[发明专利]黄磷炉热能综合回收利用系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及高温炉渣余热回收利用的技术领域，具体是一种黄磷炉热能综合回收利用系统及其工作方法。

背景技术

黄磷生产是高耗能行业，每生产1吨黄磷至少要消耗1.4万千瓦时电和1.6吨碳，中国现有的年产能为80万吨。黄磷生产过程中将产生大量高温炉渣。同样，炼钢、炼铝、炼铜等行业，也存在大量高温炉渣。

因此，如何回收利用高温炉渣的热能，以降低黄磷等资源生产和冶金行业等的耗能，以相应大幅降低温室气体排放，是我国急需解决的问题。

中国专利文献CN101881432A公开了一种适于生成高压饱和蒸汽的高温炉渣热能利用系统；中国专利文献CN 101543832公开了一种黄磷炉炉渣利用系统, 中国专利文献CN 101543831公开了一种黄磷炉炉渣热能回收炉；这些系统解决了高温炉渣热能的回收利用。

在生产实践中，黄磷炉一般采用电炉，耗电量较大；电炉工作时除了产生高温矿渣，还会产生高温磷蒸汽和磷炉尾气；磷炉尾气中的可燃气体（如一氧化碳等）含量较高。在现有的黄磷生产过程中，这些高温磷蒸汽和磷炉尾气直接排放，不对磷及其热能进行回收利用。

如何提供一种既能回收高温磷渣的热能，又能充分利用高温磷蒸汽和磷炉尾气，是本领域要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，既能回收高温磷渣、高温磷蒸汽和磷炉尾气的热能，又能回收高温磷蒸汽中的磷的高温炉渣热能回收系统及其工作方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的高温炉渣热能回收系统，包括：

黄磷炉炉渣热能回收炉，用于利用黄磷炉输出的高温炉渣换热生成饱和蒸汽并存储于一汽包中，利用该汽包中的饱和蒸汽进行发电的发电系统的电源输出端与所述黄磷炉的电源输入端相连；

至少一个一级换热器，用于利用黄磷炉排出的热尾气加热水；

燃烧炉，通过燃烧从所述一级换热器排出的所述热尾气，以加热从所述汽包输出的热水以生成饱和蒸汽，然后送回所述汽包；

至少一个二级换热器，用于利用黄磷炉排出的磷蒸汽加热从所述一级换热器输出的水并生成饱和蒸汽，然后送入所述汽包；

洗涤塔，与所述二级换热器的磷蒸汽出口相连，用于洗涤所述磷蒸汽；

收磷槽，与所述的一级、二级换热器和洗涤塔的底部排放口相连。

所述收磷槽通过一循环水泵与所述洗涤塔的洗涤水入口相连；

饱和蒸汽经发电系统后生成的热水送回所述一级换热器和/或所述燃烧炉。

本发明的黄磷炉热能综合回收利用系统，还包括：用于抽入新鲜空气的空气干燥器、用于加热该空气干燥器输出的干燥空气的空气换热器、用于将该空气换热器生成的热干燥空气送入所述燃烧炉的风机；所述燃烧炉的尾气排放口与所述空气换热器的热源气体入口相连，以加热所述干燥空气。采用干燥空气送入所述燃烧炉，可避免潮湿空气与具有腐蚀性的所述热尾气混合后，腐蚀所述燃烧炉。同时，由于所述热尾气和热干燥空气的温度都较高，其混合燃烧热值更高，利于生成较高温度的饱和蒸汽。

所述黄磷炉炉渣热能回收炉包括：筒体，该筒体内设有轴向贯穿该筒体的用于将所述高温炉渣从该筒体的入料口送至出料口的炉排；所述筒体顶部的开口上设有换热器；所述筒体的入料口设有一对用于进料并冷却凝固所述高温炉渣的碎料辊，该对碎料辊下方设有相邻平行设置的布料板和布料辊，用于将落入该布料板和布料辊之间的所述高温炉渣进一步冷却凝固后粉碎成颗粒状，并将该颗粒物料送至所述炉排上。其中，换热器用于高温炉渣余热回收；所述的碎料辊、布料板和布料辊构成一冷却碎料装置，用于冷却凝固高温炉渣并生成颗粒料，防止物料在冷却时结块，同时生成颗粒料后物料的散热面积大幅增加，利于物料的余热充分、快速释放，利于提高热能的回收率。

所述布料板适于透风，布料板的背面分布有多个用于向布料板上的所述高温炉渣鼓风的鼓风嘴。

所述布料板倾斜分布且其上端面为锯齿面；或该布料板为弧度为45-90°、纵向设置的弧形板，且其用于承载所述高温炉渣热的凹面上分布有锯齿，弧形板的底部边缘邻近所述布料辊的底部；所述布料辊的柱面上分布有锥形凸起，用于将该布料板上的物料粉碎并送至所述炉排上。

所述布料板上设有锯齿面，利于增大所述高温物料的散热面积，利于其进一步快速冷却、凝固；锥形凸起，可防止所述高温物料粘结在该凸起上。布料辊与布料板的配合使用，利于进一步碎化物料，进一步增加散热面积，利于物料的余热充分、快速释放，利于提高热能的回收率。