一种磷酸真空冷却装置的制作方法

本实用新型属于磷化工技术领域，特别涉及一种磷酸真空冷却装置，尤其涉及一种利用机封水等回水的磷酸真空冷却装置。

背景技术：

现有技术中，参见图1，磷酸生产系统包括依次连接的磨浆系统、反应器和闪蒸器（低位），大气冷凝器对闪蒸器的高温气体进行冷凝，冷水塔为大气冷凝器提供低温的循环水。反应料浆在轴流泵的作用下送入闪蒸器，闪蒸器内大量热气进入大气冷凝器底部与上部循环水进行逆流降温，可凝气体体积急剧减小产生真空，不凝气体通过大量循环水及位能送入底部的密封槽中。过程中循环泵连续向大气冷凝器中供水保持真空状态。真空度保持在-42-40kpa，温度为90℃以下。磷酸生产过程中会产生大量的废水，该废水可以用做大气冷凝器的循环水，但是会出现大气冷凝器淋水板结垢严重，冷却效果变差；还可能导致冷水塔分水、喷淋管结垢，使冷水循环的温度大于50℃，使反应液的温度大于95℃，真空度不达标，同时产物易结晶不好洗涤。为了保证效果，通常的情况只能提高循环水量，但是对冷水塔的负担大且循环水的质量不易控制，导致后续水处理过滤量大且有可能需要加入蒸汽提高温度进行过滤。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种磷酸真空冷却装置，该装置利用机封水、工艺水等回水（主要采用水质较好的机封水）作为循环水源，且升温后的冷凝水可用于制备脱盐水、用于磨浆工序等。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种磷酸真空冷却装置，包括闪蒸器、大气冷凝器、第二凉水塔、机封水储槽、地下槽、第一凉水塔、回水槽、水环真空泵、气液分离器、冷凝水储槽、板式换热器和压滤机，所述大气冷凝器通过管路与闪蒸器连接，其内的密封槽通过管路与第二凉水塔连接；所述地下槽、第一凉水塔和机封水储槽依次连接与磷酸生产装置构成机封水循环，所述第二凉水塔、回水槽与大气冷凝器通过管路依次连接构成冷凝水小循环，所述密封槽、冷凝水储槽、板式换热器、压滤机和第二凉水塔通过管路依次连接与回水槽、大气冷凝器构成冷凝水大循环，所述大气冷凝器、水环真空泵、气液分离器与回水槽通过管路依次连接构成抽真空回路，所述压滤机的出液口通过管路与地下槽连接，所述机封水储槽通过管路与回水槽连接，所述冷凝水储槽通过管路与磨浆系统连接。

进一步地，本实用新型实施例中的回水槽通过管路与工艺水储槽连接，所述板式换热器通过管路与工艺水储槽连接构成循环加热结构。

进一步地，本实用新型实施例中的机封水储槽通过管路与脱盐水生产装置连接。

优选地，本实用新型实施例提供的冷却装置还包括控制结构、设于大气冷凝器内的电子真空计、设于密封槽中的第一电子温度计与第一pH传感器、设于密封槽出口处的第一电控三通阀和设于回水槽与大气冷凝器之间的管路上的电控阀门与变频泵，所述第二凉水塔与冷凝水储槽分别通过管路与第一电控三通阀的两个出口连接，所述水环真空泵、电子真空计、第一电子温度计、第一pH传感器、第一电控三通阀、电控阀门和变频泵与控制结构电连接。

优选地，本实用新型实施例提供的冷却装置还包括冷凝水储槽中的第二电子温度计与第二pH传感器和冷凝水储槽出口处的第二电控三通阀，所述板式换热器和磨浆系统分别通过管路与第二电控三通阀的两个出口连接，所述第二电子温度计、第二pH传感器和第二电控三通阀与控制结构电连接。

优选地，本实用新型实施例中的压滤机的出液口设有第三电控三通阀，所述地下槽与第二凉水塔分别通过管路与第三电控三通阀的两个出口连接，所述第三电控三通阀与控制结构电连接。

优选地，本实用新型实施例中的机封水储槽与补水管连接，所述补水管上设有补水阀，所述机封水储槽中设有雷达液位计，所述补水阀和雷达液位计与控制结构电连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种磷酸真空冷却装置，该装置利用机封水、工艺水等回水（主要采用水质较好的机封水）作为大气冷凝器的循环水源，且升温后的冷凝水可用于制备脱盐水和/或用于磨浆工序等。另外，本装置通过抽真空回路、板式换热器、压滤机等的设置来保证大气冷凝器的真空度、循环水量和循环水质等符合生产要求，以保证生产质量。同时，该装置通过检测各种参数，利用控制结构来保证各结构水量的正常供应和整个生产过程用水平衡，尽量减少废水外排。

附图说明

图1是现有的磷酸真空冷却装置的原理框图；

图2是本实用新型实施例提供的磷酸真空冷却装置的原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

参见图1和2，本实用新型实施例提供了一种磷酸真空冷却装置，该装置包括闪蒸器、大气冷凝器、第二凉水塔、机封水储槽、地下槽、第一凉水塔、回水槽、水环真空泵、气液分离器、冷凝水储槽、板式换热器和压滤机等。其中，闪蒸器、大气冷凝器与第二凉水塔的连接方式及作用与现有的真空冷却装置类似。大气冷凝器通过管路与闪蒸器连接，其内（底部）的密封槽通过管路与第二凉水塔连接。地下槽、第一凉水塔和机封水储槽依次连接与磷酸生产装置构成机封水循环；其中，机封水储槽为高位槽并能定期补水用于向磷酸生产装置提供机封水；地下槽为低位槽并能定期排污用于收集磷酸生产装置使用过的机封水；磷酸生产装置包括真空泵、汽轮机等用于生产磷酸且需要机封水的设备，通常情况下，这些设备排出的机封水的水质较好且水温适中，在本实施例中可用作制备脱盐水和用做大气冷凝器的循环水。具体地，二十万吨级的生产线会产生30m³/h机封水，四十万吨级的生产线会产生40m³/h机封水。回水槽用于收集机封水、冷凝水和工艺水等并可定期补充清水；冷凝水储槽用于回收冷凝水。其中，第二凉水塔、回水槽与大气冷凝器通过管路依次连接构成冷凝水小循环用于直接将符合要求的冷凝水经凉水塔处理后再返回大气冷凝器使用。而密封槽、冷凝水储槽、板式换热器、压滤机和第二凉水塔通过管路依次连接与回水槽、大气冷凝器、密封槽构成冷凝水大循环，用于将不符合要求的冷凝器经降温和过滤后再返回大气冷凝器使用。大气冷凝器、水环真空泵、气液分离器与回水槽通过管路依次连接构成抽真空回路，由于回水的使用可导致装置内部结垢导致真空度不够，所以通过水环真空泵使大气冷凝器内保持合适的负压；具体地，水环真空泵设于大气冷凝器顶部，通过真空泵带走不凝气体，根据真空度和水温，调节进入大气冷凝器的水量和真空泵，冷水塔的水温可降低到45℃以下，降低了冷水塔的负担，同时冷却效果也提高了；具体地，水环真空泵的极限真空160hPa，最大抽速110m³/h；气液分离器用于对抽真空的气体气液分离并将液体返回到回水槽中。压滤机的出液口通过管路与地下槽连接，用于将冷凝水送入机封水循环；具体地，压滤机的出液口分两路输出，一路输出到地下槽，另一路输出到第二凉水塔。机封水储槽通过管路与回水槽连接，用于将机封水送入冷凝水大小循环中；具体地，机封水储槽的出口分两路输出（可分三路输出），一路输出至脱盐水生产装置，另一路输出到回水槽。冷凝水储槽通过管路与磨浆系统连接，用于将冷凝水输出到磨浆系统（可用于磨浆机中）；具体地，冷凝水储槽分两路输出，一路输出至板式换热器，另一路输出至磨浆系统。另外，在可控不干扰的情况下，第一凉水塔与第二凉水塔可由一个凉水塔实现。

进一步地，参见图2，本实用新型实施例中的回水槽通过管路与工艺水储槽连接，工艺水储槽用于回收磷酸生产过程中的废水，板式换热器通过管路与工艺水储槽连接构成循环加热结构用于对冷凝水进行降温同时对工艺水进行加热。冷凝水与工艺水换热后作为设备机封水或继续循环使用，工艺水走壳程，冷凝水走管程。进一步地，工艺水相对于机封水来说水质较差，则最好经过沉降和过滤等处理后送入回水槽。

进一步地，参见图2，本实用新型实施例中的机封水储槽通过管路与脱盐水生产装置连接。具体地，机封水进入脱盐水车间原水箱与清水混合，再一起进入管道混合器制水。

优选地，本实用新型实施例提供的冷却装置还包括控制结构、设于大气冷凝器内的电子真空计（用于检测真空度）、设于密封槽中的第一电子温度计（用于检测温度）与第一pH传感器（用于检测pH值）、设于密封槽出口处的第一电控三通阀和设于回水槽与大气冷凝器（进口）之间的管路上的电控阀门与变频泵等。控制结构用于控制整个装置的运行以实现自动化，具体可以包括PLC、执行模块、驱动模块、通讯模块、输入模块和显示模块等。第二凉水塔与冷凝水储槽分别通过管路与第一电控三通阀的两个出口（其进口与密封槽连接）连接，水环真空泵、电子真空计、第一电子温度计、第一pH传感器、第一电控三通阀、电控阀门和变频泵与控制结构电连接。具体地，通过真空度与温度值控制电控阀门与变频泵来控制水量，通过控制水环真空泵保持流量。通过各循环的水量、温度值与pH值等判断冷凝水进入冷凝水小循环还是进入冷凝水大循环，如果水质较好则进入冷凝水小循环。

优选地，本实用新型实施例提供的冷却装置还包括冷凝水储槽中的第二电子温度计与第二pH传感器和冷凝水储槽出口处的第二电控三通阀，板式换热器和磨浆系统分别通过管路与第二电控三通阀的两个出口连接（其进口与冷凝水储槽连接），第二电子温度计、第二pH传感器和第二电控三通阀与控制结构电连接。具体地，控制结构通过各循环的水量和冷凝水的温度值与pH值等判断进入换热器还是磨浆系统。

优选地，本实用新型实施例中的压滤机的出液口设有第三电控三通阀，地下槽与第二凉水塔分别通过管路与第三电控三通阀的两个出口连接，第三电控三通阀与控制结构电连接。具体地，控制结构通过各循环的水量和冷凝水的pH值等判断进入地下槽还是第二凉水塔。

优选地，本实用新型实施例中的机封水储槽与补水管连接，补水管上设有补水阀，机封水储槽中设有雷达液位计，补水阀和雷达液位计与控制结构电连接。机封水储槽的出口处设有电控四通，以实现三路输出的控制。

上述结构中，机封水储槽、地下槽、回水槽和冷凝水储槽中均设有电子液位计，电子液位计与控制结构电连接与装置中的流量计（与控制结构电连接）共同控制各循环和回路中的补水并控制整个生产的用水平衡。

上述结构中，各管路上根据需要设置泵、阀门和/或流量计等。

其中，本实施例中的“第一”、“第二”和“第三”仅起区分作用，无其他特殊意思。

本实用新型实施例提供了一种磷酸真空冷却装置，该装置利用机封水、工艺水等回水（主要采用水质较好的机封水）作为大气冷凝器的循环水源，且升温后的冷凝水可用于制备脱盐水和/或用于磨浆工序等。另外，本装置通过抽真空回路、板式换热器、压滤机等的设置来保证大气冷凝器的真空度、循环水量和循环水质等符合生产要求，以保证生产质量。同时，该装置通过检测各种参数，利用控制结构来保证各结构水量的正常供应和整个生产过程用水平衡，尽量减少废水外排。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。