真空装置以及湿法磷酸浓缩设备的制作方法

1.本实用新型涉及化工设备的技术领域，特别是涉及一种真空装置以及湿法磷酸浓缩设备。


背景技术：

2.湿法磷酸浓缩时会产生蒸汽，蒸汽包括大量水蒸气和极少量惰性气体，水蒸气遇冷却水冷凝转化为液态，而较高速流动的冷却水能带走惰性气体，但较低速的冷却水则无法带走惰性气体。
3.传统的湿法磷酸浓缩设备采用塔板式喷淋机构作为喷淋机构，用于对蒸汽进行冷凝以及带动惰性气体排出排出口，若喷淋机构不启用真空泵或蒸汽喷射泵，则喷淋机构内的冷却水的流速较低，使冷却水对蒸汽的冷凝效率较低，且使冷却水对蒸汽的冷凝不够充分，即喷淋机构的冷凝效果较差，且喷淋机构内的冷却水的流速较低，则不凝气体较难被冷却水带出；相反，若启动真空泵或蒸汽喷射泵，能提供湿法磷酸浓缩设备对于真空蒸发工艺所要求的真空度，在具有较低真空度的环境下，冷却水的流速较高，虽然冷却水对水蒸气的冷凝效果较好，且能带走惰性气体，但较为耗能。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种冷凝效果较好且较节能的真空装置以及湿法磷酸浓缩设备。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种真空装置，包括：
7.锥形塔，所述锥形塔形成有冷凝腔、进气口和排出口，所述冷凝腔分别与所述进气口和所述排出口相连通，所述排出口开设在所述锥形塔底端，所述进气口形成于所述锥形塔邻近底端的位置；
8.喷淋机构，所述喷淋机构包括多个间隔设置的喷淋件，每一所述喷淋件穿设于所述锥形塔，且每一所述喷淋件的喷淋端位于所述冷凝腔内。
9.在其中一个实施例中，每一所述喷淋件包括复合钢骨架盘管、喷枪和雾化喷头，所述复合钢骨架盘管穿设于所述锥形塔，所述喷枪分别与所述复合钢骨架盘管和所述雾化喷头连通，每一所述喷淋件的所述雾化喷头悬空设置于所述冷凝腔内；及/或，
10.所述锥形塔底端的高度为30m～40m；及/或，
11.每一所述喷淋件的喷淋量为1000m3/h～2500m3/h。
12.在其中一个实施例中，每一所述喷淋件还包括法兰，每一所述喷淋件的所述复合钢骨架盘管通过相应的所述法兰与相应的所述喷枪连接；及/或，
13.每一所述喷淋件的所述雾化喷头为中空结构。
14.在其中一个实施例中，多个喷淋件至少呈两组设置，形成至少两组喷淋件，且相邻两组所述喷淋件设置于所述冷凝腔内，相邻两组所述喷淋件沿所述锥形塔的中心轴线方向
间隔设置，且相邻两组所述喷淋件错位设置。
15.在其中一个实施例中，多个喷淋件呈三组设置，分别为第一组喷淋组件、第二组喷淋组件及第三组喷淋组件；第一组喷淋组件、第二组喷淋组件及第三组喷淋组件的喷淋件数目均为多个；所述第一组喷淋组件、所述第二组喷淋组件及所述第三组喷淋组件两两相互错位设置，所述第一组喷淋组件、所述第二组喷淋组件及所述第三组喷淋组件沿所述锥形塔的中心轴线方向间隔设置。
16.在其中一个实施例中，所述雾化喷头为s形结构；及/或，
17.所述雾化喷头的长度为20mm～40mm；及/或，
18.所述雾化喷头的公称直径为150mm～250mm。
19.在其中一个实施例中，所述锥形塔为钢制壳体，所述锥形塔的内壁形成有硫化橡胶内衬层。
20.在其中一个实施例中，所述硫化橡胶内衬层的厚度为4mm～6mm。
21.一种湿法磷酸浓缩设备，包括蒸发装置、排出装置和上述任一实施例所述的真空装置，所述排出装置连通于所述排出口，所述蒸发装置与所述进气口连通。
22.在其中一个实施例中，所述蒸发装置包括相互连通的低压蒸汽机构和蒸发机构，所述蒸发机构与所述进气口连通；及/或，
23.所述排出装置包括放空管、密封槽和去循环水机构，所述密封槽分别与所述排出口、放空管及去循环水机构连通。
24.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：
25.本实用新型的真空装置，喷淋机构包括多个间隔设置的喷淋件，每一喷淋件的喷淋端位于冷凝腔内，即多个雾化喷头较均匀地分散设置于冷凝腔，进气口形成于锥形塔邻近底端的位置，即喷淋件设置的高度高于进气口的高度，而雾化喷头用于喷射冷却水，进气口用于使水蒸气和极少量惰性气体进入冷凝腔，因此较低处的水蒸气在冷凝腔中向上即朝方向的反方向流动，而较高处的冷却水向下即朝方向流动，即水蒸气和冷却水在冷凝腔内相向流动直至接触，冷却水对水蒸气进行冷凝以及带动不凝气体排出排出口，多个均匀分散的雾化喷头对水蒸气的冷凝较充分且较快速，进而确保了真空装置的冷凝效果。此外，雾化喷头对水蒸气的冷凝较充分且较快速，即使得水蒸气较快速且较充分地由气态转化为液态，即使得冷凝腔内的气压较快速地降低，从而达到冷凝腔内所要求的真空度，从而避免了通过真空泵或蒸汽喷射泵对冷凝腔进行抽真空的问题，从而节约了真空泵或蒸汽喷射泵用于抽真空时消耗的能量，从而确保真空装置较节能。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
27.图1为本实用新型一实施方式的湿法磷酸浓缩设备的结构示意图；
28.图2为图1所示湿法磷酸浓缩设备的局部视图；
29.图3为图1所示湿法磷酸浓缩设备的局部视图；
30.图4为图1所示湿法磷酸浓缩设备的局部视图；
31.图5为图1所示湿法磷酸浓缩设备的局部视图；
32.图6为另一实施例的湿法磷酸浓缩设备的局部视图。
具体实施方式
33.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
34.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
36.请一并参阅图1～图6，本技术提供一种真空装置10。上述的真空装置10包括锥形塔100和喷淋机构200。锥形塔100形成有冷凝腔102、进气口101和排出口103，冷凝腔102分别与进气口101和排出口103相连通，排出口103开设在锥形塔100底端，进气口101形成于锥形塔100邻近底端的位置。喷淋机构200包括多个间隔设置的喷淋件211，每一喷淋件211穿设于锥形塔100，且每一喷淋件211的喷淋端位于冷凝腔102内。
37.上述的真空装置10，喷淋机构200包括多个间隔设置的喷淋件211，每一喷淋件211的喷淋端位于冷凝腔102内，即多个雾化喷头211a较均匀地分散设置于冷凝腔102，进气口101形成于锥形塔100邻近底端的位置，即喷淋件211设置的高度高于进气口101的高度，而雾化喷头211a用于喷射冷却水，进气口101用于使水蒸气和极少量惰性气体进入冷凝腔102，因此较低处的水蒸气在冷凝腔102中向上即朝a方向的反方向流动，而较高处的冷却水向下即朝a方向流动，即水蒸气和冷却水在冷凝腔102内相向流动直至接触，冷却水对水蒸气进行冷凝以及带动不凝气体排出排出口103，多个均匀分散的雾化喷头211a对水蒸气的冷凝较充分且较快速，进而确保了真空装置10的冷凝效果。此外，雾化喷头211a对水蒸气的冷凝较充分且较快速，即使得水蒸气较快速且较充分地由气态转化为液态，即使得冷凝腔102内的气压较快速地降低，从而达到冷凝腔102内所要求的真空度，从而避免了通过真空泵或蒸汽喷射泵对冷凝腔102进行抽真空的问题，从而节约了真空泵或蒸汽喷射泵用于抽真空时消耗的能量，从而确保真空装置10较节能。
38.需要说明的是，在其中一个实施例中，冷凝腔内的真空度为-85kpa～-70kpa。
39.请一并参阅图2和图6，在其中一个实施例中，每一喷淋件211包括复合钢骨架盘管211d、喷枪211b和雾化喷头211a，复合钢骨架盘管211d穿设于锥形塔100，喷枪211b分别与复合钢骨架盘管211d和雾化喷头211a连通，每一喷淋件211的雾化喷头211a悬空设置于冷凝腔102内。可以理解，喷枪211b分别与复合钢骨架盘管211d和雾化喷头211a连通，喷枪
211b对冷却水加压，而喷枪211b与雾化喷头211a连通，使雾化喷头211a喷射的冷却水为较高速流动的冷却水，进一步使得雾化喷头211a对水蒸气的冷凝较充分且较快速，即使得水蒸气较快速且较充分地由气态转化为液态，即使得冷凝腔102内的气压较快速地降低，同时，雾化喷头211a喷射出的较高速流动的冷却水还用于将不凝气体排出真空装置10，从而确保冷凝腔102内的真空度，而冷却水在真空度较低时的流速较高，进一步确保了真空装置10的冷凝效率和冷凝效果；此外，每一喷淋件211的雾化喷头211a悬空设置于冷凝腔102内，即雾化喷头211a与冷凝腔102之间存在间隙，避免了雾化喷头211a受到锥形塔100的阻挡的问题，从而增大雾化喷头211a喷射冷却水的射程，从而确保雾化喷头211a的冷凝效果，从而进一步确保了真空装置10的冷凝效率和冷凝效果；此外，复合钢骨架盘管211d与喷枪211b连接，而喷枪211b与雾化喷头211a连接，因此复合钢骨架盘管211d的使用寿命确保了雾化喷头211a的冷凝效果，从而确保了真空装置10的冷凝效果。
40.请参阅图6，需要说明的是，冷却水从喷枪211b朝向雾化喷头211a方向即f方向喷射出。
41.请参阅图6，在其中一个实施例中，每一喷淋件211还包括法兰211c，每一喷淋件211的复合钢骨架盘管211d通过相应的法兰211c与相应的喷枪211b连接。可以理解，复合钢骨架盘管211d通过法兰211c与喷枪211b连接,因此复合钢骨架盘管211d与喷枪211b的连接较为牢固，而喷枪211b与雾化喷头211a连接，因此法兰211c对复合钢骨架盘和喷枪211b的连接作用确保了雾化喷头211a对水蒸气的冷凝效果，从而确保了真空装置10对水蒸气的冷凝效果。
42.在其中一个实施例中，每一喷淋机构的雾化喷头为中空结构。可以理解，雾化喷头为中空结构，确保了雾化喷头的喷射效果，从而确保雾化喷头对水蒸气的冷凝效果，从而确保真空装置的冷凝效果。
43.请一并参阅图2～图5，在其中一个实施例中，多个喷淋件211至少呈两组设置，形成至少两组喷淋件211，且相邻两组喷淋件211设置于冷凝腔102内，相邻两组喷淋件211沿锥形塔100的中心轴线方向间隔设置，且相邻两组喷淋件211错位设置。可以理解，相邻两组喷淋件211错位设置，即真空装置10底端设置于水平面上，而喷淋件211投影于水平面上，相邻两组喷淋件211的投影不重叠，且相邻两组喷淋件211设置于冷凝腔102内，相邻两组喷淋件211沿锥形塔100的中心轴线方向间隔设置，且相邻两组喷淋件211错位设置，即多个雾化喷头211a较均匀地分散设置于冷凝腔102，使得雾化喷头211a对水蒸气的冷凝较充分且较快速，从而确保了真空装置10的冷凝效果和真空度。
44.请一并参阅图2～图5，在其中一个实施例中，多个喷淋件211呈三组设置，分别为第一组喷淋组件210、第二组喷淋组件220及第三组喷淋组件230；第一组喷淋组件210、第二组喷淋组件220及第三组喷淋组件230的喷淋组件数目均为多个；第一组喷淋组件210、第二组喷淋组件220及第三组喷淋组件230两两相互错位设置，第一组喷淋组件210、第二组喷淋组件220及第三组喷淋组件230沿锥形塔100的中心轴线方向间隔设置。可以理解，第一组喷淋组件210、第二组喷淋组件220及第三组喷淋组件230两两相互错位设置，即真空装置10底端设置于水平面上，而第一组喷淋组件210、第二组喷淋组件220及第三组喷淋组件230均投影于水平面上，第一组喷淋组件210、第二组喷淋组件220及第三组喷淋组件230的投影均不重叠，且第一组喷淋组件210、第二组喷淋组件220及第三组喷淋组件230均设置于冷凝腔
102内，即多个雾化喷头211a较均匀地分散设置于冷凝腔102，使得雾化喷头211a对水蒸气的冷凝较充分且较快速，从而确保了真空装置10的冷凝效果和真空度。
45.在其中一个实施例中，每一喷淋件的喷淋量为1000m3/h～2500m3/h。可以理解，当每一喷淋件的喷淋量为1000m3/h～2500m3/h时，喷淋件喷射出的冷却水的流速较高，使得冷却水对水蒸气的冷凝较充分且较快速，进而确保了真空装置的冷凝效果，同时，雾化喷头对水蒸气的冷凝较充分且较快速，即使得水蒸气较快速且较充分地由气态转化为液态，即使得冷凝腔内的气压较快速地降低，从而达到冷凝腔内所要求的真空度，从而避免了通过真空泵或蒸汽喷射泵对冷凝腔进行抽真空的问题，从而节约了真空泵或蒸汽喷射泵用于抽真空时消耗的能量，从而确保真空装置较节能。
46.在其中一个实施例中，雾化喷头为s形结构。可以理解，雾化喷头为s形结构，进一步使得雾化喷头对水蒸气的冷凝较充分且较快速，从而确保真空装置的冷凝效果和真空度。
47.在其中一个实施例中，雾化喷头的长度为20mm～40mm。可以理解，喷枪和雾化喷头相连接，喷枪对冷却水加压，使雾化喷头喷射的冷却水为较高速流动的冷却水，而雾化喷头的长度为20mm～40mm，缩短了加压冷却水从喷枪到雾化喷头的路径，从而确保了冷却水的较高速流速，从而确保雾化喷头对冷却水的喷射效果，从而使雾化喷头对水蒸气的冷凝较充分且较快速，从而确保真空装置的冷凝效果和真空度。
48.在其中一个实施例中，雾化喷头的公称直径为150mm～250mm。可以理解，当雾化喷头的公称直径为150mm～250mm时，多个雾化喷头的射程能较好地覆盖冷凝腔，进一步使得雾化喷头对水蒸气的冷凝较充分且较快速，从而确保真空装置的冷凝效果和真空度。
49.在其中一个实施例中，锥形塔底端的高度为30m～40m。可以理解，锥形塔底端的高度为30m～40m，锥形塔下方的容置空间用于安装排出装置。
50.请参阅图3，在其中一个实施例中，锥形塔100为钢制壳体110，锥形塔100的内壁形成有硫化橡胶内衬层120。可以理解，锥形塔100为钢制壳体110，确保了锥形塔100的结构强度，从而确保了真空装置10的结构强度和使用寿命，而锥形塔100形成有冷凝腔102、进气口101和排出口103，而对水蒸气的冷凝在冷凝腔102中进行，因此锥形塔100的结构强度和使用寿命确保了真空装置10的冷凝效果；此外，锥形塔100的内壁形成有硫化橡胶内衬层120，且锥形塔100形成有冷凝腔102、进气口101和排出口103，即硫化橡胶内衬层120形成有冷凝腔102、进气口101和排出口103，进入冷凝腔102的气体中存在腐蚀性较强的气体，而硫化橡胶内衬层120具有较好的耐腐蚀性，确保了真空装置10的耐腐蚀性，从而进一步确保了真空装置10的使用寿命。
51.在其中一个实施例中，硫化橡胶内衬层的厚度为4mm～6mm。可以理解，当硫化橡胶内衬层的厚度为4mm～6mm时，硫化橡胶内衬层具有较好的耐腐蚀性，确保了真空装置的耐腐蚀性，从而进一步确保了真空装置的使用寿命。
52.请参阅图1和图3，本技术还提供一种湿法磷酸浓缩设备10a。上述的湿法磷酸浓缩设备10a包括蒸发装置20、排出装置30和上述任一实施例所述的真空装置10，排出装置30连通于排出口103，蒸发装置20与进气口101连通。进一步地，在本实施例中，真空装置10包括锥形塔100和喷淋机构200。锥形塔100形成有冷凝腔102、进气口101和排出口103，冷凝腔102分别与进气口101和排出口103相连通，排出口103开设在锥形塔100底端，进气口101形
成于锥形塔100邻近底端的位置。喷淋机构200包括多个间隔设置的喷淋件211，每一喷淋件211穿设于锥形塔100，且每一喷淋件211的喷淋端位于冷凝腔102内。
53.上述的湿法磷酸浓缩系统，蒸发装置20对湿法磷酸进行加热，使湿法磷酸中的水形成水蒸气，而蒸发装置20与进气口101连通，蒸发机构400与进气口101连通，因此水蒸气通过进气口101进入冷凝腔102从而被冷凝而重新呈液态，而排出装置30连通于排出口103，因此冷凝后的水从冷凝腔102排出到排出装置30，从而减少了湿法磷酸中的水，从而确保了对湿法磷酸的浓缩效果，同样地，蒸发装置20对湿法磷酸进行加热，使湿法磷酸中的不凝气体从湿法磷酸中被蒸发出来，而蒸发装置20与进气口101连通，因此不凝气体通过进气口101进入冷凝腔102，而排出装置30连通于排出口103，因此不凝气体被较高速流动的冷却水从冷凝腔102带出到排出装置30，从而减少了湿法磷酸中的不凝气体，从而确保了对湿法磷酸的浓缩效果。进一步地，请一并参阅图1～图3，上述的真空装置10，喷淋机构200包括多个间隔设置的喷淋件211，每一喷淋件211的喷淋端位于冷凝腔102内，即多个雾化喷头211a较均匀地分散设置于冷凝腔102，进气口101形成于锥形塔100邻近底端的位置，即喷淋件211设置的高度高于进气口101的高度，而雾化喷头211a用于喷射冷却水，进气口101用于使水蒸气和极少量惰性气体进入冷凝腔102，因此较低处的水蒸气在冷凝腔102中向上即朝a方向的反方向流动，而较高处的冷却水向下即朝a方向流动，即水蒸气和冷却水在冷凝腔102内相向流动直至接触，冷却水对水蒸气进行冷凝以及带动不凝气体排出排出口103，多个均匀分散的雾化喷头211a对水蒸气的冷凝较充分且较快速，进而确保了真空装置10的冷凝效果。此外，雾化喷头211a对水蒸气的冷凝较充分且较快速，即使得水蒸气较快速且较充分地由气态转化为液态，即使得冷凝腔102内的气压较快速地降低，从而达到冷凝腔102内所要求的真空度，从而避免了通过真空泵或蒸汽喷射泵对冷凝腔102进行抽真空的问题，从而节约了真空泵或蒸汽喷射泵用于抽真空时消耗的能量，从而确保真空装置10较节能。请参阅图1，需要说明的是，不凝气体、冷却水及水蒸气冷凝形成的水从排出口103朝排出装置30即朝c方向移动。
54.请参阅图1，在其中一个实施例中，蒸发装置20包括相互连通的低压蒸汽机构300和蒸发机构400，蒸发机构400与进气口101连通。可以理解，相互连通的低压蒸汽机构300和蒸发机构400，使湿法磷酸在蒸发装置20中被循环加热且蒸发出水蒸气和不凝气体，即确保了水和不凝气体均较充分地从湿法磷酸中蒸发出来，从而确保了对湿法磷酸的浓缩效果。
55.请参阅图1，需要说明的是，湿法磷酸在蒸发装置20中被循环加热且蒸发出水蒸气和不凝气体，水蒸气和不凝气体从蒸发装置20朝进气口101方向即b方向移动。
56.请参阅图1，在其中一个实施例中，排出装置30包括放空管700、密封槽600和去循环水机构800，密封槽600分别与排出口103、放空管700及去循环水机构800连通。可以理解，密封槽600分别与、排出口103、放空管700及去循环水机构800连通，即冷凝腔102内的冷却水和不凝气体经排出口103流入密封槽600，而密封槽600与放空管700连通，进入密封槽600的不凝气体通过放空管700排出，密封槽600与去循环水机构800连通，因此密封槽600内的水流向去循环水机构800，从而减少了湿法磷酸中的水和不凝气体，从而确保了对湿法磷酸的浓缩效果。
57.请参阅图1，需要说明的是，不凝气体、冷却水及水蒸气冷凝形成的水从排出口103朝密封槽600即朝c方向移动，然后不凝气体从密封槽600移动到放空管700，然后不凝气体
从放空管700沿d方向排出，同时水从密封槽600朝去循环水机构800方向即e方向移动，然后从去循环水机构800排出。
58.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：
59.本实用新型的真空装置10，喷淋机构200包括多个间隔设置的喷淋件211，每一喷淋件211的喷淋端位于冷凝腔102内，即多个雾化喷头211a较均匀地分散设置于冷凝腔102，进气口101形成于锥形塔100邻近底端的位置，即喷淋件211设置的高度高于进气口101的高度，而雾化喷头211a用于喷射冷却水，进气口101用于使水蒸气和极少量惰性气体进入冷凝腔102，因此较低处的水蒸气在冷凝腔102中向上即朝a方向的反方向流动，而较高处的冷却水向下即朝a方向流动，即水蒸气和冷却水在冷凝腔102内相向流动直至接触，冷却水对水蒸气进行冷凝以及带动不凝气体排出排出口103，多个均匀分散的雾化喷头211a对水蒸气的冷凝较充分且较快速，进而确保了真空装置10的冷凝效果。此外，雾化喷头211a对水蒸气的冷凝较充分且较快速，即使得水蒸气较快速且较充分地由气态转化为液态，即使得冷凝腔102内的气压较快速地降低，从而达到冷凝腔102内所要求的真空度，从而避免了通过真空泵或蒸汽喷射泵对冷凝腔102进行抽真空的问题，从而节约了真空泵或蒸汽喷射泵用于抽真空时消耗的能量，从而确保真空装置10较节能。
60.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。