黄磷生产过程中多种废气的集中物理脱白系统的制作方法

1.本发明涉及黄磷生产过程中尾气净化技术领域，具体涉及一种黄磷生产过程中多种废气的集中物理脱白系统。


背景技术：

2.黄磷一般指白磷，白磷是一种磷的单质，化学式为p4。外观为白色或浅黄色半透明性固体。质软，冷时性脆，见光色变深。暴露空气中在暗处产生绿色磷光和白烟。在湿空气中约40℃着火，在干燥空气中则稍高。
3.黄磷的生产工艺过程中有折流池尾气、炉眼尾气、泥磷尾气、冲渣水汽、以及黄磷 尾气燃烧产生的烟气等，这些气体成分非常复杂，腐蚀性极强，各处尾气需要通过收集罩收集归到一处集中处理，处理达标后，再从烟囱排出。但是，由于烟囱排出的饱和湿烟气与温度较低的环境空气接触时，在烟气降温过程中，烟气中所含水蒸气过饱和凝结，凝结水滴对光线产生折射、散射，从而使烟羽呈现出白色或者灰色，称其为“湿烟羽”(俗称“大白烟”)，为了防止“大白烟”造成视觉污染，这些烟气通常会使用一些技术手段进行脱白处理。
4.目前，电磁脱白法是最为广泛使用的脱白方法，其工作原理为：通过电磁场作用对杂质、白烟进行捕捉，烟气中的湿气物质在电磁场作用下，做定向移动，移动至电磁接受极，形成液膜，在重力的作用下自动向下流趟，从电磁脱白设备底部排出，排至循环水池；净气体则从脱白系统设备上部排出，在净化湿气的同时也同步实现了粉尘、酸雾协同降解去除。
5.电磁脱白法虽然能对烟气进行有效脱白，但其不仅首次投资巨大，在运行过程中，由于黄磷厂的废气当中含磷，腐蚀性较大，设备中的负极容易被腐蚀后断裂脱落，需要定期进行更换，运行维护成本高。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明提供一种改造成本低、废气处理效果好的黄磷生产过程中多种废气的集中物理脱白系统。
7.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种黄磷生产过程中多种废气的集中物理脱白系统，包括一号水洗单元、二号碱洗单元、三号清洗单元和脱白单元。
8.所述一号水洗单元包括一号水洗塔和一号喷淋组；一号水洗塔为开式冷却塔，其顶部安装有排气管，下部安装有进气管，进气管上安装有管式水冷却器，底部安装有排水管，一号水洗塔体内上部安装有冷却填料层，中部安装有一号旋流器，所述一号喷淋组由凉水塔和三组喷淋机构组成，每组喷淋机构均包括喷淋管、洗涤泵和过滤机；所述喷淋管上安装有喷嘴，喷淋管的输入管道通过洗涤泵和过滤机与凉水塔连通，其中第一、二组的喷淋管位于冷却填料层和一号旋流器之间并固定在塔体内侧壁上，第三组的喷淋管位于旋流器的下方并固定在塔体内侧壁上。
9.所述二号碱洗单元包括二号碱洗塔和碱洗组，二号碱洗塔设置在一号水洗塔的一侧，二号碱洗塔为闭式冷却塔，其顶部安装有排气管，下部安装有与一号水洗塔的排气管接
通的进气管，此外，二号碱洗塔的底部安装有回收管；塔内中下部安装二号旋流器，所述碱洗组包括蒸发式冷却器和三组碱洗机构，每组碱洗机构均包括碱水泵、碱洗吸引器和碱水喷管，各碱水喷管分别安装在二号碱洗塔内侧壁上，其中第一、二组的碱水管位于二号旋流器上方，第三组位于二号旋流器下方，且碱水管的输入管道穿过蒸发式冷却器并通过碱水泵和碱洗吸引器与碱水池接通。
10.所述三号清洗单元包括三号清洗塔和三号清洗组，三号清洗塔设置在二号碱水塔一侧，三号清洗塔为开式冷却塔，其顶部安装有排气管，下部安装有进气管，并与二号碱洗塔的排气管接通，底部安装有排水管；其内部上方安装有管式除尘除雾器，中下部安装三号旋流器；所述三号清洗组包括两组清洗机构，每组清洗机构均包括清洗管、清水泵和清洗吸引器；所述清洗管上安装有喷嘴，清洗管等距安装在三号清洗塔内侧壁上且分别位于三号旋流器的上下方，清洗管的输入管道通过清水泵和清洗吸引器与清水池接通连接，所述清水池与凉水塔接通连接。
11.所述脱白单元包括脱白塔体、冷凝除湿机构、升温机构和控制器，所述脱白塔体内部从下到上依次分为集水区、冷凝区、预热区和加热区，脱白塔体的外周面上安装有维护攀爬通道，脱白塔体的顶部安装有排烟囱，外周面的下部安装有进气管道，进气管道的进气端与三号清洗塔的排气口相接通，进气管道的出气端穿入脱白塔体内且位于冷凝区下方、集水区上方，脱白塔体底部还安装有排水管，所述控制器安装在塔体外周面上。
12.所述冷凝除湿机构由4-8个冷凝风机构成，且以每两个为一组依次等距固定安装在脱白塔体外，冷凝风机的出风管道通入脱白塔体冷凝器区内，各冷凝风机的启动模块通过导线与控制器连接。
13.所述升温机构包括超导翅片管组和加热器，所述超导翅片管组由多个翅片管接通组成，超导翅片管组安装在脱白塔体内的预热区并与脱白塔体连接，超导翅片管组的两端进出管口与蒸汽管网的管道接通循环，所述加热器安装在脱白塔体内的加热区并与脱白塔体连接，加热器通过导线与控制器连接，且加热区内还设有温度传感器，温度传感器与脱白塔体内连接，且还通过导线与控制器连接。
14.为了防止在未启用全部冷凝风机时，部分烟气从未启用冷凝风机的出风管道中流出，所述各冷凝风机的出风管道内设有烟气止逆阀。
15.为了减少脱白脱白塔体的加热区内的热量流失，降低加热效率，所述脱白塔体内的加热区和预热区之间固定安装有隔板，且隔板上开设有若干等距排列的通气孔，通气孔内还安装有止逆阀。
16.为了延长设备的使用寿命，降低维修次数，所述超导翅片管组和隔板的外表面上涂覆有防腐层。
17.本发明按照以下步骤进行黄磷生产过程中的废气脱白：
①
先将泥磷车间、渣池、锅炉房等场所产生的燃烧尾气、回收剩余废气以及水汽收集汇合在废气管道中集中输送；
②
废气管道首先连接到一号水洗塔，并通过一号水洗塔进气管上的管式换热器对混合气体进行第一次降温；
③
第一次降温后，混合气体进入到一号水洗塔内，启动各洗涤泵和过滤机将凉水塔内的清洗水输送到一号水洗塔内，并由喷淋管上的喷嘴喷出和一号旋流器和冷却填料层
结合使用对混合气体进行初级洗涤处理；
④
经初级洗涤后的混合气体得到第二次降温，之后进入到二号碱洗塔内，启动各碱水吸引器和碱水泵将碱水池内的溶液输送到二号碱洗塔，并由碱水喷管上的喷嘴喷出，与二号旋流器结合使用，使碱水和混合气体中的有害物质进行二级中和净化处理，同时进行第三次降温，洗涤后的溶液通过排水口排出收集；
⑤
二级中和净化后的烟气进入到三号清洗塔内，启动各清水泵将清水池内的清洗水输送到塔内，并由喷淋管上的喷嘴喷出和三号旋流器、管束除尘除雾器结合使用对烟气进行三级清洗处理，同时进行第四次降温；
⑥
经过初级洗涤、二级碱洗、三级水洗，以及先后四次降温工序后，烟气内的有害物质被净化吸附，混合气体的温度降至接近自然室外温度，之后将混合气体通过管道输送到脱白塔体内；
⑦
混合气体到达脱白塔体内，上升进入到冷凝区，控制器打开冷凝对冷凝区的混合气体进行第五次降温冷却，混合气体的温度下降到环境温度，混合气体中的部分水蒸气开始凝结，并汇集到集水区；混合气体继续上升到预热区，预热区内超导翅片管内流动有热蒸汽，并对经过的混合气体进行预热，预热后的混合气体继续上升到加热区，控制器控制加热器对混合气体进行加热，且温度探头实时监测加热区的温度，保证加热温度稳定，混合气体形成不饱和气体，排出时不会出现白雾。
18.有益效果：
①
.本发明通过设置一号水洗单元、二号碱洗单元、三号清洗单元和脱白单元，对废气进行初级洗涤、二级碱洗、三级水洗，以及先后四次降温工序后，烟气内的有害物质被净化吸附后，再进入到脱白单元中进行脱白处理，能有效减少对环境的污染，提高工作环境的舒适度。
19.②
.本发明通过在脱白塔体内设置集水区、冷凝区、预热区、加热区和冷凝除湿机构、升温机构、控制器配合使用，先通过冷凝使烟气下降到环境温度，再将烟气温度提高来降低烟气中的相对湿度，整个过程中烟气的相对湿度不会与环境中的饱和湿度相撞，不会产生湿烟羽，从而达到脱白效果，较之电磁脱白法，本发明不仅安装成本低，设备整体性好，在运行过程中内部构件不易被腐蚀，大大降低了维修次数，有效提高了脱白效率。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图。
21.图2为本发明中一号水洗单元的结构示意图。
22.图3为本发明中二号碱洗单元的结构示意图。
23.图4为本发明中三号清洗单元的结构示意图。
24.图5为本发明中脱白单元的结构示意图。
25.图6为本发明中脱白单元内隔板的结构示意图。
26.图中：1、一号水洗单元；101、凉水塔；2、二号碱洗单元；201、碱水池；3、三号清洗单元；4、脱白单元；5一号水洗塔；6、管式水冷却器；7、冷却填料层；8、一号旋流器；9、喷淋管；10、洗涤泵；11、过滤机；12、二号碱洗塔；13、二号旋流器；14、蒸发式冷却器；15、碱水泵；16、碱洗吸引器；17、碱水喷管；18、三号清洗塔；19、管式除尘除雾器；20、三号旋流器；21、清洗管；22、清水泵；23、清洗吸引器；24、清水池；25、脱白塔体；26、集水区；27、冷凝区；28、预热
区；29、加热区；30、冷凝风机；31、超导翅片管组；32、加热器；33、隔板。
具体实施方式
[0027] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0028]
实施例1如图1-5所示，一种黄磷生产过程中多种废气的集中物理脱白系统，包括一号水洗单元1、二号碱洗单元2、三号清洗单元3和脱白单元4；所述一号水洗单元1包括一号水洗塔5和一号喷淋组，一号水洗塔5为开式冷却塔，其顶部安装有排气管，下部安装有进气管，进气管上安装有管式水冷却器6，一号水洗塔5的底部安装有排水管，塔体内上部安装有冷却填料层7，内中部安装有一号旋流器8，所述一号喷淋组包括凉水塔101和三组喷淋机构，每组喷淋机构均包括喷淋管9、洗涤泵10和过滤机11；所述喷淋管9上安装有喷嘴，喷淋管9的输入管道通过洗涤泵10和过滤机11与凉水塔连通接，其中，第一、二组喷淋机构的喷淋管9位于冷却填料层7和一号旋流器8之间并固定在塔体内壁上，第三组喷淋机构的喷淋管9位于旋流器8的下方并固定在塔体内壁上。
[0029]
所述二号碱洗单元2包括二号碱洗塔12和碱洗组，二号碱洗塔12设置在一号水洗塔5的一侧，二号碱洗塔12为闭式冷却塔，其顶部安装有排气管，下部安装有与一号水洗塔5的排气管接通的进气管，此外，二号碱洗塔12的底部安装有回收管；塔内中下部安装二号旋流器13，所述碱洗组包括蒸发式冷却器14和三组碱洗机构，每组碱洗机构均包括碱水泵15、碱洗吸引器16和碱水喷管17，各组碱洗机构的碱水喷管17分别安装在二号碱洗塔12内侧壁上，其中，第一、二组碱洗机构的碱水喷管17位于二号旋流器13上方，第三组洗机构的碱水喷管17位于二号旋流器13下方，另外两组碱洗机构的碱水喷管17位于二号旋流器13上方，三根碱水喷管17的输入管道穿过蒸发式冷却器14并通过碱水泵15和碱洗吸引器16与碱水池201接通。
[0030]
所述三号清洗单元3包括三号清洗塔18和三号清洗组，三号清洗塔18设置在二号碱水塔一侧，三号清洗塔18为开式冷却塔，其顶部安装有排气管，下部安装有进气管，并与二号碱洗塔12的排气管接通，底部安装有排水管；其内部上方安装有管式除尘除雾器19，中下部安装三号旋流器20；所述三号清洗组包括两组清洗机构，每组清洗机构包括清洗管21、清水泵22和清洗吸引器23；所述清洗管21上安装有喷嘴，清洗管21等距安装在三号清洗塔18内侧壁上且分别位于三号旋流器20的上下方，清洗管21的输入管道通过清水泵22和清洗吸引器23与清水池24接通连接，所述清水池24与凉水塔101连通。
[0031]
所述脱白单元4包括脱白塔体25、冷凝除湿机构、升温机构和控制器，所述脱白塔体25内部从下到上依次分为集水区26、冷凝区27、预热区28和加热区29，脱白塔体25的外周面上安装有维护攀爬通道，脱白塔体25的顶部安装有排烟囱，外周面的下部安装有进气管道，进气管道的进气端与三号清洗塔18的排气口相接通，进气管道穿入脱白塔体25内且位于冷凝区27下方、集水区26上方，脱白塔体25底部还安装有排水管，所述控制器安装在塔体外周面上。
[0032]
所述冷凝除湿机构由4-8个冷凝风机30构成，且以每两个为一组依次等距固定安装在脱白塔体25外，冷凝风机30的出风管道通入脱白塔体25冷凝器区内，各冷凝风机30的启动模块通过导线与控制器连接。
[0033]
所述升温机构包括超导翅片管组31和加热器32，所述超导翅片管组31由多个翅片管接通组成，超导翅片管组31安装在脱白塔体25内的预热区28并与脱白塔体25连接，超导翅片管组31的两端进出管口与蒸汽管网的管道接通循环，所述加热器32安装在脱白塔体25内的加热区29并与脱白塔体25连接，加热器32通过导线与控制器连接，且加热区29内还设有温度传感器，温度传感器与脱白塔体25内连接，且还通过导线与控制器连接。
[0034]
实施例2如图1-6所示，具体实施方式如实施例1，不同之处在于：所述各冷凝风机30的出风管道内设有烟气止逆阀。
[0035]
所述脱白塔体25内的加热区29和预热区28之间固定安装有隔板33，且隔板33上开设有若干等距排列的通气孔，通气孔内还安装有止逆阀。
[0036]
所述超导翅片管组31和隔板33的外表面上涂覆有防腐层。
[0037]
本发明按照以下步骤进行黄磷生产过程中的废气脱白：
①
先将泥磷车间、渣池、锅炉房等场所产生的燃烧尾气、回收剩余废气以及水汽收集汇合在废气管道中集中输送；
②
废气管道首先连接到一号水洗塔5，并通过一号水洗塔5进气管上的管式换热器对混合气体进行第一次降温；
③
第一次降温后，混合气体进入到一号水洗塔5内，启动各洗涤泵10和过滤机11将凉水塔101内的清洗水输送到一号水洗塔5内，并由喷淋管9上的喷嘴喷出和一号旋流器8和冷却填料层7结合使用对混合气体进行初级洗涤处理；
④
经初级洗涤后的混合气体得到第二次降温，之后进入到二号碱洗塔12内，启动各碱水吸引器16和碱水泵15将碱水池201内的溶液输送到二号碱洗塔12，并由碱水喷管17上的喷嘴喷出，与二号旋流器13结合使用，使碱水和混合气体中的有害物质进行二级中和净化处理，同时进行第三次降温，洗涤后的溶液通过排水口排出收集；
⑤
二级中和净化后的烟气进入到三号清洗塔18内，启动各清水泵22将清水池24内的清洗水输送到塔内，并由喷淋管9上的喷嘴喷出和三号旋流器20、管束除尘除雾器结合使用对烟气进行三级清洗处理，同时进行第四次降温；
⑥
经过初级洗涤、二级碱洗、三级水洗，以及先后四次降温工序后，烟气内的有害物质被净化吸附，混合气体的温度降至接近自然室外温度，之后将混合气体通过管道输送到脱白塔体25内；
⑦
混合气体到达脱白塔体25内，上升进入到冷凝区27，控制器打开冷凝风机30对冷凝区27的混合气体进行第五次降温冷却，混合气体的温度下降到环境温度，混合气体中的部分水蒸气开始凝结，并汇集到集水区26；混合气体继续上升到预热区28，预热区28内超导翅片管内流动有热蒸汽，并对经过的混合气体进行预热，预热后的混合气体继续上升到加热区29，控制器控制加热器32对混合气体进行加热，且温度探头实时监测加热区29的温度，保证加热温度稳定，混合气体形成不饱和气体，排出时不会出现白雾。