一种黄磷尾气换热塔的制作方法

本发明涉及尾气处理技术领域，特别涉及一种黄磷尾气换热塔。

背景技术：

在黄磷的工业生产中，会产生大量的高温烟气，热值高达2500大卡/立方，直接排放到尾气中含有大量的硫、磷等不但污染了环境且浪费了大量的热能，经余热锅炉燃烧后仍然会有500多度的尾气无法利用，最终尾气的排放存在污染环境、不能有效利用能源的问题。

目前，申请公布号为cn106052426a，申请公布日为2016年10月26日的中国专利公开了一种黄磷尾气余热利用装置，该专利通过设置换热管组件和隔墙，使尾气在壳体内呈倒u字形运动，延长了尾气在壳体内的停留时间，增加了换热管组件的受热面积和时间，最终有效利用尾气中的热能。

上述黄磷尾气余热利用装置中，主要通过换热管组件进行热交换以实现热能利用，但是经过换热管组件的尾气中温度还是较高，因此通过换热管组件无法充分利用尾气中含有的大量热能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种黄磷尾气换热塔，具有提高利用尾气中含有的大量热能的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种黄磷尾气换热塔，包括底部具有进烟口且顶部具有出烟口的塔体，还包括设置在塔体底部的冷却水降温装置、设置在塔体中部的第一循环水加热装置、设置在塔体顶部周侧的第二循环水加热装置、设置在塔体顶部的蒸汽发生装置；

所述冷却水降温装置包括设置在塔体底部周侧的冷却水箱、设置在冷却水箱底部的第一冷水进管、设置在冷却水箱顶部的第一热水出管，所述进烟口上连接有穿过冷却水箱的进烟管；

所述第一循环水加热装置包括设置在塔体中部上方的第一环形管、设置在第一环形管上的第二冷水进管、设置在塔体中部下方的第二环形管、设置在第二环形管上的第二热水出管、多个一端连接在第一环形管上且另一端连接在第二环形管上的加热管，多个所述加热管位于塔体内部；

所述第二循环水加热装置包括设置在塔体顶部周侧的堰槽箱、设置在堰槽箱下方的第三冷水进管、设置在堰槽箱箱上方的溢流管，所述出烟口上连接有穿过堰槽箱的出烟管；

所述蒸汽发生装置包括设置在塔体顶部且穿过堰槽箱的罐体、设置在罐体上方的进水口、设置在罐体顶部的蒸汽出口、多个一端位于塔体内部且另一端位于罐体内的翅片热管。

通过采用上述技术方案，在尾气通过进烟管和塔体底部时，对通过第一冷水进管注入到冷却水箱中的冷却水进行加热，且产生热水后通过第一热水出管排出；在尾气经过第一循环水加热装置的加热管处时，对通过第二冷水进管注入到第一环形管、加热管内的冷却水进行加热，且产生的热水通过第二环形管、第二热水出管排出；在尾气经过塔体顶部和出烟管时，对通过第三冷水进管注入到堰槽箱内的冷却水进行加热，且产生的热水通过溢流管排出；在尾气加热翅片热管的过程中，可是的罐体内产生蒸汽并通过蒸汽出口排出；最终通过热交换降低尾气温度以实现减少尾气中的固体含量，减少了大气污染；且产生了大量的热水和蒸汽等可利用的热能，具有提高利用尾气中含有的大量热能的效果。

本发明的进一步设置为：还包括用于喷淋预热加热管及净化尾气的喷淋装置，所述喷淋装置包括设置在冷却水箱内的循环水箱、一端连接在循环水箱下方且另一端穿过冷却水箱及塔体后位于塔体内部的喷淋管、设置在喷淋管中部的抽水泵、设置在喷淋管位于塔体内一端的喷淋头、设置在塔体底部和循环水箱之间的回流管、设置在塔体底部且防止喷淋水倒灌进入到进烟管内的防倒灌组件，所述喷淋管位于塔体中部上方。

通过采用上述技术方案，冷却水通过第一冷水进管、第一环形管注入到加热管内时，加热管上端的温度较低，循环水箱处于冷却水箱内时，循环水箱内的温度较高，此时通过抽水泵将循环水箱内的水抽到喷淋管中并通过喷淋头喷淋后落在加热管上方，从而实现对加热管进行预热；同时喷淋水对尾气进行喷淋，可进一步减少尾气中的固体含量；防倒灌组件可防止喷淋水倒灌到进烟管内。

本发明的进一步设置为：所述防倒灌组件包括多个开口朝上且两端固定在塔体底部的内壁上的第一弧形片、多个开口朝下且两端设置在塔体底部的内壁上的第二弧形片；所述第二弧形片位于第一弧形片上方，多个所述第一弧形片、多个所述第二弧形片均间隔设置，相邻的两个所述第二弧形片之间的间隙的正投影完全落在第一弧形片的所在范围内，多个所述第一弧形片朝向同一侧倾斜设置，所述塔体底部呈锥形设置且进烟口设置在塔体底部侧面的中部，所述进烟管延伸到塔体内部。

通过采用上述技术方案，喷淋水直接落在第二弧形片上或者落在第二弧形片上后流落到第一弧形片上，因第一弧形片朝向同一侧倾斜，使得喷淋水沿着塔体的内壁流落，此时因进烟管延伸到塔体内部，从而使得喷淋水不会倒灌到进烟管内；同时塔体底部呈锥形设置且进烟口设置在塔体底部侧面的中部，使得较少渗透第一弧形片落下的喷淋水，在尾气吹动下会被吹到塔体的内壁上。

本发明的进一步设置为：所述加热管包括多个一端连接在第一环形管上且另一端连接在第二环形管上的第一热管、多个一端连接在第一环形管上且另一端连接在第二环形管上的第二热管，多个所述第一热管呈圆周阵列分布，多个所述第二热管呈圆周阵列分布，所述第一热管到塔体中间的距离和所述第二热管到塔体中间的距离不同。

通过采用上述技术方案，加热管包括多个第一热管、多个第二热管，从而提高与尾气的受热面积，此时可提高对尾气中热能的利用效率。

本发明的进一步设置为：所述第一热管、第二热管的中部沿着竖直方向延伸，还包括设置在所述塔体和第一热管以及第二热管中部之间且提高受热效果的集风组件，所述集风组件包括设置在塔体中部的壳体、设置在壳体中部的主通风管、多个设置在壳体上的次通风管，所述主通风管供多个翅片热管嵌入，多个所述次通风管分别供多个第一热管和第二热管中部穿过，所述壳体和塔体之间形成的空腔内填充有冷却水实现保温。

通过采用上述技术方案，通过设置壳体，且在壳体内设置有供多个翅片热管嵌入的主通风管，供多个第一热管、第二热管的部穿过的次通风管，此时通过减少塔体中部的供尾气流动的横截面积，从而提高尾气流动时的流速，提高在单位时间内翅片热管、第一热管、第二热管的受热量，提高加热效率；同时在壳体和塔体之间形成的空腔内填充有冷却水实现保温。

本发明的进一步设置为：所述壳体的下表面呈向上凸出的弧形面设置，所述次通风管的口径沿着竖直向上的方向逐渐缩小。

通过采用上述技术方案，壳体的下表面呈向上凸出的弧面设置，此时可增加与尾气的迎风面以减小风阻，且可增加壳体底部的结构强度以实现支撑填充的冷却水。

本发明的进一步设置为：所述出烟管的开口处设置有活性炭吸附组件，所述活性炭吸附组件包括设置在出烟管开口处的安装框、设置在安装框上两侧面的金属过滤网、填充在两个金属过滤网和安装框之间的活性炭填充层。

通过采用上述技术方案，活性炭吸附组件中的活性炭可对尾气中的硫、磷实现进一步吸附，从而进一步减少尾气中硫、磷的含量。

本发明的进一步设置为：所述活性炭填充层未填充满两个金属过滤网和安装框之间形成的空腔，所述安装框转动连接在出烟口上，所述安装框一侧面设置有多个位于出烟管内以使得在尾气风力作用下带动安装框转动的阻风片。

通过采用上述技术方案，通过设置阻风片可实现在尾气的吹到下带动安装框转动，从而使得填充在个金属过滤网和安装框之间形成的空腔指尖的活性炭填充层晃动，此时可提高活性炭填充层吸附尾气的有效面积，也可减少尾气经过活性炭吸附组件时的风阻。

本发明的进一步设置为：所述塔体顶部设置有位于罐体周侧的保温水箱，所述保温水箱处于堰槽箱和罐体之间以实现热传递。

通过采用上述技术方案，第三冷水进管位于堰槽箱下方，溢流管处于堰槽箱上方，此时堰槽箱内上方的水温较高，从而通过热传递加热保温水箱内的水箱，最终保温水箱通过热传递加热进入到罐体内的冷却水，且具有保温作用。

本发明的有益效果是：在尾气通过进烟管和塔体底部时，对通过第一冷水进管注入到冷却水箱中的冷却水进行加热，且产生热水后通过第一热水出管排出；在尾气经过第一循环水加热装置的加热管处时，对通过第二冷水进管注入到第一环形管、加热管内的冷却水进行加热，且产生的热水通过第二环形管、第二热水出管排出；在尾气经过塔体顶部和出烟管时，对通过第三冷水进管注入到堰槽箱内的冷却水进行加热，且产生的热水通过溢流管排出；在尾气加热翅片热管的过程中，可使得罐体内产生蒸汽并通过蒸汽出口排出；最终通过热交换降低尾气温度以实现减少尾气中的固体含量，减少了大气污染；且产生了大量的热水和蒸汽等可利用的热能，具有提高利用尾气中含有的大量热能的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1的结构示意图(图中仅示意两个第一热管、两个第二热管)；

图2是实施例2的结构示意图(图中仅示意两个第一热管、两个第二热管，及相对应的次通风管)；

图3是图2中位于a处的局部放大图；

图4是图2中位于b处的局部放大图。

图中：1、塔体；11、进烟口；12、出烟口；13、进烟管；14、出烟管；21、冷却水箱；22、第一冷水进管；23、第一热水出管；31、第一环形管；32、第二冷水进管；33、第二环形管；34、第二热水出管；35、加热管；351、第一热管；352、第二热管；41、堰槽箱；42、第三冷水进管；43、溢流管；51、罐体；52、进水口；53、蒸汽出口；54、翅片热管；61、循环水箱；62、喷淋管；63、抽水泵；64、喷淋头；65、回流管；66、防倒灌组件；661、第一弧形片；662、第二弧形片；71、壳体；72、主通风管；73、次通风管；8、活性炭吸附组件；81、安装框；82、金属过滤网；83、活性炭填充层；84、阻风片；9、保温水箱。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：一种黄磷尾气换热塔，如图1所示，包括底部具有进烟口11且顶部具有出烟口12的塔体1、设置在塔体1底部的冷却水降温装置、设置在塔体1中部的第一循环水加热装置、设置在塔体1顶部周侧的第二循环水加热装置、设置在塔体1顶部的蒸汽发生装置。塔体1的底部和顶部均成锥形设置，塔体1的中部呈圆形设置。

如图1所示，冷却水降温装置包括固定设置在塔体1底部周侧的冷却水箱21、连通在冷却水箱21底部的第一冷水进管22、连通在冷却水箱21顶部的第一热水出管23。进烟口11设置在塔体1底部侧面的中部，进烟口11上连接有穿过冷却水箱21的进烟管13，进烟管13的一端延伸到塔体1内部。第一冷水进管22和第一热水出管23分别具有多个。

如图1所示，第一循环水加热装置包括固定设置在塔体1中部上方的第一环形管31、连通在第一环形管31上的第二冷水进管32、固定设置在塔体1中部下方的第二环形管33、连通在第二环形管33上的第二热水出管34、多个一端连接在第一环形管31上且另一端连接在第二环形管33上的加热管35。

如图1所示，第一环形管31上的第二冷水进管32设置有多个，第二环形管33上端的第二热水出管34设置有多个。加热管35包括多个一端连接在第一环形管31上且另一端连接在第二环形管33上的第一热管351、多个一端连接在第一环形管31上且另一端连接在第二环形管33上的第二热管352。第一热管351和第二热管352均位于塔体1内，多个第一热管351呈圆周阵列分布，多个第二热管352呈圆周阵列分布；且第一热管351到塔体1中间的距离和所述第二热管352到塔体1中间的距离不同；同时第一热管351、第二热管352的中部沿着竖直方向延伸。(图1中为了便于清楚明了的显示加热管35，仅仅示意了两组第一热管351和第二热管352)

如图1所示，第二循环水加热装置包括固定设置在塔体1顶部周侧的堰槽箱41、连通在堰槽箱41下方的第三冷水进管42、连通在堰槽箱41箱上方的溢流管43。出烟口12上连接有穿过堰槽箱41的出烟管14。

如图1所示，蒸汽发生装置包括固定设置在塔体1顶部且穿过堰槽箱41的罐体51、设置在罐体51上方的进水口52、设置在罐体51顶部的蒸汽出口53、多个一端位于塔体1内部且另一端位于罐体51内的翅片热管54。翅片热管54沿着竖直方向延伸且从罐体51底部穿过后进入都爱罐体51内。

同时在塔体1顶部固定设置有位于罐体51周侧的保温水箱9，保温水箱9处于堰槽箱41和罐体51之间以实现热传递。

实施原理：在尾气通过进烟管13和塔体1底部时，对通过第一冷水进管22注入到冷却水箱21中的冷却水进行加热，且产生热水后通过第一热水出管23排出；在尾气经过第一循环水加热装置的加热管35处时，对通过第二冷水进管32注入到第一环形管31、加热管35内的冷却水进行加热，且产生的热水通过第二环形管33、第二热水出管34排出；在尾气经过塔体1顶部和出烟管14时，对通过第三冷水进管42注入到堰槽箱41内的冷却水进行加热，且产生的热水通过溢流管43排出；在尾气加热翅片热管54的过程中，可是的罐体51内产生蒸汽并通过蒸汽出口53排出；最终通过热交换降低尾气温度以实现减少尾气中的固体含量，减少了大气污染；且产生了大量的热水和蒸汽等可利用的热能，具有提高利用尾气中含有的大量热能的效果。

实施例2：一种黄磷尾气换热塔，与实施例1的不同之处在于，如图1到图2所示，还包括喷淋装置、集风组件和活性炭吸附组件8。

如图2所示，喷淋装置包括固定设置在冷却水箱21内的循环水箱61、一端连接在循环水箱61下方且另一端穿过冷却水箱21及塔体1后位于塔体1内部的喷淋管62、安装在喷淋管62中部的抽水泵63、连接在喷淋管62位于塔体1内一端的喷淋头64、连接在塔体1底部和循环水箱61之间的回流管65、设置在塔体1底部且防止喷淋水倒灌进入到进烟管13内的防倒灌组件66。喷淋管62处于塔体1中部的一端呈环形，且供多个翅片热管54穿过。喷淋管62位于塔体1中部上方以实现对第一热管351、第二热管352的顶部进行喷淋预热。如图2和图3所示，同时防倒灌组件66包括多个开口朝上且两端固定在塔体1底部的内壁上的第一弧形片661、多个开口朝下且两端设置在塔体1底部的内壁上的第二弧形片662；第二弧形片662位于第一弧形片661上方，多个第一弧形片661、多个第二弧形片662均间隔设置，相邻的两个第二弧形片662之间的间隙的正投影完全落在第一弧形片661的所在范围内，多个第一弧形片661朝向同一侧倾斜设置。

如图2所示，集风组件包括一体设置在塔体1中部的壳体71、一体设置在壳体71中部的主通风管72、多个一体设置在壳体71上的次通风管73。主通风管72供多个翅片热管54嵌入，多个次通风管73分别供多个第一热管351和第二热管352中部穿过，壳体71和塔体1之间形成的空腔内填充有冷却水实现保温。同时壳体71的下表面呈向上凸出的弧形面设置，次通风管73的口径沿着竖直向上的方向逐渐缩小。(图2中便于清楚明了的显示加热管35，仅仅示意了两组第一热管351和第二热管352，与此同时也只显示了相对应的次通风管73)

如图2和图4所示，活性炭吸附组件8包括包转动连接在出烟管14开口处的安装框81、固定设置在安装框81上两侧面的金属过滤网82、填充在两个金属过滤网82和安装框81之间的活性炭填充层83。活性炭填充层83未填充满两个金属过滤网82和安装框81之间形成的空腔；且安装框81一侧面固定设置有多个位于出烟管14内以使得在尾气风力作用下带动安装框81转动的阻风片84。

实施效果：冷却水通过第一冷水进管22、第一环形管31注入到加热管35内使得，加热管35上端的温度较低，循环水箱61处于冷却水箱21内时，循环水箱61内的温度较高，此时通过抽水泵63将循环水箱61内的水抽到喷淋管62中并通过喷淋头64喷淋后落在加热管35上方，从而实现对加热管35进行预热；同时喷淋水对尾气进行喷淋，可进一步减少尾气中的固体含量；防倒灌组件66可防止喷淋水倒灌到进烟管13内。

冷却水通过第一冷水进管22、第一环形管31注入到加热管35内时，加热管35上端的温度较低，循环水箱61处于冷却水箱21内时，循环水箱61内的温度较高，此时通过抽水泵63将循环水箱61内的水抽到喷淋管62中并通过喷淋头64喷淋后落在加热管35上方，从而实现对加热管35进行预热；同时喷淋水对尾气进行喷淋，可进一步减少尾气中的固体含量；防倒灌组件66可防止喷淋水倒灌到进烟管13内。

活性炭吸附组件8中的活性炭可对尾气中的硫、磷实现进一步吸附，从而进一步减少尾气中硫、磷的含量。通过设置阻风片84可实现在尾气的吹到下带动安装框81转动，从而使得填充在个金属过滤网82和安装框81之间形成的空腔指尖的活性炭填充层83晃动，此时可提高活性炭填充层83吸附尾气的有效面积，也可减少尾气经过活性炭吸附组件8时的风阻。