一種蒸磷鍋爐的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種蒸磷鍋爐，屬于電爐法黃磷生產中的磷回收處理【技術領域】，包括蒸磷鍋、攪拌及螺旋出渣裝置、火爐、熱水鍋和熱水槽，采用本發明所述的蒸磷鍋爐安全可靠、效率高、成本低，對黃磷生產磷資源的回收利用效果好，蒸磷后產生的灰渣可用作農作物的肥料，達到物盡其用徹底消除污染的目的。此種蒸磷鍋爐的發明，提高了作業人員安全性，大大改善作業人員的操作環境，提高了工作效率，提高了磷資源和水資源的利用率，具有很好的經濟效率、環境效率和社會效率。
【專利說明】一種蒸磷鍋爐

【技術領域】
[0001]本發明屬于電爐法黃磷生產中的磷回收處理【技術領域】，尤其涉及一種蒸磷鍋爐。

【背景技術】
[0002]在現有技術中，黃磷行業生產過程中產生的泥磷，一是用于生產70%酸，再生產六偏磷酸鈉等鈉鹽，二是直接回收黃磷。在目前六偏磷酸鈉等鈉鹽市場供大于求的情況下，生產70%酸相對于直接回收黃磷不僅成本較高，銷售的運輸成本也較高。由于近年來磷酸鹽市場一直處于疲軟狀態，同時磷精細化工產品開發較早和較成熟的湖北和江蘇等地廠家對磷酸鹽市場形成的長期壟斷，造成了貴州和云南等地的廠家市場占有率較小，甚至沒有了市場，所以貴州和云南的黃磷生產廠家主要以直接回收黃磷為主。目前回收黃磷常用主要方法一是過濾，二是蒸發，但由于目前使用的過濾技術在濾渣中的殘磷含量在10~15%左右，仍然較高，遠遠未達到經濟排放和環保排放要求，必須進行二次回收處理，而目前二次處理泥磷的主要方法還是用蒸餾法。
[0003]蒸餾法常用的有三種裝置形式，一是固定鍋高溫蒸發，二是水平轉鼓式轉鍋高溫蒸發，三是螺旋筒式高溫蒸發。20世紀70年代，我國南京化工設計院和南通磷肥廠等共同開發了連續蒸磷技術，即螺旋筒式高溫蒸發技術，并用于工業生產裝置，取得了較好效果。但是，由于螺旋筒體要用耐高溫耐腐蝕的高級合金鋼，造價相對較大，同時每套裝置處理泥磷能力僅50~60kg/h，生產能力難以放大，操作控制復雜，只適應泥磷處理量不大的小黃磷裝置使用。20世紀90年代以前，我國中小型黃磷企業較多采用固定鍋蒸磷回收黃磷，由于此方法物料在鍋內處于靜止狀態，同時需要冷卻降溫后打開人孔蓋、人工出渣、人工進料和人工封閉人孔，所以生產效率低，同時操作安全性低且勞動強度大，到了 20世紀90年代才發展為水平轉鼓式轉鍋高溫蒸發法回收黃磷，一直到現在。但由于水平轉鼓式轉鍋蒸磷雖然生產效率相對較高，但與固定鍋同樣需要冷卻降溫后打開人孔蓋、人工出渣、人工進料和人工封閉人孔，所以勞動強度仍然較重，仍然存在較大的安全隱患，其主要原因:一是由于水平轉鼓式轉鍋的加料口和出渣口及人孔均同為人孔，且設置在側立面的平板封頭上，進料和出渣必須由人工操作完成。二是操作危險性較高，進一步原因是:人工進料時，由于人孔處于敞開狀態，泥磷暴露在空氣中脫水即可自燃產生大量P205煙霧，所以一是造成操作人員燒傷，二是操作人員吸入P205煙霧會危害操作人員健康；人工出渣時，由于打開人孔時水平轉鼓式轉鍋內仍會殘留高溫單質磷蒸氣，突遇空氣發生爆燃導致燒傷操作人員。三是水平轉鼓式轉鍋的水平中心管在旋轉時與導氣管發生相對運動界面處的填料密封，因受轉鍋重力的作用容易發生損壞而導致磷蒸氣發生泄漏燃燒傷人。四是水平轉鼓式轉鍋的水平中心管是由鋼管制成，兼有導氣功能，加入的泥磷量控制不當就會進入中心管導致中心管堵塞而不能導氣，而另一個不利因素是中心管隨轉鍋同時旋轉，不利于加裝沖洗水管，所以會造成中心管疏通困難，甚至造成中心管堵塞，從而會造成轉鍋壓力增大進而造成安全事故。
[0004] 基于以上原因，為了達到安全可靠、節能環保、節約水資源、高效處理泥磷和回收黃磷，同時減輕操作人員的勞動強度，簡化操作程序和改善操作環境，提高磷的綜合利用率，研究出一種安全高效處理泥磷的裝置迫在眉睫。


【發明內容】

[0005]為解決上述技術問題，本發明提供了一種蒸磷鍋爐，通過該裝置對泥磷進行分離處理后，大大提高黃磷的回收率、利用率和節約磷資源產生的經濟效益，同時可大大減少黃磷生產中泥磷儲量增大和儲存帶來的環境壓力，以及傳統泥磷處理裝置帶來的生產效率低、操作不安全危險性大和環境污染壓力大的問題，也克服為了大量消耗泥磷，采用泥磷制酸帶來的成本增加和銷售等各方面壓力。
[0006]本發明通過以下技術方案得以實現。
[0007]本發明提供的一種蒸磷鍋爐；包括蒸磷鍋、攪拌及螺旋出渣裝置和火爐，其中:
[0008]所述的蒸磷鍋包括鍋筒、出渣管、填料箱、中心出氣管、磷蒸汽出口和人孔，所述的鍋筒上部為平板封頭，中部為直筒體，下部為錐形封頭；所述的出渣管安裝在鍋筒的底部中心；所述的中心出氣管連接在鍋筒的平板封頭中心，中心出氣管的頂端連接填料箱，中心出氣管的側面設有磷蒸汽出口 ；所述的人孔設置在鍋筒的平板封頭上；
[0009]所述的攪拌及螺旋出渣裝置包括驅動器、主動鏈輪、傳動鏈、從動鏈輪、軸承箱、機架、攪拌軸、攪拌器和出渣螺旋，其中主動鏈輪連接在驅動器轉動軸上，軸承箱安裝在機架的上部，機架通過法蘭連接在蒸磷鍋的填料箱上，攪拌軸從上到下依次穿過軸承箱、機架、填料箱和中心出氣管的中心，攪拌軸的上端連接從動鏈輪，攪拌軸的下端連接出渣螺旋；攪拌器通過法蘭連接在出渣螺旋上，所述的攪拌器放在鍋筒內，主動鏈輪和從動鏈輪通過傳動鏈連接；
[0010]所述的火爐在蒸磷鍋的底部。
[0011]進一步的，所述的火爐包括爐殼及耐熱砼內襯、爐腔、CO風管和CO旋風燃燒器，所述的爐殼及耐熱砼內襯是鋼板制成和高溫耐熱砼澆筑而成，爐殼及耐熱砼內襯與蒸磷鍋之間形成爐腔；所述的CO旋風燃燒器呈圓筒型，中心是中空部，CO旋風燃燒器由旋風導流殼與中心導流筒組成，CO旋風燃燒器的切向進口與CO風管連通，并且所述的蒸磷鍋的出渣管穿過CO旋風燃燒器中心的中空部。
[0012]進一步的，該蒸磷鍋爐還包括熱水鍋，所述的熱水鍋安裝在火爐的爐腔的出煙口處，熱水鍋包括進水口、熱水鍋腔體、煙?和出水口，進水口、煙?和出水口分別有左右連個，進水口、出水口分別連接在熱水鍋腔體上下兩端，煙囪穿過熱水鍋腔體并與火爐的爐腔連接。
[0013]進一步的，該蒸磷鍋爐還包括熱水槽，所述的熱水槽包括，熱水槽a、熱水槽b和管道泵，熱水槽a的出水口通過管道與熱水鍋的兩個進水口連通，熱水槽a的中部進水口通過接管與熱水槽b的上部出水口相連通，熱水槽a的頂部進水口通過管道與軟水管網連通，熱水槽a的頂部另一個進水口通過管道與各夾套設備相連通，所述的熱水槽b的中部進水口通過管道分別與熱水鍋頂部的兩個出水口連通，熱水槽b的下部出水口通過管道與管道泵相連通，管道泵的出水口分別與各夾套設備連通。
[0014]進一步的，為了使蒸磷鍋的加熱速率更加均勻，同時保證蒸磷鍋內部的溫度相對恒定，所述的儲能筋板均勻分布在鍋筒的錐形封頭和鍋筒的直筒體的外部。
[0015]進一步的，為了增加CO旋風燃燒器噴出的火焰能夠更多地接觸儲能筋板，使CO旋風燃燒器釋放的能量被蒸磷鍋吸收的更多，所述的蒸磷鍋還包括火焰導流罩，火焰導流罩固定在儲能筋板上。
[0016]本發明的有益效果在于:與現有技術相比，采用本發明所述的蒸磷鍋爐安全可靠、效率高、成本低，對黃磷生產磷資源的回收利用效果好，I套I萬噸/年黃磷裝置采用水洗礦生產黃磷，每年產生含磷量28%~30%的泥磷約1500t~1700t，通過蒸磷鍋爐處理后灰渣含P2O5可控制在I %以內，若按殘留I %的P2O5含量計算，最低可回收黃磷405t，可產生直接經濟價值607.5萬元，蒸磷后產生的灰渣可用作農作物的肥料，達到物盡其用徹底消除污染的目的。同時，采用黃磷尾氣燃燒做熱源蒸磷，燒熱水用于設備保溫和滿足蒸磷工藝用水，達到了節能減排的目的。此裝置的發明，可大大改善黃磷生產作業人員的操作環境，提高工作效率，提高磷資源和水資源的利用效率，達到了節能減排的目的，具有很好的經濟效率、環境效率和社會效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的結構示意圖。
[0018]圖2是本發明部件I的結構示意圖。
[0019]圖3是本發明部件2的結構示意圖。
[0020]圖4是本發明部件3的結構示意圖。
[0021]圖5是本發明部件4的結構示意圖。
[0022]圖6是本發明部件5的結構示意圖。
[0023]圖中:1-蒸磷鍋，2-攪拌及螺旋出渣裝置，3-火爐，4-熱水鍋，5-熱水槽，11-鍋筒，12-出渣管，13-填料箱，14-中心出氣管，15-磷蒸汽出口，16-人孔，17-儲能筋板，18-火焰導流罩，21-驅動器，22-主動鏈輪，23-傳動鏈，24-從動鏈輪，25-軸承箱，26-機架，27-攪拌軸，28-攪拌器，29-出渣螺旋，31-爐殼及耐熱砼內襯，32-爐腔，33-C0風管，34-C0旋風燃燒器，41-進水口，42-熱水鍋腔體，43-煙?，44-出水口，51-熱水槽a，52-熱水槽b，53-管道泵。

【具體實施方式】
[0024]下面進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0025]如圖1所示的一種蒸磷鍋爐，包括蒸磷鍋1、攪拌及螺旋出渣裝置2、火爐3、熱水鍋4和熱水槽5，其中:
[0026]如圖2所示，蒸磷鍋I包括鍋筒11、出渣管12、填料箱13、中心出氣管14、磷蒸汽出口 15、人孔16、儲能筋板17和火焰導流罩18，所述的鍋筒11上部為平板封頭，中部為直筒體，下部為錐形封頭；所述的出渣管12安裝在鍋筒11的底部中心；出渣管12上端通過焊接與鍋筒11的底部連接，下端通過法蘭與出渣閥門相聯接，所述的中心出氣管14連接在鍋筒11的平板封頭中心,鍋筒11、出渣管12和中心出氣管14的中心軸線重合，中心出氣管14的頂端連接填料箱13，中心出氣管14的側面設有磷蒸汽出口 15 ;所述的人孔16設置在鍋筒11的平板封頭上，人孔16的孔蓋上連接有接管，接管的頂部法蘭聯接壓力表并與壓力表相連通，接管側面設置有泥磷進口接管并安裝進料控制閥；儲能筋板17均勻布置在鍋筒11的錐形封頭和鍋筒11的直筒體的外部，火焰導流罩18固定在儲能筋板17上，與鍋筒間形成火焰通道。
[0027]如圖3所示,攪拌及螺旋出洛裝置2包括驅動器21、主動鏈輪22、傳動鏈23、從動鏈輪24、軸承箱25、機架26、攪拌軸27、攪拌器28和出渣螺旋29，其中主動鏈輪22連接在驅動器21轉動軸上，軸承箱25安裝在機架26的上部，機架26通過法蘭連接在蒸磷鍋I的中心出氣管14上，攪拌軸27從上到下依次穿過軸承箱25、機架26、填料箱13和中心出氣管14的中心孔，攪拌軸27的上端連接從動鏈輪24，攪拌軸27的下端連接出渣螺旋29 ;攪拌器28通過法蘭連接在出渣螺旋29上，所述的攪拌器28放在在鍋筒11內，主動鏈輪22和從動鏈輪24通過傳動鏈23連接；
[0028]如圖4所示，火爐3包括爐殼及耐熱砼內襯31、爐腔32、CO風管33和CO旋風燃燒器34，所述的爐殼及耐熱砼內襯31是鋼板制成和高溫耐熱砼澆筑而成，用于固定蒸磷鍋I和熱水鍋4，爐殼及耐熱砼內襯31與蒸磷鍋I之間形成爐腔32 ;所述的CO旋風燃燒器34呈圓筒型，中心是中空部，CO旋風燃燒器34由旋風導流殼與中心導流筒組成，CO旋風燃燒器34的切向進口與CO風管33連通，氣流經切向進氣口進入旋風導流殼后，在導流殼的作用下發生向下的螺旋運動，再通過中心筒向上導流做螺旋運動，在出口處燃燒火焰呈管狀向上運動；并且所述的蒸磷鍋I的出渣管12穿過CO旋風燃燒器34中心的中空部。CO旋風燃燒器34安裝在支座上，支座固定在支撐鋼梁上，支撐鋼梁通過預埋螺栓固定在鋼筋砼基礎上。
[0029]如圖5所示，熱水鍋4安裝在火爐3的爐腔32的出煙口處，熱水鍋4包括進水口41、熱水鍋腔體42、煙囪43和出水口 44，進水口 41、煙囪43和出水口 44分別有左右連個，進水口 41、出水口 44分別連接在熱水鍋腔體42上下兩端，煙園43穿過熱水鍋腔體42并與火爐3的爐腔32連通。
[0030]如圖6所示，熱水槽5包括，熱水槽a51、熱水槽b52和管道泵53，熱水槽a51的出水口通過管道與熱水鍋4的兩個進水口 41連通，熱水槽a51的中部進水口通過接管與熱水槽b52的上部出水口相連通，熱水槽a51的頂部進水口通過管道與軟水管網連通，熱水槽a51的頂部另一個進水口通過管道與各夾套設備相連通，所述的熱水槽b52的中部進水口通過管道分別與熱水鍋4頂部的兩個出水口 44連通，熱水槽b52的下部出水口通過管道與管道泵53相連通，管道泵53的出水口分別與各夾套設備連通。
[0031]鋼筋砼基礎的頂標高為1.500m、支承鋼梁的安裝底標高為1.500m、爐殼及耐火砼內襯30的安裝底標高為1.650m、爐墻及爐底的砌筑底標高為1.664m,CO旋風燃燒器34的支座安裝標高為1.650m、CO風管33的安裝標高以與CO旋風燃燒器34的裝配后的標高為準，所述的熱水鍋的安裝底標高為3.190m，煙囪43的排放標高為15m，所述的蒸磷鍋I的安裝頂標高為4.080m，所述的攪拌和螺旋出渣裝置2等的安裝標高以與蒸磷鍋I的裝配標高為準，所述的熱水槽a51、b52和管道泵53的安裝底標高為4.380m。
[0032]本發明的蒸磷鍋爐原理是:①蒸餾原理，是根據黃磷的物理性質沸點是280°C，在35°C以上與氧接觸就能燃燒的化學性質采用隔絕空氣加強熱的方法進行分離；②攪拌原理，是根據泥磷是以膠體結構形式成型的，在蒸餾過程中通過攪拌打破膠體結構使磷從泥中快速分離CO旋風燃燒器的定形原理，是根據氣體沿切線方向進入旋風導流殼后發生螺旋運動再沿中心導流筒呈管狀流出燃燒使火焰呈管狀分布。
[0033]本發明的工作過程主要分為兩個環節進行操作，第一個是加料環節，操作步驟:
[0034]①檢查出渣管12下部的出渣閥門是否關閉嚴密，同時用高溫熱水進行試漏檢查，確認不發生泄漏后方可準備進料；
[0035]②啟動驅動器21讓攪拌及螺旋出渣裝置2運轉，注意攪拌器28運轉即出渣螺旋29反轉；
[0036]③打開人孔16的泥磷進料控制閥進料，直到進完2m3為止即可停止進料，而后用熱水沖洗管道后方可關閉進料閥；
[0037]④打開磷蒸汽出口 15的沖洗水閥門對管道進行沖洗，并確認無堵塞后即可停止沖洗；
[0038]⑤確認熱水槽a51的水位在正常水位即可，注意在運行中要隨時監控水位；
[0039]⑥在火爐內放入點火火源，必須是明火，注意明火不能熄滅；
[0040]⑦慢慢打開CO風管33的控制閥門向CO旋風燃燒器34內注入CO燃料，如CO氣體已點燃即操作完成。
[0041] 第二個是出渣環節，操作步驟:①從點火運行開始計算約3~4小時后即可出渣，判斷的標準:一是壓力表7表壓為零，二是磷吸收系統放空管無黃煙；②打開出渣管12的閥門，隨即啟動驅動器21讓出渣螺旋29運轉即開始出渣，出渣完成后返回第一個操作環節。
【權利要求】
1.一種蒸磷鍋爐，其特征在于:包括蒸磷鍋(I)、攪拌及螺旋出渣裝置(2)和火爐(3)，其中: 所述的蒸磷鍋⑴包括鍋筒(11)、出洛管(12)、填料箱(13)、中心出氣管(14)、磷蒸汽出口(15)和人孔(16)，所述的鍋筒(11)上部為平板封頭，中部為直筒體，下部為錐形封頭；所述的出渣管(12)安裝在鍋筒(11)的底部中心；所述的中心出氣管(14)連接在鍋筒(11)的平板封頭中心，中心出氣管(14)的頂端連接填料箱(13)，中心出氣管(14)的側面設有磷蒸汽出口(15);所述的人孔(16)設置在鍋筒(11)的平板封頭上； 所述的攪拌及螺旋出渣裝置(2)包括驅動器(21)、主動鏈輪(22)、傳動鏈(23)、從動鏈輪(24)、軸承箱(25)、機架(26)、攪拌軸(27)、攪拌器(28)和出渣螺旋(29)，其中主動鏈輪(22)連接在驅動器(21)轉動軸上，軸承箱(25)安裝在機架(26)的上部，機架(26)通過法蘭連接在蒸磷鍋(I)的中心出氣管(14)上，攪拌軸(27)從上到下依次穿過軸承箱(25)、機架(26)、填料箱(13)和中心出氣管(14)的中心，攪拌軸(27)的上端連接從動鏈輪(24)，攪拌軸(27)的下端連接出渣螺旋(29);攪拌器(28)通過法蘭連接在出渣螺旋(29)上，所述的攪拌器(28)放在鍋筒(11)內，主動鏈輪(22)和從動鏈輪(24)通過傳動鏈(23)連接； 所述的火爐⑶在蒸磷鍋⑴的底部。
2.如權利要求1所述的蒸磷鍋爐，其特征在于:所述的火爐(3)包括爐殼及耐熱砼內襯(31)、爐腔(32)、CO風管(33)和CO旋風燃燒器(34)，所述的爐殼及耐熱砼內襯(31)是鋼板制成和高溫耐熱砼澆筑而成，爐殼及耐熱砼內襯(31)與蒸磷鍋(I)之間形成爐腔(32);所述的CO旋風燃燒器(34)呈圓筒型，中心是中空部，CO旋風燃燒器(34)由旋風導流殼與中心導流筒組成，CO旋風燃燒器(34)的切向進口與CO風管(33)連通，并且所述的蒸磷鍋(I)的出渣管(12)穿過CO旋風燃燒器(34)中心的中空部。
3.如權利要求1所述的蒸磷鍋爐，其特征在于:該蒸磷鍋爐還包括熱水鍋(4)，所述的熱水鍋(4)安裝在火爐(3)的爐腔(32)的出煙口處，熱水鍋(4)包括進水口(41)、熱水鍋腔體(42)、煙囪(43)和出水口(44)，進水口(41)、煙囪(43)和出水口(44)分別有左右兩個，進水口(41)、出水口(44)分別連接在熱水鍋腔體(42)上下兩端，煙囪(43)穿過熱水鍋腔體(42)并與火爐(3)的爐腔(32)連接。
4.如權利要求1所述的蒸磷鍋爐，其特征在于:該蒸磷鍋爐還包括熱水槽(5)，所述的熱水槽(5)包括，熱水槽a(51)、熱水槽b(52)和管道泵(53)，熱水槽a(51)的出水口通過管道與熱水鍋(4)的兩個進水口(41)連通，熱水槽a(51)的中部進水口通過接管與熱水槽b(52)的上部出水口相連通，熱水槽a(51)的頂部進水口通過管道與軟水管網連通，熱水槽a(51)的頂部另一個進水口通過管道與各夾套設備相連通，所述的熱水槽b(52)的中部進水口通過管道分別與熱水鍋⑷頂部的兩個出水口(44)連通，熱水槽b (52)的下部出水口通過管道與管道泵(53)相連通，管道泵(53)的出水口分別與各夾套設備連通。
5.如權利要求1所述的蒸磷鍋爐，其特征在于:所述的蒸磷鍋(I)還包括儲能筋板(17)，所述的儲能筋板(17)均勻布置在鍋筒(11)的錐形封頭和鍋筒(11)的直筒體的外表面。
6.如權利要求1所述的蒸磷鍋爐，其特征在于:所述的蒸磷鍋(I)還包括火焰導流罩(18)，火焰導流罩(18)固定在儲能筋板(17)上。
【文檔編號】C01B25/047GK104129766SQ201410347666
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】何海, 羅勇, 袁洪彥 申請人:貴陽中化開磷化肥有限公司