业而言，机遇与危难共存。要使磷化工企业获得可持续发展的关键是“节能减排”，彻底改变热法磷酸生产高耗能的现状。热法磷酸生产中的余热回收与利用技术已是磷化工行业中共性的重点节能技术之一。针对这ー现状，清华大学宋耀祖等人於2001年12月提出了 “黄磷燃烧热能回收与利用装置及其热法磷酸生产系统”的专利技术专利(专利号ZL 01 143443.0)。该专利技术专利技术主要包括: 提供了一种能回收黄磷燃烧热能的燃磷塔装置，热能的回收是借助于安装在燃磷塔壁面上的多根上升管及其強化换热翅片。主要通过辐射换热方式吸收黄磷燃烧的热能； 采用等离子体陶瓷涂层来防止高温磷蒸汽对金属壁面的腐蚀；@提供了ー种利用回收热能来生产热法磷酸的新技术与生产系统。在国内外，该专利技术专利技术是迄今为止在黄磷燃烧热能的回收与利用领域唯一获得成功应用的工程实例，并实现了产业化。然而，该技术仅提供了一种单区型的燃磷装置(也称燃磷塔)，即在该燃磷装置内，热能的回收主要依靠单ー的辐射传热的方式。即热能回收是借助于黄磷与氧气反应所产生的高温气体(通常在2500°C以上)与燃磷装置壁面之间的辐射传热来实施。理论分析与工程实践都已表明在燃磷塔内，当磷与氧气发生化学反应时，除生成制造热法磷酸的五氧化ニ磷外，还生成多磷酸聚合物，它们是超磷酸，偏磷酸，聚磷酸，焦磷酸，正磷酸形成的混合物。它们积聚在换热管壁面上就形成了气、液、固三相的结膜层。结膜层面向磷燃烧火焰的外层温度可高达600°C左右。由于该结膜层的存在，当エ艺气体的温度降到700°C左右时，辐射换热的能力已非常小。因此燃磷塔的出口温度通常均达到700°C左右，S卩，700°C以下的低温余热不能得到有效的回收。因此仅仅依靠辐射传热方式(即，单区型的黄磷磷酸装置)来实施黄磷燃烧热能的回收，受到很大的限制。已有的(或现有的)专利技术专利技术的出口温度通常为700°C，热能的理论回收率约65%，实际回收率约55-60%。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的不足，本技术的目的在于提供一种双区型高效回收黄磷燃烧热能的装置，可以使热能回收率理论值达到75%以上，实现热法磷酸生产中对黄磷磷酸热能的高效回收与利用。本技术采用的技术方案是本技术的整个装置从下至上依次包括支架、充分燃烧区组件、对流传热区组件和汽包；充分燃烧区下降管的一端与汽包连通，充分燃烧区下降管的另一端与充分燃烧区组件的下联箱连通；充分燃烧区水蒸汽导汽管的一端与汽包连通，充分燃烧区水蒸汽导汽管的另一端与充分燃烧区组件的上联箱连通；对流传热区下降管的一端与汽包连通，对流传热区下降管的另一端与对流传热区组件中的冷却水入口管连通，对流传热区水蒸汽导汽管的一端与汽包连通，对流传热区水蒸汽导汽管的另一端与对流传热区组件中的水蒸汽出ロ管连通，充分燃烧区组件的下封头与支架相连接。所述充分燃烧区组件包括膜式换热器、磷燃烧器、充分燃烧区水蒸汽导汽管、充分燃烧区下降管、下封头和磷燃烧器冷却水箱；膜式换热器包括一组多根上升管，ー组多根上升管之间连有强化换热翅片，一组多根上升管的两端分别等距与环形的上联箱和环形的下联箱连通，充分燃烧区水蒸汽导汽管的一端与上联箱相连接，充分燃烧区下降管的一端与下联箱连通，膜式换热器的外壁面包有保温材料，磷燃烧器安装在膜式换热器的下部壁面上，磷燃烧器的外部设有磷燃烧器冷却水箱，下联箱下端的下封头与支架相连接；所述对流传热区组件包括管束式换热器、对流传热区水蒸汽导汽管、对流传热区下降管和五氧化ニ磷出口管；管束式换热器包括另ー组多根上升管，另ー组多根上升管的两端分别与上管板和下管板连通，对流传热区水蒸汽导汽管的一端与管束式换热器上端的水蒸汽出口管相连接，对流传热区下降管的一端与管束式换热器下端的冷却水入口管相连接，管束式换热器的外壁面包有保温材料，五氧化ニ磷出口管安装在上管板上部的上封头上。所述汽包上设有蒸汽出口管，补水进ロ管，充分燃烧区水蒸汽导汽管、充分燃烧区下降管、对流传热区水蒸汽导汽管和对流传热区下降管的另一端分别与汽包连通。与
技术介绍
相比，本技术具有的有益效果是本技术通过在ニ个区域(充分燃烧区与对流传热区)内对黄磷燃烧热能的回收，不仅提高了热能的回收效率；而且还可以使燃磷塔的出口温度从目前的700°c降至4000C以下，从而减轻后续水化工艺中对五氧化ニ磷エ艺气体进一歩冷却的要求，降低后续エ艺中为了冷却エ艺气体所必须支付的能源消耗，进ー步节能降耗，提高能源利用效率，并降低生产成本。本技术可以实现对黄磷燃烧热能的高效回收，理论回收率可达75%以上，，实际回收率提高到66-71%，促进热法磷酸生产的节能减排，进ー步提高能源利用效率。达到节约能源，节约资源，降低生产成本与保护环境的目的。在热法磷酸的生产中具有广阔的应用前景。附图说明图1是双区型高效回收黄磷燃烧热能的装置结构总示意图。图2是充分燃烧区组件结构示意图。图3是图2的A-A截面示意图。图4是对流传热区组件结构示意图。图5是图4的B-B截面不意图。图中1、充分燃烧区组件，2、对流传热区组件，3、汽包，4、支架，11、膜式换热器，12、磷燃烧器，13、充分燃烧区水蒸汽导汽管，14、充分燃烧区下降管，15、下封头，16、磷燃烧器冷却水箱，21、管束式换热器， 22、对流传热区水蒸汽导汽管，23、对流传热区下降管，24、五氧化ニ磷出ロ管，111、充分燃烧区上升管，112、強化换热翅片，113、上联箱，114、下联箱，115、保温材料，211、对流传热区上升管，212、上管板，213、下管板，214、上封头，215、冷却水入口管，216、水蒸汽出口管，217、保温材料，31、蒸汽出口管，32、补水进ロ管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双区型高效回收黄磷燃烧热能的装置，其特征在于：整个装置从下至上依次包括支架（4）、充分燃烧区组件（1）、对流传热区组件（2）和汽包（3）；充分燃烧区下降管（14）的一端与汽包（3）连通，充分燃烧区下降管（14）的另一端与充分燃烧区组件（1）的下联箱（114）连通；充分燃烧区水蒸汽导汽管（13）的一端与汽包（3）连通，充分燃烧区水蒸汽导汽管（13）的另一端与充分燃烧区组件（1）的上联箱（113）连通；对流传热区下降管（23）的一端与汽包（3）连通，对流传热区下降管（23）的另一端与对流传热区组件（2）中的冷却水入口管（215）连通，对流传热区水蒸汽导汽管（22）的一端与汽包（3）连通，对流传热区水蒸汽导汽管（22）的另一端与对流传热区组件（2）中的水蒸汽出口管（216）连通，充分燃烧区组件（1）的下封头（15）与支架（4）相连接。
【技术特征摘要】
1.一种双区型高效回收黄磷燃烧热能的装置，其特征在于整个装置从下至上依次包括支架(4)、充分燃烧区组件(I)、对流传热区组件(2)和汽包(3)； 充分燃烧区下降管(14)的一端与汽包(3)连通，充分燃烧区下降管(14)的另一端与充分燃烧区组件(I)的下联箱(114)连通；充分燃烧区水蒸汽导汽管(13)的一端与汽包(3)连通，充分燃烧区水蒸汽导汽管(13)的另一端与充分燃烧区组件(I)的上联箱(113)连通；对流传热区下降管(23)的一端与汽包(3)连通，对流传热区下降管(23)的另一端与对流传热区组件(2)中的冷却水入口管(215)连通，对流传热区水蒸汽导汽管(22)的一端与汽包(3)连通，对流传热区水蒸汽导汽管(22)的另一端与对流传热区组件(2)中的水蒸汽出口管(216)连通，充分燃烧区组件(1)的下封头(15)与支架(4)相连接。2.根据权利要求1所述的一种双区型高效回收黄磷燃烧热能的装置，其特征在于所述充分燃烧区组件(I)包括膜式换热器(11)、磷燃烧器(12)、充分燃烧区水蒸汽导汽管(13)、充分燃烧区下降管(14)、下封头(15)和磷燃烧器冷却水箱(16);膜式换热器(11)包括一组多根上升管(111)，一组多根上升管(111)之间连有强化换热翅片(112)，一组多根上升管(111)的两端分别等距与环形的上联箱(113)和环形的下联箱(114)连通，充分燃烧区水蒸汽导汽管(13)的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：何锦林，梁慧力，宋耀祖，张宇秋，胡荣贵，
申请(专利权)人：浙江诚泰化工机械有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
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