[实用新型]一种微波法生产黄磷的装置

说明书

本实用新型涉及一种微波法生产黄磷的装置，属于黄磷制备技术领域，所述装置包括罐体、第一微波馈入组件和第二微波馈入组件，所述第一微波馈入组件位于罐体的顶部，其包括多个馈入波导和多个微波反射片，将微波馈入罐体并聚焦还原反应区，同时，借助微波反射片消除了微波从罐体顶部馈入时馈入波导之间的干扰，所述第二微波馈入组件位于罐体的底部，其设置为多个介质波导，采用三氧化二铝陶瓷作为介质波导，将微波从罐体底部馈入至还原反应区，以克服强烈吸收微波材料对微波的影响，以维持还原反应区持续的微波化学反应，达到黄磷生产需要的环境条件，具有低能耗、低腐蚀的特点，降低了罐体维护成本。

技术领域

本实用新型属于黄磷制备技术领域，具体地说涉及一种微波法生产黄磷的装置。

背景技术

世界制磷历史已近1个多世纪，磷工业的发展已经经历了有小到大的发展历程，传统黄磷电炉的单台电炉容量从由200kVA发展到今天的单台电炉容量4.5～6万kVA，磷工业的耗电量居化工行业之首。

目前，我国已发展成为世界黄磷大国，产能已超过120万吨/年。元素磷是人类的生命之素，同时，磷在工业上也很重要，如电脑制造、汽车、冶金、医药、染料等都离不开元素磷，因此，磷工业是我国工业中最重要的的基础产业之一，但是，黄磷生产污染十分严重。为了顺应潮流抓住机遇振兴我国黄磷生产工业，在资源短缺、能源紧张、环境污染日益加重的当今社会，如何解决传统制磷工艺中存在的高能耗和高污染是亟需解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，发明人利用黄磷制备原料的微波特性，采用微波进行黄磷生产，形成一个有别于电炉法的黄磷制备新工艺和新装置，以解决传统工艺中存在的高能耗和高污染问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种微波法生产黄磷的装置，包括：

罐体，所述罐体的顶部开设用于投放制备原料的进料口以及用于排出黄磷蒸汽的出气口，其底部开设用于排出废渣的出料口，其内腔设置为微正压状态，所述罐体的侧壁分为外壁、内壁以及位于外壁和内壁之间的真空保温层；

用于向罐体内馈入微波的第一微波馈入组件，其位于罐体的顶部，所述第一微波馈入组件包括多个馈入波导和多个微波反射片，所述馈入波导沿着水平方向设置，且末端贯穿罐体的侧壁并延伸至罐体的内腔，所述微波反射片设为倾斜结构，且其与馈入波导的末端连接；

以及用于向罐体内馈入微波的第二微波馈入组件，其位于罐体的底部，所述第二微波馈入组件为多个介质波导，所述介质波导沿着垂直方向设置，其顶端贯穿罐体的底面并延伸至罐体的内腔；

经所述进料口投放的制备原料在内腔中堆积形成生料区，位于生料区的制备原料在微波作用下反应形成还原反应区，所述制备原料在还原反应区反应后形成废渣区，经所述馈入波导馈入的微波经所述微波反射片反射聚焦至还原反应区，所述介质波导的顶端延伸至还原反应区，所述出料口与废渣区连通。

进一步，所述馈入波导和微波反射片的数量相同，且多个馈入波导沿着罐体的高度及罐体的周向均布。

进一步，所述多个介质波导位于罐体底面的不同圆周上，且位于同一圆周的多个介质波导均布。

进一步，所述微波反射片采用全反射微波材料制成，其与水平面的夹角为35°-45°。

进一步，在垂直方向上相邻的多个微波反射片中，位于高处的微波反射片与水平面的夹角小于位于低处的微波反射片与水平面的夹角。

进一步，所述介质波导采用三氧化二铝陶瓷制成。

进一步，所述还原反应区温度为1300℃-1500℃，所述生料区温度不高于600℃。

进一步，所述罐体的侧壁上对应生料区、还原反应区和废渣区处设有温度传感器，所述温度传感器与控制单元通讯连接。