专利名称：一种燃黄磷专用锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及黄磷燃烧热能的回收和利用领域，具体涉及一种燃黄磷专用锅炉。
背景技术：
黄磷的生产工艺较为简单，其生产方法 为将磷矿石、硅石和焦碳(白煤)按一定比例和粒度放入电炉里，在1000多摄氏度的高温下发生分解、还原反应，磷蒸汽与炉尘一起被冷却、漂洗后得到产品。生产黄磷时生成的高温炉渣直接从电炉中排出，生产出的黄磷能够用于制备磷酸、磷酸酐、和磷酸盐等产品。现有的生产黄磷以及黄磷下游产品的装置在生产过程中需要用燃煤锅炉产蒸汽进行保温、精制或者聚合反应，反应的同时消耗了大量的热能和电能，而黄磷在燃烧反应时会释放出大量热能(每吨黄磷燃烧可以产生24335MJ的热量)。现有生产黄磷以及黄磷下游产品的装置不仅没有利用到黄磷燃烧产生的热量，造成了能源浪费这一极不合理的现象，而且黄磷燃烧后的温度非常高(大约在2000多摄氏度)，高温磷蒸汽及其生成的聚合物具有极强的腐蚀性，极易对黄磷生产装置进行腐蚀，存在较大的安全隐患。国内专利号01143443. 0中介绍了一种黄磷燃烧热能回收与利用装置及其热法磷酸生产系统，其中黄磷燃烧热能回收与利用装置由一汽包和具有热能回收的燃烧塔组成，燃烧塔内布置多束换热管以组成环行模式换热器。环行模式换热器用于吸收黄磷燃烧后烟气的余热，并产生压力为0. 5MPa I. OMPa的低压饱和蒸汽，其热效率为50% 60%。但是黄磷燃烧后释放的热能大量集中在高温段，而燃烧塔内的换热布置结构无法有效吸收炉内高温段的燃烧热量，该结构主要是利用黄磷燃烧后烟气中的余热，属于中低温段热能利用。因此，黄磷燃烧后热能的利用率较低，其热效率通常小于60% ;黄磷燃烧产生的低压蒸汽在企业蒸汽富裕情况下，由于压力和蒸汽温度较低，不能有效带动汽轮机做功发电，低压蒸汽只能白白排放浪费，使得黄磷热能利用率较低、应用层面较窄。
实用新型内容针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种燃黄磷专用锅炉，它不仅能够提高黄磷燃烧热能的热效率及利用率，而且耐腐蚀性能较强，能够延长设备的使用寿命。为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是一种燃黄磷专用锅炉，包括锅炉本体和锅筒，所述锅炉本体前端设有燃烧机，后端设有烟气连接通道；所述锅筒设于锅炉本体顶部，所述锅筒顶部设有多个汽阀，所述锅筒下端从前至后依次设有膜式壁炉膛、对流段和过热段，所述膜式壁炉膛内设有多束水冷壁管，所述对流段内设有多束对流管，所述过热段内设有多束过热蒸汽管，所述水冷壁管、对流管和过热蒸汽管共同组成金属换热面，所述金属换热面上涂有耐高温防腐蚀涂层。在上述技术方案的基础上，所述膜式壁炉膛位于锅炉本体靠近燃烧机的一侧，所述对流段位于锅炉本体中间，所述过热段位于锅炉本体靠近烟气连接通道的一侧，所述膜式壁炉膛、对流段和过热段的两侧均设有炉墙。在上述技术方案的基础上，所述锅筒与其下部两侧的水冷壁管形成A型结构，且所述每侧的水冷壁管均部分嵌入该侧炉墙内部。在上述技术方案的基础上，所述对流管设于对流段两侧的炉墙之间，所述对流管的换热面不与炉墙接触。在上述技术方案的基础上，所述过热蒸汽管设于过热段两侧的炉墙之间，所述过热蒸汽管的换热面不与炉墙接触。在上述技术方案的基础上，所述耐高温防腐蚀涂层为具有耐高温氧化物和磷酸聚合物的等离子涂层。在上述技术方案的基础上，所述多个汽阀包括一个主汽阀和多个安全阀。在上述技术方案的基础上，所述烟气连接通道与一个重力防爆门连接。在上述技术方案的基础上，所述烟气连接通道的排烟温度为600°C _900°C。本实用新型的有益效果在于I.本实用新型充分利用黄磷燃烧高温段的热量以及中低温热能，燃黄磷专用锅炉吸热后对水加热产生高温高压的过热蒸汽，产生的蒸汽不但满足了黄磷生产岗位蒸汽需求，而且还可用于化工生产或者带动蒸汽轮机发电，提高了黄磷燃烧热能的热效率及利用率，降低了企业能耗。2.本实用新型对黄磷燃烧吸热后，不会给利用黄磷进行生产加工的后续工艺段造成影响，增大热能复合利用率。3.本实用新型锅炉本体采用膜式壁密封，膜式壁炉膛结构有利于保护炉墙，减轻炉墙的厚度与重量，同时减少炉墙漏风，提高热效率。4.本实用型新型的水冷壁管、对流管和过热蒸汽管组成的金属换热面，不同部位金属换热面所用的金属材料不同，金属换热面上涂有耐高温防腐蚀涂层，耐腐蚀性较强，延长了黄磷专用锅炉的使用寿命。5.本实用新型采用全水管A形结构，有利于燃烧后产生的高温烟气通过，避免出现烟气死角，减少了烟气阻力，提高了燃烧烟气的穿透力，减轻了材料腐蚀，延长了锅炉的使用寿命。
图I为本实用新型实施例的内部结构示意图；图2为本实用新型设有燃烧机一侧的侧面结构示意图。图中锅炉本体-0，膜式壁炉膛-1，燃烧机-2，烟气连接通道-3，锅筒_4，汽阀-5，主汽阀-51，安全阀-52，水冷壁管-6，对流管_7，过热蒸汽管-8，重力防爆门-9，炉墙-10，对流段-11，过热段-12,集箱-13。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。参见图I、图2所示，本实用新型实施例中的燃黄磷专用锅炉包括锅炉本体0、安装于锅炉本体O前端的燃烧机2和连接于锅炉本体O后端的烟气连接通道3，烟气连接通道3还与一个重力防爆门9连接。锅炉本体O顶部设有锅筒4，锅筒4的顶部具有多个汽阀5，其中包括一个主汽阀51和多个安全阀52等其他阀门。锅筒4下端从前至后依次设有膜式壁炉膛1，对流段11和过热段12。膜式壁炉膛I内部设有多束水冷壁管6，对流段11内部设有多束对流管7，过热段12内部设有多束过热蒸汽管8。水冷壁管6、对流管7、过热蒸汽管13共同组成金属换热面，金属换热面不同部位采用的金属材料不同，其外表面涂有耐高温防腐蚀涂层。本实施例中的耐高温防腐蚀涂层为具有耐高温氧化物和磷酸聚合物的等离子涂层。膜式壁炉膛I位于锅炉本体0靠近燃烧机2的一侧，对流段11位于锅炉本体0中部，过热段12位于锅炉本体0靠近烟气连接通道3的一侧，膜式壁炉膛I、对流段11和过热段12的两侧均设有炉墙10。锅筒4与其下部两侧的水冷壁管6形成A型结构，每侧的水冷壁管6均部分嵌入该侧炉墙10内部，且每一侧的水冷壁管6共同连接一个集箱8。对流管7设于对流段11两侧的炉墙10之间，对流管7的换热面不与炉墙10接触，对流管7直接与锅炉燃烧后产生的烟气进行冲刷换热。过热蒸汽管8设于过热段12两侧的炉墙10之间，过热蒸汽管8的换热面不与炉墙10接触，过热蒸汽管8直接与锅炉燃烧后产生的烟气进行冲刷换热，提高了蒸汽温度并对管内的蒸汽进行过热。本实用新型的工作过程如下黄磷通过燃烧机2喷入膜式壁炉膛I内部，并在膜式壁炉膛I内燃烧。锅炉本体0中的金属换热面以辐射传热、对流传热、传导传热等换热方式对黄磷吸热后，通过吸收的热能将水介质加热转化为蒸汽，蒸汽再通过主汽阀51输出，产生的蒸汽可利用于化工生产或者带动蒸汽轮机发电。换热后的烟气经过烟气连接通道3，进入下一步工艺段，锅筒4顶部的主汽阀51和多个安全阀52，分别完成锅筒4内蒸汽的输送与排放功能，燃烧机2通过调节黄磷与空气的进气量控制膜式壁炉膛I内部的温度。为了保证黄磷燃烧后热能的充分利用和满足下一步工艺段的指标要求，本实施例中的烟气连接通道3在进入下一步工艺段前的排烟温度为600°C 900°C。本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得 出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
权利要求1.一种燃黄磷专用锅炉，包括锅炉本体(O)和锅筒(4)，所述锅炉本体(0)前端设有燃烧机(2)，后端设有烟气连接通道(3);所述锅筒(4)设于锅炉本体(0)顶部，所述锅筒(4)顶部设有多个汽阀(5)，其特征在于所述锅筒(4)下端从前至后依次设有膜式壁炉膛(I)、对流段(11)和过热段(12)，所述膜式壁炉膛(I)内部设有多束水冷壁管￠)，所述对流段(11)内部设有多束对流管(7)，所述过热段(12)内部设有多束过热蒸汽管(8)，所述水冷壁管(6)、对流管(11)和过热蒸汽管(8)共同组成金属换热面，所述金属换热面上涂有耐高温防腐蚀涂层。
2.如权利要求I所述的燃黄磷专用锅炉，其特征在于所述膜式壁炉膛(I)位于锅炉本体(0)靠近燃烧机(2)的一侧，所述对流段(11)位于锅炉本体(0)中部，所述过热段(12)位于锅炉本体(0)靠近烟气连接通道(3)的一侧，所述膜式壁炉膛(I)、对流段(11)和过热段(12)的两侧均设有炉墙(10)。
3.如权利要求2所述的燃黄磷专用锅炉，其特征在于所述锅筒(4)与其下部两侧的水冷壁管(6)形成A型结构，且所述每侧的水冷壁管(6)均部分嵌入该侧炉墙(10)内部。
4.如权利要求2所述的燃黄磷专用锅炉，其特征在于所述对流管(7)设于对流段(11)两侧的炉墙(10)之间，所述对流管(7)的换热面不与炉墙(10)接触。
5.如权利要求2所述的燃黄磷专用锅炉，其特征在于所述过热蒸汽管(8)设于过热段(12)两侧的炉墙(10)之间，所述过热蒸汽管(8)的换热面不与炉墙(10)接触。
6.如权利要求I所述的燃黄磷专用锅炉，其特征在于所述耐高温防腐蚀涂层为具有耐高温氧化物和磷酸聚合物的等离子涂层。
7.如权利要求I所述的燃黄磷专用锅炉，其特征在于所述多个汽阀(5)包括一个主汽阀(51)和多个安全阀(52)。
8.如权利要求I所述的燃黄磷专用锅炉，其特征在于所述烟气连接通道(3)与一个重力防爆门(9)连接。
9.如权利要求I所述的燃黄磷专用锅炉，其特征在于所述烟气连接通道(3)的排烟温度为 600°C -900°C。
专利摘要本实用新型公开了一种燃黄磷专用锅炉，涉及黄磷燃烧热能的回收和利用领域。它包括锅炉本体和锅筒，锅炉本体前端设有燃烧机，后端设有烟气连接通道；锅筒设于锅炉本体顶部，锅筒顶部设有多个汽阀，锅筒下端从前至后依次设有膜式壁炉膛、对流段和过热段，膜式壁炉膛内部设有多束水冷壁管，对流段内部设有多束对流管，过热段内部设有多束过热蒸汽管，水冷壁管、对流管和过热蒸汽管共同组成金属换热面，金属换热面上涂有耐高温防腐蚀涂层。本实用新型不仅能够提高黄磷燃烧热能的热效率及利用率，而且耐腐蚀性能较强，能够延长设备的使用寿命。
文档编号F22B31/08GK202392767SQ20112053781
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者杜强 申请人:武汉东晟捷能科技有限公司