專利名稱：一種黃磷尾氣燃氣鍋爐的制作方法
技術領域：
一種黃磷尾氣燃氣鍋爐
絲領域
本實用新型涉及一種黃磷尾氣燃氣鍋爐，是適宜類似黃磷尾氣燃氣用的專用鍋爐。
背景駄
目前，全球黃磷幾乎都是用電爐法生產(chǎn)黃磷。中國黃磷生產(chǎn)已有60年的歷史， 目前黃磷生產(chǎn)企業(yè)已有130多家，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量黃磷尾氣，生產(chǎn)l噸黃磷 約副產(chǎn)黃磷尾氣2500-3000Nm3，尾氣富含CO (82 95%) (vol.)(而水煤氣中CO 平均含量在20%以下)，熱值10. 7475-12. 0119MJ/m3,屬中熱值氣體燃料，可以作 為燃料用，每Nm3黃磷尾氣熱值為10. 67^3-11. 9324町/m3。黃磷尾氣成分復雜，除 主要含C0外，還含磷、硫( 300mg/Nm3)、砷(1 2mg/Nm3)、氟( 500mg/Nm3) 等高腐蝕的雜質(zhì)及少量水份，磷主要以PK和P4形式存在，含量分別為PHs500 900 mg/Nm3， P4 300 700 mg/Nm3;硫主要以H2S形式存在，含量為800 3000 mg/Nm3。 磷主要以PH3和P4形式存在，含量分別為P壓400 900mg/Nm3、 P4 300 700 mg/Nm3; 硫主要以H2S、 COS、 CS2等形式存在，含量分別為800 3000 mg/Nm3、 20 2000 mg/Nm3、 1 50 mg/Nm3。 20世紀90年代以來，許多國內(nèi)外企業(yè)或研究單M利用黃磷尾氣 作為鍋爐燃料進行過一些嘗試。由于黃磷制磷電爐單臺產(chǎn)能小、數(shù)量多、分布廣、 尾氣難以收集，主要是將黃磷尾氣用作為中低壓鍋爐的燃料，如用于干燥原料、生 產(chǎn)熱水蒸汽等，但由于黃磷尾氣中含磷、硫、砷、氟等有害、腐蝕成分，把它當常 規(guī)燃氣利用，導致鍋爐部件材料腐蝕失效，設備壽命大大縮短。例如云南某化學 工業(yè)公司，1998年底完成"黃磷尾氣代替鍋爐燃燒煤節(jié)能技改項目"，然而在黃磷 尾氣作燃料利用過程中發(fā)現(xiàn)黃磷尾氣燃燒時鍋爐的腐蝕十分嚴重，經(jīng)過3個月的運 行后，鍋爐因腐蝕擊穿而報廢；四川某化學公司，經(jīng)過企業(yè)認為可行的黃磷尾氣凈化設備凈化后，將其作為2臺40噸/小時蒸汽鍋爐的燃料，結果40天就因腐蝕嚴 重而報廢；南京某化工研究院， 一臺100Kg/ciif換熱器，不到一個月?lián)Q熱器管因腐 蝕而報廢；云南某磷制品公司投MH座熱水鍋爐，運行3 4個月鍋爐內(nèi)過熱面出 現(xiàn)腐蝕擊穿而頻繁更換換熱部件等。因此黃磷尾氣的利用不到20%，這些廢氣都是 用火炬燃成C02、 S02、 H2S、 PHa等排到大氣中，其中PHs和貼燃燒后生成P205和S02， 在空氣中遇水后形成了腐蝕性極強的磷酸和硫酸,而且P仏和H2S使金屬材料發(fā)生嚴 重的高溫硫化、磷化及氧化等多種腐蝕，材料服役壽命大大縮短， 一方面浪費了重 要而寶貴的一氧化碳資源，同時又加劇了大氣環(huán)境的污染。
以2006年我國實際黃磷產(chǎn)量83萬噸計，每年排放的黃磷尾氣已超過23似m3，大 約有8000t S02、 3000t &05進入大氣；僅云南省黃磷產(chǎn)量36萬t，產(chǎn)生黃磷尾氣IO {Z^m3,大約還有3500t S02、 1300t &05進入大氣，使得黃磷尾氣污染也日趨嚴重。 黃磷生產(chǎn)能耗大、成本高，已成為制約磷化工可持續(xù)發(fā)展的主要因素。2008年頒布 的《云南省黃磷行業(yè)準入條件》明確2010年黃磷企業(yè)必須滅天燈、必須建設黃磷 尾氣、爐渣等資源綜合利用設施。黃磷尾氣燃氣鍋爐技術及其系統(tǒng)成套設備是黃磷 生產(chǎn)企業(yè)在競爭日益激烈，準入條件日益嚴格的狀況下尋求節(jié)能減排、降耗之路的 重要技術之一。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種帶有黃磷尾氣燃氣燃燒裝置的黃磷尾氣燃氣鍋 爐，解決了常年來黃磷尾氣作為燃氣一直不能有效利用的關鍵問題，尤其是適宜黃 磷尾氣燃氣的燃燒室和鍋爐本體結構，經(jīng)濟價值、社會效益、環(huán)境效益顯著。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的這種鍋爐由黃磷尾氣燃氣燃燒裝置和黃磷尾 氣燃氣鍋爐組成。
所述黃磷建氣燃氣燃燒裝置由凈化黃磷尾氣燃氣進口、安全水封、尾氣噴 、 鼓風機、燃燒爐組成，尾氣燃氣進口連安全水封，安全水封連尾氣噴 ，尾氣噴 燃器與燃燒爐之間連有鼓風機；從黃磷電爐經(jīng)3iH級洗磷收磷后的黃磷尾氣，經(jīng)過
4黃磷尾氣凈化系統(tǒng)凈化后的尾氣，此時的黃磷尾氣雜質(zhì)含量為:貼含量< 50mg/Nm3、 PH3含量〈10mg/Nm3， AsH3含量< 10mg/Nm3, HF含量< 20mg/Nm3，從凈化黃磷尾氣燃 氣進口itA安全水封，經(jīng)鼓風機配風，通過尾氣噴燃器噴燃后，在燃燒爐燃燒，燃 燒至400 1 IO(TC ，將高皿氣送入黃磷尾氣燃氣鍋爐。
所述的黃磷尾氣燃氣鍋爐由凈化氣燃燒爐、引風機、獨立的汽包、冷水進口、 控制含氧系統(tǒng)、煙氣測溫計、熱氣出口、煙囪、用戶組成，凈化氣燃燒爐內(nèi)有熱交 換加熱管組A和其余四件管組B、外部連引風機，在爐膛、各回路煙氣出口有煙氣
測溫計，燃燒爐頂U部的熱氣出口通過a^的汽包連接用戶；冷水進口與燃燒爐側上 部相連，燃燒爐頂部有煙囪及控制含氧系統(tǒng)。
本實用新型的這種黃磷尾氣燃氣鍋爐，其鍋爐為整體可拆裝配式、對易損的換 熱管組可拆換。
黃磷尾氣燃燒裝置中的燃燒爐，結構為臥式、襯磚的圓筒形鋼制容器，燃燒器 布置前端，內(nèi)部有檔板，除了用于燃燒的一次風外，還有調(diào)節(jié)出口煙氣溫度的二次 風，凈化黃磷尾氣中的C0在其中充分燃燒后生成C02。
本實用新型的黃磷尾氣燃氣的燃燒裝置，將凈化后的黃磷尾氣在特制的噴麟， 由鼓風 行最佳空燃比的調(diào)節(jié)后一起送入燃燒爐充分燃燒，凈化尾氣與燃燒所需 的空氣凈化氣中含量為90y。左右的C0在燃燒爐中燃燒放熱，燃燒爐內(nèi)不布置受熱面, 凈化氣的熱值約2700kcal/Nm3，在燃燒爐中需要再加入二次風，以控制燃燒爐出口 的煙氣溫度在400-IIO(TC，從燃燒器排出的高溫氣體itA后繼的黃磷尾氣燃氣鍋爐 系統(tǒng)。
戶;M鍋爐燃氣含CO高達82% 95%，即在將黃磷尾氣通入燃氣鍋爐系統(tǒng)以前必 須進行系統(tǒng)管道和設備內(nèi)的氣體置換，確保整個系統(tǒng)安全操作，而且在黃磷尾氣凈 化系纟m其裝置內(nèi)氧含量必須控制在1% ( v / v )以下。
本實用新型專用鍋爐結構是單鍋筒橫向布置，凈化黃磷尾氣在黃磷尾氣燃氣燃 燒裝置，經(jīng)尾氣噴燃器3點燃，進入黃磷尾氣燃氣鍋爐II系統(tǒng)。凈化氣燃燒爐5可根據(jù)黃磷尾氣的特性調(diào)節(jié)燃氣量，煙氣呈s型走向沖刷爐管，通過熱交換加熱管
組A (0型爐膛)6和其余四件管組B7，構成四個回路，經(jīng)過熱交換得到的蒸汽進 入獨立的汽包9，蒸汽從熱氣出口 12輸送入用戶15。整個燃燒系統(tǒng)由控制含氧系 統(tǒng)13控制含氧量< 1% ( v / v )。各回路煙氣出口均設置了煙氣測溫計10，可根據(jù) 所需蒸汽壓力調(diào)節(jié)煙氣量尾氣進口 1和水量冷7jCif口 11的大小；在爐膛、汽包及 可拆分的五件管組間由螺栓連接，可及時更換受損零部件，操作檢修方便，寬高度 尺寸較小，長度伸縮性較大，利于黃磷尾氣燃燒鍋爐不同蒸汽量要求的鍋筒系列化 生產(chǎn)。完全充分燃燒后的黃磷尾氣，經(jīng)測試達到國家煙氣排放標準，由引風機8， 抽引至煙囪15。
黃磷尾氣燃氣氣鍋爐，其鍋爐是單鍋筒橫向布置，水平煙道式水管鍋爐強制循 環(huán)型，凈化黃磷尾氣通過尾氣噴 點燃，通過鼓風豐腿行最佳空燃比的調(diào)節(jié)，燃 燒的尾氣送入凈化氣燃燒爐，煙氣呈S型走向沖刷爐管，通過熱交換加熱管組A和 其余四件管組B，在燃燒爐中需要再由引風機加入二次風，在爐膛、各回路煙氣出 口均設置了煙氣測溫計，可根據(jù)所需蒸汽壓力調(diào)節(jié)凈化黃磷尾氣進口管道氣量、冷 7jC進口水量的大小進行系統(tǒng)燃氣量和蒸汽量調(diào)節(jié)，以控制燃燒爐出口的煙氣溫度在 400-IIO(TC，構成四個回路，從而得到所需高溫蒸汽，由熱氣出口進入獨立的汽包 穩(wěn)定輸送給用戶；完全充ih燃燒后的黃磷尾氣達標由煙囪排向大氣。汽包及可拆分 的五件管組間由螺栓連接，可及時更換受損零部件，操作檢修方便，寬高度尺寸較 小，長度伸縮性較大，利于黃磷尾氣燃燒鍋爐不同蒸汽量要求的鍋筒系列化生產(chǎn)， 此結構適宜腐蝕性極強的燃氣鍋爐結構。
以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體結構，但本實用新型的結構不限于附 圖所示。 '

圖1是本實用新型的黃磷尾氣燃燒裝置的結構示意圖。圖2是本實用新型的結構示意圖。 具體實1 式
圖1中，黃磷尾氣燃氣燃燒裝置I由凈化黃磷尾氣燃氣進口 1、安全7jC封2、尾 氣噴燃器3、鼓風機4、燃燒爐5組成，尾氣燃氣進口1連安全水封2，安全水封2 連尾氣噴燃器3，尾氣噴 3與燃燒爐5之間連有鼓風機4。
圖2中，黃磷尾氣燃氣鍋爐II由凈化氣燃燒爐5、引風機8、獨立的汽包9、 冷水進口 10、控制含氧系統(tǒng)11、煙氣測纟顯計12、熱氣出口 13、煙囪14、用戶15 組成，凈化氣燃燒爐5內(nèi)有熱交換加熱管組A 6和其余四件管組B 7、外部連引風 機8，在爐膛、各回路煙氣出口有煙氣測溫計12，連燃燒爐5側部的熱氣出口 13 通過獨立的汽包9連接用戶15，冷水進口 10與燃燒爐5側上部相連，燃燒爐5頂 部有煙囪14及控制含氧系統(tǒng)11。
實施例1:某黃磷電爐生產(chǎn)廠，將1萬t/a黃磷電爐尾氣的30%，即750萬 Nm3/a，經(jīng)過燃氣凈化的黃磷尾氣，此時的黃磷尾氣雜質(zhì)含量為H2S含量< 50mg/Nm3、 PH3含量〈10mg/Nm3， AsH3含量< 10mg/Nm3， HF含量< 20mg/Nm3。按本發(fā)明流程，進 入本裝置強制循環(huán)，從汽包出來的飽和過熱蒸汽(3.82Mpa、 450°C)由主蒸汽管送 給洗泥磷用的蒸汽系統(tǒng)中，替代了原來用燃煤產(chǎn)汽的工藝，按黃磷尾氣燃氣熱值和 標煤熱值折標(折標系數(shù)按0.357)，節(jié)約燃煤267. 75t/a，按現(xiàn)行標煤價格500元 /t，及節(jié)約13. 39萬元/a。經(jīng)濟價值、社會效益、環(huán)境效益顯著。
實施例2:某黃磷電爐生產(chǎn)廠，將1萬t/a黃磷電爐尾氣的70%，即1750萬 NmVa,經(jīng)過燃氣凈化的黃磷尾氣，此時的黃磷尾氣雜質(zhì)含量為H2S含量< 50mg/Nm3、 PH3含量〈10mg/Nm3， AsHs含量< 10mg/Nm3， HF含量< 20mg/Nm3。按本發(fā)明流程，進 A^裝置強制循環(huán)，從汽包出來的飽和過熱蒸汽(3.82Mpa、 450°C)由主蒸汽管送 給洗泥磷用的蒸汽系統(tǒng)中，替代了原來用燃煤產(chǎn)汽的工藝，按黃磷尾氣燃氣熱值和 標煤熱值折標(折標系數(shù)按0.357)，節(jié)約燃煤624,75t/a，按現(xiàn)行標煤價格500元 /t,及節(jié)約31.24萬元/a。經(jīng)濟價值、社會效益、環(huán)境效益顯著。
權利要求1、一種黃磷尾氣燃氣鍋爐，其特征在于該鍋爐包括黃磷尾氣燃氣燃燒裝置(I)和黃磷尾氣燃氣鍋爐(II)，所述黃磷尾氣燃氣燃燒裝置(I)由凈化黃磷尾氣燃氣進口(1)、安全水封(2)、尾氣噴燃器(3)、鼓風機(4)、燃燒爐(5)組成，尾氣燃氣進口(1)連安全水封(2)，安全水封(2)連尾氣噴燃器(3)，尾氣噴燃器(3)與燃燒爐(5)之間連有鼓風機(4)；所述的黃磷尾氣燃氣鍋爐(II)由凈化氣燃燒爐(5)、引風機(8)、獨立的汽包(9)、冷水進口(10)、控制含氧系統(tǒng)(11)、煙氣測溫計(12)、熱氣出口(13)、煙囪(14)、用戶(15)組成，凈化氣燃燒爐(5)內(nèi)有熱交換加熱管組A(6)和其余四件管組B(7)、外部連引風機(8)，在爐膛、各回路煙氣出口有煙氣測溫計(12)，連燃燒爐(5)側部的熱氣出口(13)通過獨立的汽包(9)連接用戶(15)；冷水進口(10)與燃燒爐(5)側上部相連，燃燒爐(5)頂部有煙囪(14)及控制含氧系統(tǒng)(11)。
2、根椐權利要求1所述的黃磷尾氣燃氣鍋爐，其特征在于該鍋爐為 整體可拆裝配式、對易損的換熱管組可拆換。
專利摘要本實用新型涉及一種黃磷尾氣燃氣鍋爐，由黃磷尾氣燃氣燃燒裝置和黃磷尾氣燃氣鍋爐組成。黃磷尾氣燃氣燃燒裝置由凈化黃磷尾氣燃氣進口、安全水封、尾氣噴燃器、鼓風機、燃燒爐組成；黃磷尾氣燃氣鍋爐由凈化氣燃燒爐、引風機、獨立的汽包、冷水進口、控制含氧系統(tǒng)、煙氣測溫計、熱氣出口、煙囪、用戶組成。這種鍋爐解決了黃磷尾氣作為燃氣一直不能有效利用的關鍵問題，尤其是適宜黃磷尾氣燃氣的燃燒室和鍋爐本體結構，經(jīng)濟價值、社會效益、環(huán)境效益顯著。
文檔編號F22B21/04GK201386998SQ20092011125
公開日2010年1月20日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權日2009年4月17日
發(fā)明者萬榮惠, 周道路, 平 寧, 張仕平, 張冬平, 殷在飛, 王六生, 燁 郜, 郜華萍, 馬文明 申請人:昆明理工大學