[实用新型]高硅配方原料生产窑法磷酸的专用设备

说明书

技术领域

本实用新型属磷酸生产设备技术领域。

背景技术

窑法磷酸是一种直接使用中低品位磷矿生产高浓度、高纯度磷酸的新工艺。该工艺的特点是能充分利用工艺过程中自身的反应热，可明显降低能耗与生产成本。目前旋窑、隧道窑两种窑法磷酸设备，对大工业化生产而言技术上尚不成熟。就旋窑与隧道窑比较，旋窑生产不如隧道窑稳定，而隧道窑用于高硅配方原料生产窑法磷酸也存在如下不足：热能不能封闭循环使用，燃料消耗尚未能充分降低；预热气体和还原反应所得气体不能明确分开，影响回收酸的质量；占地面积大。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种高硅配方原料生产窑法磷酸的专用设备，其热能可以封闭循环使用以进一步降低燃料消耗；设备内原料预热使用的热空气和原料预热使用后的气体，与主还原氧化反应所得的高温炉气之间能完全分离互不干扰；设备结构紧凑占地面积小。

本实用新型的结构：

1、5个以上的卧式单元窑室呈环状布置，每个单元窑室的窑门均设于外端，全部单元窑室之间由带阀门的主烟道管首尾串联；

2、分别设一条环状过热空气总管、一条环状燃料总管、一条环状冷热风总管和一条环状炉气收集总管，每个单元窑室的内端分别由一带阀门的过热空气支管、带阀门的燃料支管，带阀门的冷热风支管和带阀门的炉气收集支管与所说过热空气总管、燃料总管、冷热风总管和炉气收集总管对应连接，并且过热空气总管、燃料总管、冷热风总管和炉气收集总管各自在与两个过热空气支管、燃料支管，冷热风支管和炉气收集支管连接处之间的部位均设有阀门；

3、燃料总管与燃气源接通，冷热风总管与鼓风机出风口接通并设有排风口。

单元窑室的最佳数量为16～32个。

本实用新型安装使用时，让炉气收集总管与属现有技术的常规设备换热器、除尘器、水合塔、磷酸脱氟和净化装置等外围设备按通常方式连接，进行换热和磷酸收集。

本实用新型工作时，根据窑法磷酸的工艺流程控制相关阀门的启闭，就能实现工况循环。例如首次点火工作的过程可以是：根据工艺要求的配比，将磷矿粉、硅石粉和炭粉与粘接剂拌均，压制成砖块，经干燥后装入窑车，将窑车推入相应单元窑室，关闭窑门，打开对应的燃料支管阀门和燃料总管的相关阀门，打开对应的冷热风支管阀门和冷热风总管的相关阀门，打开对应的过热空气支管阀门和过热空气总管的相关阀门，打开对应的主烟道管阀门，对原料加热。当发生还原反应后，关闭主烟道管阀门。还原反应所得磷蒸气和一氧化碳与进入的过热空气发生氧化反应得五氧化二磷和二氧化碳。打开对应的炉气收集支管阀门和炉气收集总管的相关阀门，含五氧化二磷的炉气进入属现有技术的换热器、除尘器、水合塔、磷酸脱氟和净化装置等外围设备，进行换热和磷酸收集。出渣时，关闭大部分相关阀门，送入冷空气降温后，拉出窑车。

本实用新型工作时，原料先进行预热升温，再进行高温加热，利用过热空气与燃气燃烧继续升温直到还原所需温度，已经开始还原的原料不需要再提供燃料，只需供给高温的过热空气、使还原出的磷蒸汽氧化燃烧，氧化燃烧放出的热又提高原料的温度，能维持还原反应进一步进行。进行还原反应的原料到已不含磷时成为高温热渣，将换热器来的热风鼓入经过高温热渣、与高温热渣进行热交换得到过热空气，过热空气供给还原时燃料的燃烧和磷蒸气的氧化使用。热渣温度稍有降低，但温度仍较高，与鼓入的空气进行逆向换热，使炉渣冷却便于外排。温度升高的热空气对入炉原料进行预热升温，使入炉原料的温度达到进行还原反应所需温度。由还原氧化反应所排出的高温炉气与鼓入的空气进行换热，待降低温度后，进入除尘及水合系统，收集磷酸粗品并作脱氟处理和磷酸的初步净化。

本实用新型的有益效果：热能可以封闭循环使用，燃料消耗低；设备内原料预热使用的热空气和原料预热使用后的气体，与主还原氧化反应所得的高温炉气之间能完全分离互不干扰；设备结构紧凑占地面积小。本实用新型能利用中低品位的磷矿采用高硅的配方原料，降低了磷还原时所需的温度，降低了设备对材质的要求。设备无大的机件运转，不需大的电能开支。由于原料在设备内为静置处理，原料外形不存在任何损坏，排出的渣是很好的建筑材料，消除了废渣对环境的影响。整套设备各单元运转过程中，各部位的工况均能监测调整到最佳状态，提高了磷的还原率和磷蒸气的氧化效果，其性能超过普通的隧道窑，磷的还原率平均超过了88％，设备特殊的结构消除了五氧化二磷的反吸、回落等现象。设备的工况循环运转可以是自动或手动定时控制，均较简单。整套设备运转平稳。

附图说明

附图1为实施例的俯视结构示意图。