[发明专利]一种基于多级流化床的磷酸生产装置及生产方法

权利要求书

1.一种基于多级流化床的磷酸生产装置，其特征在于，所述磷酸生产装置包括至少一个与以特定的压力范围和温度范围输出流化气的燃烧室连接的流化床、至少一个旋风分离器和/或至少一个换热器，其中，

至少一个第一燃烧室(3)将第一流化气输入第一流化床(2)，从而经过预处理至指定温度的磷矿石原料基于所述第一流化气的第一级转化处理形成输入的第一气体管道的第一气固混合物料和通过第一固体物料管道进入第二流化床(5)的第一固体物料；

第一流化床(2)的第一气体管道的一端与所述第二流化床(5)和对应的第二燃烧室(7)之间的第二管道连接，从而使得所述第一气固混合物料与所述第二燃烧室(7)燃烧气体混合后形成用于在所述第二流化床(5)内带动所述第一固体物料升温流化并还原所述第一固体物料为第二气固混合物料的第二流化气；

所述第二流化床(5)的排气口设置有串联连接的至少一个第一换热器(11)、至少一个第一旋风分离器(13)和至少一个氧化水合发生器(16)，经由所述第一换热器(11)降温至特定温度且由所述第一旋风分离器(13)将第二气固混合物料气固分离的第一气体物料在所述氧化水合发生器(16)内氧化水合为磷酸。

2.如权利要求1所述的磷酸生产装置，其特征在于，所述磷酸生产装置还包括第三流化床(8)及其对应的第三燃烧室(10)，其中，

所述第一旋风分离器(13)与所述第三流化床(8)的进料口连接以使由所述第二流化床(5)产生的第二气固混合物料分离出的第二固体物料在所述第三流化床(8)进行第三级转化处理，

所述第三流化床(8)的出气口与所述氧化水合发生器(16)之间设置有至少一个第二换热器(12)和至少一个第二旋风分离器(14)，以使由第二固体物料在第三流化气的流动作用下转化的第三气固混合物料经由降温和气固分离的过程后得到的第二气体物料在在所述氧化水合发生器(16)内氧化水合为磷酸。

3.如权利要求2所述的磷酸生产装置，其特征在于，所述第二旋风分离器(14)与所述第三流化床(8)的排料口分别与废渣收集器(17)连接以将所述第三流化床(8)内第三级转化处理得到的第三固体物料和所述第二旋风分离器(14)产生的第四固体物料回收。

4.如权利要求3所述的磷酸生产装置，其特征在于，所述第二旋风分离器(14)与废渣收集器(17)之间设置有第三换热器(15)。

5.如权利要求1-4之一所述的磷酸生产装置，其特征在于，所述流化床内设置有与进气口连接且气体流动方向朝向固体物料的气体分布器，其中，

在气体燃烧的情况下，第一燃烧室(3)的室内压力控制为0.15MPa～0.20MPa以促进第一流化床(2)中的第一气体分布器(4)以气速3m/s～6m/s将磷矿石原料流化升温至1300℃～1400℃，从而进行碳化还原反应；

在气体燃烧的情况下，第二燃烧室(7)的室内压力控制为0.11MPa～0.15MPa以使得燃烧气体在第二管道中与第一气固混合物料混合后由第二流化床(5)中的第二气体分布器(6)以气速5m/s～8m/s将第一固体物料流化升温至1300℃～1400℃，从而形成进一步流化的第二气固混合物料；

在气体燃烧的情况下，第三燃烧室(10)的室内压力控制为0.10MPa～0.12MPa以促进第三流化床(8)中的第三气体分布器(9)以气速0.15m/s～0.20m/s将第二固体物料流化升温至1300℃～1400℃，从而将第二固体物料中的P₂O₅的转化率提高至90％～93％。

6.如权利要求1-4之一所述的磷酸生产装置，其特征在于，所述第一流化床(2)的进料口设置有将磷矿石原料处理为2mm～8mm颗粒原料的造粒机(18)，

所述造粒机(18)连接有将颗粒原料预热至150℃～200℃以快速提高所述颗粒原料反应温度的预热器(1)。