CN220070776U - 一种磷蒸汽的高效冷凝回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磷蒸汽的高效冷凝回收装置，包括多个并排布置且结构相同的冷凝塔，冷凝塔的顶部均布有若干喷头，冷凝塔的中部竖直设置有隔板，隔板将冷凝塔的内部空间分隔成进气腔和出气腔，隔板的上端与冷凝塔的顶部之间留有通气通道，隔板的下端与冷凝塔的底部之间留有连通通道，进气腔和出气腔内的上部均设置有密闭的环形水槽，且进气腔和出气腔内的环形水槽相互连通，环形水槽的底部圆周均布有若干出水孔，进气腔的下部设置有进气管，出气腔的下部设置有出气管，前一个冷凝塔的出气管与后一个冷凝塔的进气管之间通过输气管连通，输气管上设置有风机。本实用新型不易堵塞，回收效率高，回收效果好，具有显著的经济价值和社会价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及磷化工技术领域，具体涉及一种磷蒸汽的高效冷凝回收装置。
背景技术
在电炉法制磷时，将磷矿石等原料送入电炉，在炉内高温下发生还原反应，反应产物磷蒸汽和一氧化碳等混合的炉气从导气管中引出，炉气的主要成分是一氧化碳和磷蒸汽，以及少量的CO2、N 、SiF4、PH3、H2等，另外也还会夹带一部分粒径小于2μm的细小粉尘，经电除尘器将粉尘从炉气中排除后，炉气在冷凝系统中以水为冷却介质进行冷却冷凝，磷蒸汽冷凝后得到粗磷。
现有技术中磷蒸汽一般采用冷凝回收的方式，磷蒸汽在多个串联的冷凝塔中被塔顶喷出的水冷凝落入储磷槽中，其冷凝过程为：从第一个冷凝塔的底部进入，从该冷凝塔的上部进入下一个冷凝塔，再从下一个冷凝塔的底部进入第二个冷凝塔，逐级被吸附，最后经水封排空。但在磷蒸汽的冷凝回收过程中还存在以下问题：一是仍然存在黄磷回收率不高的问题，黄磷回收率仅为70%左右，回收效果不好，造成黄磷资源的浪费；二是冷凝塔的高度通常较高，磷蒸汽在其中的流速会逐渐减慢，磷蒸汽会向冷凝塔的内壁聚集成团，而这些位置正好是喷水的死角，时间一长，会逐渐堵塞冷凝塔，缩小磷蒸汽的实际通过面积和通过效率，进而降低磷蒸汽的回收效率。因此，研制开发一种不易堵塞，回收效率高，回收效果好的磷蒸汽的高效冷凝回收装置是客观需要的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种不易堵塞，回收效率高，回收效果好的磷蒸汽的高效冷凝回收装置。
本实用新型的目的是这样实现的，包括多个并排布置且结构相同的冷凝塔，冷凝塔的顶部均布有若干喷头，冷凝塔的中部竖直设置有隔板，隔板将冷凝塔的内部空间分隔成进气腔和出气腔，隔板的上端与冷凝塔的顶部之间留有通气通道，隔板的下端与冷凝塔的底部之间留有连通通道，进气腔和出气腔内的上部均设置有密闭的环形水槽，且进气腔和出气腔内的环形水槽相互连通，环形水槽的底部圆周均布有若干出水孔，进气腔的下部设置有进气管，出气腔的下部设置有出气管，前一个冷凝塔的出气管与后一个冷凝塔的进气管之间通过输气管连通，输气管上设置有风机。
进一步的，环形水槽的内侧面上圆周均布有若干喷水孔。
进一步的，冷凝塔的顶部呈拱形结构。
进一步的，相邻两个冷凝塔之间的底部通过连通管连通，多个冷凝塔内的底部以及多个连通管内设置有一体结构的带轴绞龙，带轴绞龙进料端的转轴伸出冷凝塔后传动连接有电机，带轴绞龙的出料端伸出冷凝塔后连接有储磷箱。
进一步的，隔板下方的冷凝塔内设置有换热管组，换热管组的进气端与进气管连通，进气腔内的中部设置有竖管，换热管组的出气端与竖管的下端连通。
进一步的，竖管的上端设置有上端口大下端口小的扩口锥。
进一步的，在其中一个冷凝塔进气管下方的侧壁上设置有排水管，排水管的端部连接有水箱，水箱内设置有制冷装置，水箱的出水口通过输水管与每个冷凝塔的喷头及环形水槽连通，输水管上设置有水泵。
本实用新型在运行时，先给喷头和环形水槽通水，水从喷头喷出时，形成水雾，分别从进气腔和出气腔的顶部向下扩散下落，水进入环形水槽后，从环形水槽底部的出水孔流出，在靠近进气腔和出气腔侧壁的位置形成环形的水帘，当磷蒸汽从进气管进入进气腔后，向上流动，与下降的水雾逆向接触，部分磷被冷凝后随同水雾下落，随后磷蒸汽到达出气腔，沿出气腔的顶部向下流动，再次冷凝一部分磷蒸汽中的磷，然后从出气管进入下一个冷凝塔的进气腔，以此类推，磷蒸汽在各个冷凝塔的进气腔和出气腔中流动，逐步冷凝磷蒸汽中的磷。在上述过程中，通过环形水槽和出水孔的设置，使得进气腔和出气腔内靠近侧壁的位置均形成有环形的水帘，消除喷水死角，搅动靠近侧壁的磷蒸汽，促进其流动，防止磷蒸汽聚集成团，防止冷凝塔的堵塞，确保磷蒸汽的实际通过面积和通过效率，进而提高磷蒸汽的回收效率；其次，通过隔板的设置，在不增加冷凝塔高度和杨程的情况下，增加了磷蒸汽的冷凝路程，磷蒸汽依次经过多个冷凝塔的冷凝后，其中的磷能够得到充分的冷凝和回收，提高了磷的回收效率和回收效果；另外，在相邻冷凝塔之间的输气管上设置有风机，用以提升磷蒸汽的流速，解决磷蒸汽在冷凝过程中流速逐渐变慢的问题，保证磷蒸汽均匀的流速，提高磷蒸汽的回收效率。本实用新型不易堵塞，回收效率高，回收效果好，具有显著的经济价值和社会价值。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为图1中节点A的放大结构示意图；
图中：1-冷凝塔，2-喷头，3-隔板，4-进气腔，5-出气腔，6-通气通道，7-连通通道，8-环形水槽，9-出水孔，10-进气管，11-出气管，12-输气管，13-风机，14-喷水孔，15-拱形，16-连通管，17-带轴绞龙，18-电机，19-储磷箱，20-换热管组，21-竖管，22-扩口锥，23-排水管，24-水箱，25-输水管，26-水泵，27-制冷装置。
实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
如图1～2所示，本实用新型包括多个并排布置且结构相同的冷凝塔1，冷凝塔1的顶部均布有若干喷头2，冷凝塔1的中部竖直设置有隔板3，隔板3将冷凝塔1的内部空间分隔成进气腔4和出气腔5，隔板3的上端与冷凝塔1的顶部之间留有通气通道6，隔板3的下端与冷凝塔1的底部之间留有连通通道7，进气腔4和出气腔5内的上部均设置有密闭的环形水槽8，且进气腔4和出气腔5内的环形水槽8相互连通，环形水槽8的底部圆周均布有若干出水孔9，进气腔4的下部设置有进气管10，出气腔5的下部设置有出气管11，前一个冷凝塔1的出气管11与后一个冷凝塔1的进气管10之间通过输气管12连通，输气管12上设置有风机13。
本实用新型在运行时，先给喷头2和环形水槽8通水，水从喷头2喷出时，形成水雾，分别从进气腔4和出气腔5的顶部向下扩散下落，水进入环形水槽8后，从环形水槽8底部的出水孔9流出，在靠近进气腔4和出气腔5侧壁的位置形成环形的水帘，当磷蒸汽从进气管10进入进气腔4后，向上流动，与下降的水雾逆向接触，部分磷被冷凝后随同水雾下落，随后磷蒸汽到达出气腔5，沿出气腔5的顶部向下流动，再次冷凝一部分磷蒸汽中的磷，然后从出气管11进入下一个冷凝塔1的进气腔4，以此类推，磷蒸汽在各个冷凝塔1的进气腔4和出气腔5中流动，逐步冷凝磷蒸汽中的磷。在上述过程中，通过环形水槽8和出水孔9的设置，使得进气腔4和出气腔5内靠近侧壁的位置均形成有环形的水帘，消除喷水死角，搅动靠近侧壁的磷蒸汽，促进其流动，防止磷蒸汽聚集成团，防止冷凝塔的堵塞，确保磷蒸汽的实际通过面积和通过效率，进而提高磷蒸汽的回收效率；其次，通过隔板3的设置，在不增加冷凝塔1高度和杨程的情况下，增加了磷蒸汽的冷凝路程，磷蒸汽依次经过多个冷凝塔1的冷凝后，其中的磷能够得到充分的冷凝和回收，提高了磷的回收效率和回收效果；另外，在相邻冷凝塔1之间的输气管12上设置有风机13，用以提升磷蒸汽的流速，解决磷蒸汽在冷凝过程中流速逐渐变慢的问题，保证磷蒸汽均匀的流速，提高磷蒸汽的回收效率。
环形水槽8的内侧面上圆周均布有若干喷水孔14，当水通入环形水槽8内后，部分水从出水孔9流出，部分水从喷水孔14喷出，喷向上升的磷蒸汽，提高磷蒸汽的冷凝效率。
冷凝塔1的顶部呈拱形15，当磷蒸汽到达进气腔4顶部后，拱形15的结构能够使磷蒸汽顺畅地通过通气通道进入出气腔5，防止磷蒸汽在冷凝塔1顶部拐角处聚集，提高冷蒸汽冷凝效率。
相邻两个冷凝塔1之间的底部通过连通管16连通，多个冷凝塔1内的底部以及多个连通管16内设置有一体结构的带轴绞龙17，带轴绞龙17进料端的转轴伸出冷凝塔1后传动连接有电机18，带轴绞龙17的出料端伸出冷凝塔1后连接有储磷箱19。带轴绞龙17为现有技术，一般包括转轴和设置在转轴上的螺旋叶片，当磷蒸汽中的磷被冷凝后，会沉在水底，当聚集一段时间后，可启动电机18，通过带轴绞龙17的转动，带动磷和污泥移出冷凝塔1，直至落入储磷箱19中，通过上述方式可方便快捷的将冷凝塔1中的磷和污泥排出，降低工人的劳动强度，提高排磷效率，进而提高磷蒸汽的冷凝效率。
隔板3下方的冷凝塔1内设置有换热管组20，换热管组20的进气端与进气管10连通，进气腔4内的中部设置有竖管21，换热管组21的出气端与竖管21的下端连通。换热管组21为现有技术，可为弯管、环管、盘管等结构，只需便于磷蒸汽和水的换热即可，在本实用新型中，冷凝塔1底部的水温低于磷蒸汽的温度，将磷蒸汽通入冷凝塔1底部的水中，可利用水吸收磷蒸汽中热量，降低磷蒸汽的温度，提高后续磷蒸汽的冷凝效率。
竖管21的上端设置有上端口大下端口小的扩口锥22，当磷蒸汽从扩口锥22喷出时，能够使得磷蒸汽迅速扩散，并均匀分布在进气腔4内，提高磷蒸汽的冷凝效率。
在其中一个冷凝塔1进气管10下方的侧壁上设置有排水管23，排水管23的端部连接有水箱24，水箱24内设置有制冷装置27，制冷装置27为现有技术，用于对水进行降温处理，实际使用时，也可设置换热管，通入冷却介质后吸收水中的热量，水箱24的出水口通过输水管25与每个冷凝塔1的喷头2及环形水槽8连通，输水管25上设置有水泵26。磷蒸汽中的磷冷凝后沉在水底，上层水从排水管23排入水箱24，制冷装置27对水进行降温，降温后的水再通过喷头2和环形水槽8喷入冷凝塔1继续使用，通过上述方式对水进行循环利用，可节约水资源，降低水资源的浪费。
Claims (7)
1.一种磷蒸汽的高效冷凝回收装置，包括多个并排布置且结构相同的冷凝塔（1），其特征在于:所述冷凝塔（1）的顶部均布有若干喷头（2），冷凝塔（1）的中部竖直设置有隔板（3），隔板（3）将冷凝塔（1）的内部空间分隔成进气腔（4）和出气腔（5），所述隔板（3）的上端与冷凝塔（1）的顶部之间留有通气通道（6），隔板（3）的下端与冷凝塔（1）的底部之间留有连通通道（7），所述进气腔（4）和出气腔（5）内的上部均设置有密闭的环形水槽（8），且进气腔（4）和出气腔（5）内的环形水槽（8）相互连通，所述环形水槽（8）的底部圆周均布有若干出水孔（9），所述进气腔（4）的下部设置有进气管（10），出气腔（5）的下部设置有出气管（11），前一个冷凝塔（1）的出气管（11）与后一个冷凝塔（1）的进气管（10）之间通过输气管（12）连通，输气管（12）上设置有风机（13）。
2.根据权利要求1所述的一种磷蒸汽的高效冷凝回收装置，其特征在于:所述环形水槽（8）的内侧面上圆周均布有若干喷水孔（14）。
3.根据权利要求1所述的一种磷蒸汽的高效冷凝回收装置，其特征在于:所述冷凝塔（1）的顶部呈拱形（15）结构。
4.根据权利要求1所述的一种磷蒸汽的高效冷凝回收装置，其特征在于:相邻两个冷凝塔（1）之间的底部通过连通管（16）连通，多个冷凝塔（1）内的底部以及多个连通管（16）内设置有一体结构的带轴绞龙（17），带轴绞龙（17）进料端的转轴伸出冷凝塔（1）后传动连接有电机（18），带轴绞龙（17）的出料端伸出冷凝塔（1）后连接有储磷箱（19）。
5.根据权利要求1所述的一种磷蒸汽的高效冷凝回收装置，其特征在于:所述隔板（3）下方的冷凝塔（1）内设置有换热管组（20），换热管组（20）的进气端与进气管（10）连通，所述进气腔（4）内的中部设置有竖管（21），换热管组（20）的出气端与竖管（21）的下端连通。
6.根据权利要求5所述的一种磷蒸汽的高效冷凝回收装置，其特征在于:所述竖管（21）的上端设置有上端口大下端口小的扩口锥（22）。
7.根据权利要求1所述的一种磷蒸汽的高效冷凝回收装置，其特征在于:在其中一个冷凝塔（1）进气管（10）下方的侧壁上设置有排水管（23），排水管（23）的端部连接有水箱（24），水箱（24）内设置有制冷装置（27），水箱（24）的出水口通过输水管（25）与每个冷凝塔（1）的喷头（2）及环形水槽（8）连通，所述输水管（25）上设置有水泵（26）。
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