[实用新型]高温蓄热气化炉窑

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种高温蓄热气化炉窑，特别是一种直接用燃料加热低品位的磷矿，生产黄磷的立式高温蓄热气化炉窑，属黄磷生产设备技术领域。

背景技术：

黄磷(又称白磷)是磷元素的同素异形体之一，为无色至淡黄色的蜡状固体。黄磷主要用于制造肥料，还用于制造磷酸、烟火、火柴、杀虫剂和洗涤剂等，在人类生活中具有重要和广泛用途。

黄磷生产原理是将原料(磷矿石、焦碳和硅石)混合配料烘干后进入料仓，通过下料管再进入电炉；磷矿石在电炉内1350℃-1450℃高温条件下进行还原反应，五氧化二磷中的磷还原成单质磷，收集还原后的磷蒸气，得到高品质黄磷。生产一吨大约产生黄磷尾气3500-5000m³/吨。

迄今为止，生产黄磷的常用方法是电极熔炼法（则电炉法）。但是，黄磷生产是一种高耗能产品，生产过程中要耗费大量的电，每生产一吨黄磷至少要消耗13600度~16000度/吨左右，污染相当严重，排放的废水废渣有害气体，严重制约了黄磷产业的发展。所以，目前黄磷生产几乎都是在电力比较廉价的地区生产，如：美国田纳西州和中国云南等水电丰富的地区。

此外，采用电炉法生产黄磷需要品位较高的磷矿石为原料。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺陷和不足,发明一种使用燃气或者煤为热源，直接使用磷矿生产黄磷的高温蓄热气化炉窑。本实用新型高温蓄热气化炉窑克服电炉法生产需要大量电能，节约能源，并能直接使用低品位的磷矿资源，其生产成本低，质量好，所排出的余渣固体可用做生产蓄水砖、滤料、混凝土骨料等原料，综合使用率高。

本实用新型结构是：高温蓄热气化炉窑整体呈立式结构，其特征在于每个高温蓄热气化炉窑的中部是蓄热隔离还原反应室，底部是混凝土基座（1），上部是混凝土浇筑顶盖（8），其中蓄热隔离室还原反应室由两个相互隔离的密封体构成，一个是硅质物料料管（3）密封体，另一个是燃烧通道密封体，燃烧通道围绕包裹在硅质物料料管（3）外壁上，

硅质物料料管（3）顶部接进料口（9），硅质物料料管（3）中部或者上部接有导磷管（11），硅质物料料管（3）下部装有冷却料仓（18），冷却料仓（18）的底部装有机械排渣机（10），

燃烧通道为由数块固体蓄热材料（5）构成的蜂窝状或通道式管道，燃烧通道下开有燃料进料口（4），燃烧通道内装有燃气喷嘴，燃烧通道上部接烟气管（16），燃烧通道外侧依序砌筑有高铝或硅质耐火砖（17）、陶瓷保温棉（6）和保温砖（7）。

混凝土浇筑顶盖（8）套装有—个气液交换水箱（12），气液交换水箱（12）上部装有烟气管（16）, 气液交换水箱（12）上部装有喷淋管（15），气液交换水箱（12）侧部装有热水出口（13）。

高温蓄热气化炉窑底部混凝土基座（1）与隔热耐火浇筑料（17）之间装有冷却循环水箱（2）。

进料口（9）为钢质料仓。

工作原理：将配制好的黄磷矿原料通过提升装置倒入钢质料仓的进料口（9）内，黄磷矿原料在自身重力作用下缓慢下移，渐渐被压入中部的蓄热隔离还原反应室，下降压入过程的黄磷矿原料对整个硅质物料料管（3）进口起到密封作用，既能防止气化后五氧化二磷漏出，又能隔离空气，让硅质物料料管（3）中部位置保持缺氧状态，让黄磷矿原料充分完成还原反应，还原反应完的黄磷矿渣继续渐渐下降，进入硅质物料料管（3）下部的冷却料仓（18），最后从底部用机械排渣机（10）铲除。为利用余热能量，可在冷却料仓（18）外再套装一个冷却循环水箱（2），将反应后的黄磷矿渣冷却。

燃烧通道是一个为气化炉窑中的硅质物料料管（3）提供足够热源的密封体。可燃气体从燃烧通道下部进气口（4）送入在燃烧通道内，燃烧过程产生大量热能，通过硅质物料料管（3）管壁间接传热到蓄热隔离还原反应室中，黄磷矿原料在隔离空气、反应室温度1350℃-1450℃情况下，发生还原反应，产生大量五氧化二磷气体及一氧化碳气体，所产生五氧化二磷气体及一氧化碳气体逆行穿过上层黄磷原料而上移动，最终通过硅质物料料管（3）上部安装的导磷管（11）进入磷回收系统，冷却五氧化二磷气体后，即可得到黄磷产品。

可燃气体在燃烧通道内充分燃烧同时，也将预先放置在燃料通道内的蜂窝式蓄热材料一并加热，由于燃烧通道内放置有固体蓄热体，从而保证包裹的硅质物料料管（3）蓄热隔离还原反应室内温度更加均衡、可靠，稳定，保证黄磷矿原料在加热隔离反应室内充分还原。