[实用新型]生产窑法磷酸的专用立窑设备

说明书

技术领域

本实用新型属热法磷酸生产设备技术领域。

背景技术

国内热法磷酸的生产分为电炉黄磷法和窑法。电炉黄磷法磷酸要使用电炉黄磷作为原料，而电炉黄磷的生产必须使用高品位的磷矿作为原料，中低品位的磷矿不能使用。此外生产黄磷用的电炉是电阻电弧炉，需要消耗很大的电量产生热能。所以电炉黄磷法磷酸的生产成本高。目前国内出现的窑法磷酸生产设备和相应工艺为：(1)：湖北保康拥和公司以旋窑作为还原反应设备的CDK生产工艺，参照美国KPA工艺线路。其问题较多，经多年的努力调试，虽然取得了一定的成绩，但尚不能用于工业化生产，旋窑运转所排放的炉渣为多硅炉渣，处理困难。(2)：湖北宜昌三新磷酸公司使用隧道窑作为还原反应设备的TTK生产工艺，虽进行了一定工业化的生产运行，但还存在燃料消耗偏高，原料制作复杂(需要进行包裹等)，各工序之间不能截然分开，窑中气氛控制调整困难，炉渣硅含量高等问题。由于炉渣不能作为建筑材料使用，炉渣处理困难，炉渣的堆积造成对环境一定的危害。(3)由贵州科学院和贵州众一联创科技开发有限责任公司开发的、利用鼓风炉作为还原反应设备的“高炉法磷酸新工艺”，其设备的结构决定了产品回收得率的不高，尚还存在较多的问题，需要进一步的改进完善。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有窑法磷酸生产设备的缺点，提供一种生产窑法磷酸的专用立窑设备。该设备能使用中低品位的磷矿作为原料；能简化备料工艺；能消除窑法磷酸生产过程中，原料还原碳早燃现象及返吸白壳现象，能提高磷的还原率和磷的得率；生产过程热利用率高；炉渣钙含量高，磷含量低于电炉磷渣中的磷含量，可用于生产水泥的熟料。

本实用新型含有：

1、一立式预处理炉，其结构是：炉膛内设有水冷的两排立式炉栅管，两排炉栅管之间为原料的加热焦结通道，加热焦结通道上方为与其贯通的料柱，料柱顶端设原料预处理炉的加料器，加热焦结通道下端设水封阀排料斗。

2、一立式预热升温还原反应装置，其结构是：壳体内上部为燃烧室，燃烧室内设有一个或一个以上的原料预热升温用腔体，原料预热升温用腔体上端与预热升温还原反应装置的加料器连通，壳体内下部为还原反应炉膛，预热升温用腔体的下端与还原反应炉膛贯通，还原反应炉膛上部开有还原气体排出孔，还原气体排出孔通过管道与燃烧室连通，还原反应炉膛下部的冷却水套底部设排渣装置。

3、一非金属换热装置，其结构是：耐火材料保温墙内设由耐高温、耐腐蚀、传热效率高的非金属材料(如氮化铝等)制成的板式换热器，换热器上部设高温炉气进口和高温热空气出口，换热器下部设冷空气鼓入口和炉气排出口，高温炉气进口通过管道与预热升温还原反应装置中燃烧室的下部连通，高温热空气出口通过管道与预热升温还原反应装置中燃烧室的上部连通。所说板式换热器的结构为本专业技术人员所知晓。非金属换热装置使用时配以常规的水合吸收设备及过滤浓缩设备和相应的泵阀等。

本实用新型的工作过程：磷矿、硅石、无烟煤经计量混合磨粉，加入粘结剂和水，经拌合压制成球，经干燥后，装入预处理炉的加料器，原料经料柱进入加热焦结通道，利用具有还原气氛的低氧高温炉气，对原料直接进行加热升温干燥。原料经预处理后消除了水分和挥发成分，提高了原料的温度和物料强度。预处理后的原料经加热经焦结通道下端的水封阀排料斗排出后、加入到原料预热升温还原反应装置的加料器，并进入原料预热升温用腔体，在腔体内被间接加热升温到工艺要求的温度。腔体内加热了的原料进入还原反应炉膛，通过炉膛上段时，原料被补热升温，使所含的五氧化二磷进行还原反应，放出元素磷气体与一氧化碳气体，这两种混合气体经管道进入燃烧室作为燃料使用。经还原反应后的炉渣，含有大量的固定碳，下降至还原反应炉膛下段与进入的高温空气进行燃烧，所产生的高温对炉膛上段的原料进行补热升温，以维持还原反应所需要的温度，使还原反应能正常地继续进行。经氧化燃烧后所剩余的炉渣经排渣装置排出。燃烧室内燃烧后得到的炉气，进入非金属换热装置，与鼓入的冷空气进行换热得到高温热空气、供燃烧室使用。经换热降温的炉气，进入水合系统回收得到磷酸产品。