专利名称：导热油吸收黄磷燃烧热能的装置的制作方法
技术领域：
本发明属于热能回收机械技术，涉及一种导热油吸收黄磷燃烧热能的装置。
背景技术：
磷酸和磷酸盐是化学工业的重要组成部分。磷酸的生产方法分为热法磷酸和湿法磷酸两种。由于热法磷酸具有产品浓度高、杂质少等优点，已被广泛应用于磷化工企业。热法磷酸的生产工艺流程主要工序为黄磷熔融、黄磷燃烧和水化吸收。中国专利 CN201010127125. 2黄磷直接制取食品级高纯度磷酸的方法，是液态磷在磷计量槽一定的水位差条件下，在燃烧塔底部不断地供磷，液态磷在空气供氧的作用下燃烧，燃烧产生的五氧化二磷气体，借助尾部风机造成负压10000-15000Pa自塔顶进入主吸收塔。燃烧1吨黄磷将产生M335KJ的热量，而高温的磷蒸汽及其聚合物对燃烧塔和换热器等生产设备具有极强的腐蚀性与破坏性。为了防止这种腐蚀和破坏产生，现有工艺中，此热量通常都被用大量的稀磷酸或冷却水带出，经热交换由冷却塔或其它酸雾吸收塔回收磷酸和净化达标排放。经检索，回收黄磷燃烧热能的方法还有中国专利CN200710049440.6黄磷生产磷酸盐的一步法工艺及装置。该发明将黄磷燃烧所生产的高温五氧化二磷气体(1000-1600度)送入余热锅炉与水进行热交换，生成高压蒸汽，通过蒸汽输送管道输送给熔磷槽与外用生活。每燃烧一吨黄磷能产生压力位 0. 4-0. SMpa的水蒸气6. 5-7. 0吨，热能回收与利用效率达到90%，能将五氧化二磷气体降温至200-450°C。该发明虽能降低五氧化二磷气体的温度和达到一定的热利用率，但利用余热生成高压蒸汽所增加的设置锅炉和冷却水的使用，增大了生产成本。中国专利CN01143443. 0黄磷燃烧热能回收与利用装置及热法磷酸生产系统。该发明采用膜式水冷壁组成的密封壁燃烧室代替原工艺的水夹套燃烧室。膜式水冷壁为常规余热锅炉的组成部分，作为上升管。锅炉另布置有锅筒、下降管、环形下联箱及上联箱以及与锅筒相连的导汽管。采用等离子涂层作为防止腐蚀涂层，从而将磷腐蚀介质与燃烧塔金属壁面隔开，避免高温腐蚀作用，从而允许换热器的壁面温度达到200-50(TC。其余热利用的创新点是将回收的部分蒸汽通过蒸汽管道供给自身工艺流程中的熔磷槽使用，产生高品位高温、高压蒸汽共生产使用，余热回收率可达60%以上。该发明中虽然采用膜式冷水器、等离子涂层，但是仍然用冷却水作为传热介质，由于在100°C时，水蒸气的导热系数为 0. 0237ff/m. °C，而 Mobiltherm605# 导热油在 100°C 时的导热系数为 0. 127W/ (m. "C )，是水蒸气的5. 35倍。可知，水的导热效果远远不及导热油。另外，用水作为导热介质，温度越高， 水蒸气的饱和蒸汽压越高，对设备的要求更高。再者由于余热锅炉和燃磷设备相连，其相当于一台高压锅炉，安全隐患较大，安检费用较高。导热油具有抗热裂化和化学氧化的性能，传热效率好，散热快，热稳定性很好。目前被广泛应用在内燃机尾气回收、烟气余热发电、半导体发电等领域。磷化工领域未见其利用。
发明内容
本发明的目的为了克服已有技术中存在的问题，提高热能的利用率，提高生产过程的安全性，降低黄磷燃烧热能回收与利用的成本，提供一种导热油吸收黄磷燃烧热能的装置。本发明是这样实现的一种导热油吸收黄磷燃烧热能的装置，设置吸热单元和放热单元，其特征在于包括利用磷酸车间黄磷燃烧炉的夹套，设置油罐I、蒸汽发生器、空气加热器、蒸发器、循环泵和阀门；黄磷燃烧炉的夹套进油口通过阀门IX与油罐I连接，黄磷燃烧炉的夹套出油口分别与蒸汽发生器、空气加热器、蒸发器连接。以上所述的吸热单元是利用磷酸车间黄磷燃烧炉的夹套，另设置油罐I、油罐 III、循环泵II和缓冲罐；黄磷燃烧炉的夹套进油口与阀门IX、油罐I、缓冲罐依次采用耐酸耐热管连接；油罐I的进油口与循环泵II、阀门X、油罐III、阀门XI、阀门XII和油罐I的进油口依次采用耐酸耐热管循环连接。以上所述的放热单元，包括蒸汽发生器、空气加热器、蒸发器、油罐II和循环泵I 构成；蒸汽发生器、空气加热器和蒸发器的进油口分别经过阀门I、阀门VIII和阀门VII与黄磷燃烧炉的夹套出油口采用耐酸耐热管连接，黄磷燃烧炉的夹套出油口设置安全阀，安全阀与缓冲罐连接；蒸汽发生器、空气加热器和蒸发器的出油口分别经过阀门III、阀门IV 和阀门V与油罐II连接，油罐II采用耐酸耐热管通过阀门II与缓冲罐连接，油罐II的出油口经过阀门VI、循环泵I和阀门XI与阀门XII之间的连接管依次连接。以上所述的蒸汽发生器、空气加热器和蒸发器，设置一种或多种和一个或多个。以上所述的阀门，采用耐酸耐热阀门，包括不锈钢阀门、钢阀门和或塑料阀门一种以上。以上所述的耐酸耐热管，包括不锈钢管、无缝钢管和或塑料管一种以上。本发明装置的工作原理打开阀门VII和/或阀门I和/或阀门VIII，打开阀门II、阀门V和/或阀门III 和/或阀门IV，关闭其它阀门，打开阀门IX，油罐I的导热油流入黄磷燃烧炉的夹套中吸收黄磷燃烧热能，控制导热油流速，获得设定的高温导热油，经加热的导热油由黄磷燃烧炉的夹套出油口流入蒸发器和/或蒸汽发生器和/或空气加热器，蒸发器中加入的需浓缩液体和/或蒸汽发生器中加入的水和/或空气加热器中加入的空气吸收加热导热油的热能，然后流入油罐II中。打开阀门VI和阀门XII或阀门XI，启动循环泵I将油罐II的导热油输送入油罐I或油罐III，达到循环吸收黄磷燃烧热能。利用常规方法浓缩化学或食品工业生产的原液或母液和/或农业或生活或其它工业生产用高温导热油和/或蒸汽或干空气。本发明的优点和积极效果1、本发明中使用的导热油温度范围为< 400°C，可以吸收高、中、低温的热能，提高热能的回收率。2、本发明中使用的导热油可以在较宽的温度范围满足不同温度加热、冷却的工艺要求，或在同一个系统中用同一种导热油同时实现不同温度吸热的工艺要求。即可以降低系统和操作的复杂性。3、本发明以导热油作为导热介质，由于导热油初馏点比水的蒸发温度要高出数倍，导热油在400°C条件下仍不气化而保持常压，而水蒸气370°C时的饱和蒸汽压已高达 21. 03MPa，因此可以有效避免了因相变气化而引起超压隐患，大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求，提高系统和设备的可靠性。4、本发明以导热油作为导热介质，吸收黄磷燃烧放出的热量并输送到蒸发器和/ 或蒸汽发生器或空气加热器放热后，返回油罐经循环油泵抽到高位低温导热油罐中继续使用。不仅可以解决工艺流程中所需的热量，而且省去专用燃煤锅炉、余热锅炉和冷却水装置，大大降低黄磷燃烧热能回收及再利用的成本，节约了能源，具有较好的经济效益、社会效益和环保效益。
附图1 为浓缩磷酸盐母液、干燥磷酸盐和制备蒸汽的装置结构示意图。附图2 为浓缩磷酸盐母液的装置结构示意图。附图3 为浓缩磷酸盐母液和干燥磷酸盐的装置结构示意图。附图标识1-缓冲罐；2-油罐I ；3-安全阀；4-阀门I ；5-蒸汽发生器；6-阀门II ；7-阀门III ；8-空气加热器；9-阀门IV;10-阀门V;ll-油罐II ； 12-循环泵I ； 13-阀门VI ； 14-蒸发器；15-阀门 VII ； 16-阀门VIII ； 17-黄磷燃烧炉；18-阀门IX; 19-循环泵II ；20-阀门X ;21_油罐III ； 22-阀门 XI ；23-阀门 XII。
具体实施例方式下面结合附图和通过实施例对本发明作进一步说明，实施例仅在于说明本发明而绝不限于本发明。实施例一浓缩磷酸盐母液、干燥磷酸盐和制备蒸汽的装置如图1，一种导热油吸收黄磷燃烧热能的装置，利用磷酸车间黄磷燃烧炉17的夹套，在黄磷燃烧炉17的夹套进油口采用不锈钢管与阀门1X18、油罐12、缓冲罐1依次连接； 油罐12的进油口与循环泵1119、阀门X20、油罐11121、阀门XI22、阀门XII23和油罐12的进油口依次采用不锈钢管循环连接。蒸汽发生器5、空气加热器8和蒸发器14的进油口分别经过阀门14、阀门VIII16和阀门VII15与黄磷燃烧炉17的夹套出油口采用不锈钢管连接，黄磷燃烧炉17的夹套出油口设置安全阀3，安全阀3与缓冲罐1连接；蒸汽发生器5、空气加热器8和蒸发器14的出油口分别经过阀门1117、阀门IV9和阀门VlO与油罐IIll连接，油罐IIll采用不锈钢管通过阀门116与缓冲罐1连接，油罐IIll的出油口采用不锈钢管经过阀门VI13、循环泵112和阀门XI22与阀门XII23之间的连接管依次连接。工作时，将联苯/联苯醚低熔混合物型导热油加入油罐12中，打开阀门1X18、阀门VII15、阀门14、阀门VIII16、阀门116、阀门V10、阀门III7和阀门IV9，关闭其它阀门， 油罐12的导热油流入黄磷燃烧炉17的夹套中吸收黄磷燃烧热能，控制导热油流速，获得设定的350°C高温导热油，经加热的导热油由黄磷燃烧炉3的夹套出油口流入蒸发器14、蒸汽发生器5和空气加热器8，浓缩蒸发器14中磷酸盐液体、蒸发蒸汽发生器5中的水和空气加热器8中加入的空气，然后流入油罐IIll中。打开阀门VI13和阀门XII23，启动循环泵 112将油罐IIll的导热油输送入油罐12，达到循环吸收黄磷燃烧热能。利用常规方法浓缩磷酸盐母液、生活或其它工业生产用蒸汽和磷酸盐的干燥。
实施例二 浓缩磷酸盐母液的装置利用磷酸车间黄磷燃烧炉17的夹套，在黄磷燃烧炉17的夹套进油口采用无缝钢管与阀门1X18、油罐12、缓冲罐1依次连接；油罐12的进油口与循环泵1119、阀门X20、油罐11121、阀门XI22、阀门XII23和油罐12的进油口依次采用无缝钢管循环连接。两个蒸发器14的进油口分别经过两个阀门VII15与黄磷燃烧炉17的夹套出油口采用无缝钢管连接，黄磷燃烧炉17的夹套出油口设置安全阀3，安全阀3与缓冲罐1连接；两个蒸发器14 的出油口分别经过两个阀门VlO与油罐IIll连接，油罐IIll采用无缝钢管通过阀门116 与缓冲罐1连接，油罐IIll的出油口采用无缝钢管经过阀门VI13、循环泵112和阀门XI22 与阀门XII23之间的连接管依次连接。工作时，将烷基联苯型导热油加入油罐12中，打开两个阀门VII15、两个阀门VlO 和阀门116，关闭其它阀门，打开阀门1X18，油罐I 2的导热油流入黄磷燃烧炉3的夹套中吸收黄磷燃烧热能，控制导热油流速，获得设定的220°C高温导热油，经加热的导热油由黄磷燃烧炉17的夹套出油口分别流入两个蒸发器14，两个蒸发器14中磷酸盐母液吸收加热导热油的热能，然后导热油流入油罐IIll中。打开阀门VI13和阀门XII23，启动循环泵112 将油罐IIll的导热油输送入油罐12或油罐11121，达到循环吸收黄磷燃烧热能，得到浓缩磷酸盐母液。实施例三浓缩磷酸盐母液和干燥磷酸盐的装置如图3，一种导热油吸收黄磷燃烧热能的装置，利用磷酸车间黄磷燃烧炉17的夹套，在黄磷燃烧炉17的夹套进油口采用无缝钢管与阀门1X18、油罐12、缓冲罐1依次连接； 油罐12的进油口与循环泵1119、阀门X20、油罐11121、阀门XI22、阀门XII23和油罐12 的进油口依次采用无缝钢管循环连接。空气加热器8和蒸发器14的进油口分别经过阀门 VIII16和阀门VIII15与黄磷燃烧炉17的夹套出油口采用无缝钢管连接，黄磷燃烧炉17的夹套出油口设置安全阀3，安全阀3与缓冲罐1连接；空气加热器8和蒸发器14的出油口分别经过阀门IV9和阀门VlO与油罐IIll连接，油罐IIll采用无缝钢管通过阀门116与缓冲罐1连接，油罐IIll的出油口采用塑料管经过阀门VI13、循环泵112和阀门XI22与阀门XII23之间的连接管依次连接。工作时，将联苯/联苯醚低熔混合物型导热油加入油罐12中，打开阀门1X18、阀门VII15、阀门VIII16、阀门116、阀门VlO和阀门IV9，关闭其它阀门，油罐12的导热油流入黄磷燃烧炉17的夹套中吸收黄磷燃烧热能，控制导热油流速，获得设定的300°C高温导热油，经加热的导热油由黄磷燃烧炉17的夹套出油口流入蒸发器14和空气加热器8，浓缩蒸发器14中磷酸盐液体中的水和空气加热器8中加入的空气，然后流入油罐IIll中。打开阀门VI13和阀门XII23，启动循环泵112将油罐IIll的导热油输送入油罐12，达到循环吸收黄磷燃烧热能。利用常规方法浓缩磷酸盐母液和干燥磷酸盐。
权利要求
1.一种导热油吸收黄磷燃烧热能的装置，设置吸热单元和放热单元，其特征在于包括利用磷酸车间黄磷燃烧炉(17)的夹套，设置油罐I O)、蒸汽发生器(5)、空气加热器(8)、 蒸发器(14)、循环泵和阀门；黄磷燃烧炉(17)的夹套进油口与油罐1(2)连接，黄磷燃烧炉 (17)的夹套出油口分别与蒸汽发生器(5)、空气加热器(8)、蒸发器(14)连接。
2.根据权利要求1所述的导热油吸收黄磷燃烧热能的装置，其特征在于所述的吸热单元是黄磷燃烧炉(17)的夹套，另设置油罐I O)、油罐III (21)、循环泵II (19)和缓冲罐 ⑴；黄磷燃烧炉(17)的夹套进油口采用耐酸耐热管与阀门IX(IS)、油罐I O)、缓冲罐⑴ 依次连接；油罐I⑵的进油口与循环泵II (19)、阀门W20)、油罐III (21)、阀门XI (22)、阀门XIK23)和油罐1(2)的进油口依次采用耐酸耐热管循环连接。
3.根据权利要求1所述的导热油吸收黄磷燃烧热能的装置，其特征在于所述的放热单元，包括蒸汽发生器(5)、空气加热器(8)、蒸发器(14)、油罐II(Il)和循环泵1(12) 构成；蒸汽发生器(5)、空气加热器⑶和蒸发器(14)的进油口分别经过阀门K4)、阀门 VIII (16)和阀门VII(15)与黄磷燃烧炉(17)的夹套出油口采用耐酸耐热管连接，黄磷燃烧炉(17)的夹套出油口设置安全阀(3)，安全阀(3)与缓冲罐⑴连接；蒸汽发生器(5)、 空气加热器(8)和蒸发器(14)的出油口分别经过阀门111(7)、阀门IV(9)和阀门V(5)与油罐II (11)连接，油罐II (11)采用耐酸耐热管通过阀门11(6)与缓冲罐⑴连接，油罐 II(Il)的出油口经过阀门VI (13)、循环泵1(12)和阀门XI (22)与阀门XII (23)之间的连接管依次连接。
4.根据权利要求1和3所述的导热油吸收黄磷燃烧热能的装置，其特征在于所述的蒸汽发生器(5)、空气加热器(8)和蒸发器(14)，设置一种或多种和一个或多个。
全文摘要
本发明公开了一种导热油吸收黄磷燃烧热能的装置，包括油罐、黄磷燃烧炉、蒸汽发生器、空气加热器、蒸发器、循环泵和阀门构成，并循环连接。采用导热油作为导热介质，吸收黄磷燃烧热能后输送到蒸发器、蒸汽发生器和空气加热器中，制备浓缩液或蒸汽或干空气。实现在同一个系统中不同温度吸热的工艺要求，大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求，提高系统和设备的可靠性。本装置的导热介质可循环使用，不仅可以解决工艺流程中所需的热量，而且省去专用燃煤锅炉、余热锅炉和冷却水装置，大大降低黄磷燃烧热能吸收及再利用的成本，节约了能源，具有较好的经济效益、社会效益和环保效益。
文档编号C01B25/20GK102556990SQ20111044839
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者何忠华, 吴小海, 彭艳霞, 林军, 王文营, 苏杰文, 韦仕能, 马钊松, 黄新兴 申请人:广西利达磷化工有限公司