[发明专利]采用制磷竖式砖窑制取磷酸并副产耐火砖的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及磷酸制备技术领域，具体涉及一种通过竖式砖窑制取磷酸并副产耐火砖的方法；本发明还涉及制备磷酸过程中所用的制磷竖式砖窑。

背景技术

窑法磷酸从提出以来，起初主要集中于两条研究路线：回转窑法磷酸和隧道窑法磷酸，经多种试验论证之后，现在窑法磷酸的研究方向基本上都集中到竖式窑炉上，竖式窑炉基本工艺路线为：配料、成球、烘干、装料、预热、还原、冷却、破碎、卸料，还原气体燃烧供热。然而，在实际操作中，物料受热不均，在同一断面上温差很大，边部物料温度过高，烧成时间过长，中心物料温度过低，达不到还原温度，还原率过低，难以保证生产的顺利进行。

发明内容

一种采用制磷竖式砖窑制取磷酸并副产耐火砖的方法，其特征在于：以磷矿粉、硅质原料和碳质原料为主要原料，配料并混合均匀，加入粘结剂，陈化；将陈化后的原料压制成不同形状、尺寸的砖坯，经干燥后码放到竖式砖窑的砖坯通道中；启动制磷竖式砖窑的燃烧系统，将砖坯通道还原区温度升至1150～1550℃，启动卸料升降装置，砖坯由上而下依次通过砖坯通道的预热区、还原区和冷却区；还原区抽出的磷蒸气和一氧化碳引入燃烧室中燃烧，氧化时释放的大量热能为砖坯通道中的还原区提供辐射热，经充分换热后的烟气进入磷酸吸收装置吸收后得到磷酸产品；从制磷竖式砖窑下部出料口卸出的砖坯即为耐火砖制品。

工作时可以向砖坯通道预热区和冷却区鼓入惰性气体。

工作时可以从砖坯通道冷却区下部补入空气，与砖体逆流换热，并燃烧余碳，为磷还原区提供热量。

一种制磷竖式砖窑，包括窑体，窑体上部设有码垛平台，窑体内设有砖坯通道和燃烧室，砖坯通道和燃烧室之间设有导热隔墙，砖坯通道上设有还原气体出口，燃烧室内开有燃料入口、烟气出口和空气入口，砖坯通道底部装有卸料系统。砖坯通道下部开设有冷空气入口。砖坯通道上部开设有惰性气体入口。窑体内设有空气预热管，空气预热管与空气入口相通。砖坯通道的截面为圆形或多边形。卸料系统由卸料升降装置以及与卸料升降装置相配合的卸料控制装置构成。

本发明提供的采用制磷竖式砖窑制取磷酸并副产耐火砖的方法及设备，具有以下有 益效果：1、通过码垛系统和卸料系统的控制，使物料在窑内有序地运行，可实现分层进料及分层出料，很好地控制了物料的烧成工艺指标；2、窑内温度分布稳定，同一截面上温差小，物料受热均匀，窑壁与窑中心的温差在10～30℃以内，解决了物料过烧和欠烧的情况；3、窑内透气性好，磷还原率可稳定在95％以上，且磷蒸气运行阻力小，磷损耗低；4、窑体结构紧凑，密封性好，磷蒸气和一氧化碳燃烧释放的热量都集中在物料上，热利用率远高于隧道窑；5、窑内工艺控制稳定，烧成后的尾渣砖极少破损，通过改变配方和密度，可以产出多种耐火保温砖，建筑保温砖等产品，具有较好的经济效益；6、该制磷方法解决了目前窑法磷酸所存在熔融结圈、反吸、过早氧化和堵窑的难题，也不需要对物料表面进行包裹，且正常工作时运行状态平稳，故障率极低，是一种低投入、低成本、高收益的窑法磷酸工艺。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括窑体14，窑体14上部设有码垛系统，窑体14内设有砖坯通道8和燃烧室5，砖坯通道8和燃烧室5之间设有导热隔墙7，砖坯通道8上设有还原气体出口15，燃烧室5内开有燃料入口6、烟气出口4和空气入口13，砖坯通道8底部装有卸料系统。码垛系统由窑体14上部的码垛平台2以及砖坯运输机械手1构成。砖坯通道8下部开设有冷空气入口9。砖坯通道8上部开设有惰性气体入口3。窑体16内设有空气预热管12，空气预热管12与空气入口13相通。砖坯通道8的截面为圆形或多边形。卸料系统由卸料升降装置10以及与卸料升降装置10相配合的卸料控制装置11构成。

本发明中燃烧室5可布局在砖坯通道8的两侧或四周；砖坯通道8可以有一组或多组，采用多组方案时可共用燃烧室5。

根据生产工艺的要求，还可将多个制磷竖式砖窑进行串并联，让前一个或并联的几个窑炉的还原气体出口15通过连接后面一个或并联的几个窑炉的燃料入口，实行多个窑炉同时工作，以提高产量。

燃烧室主要以砖体还原区抽出的磷蒸气、一氧化碳为燃料，不足时以其他燃料补 充。

压制成型的砖坯，可以是实心、也可做成空心；可以做成带扣边的，也可做成各种形状的；在砖体码垛过程中，可加入适量的砌筑粘结剂，以保证砖体不错位、整体下移。