[发明专利]一种热法磷酸燃磷水化一体化余热回收装置

说明书

本发明涉及一种热法磷酸燃磷水化一体化余热回收装置，包括汽包、燃磷水化一体化塔、导汽管、下降管、弹性吊钩、支吊架。燃磷水化一体化塔由上中下三部分组成，上部为燃烧辐射段，包括旋流燃烧器、上封头、上塔体；中部为缩放连通段，包括锥形收缩管、波纹连接管、锥形扩展管；下部为水化对流段，包括下塔体、喷酸雾化器、下封头、尾气出口、磷酸出口；燃磷水化一体化塔的上塔体和下塔体均为带有上下环形集箱的膜式水冷壁结构，通过辐射对流换热方式回收燃烧反应热和水化热，产生工业蒸汽供生产工艺使用。本发明对热法磷酸工艺中的余热进行整体回收利用，可以提高回收利用率，提高装置集成度，减小装置占地面积，产生高品质蒸汽，经济效益较好。

技术领域

本发明涉及热能的回收与利用技术领域，尤其涉及一种热法磷酸燃磷水化一体化余热回收装置。

背景技术

热法磷酸的生产工艺主要有黄磷燃烧、水合、尾气处理三个部分组成。其中，黄磷燃烧：用单质磷制取五氧化二磷气体；水合：五氧化二磷被稀磷酸吸收成高浓度磷酸(装置第一次启动时用水对五氧化二磷气体进行水合)；尾气处理：用水或稀磷酸吸收后达标排放。热法磷酸分为一步法和二步法。一步法工艺，即是液态磷的雾化燃烧和P₂O₅水合产酸在燃磷水化塔一台设备中完成，单系列装置能力大，但是无法生产高浓度高品质的磷酸，燃烧热和水化热都没有回收利用；二步法工艺，是指液态磷在燃磷塔中雾化燃烧生成P₂O₅，含P₂O₅的气体进入水化塔与循环稀磷酸中的水化合生成成品磷酸，即燃磷、P₂O₅的水合分别在两台设备中完成，燃烧塔和水化塔分开布置，占地面积广，设备投资大；在现有热法磷酸二步法中，燃磷塔中燃烧反应热被高效回收利用，而水化塔的余热尚未得到利用。同时也不存在对热法磷酸二步法中的燃磷塔、水化塔以及浓磷酸的热量进行综合利用的整体式装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明的目的在于提供一种热法磷酸燃磷水化一体化余热回收装置，在保证不影响磷酸产量的同时，将燃磷塔与水化塔结合，形成热法磷酸燃磷水化一体化塔，既可以减小占地面积，提高装备集成度，还可以利用燃烧辐射段、水化对流段、浓磷酸的热量产生蒸汽，余热回收利用效率进一步提高，降低生产成本，提高经济效益和产品竞争力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热法磷酸燃磷水化一体化余热回收装置，包括汽包、燃磷水化一体化塔、导汽管、下降管、支吊架等。所述燃磷水化一体化塔包括燃烧辐射段、缩放连通段、水化对流段三个部分，燃烧辐射段又包括旋流燃烧器、上封头、A冷却盘管、上塔体、沟形槽,所述上塔体包括圆筒形的A膜式水冷壁、A上集箱、A下集箱、A下降接管、A导汽出口接管。所述A膜式水冷壁包括多根管道和多根肋片，管道与翅片相隔交替焊接成一个圆筒形结构，其管道的上端与A上集箱固定连通，其管道的下端与A下集箱固定连通。所述A导汽出口接管有多个均布且与A上集箱连通，所述A下降接管有多个均布且与A下集箱连通，所述A下降分流管与下降总管连通，所述B下降分流管与下降总管连通，所述A上集箱上固定连接有上封头。

根据热法磷酸燃磷塔实际的运行情况，沿塔壁不断有液态结膜物落下，为了及时排出液态结膜物不进入水化对流段，在燃烧辐射段塔体下部设置沟形槽，所述的沟形槽由多根环形管组成，向装置中心线方向延展，并与沟形槽所在平面中心线成一定角度的夹角，沟形槽所在平面与装置中心线成较小角度的夹角，并在沟形槽平面最低处设置出口。

为了使燃烧更加充分，热利用效率更高，所述旋流燃烧器包括磷进口管、一次风管、二次风管、旋流叶片，旋流叶片布置在二次风管的管道内，对二次风起到旋流的作用，以强化混合燃烧。所述A上集箱、A下集箱、B上集箱、B下集箱所在平面互相平行且均垂直于装置中心线。