[发明专利]一种用磷矿直接制取磷酸的新型工业化三通道式辊道窑

说明书

技术领域

本发明涉及一种用磷矿直接制取磷酸的新型工业化三通道式辊道窑。

背景技术

窑法磷酸发展至今，其主反应器只有两种：(1)回转窑：是一种重载、大扭矩、多支点、筒状中空窑炉运行系统；球状物料在窑内随着窑体的旋转而运动，磷的还原在还原区进行，P₄的氧化在氧化区进行，还原区和氧化区都在窑体内；燃料在窑内燃烧直接供热；(2)隧道窑：一般是一条长的直线型隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行着窑车，燃烧设备设在隧道窑的中部两侧；采用隔烟或明焰烧称，物料放在窑车上，经过预热带、高温带和冷却带。

发明内容

本发明的目的是提供窑法磷酸生产中基于辊道窑的一种改进型主反应器-工业化三通道式辊道窑。

本发明的目的是这样实现的：一种用磷矿直接制取磷酸的新型工业化三通道式辊道窑，包括窑炉，窑炉安装在窑炉支撑基础上，窑炉内设有制品通道、窑气通道和燃料通道。制品通道与窑气通道之间设有隔板，隔板上设有多个供P₄蒸气和CO从制品通道逸往窑气通道的小孔。制品通道包括由连续排列的辊子构成的辊道。耐火材料垫板置于制品通道的辊道上。急冷惰性气体入口、惰性气体气幕入口、缓冷风入口以及窑尾低温风抽出口与制品通道相通。制品通道上位于窑炉的窑头部还设有窑头低温烟气排出口和窑尾抽出的惰性气体入口。窑气通道上设有P₂O₅气体抽出口。燃料燃烧尾气排放口与燃料通道相通。接触P₂O₅气体的所述辊子采用烧结碳化硅或重结晶碳化硅，其他不接触部分选用耐热不锈钢，高温部分选用部分莫来石质或氧化铝质或刚玉质。

本发明所提供的用磷矿直接制取磷酸的新型工业化三通道式辊道窑，使得辊道窑法磷酸主反应器的结构更加合理；使用三通道式辊道窑作为窑法磷酸的主反应器，与一般辊道窑相比，燃烧燃料烟气通道、物料制品反应通道、磷蒸气和一氧化碳燃烧通道三类通道相互隔开。既减少燃料燃烧气体对磷酸质量的影响，同时在高温带使得P₄和CO进入窑气通道后才燃烧，减少了P₂O₅反吸、回落的可能性，保护了窑体，提高了产率；燃料燃烧后的尾气不混入其它气体，使得窑气气量减少，吸收系统投资和能耗都降低，磷酸成品质量提高。这些方式都极大地减少了燃料、动力消耗，提高了产品质量，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中的图例如下：

辊道              天然气燃烧气体  制品通道气体

容器走向          氮气

富氧空气或空气    窑气通道  含P₄气体

天然气            燃料通道  磷CO燃烧后窑气

具体实施方式

本发明的辊道窑结构原理如下：

该装置为承重性中高温辊道窑，其烧成温度为1400-1600℃，烧成周期为2-8小时，其高温辊棒为耐火材料，首选重结晶碳化硅或氮化硅材质并加厚辊棒。直径为φ25～φ100，长度在1500-4000mm。窑长随产量不等在30～400米之间。

窑内宽度：800～3000mm。装载宽度600～3800mm。窑内高度150-600mm(辊至窑顶)。可以是单层或双层棍棒，通道分为三类，每类可以是一个或者多个通道，同类通道之间可以相同或者相连，不同通道之间按功能隔开。

本发明的各组成部分叙述如下：

1、辊子：采用60℃～400℃低温带用无缝钢管，400℃～700℃段用不锈钢，700℃～1550℃～700℃段烧结或重结晶碳化硅或者莫来石、氧化铝质等。

2、窑炉支撑基础：起到支撑整个窑炉的作用；

3、窑炉：按照一般窑炉要求在各温度段使用不同的耐火材料，其中高温带接触P₂O₅的部分选用磷酸盐高铝砖或硅砖或其它耐火材料；

4、耐火材料垫板：置于辊道上，根据实际情况也可以不用，一般耐火材料均可，高性能更好。

5、窑头低温烟气排出口：排出温度为100℃～150℃；

6、窑尾抽出气体入口：从窑尾抽出的400℃左右的氮气，由此口鼓入；

7、含P₂O₅气体抽出口：其抽出温度在300℃～1300℃之间任意点；

8、急冷氮气入口：温度波动在1300℃～700℃之间，大部分逆流入高温带进入窑气，一部分进入冷却带抽热风口9；