[发明专利]一种富氢烧结气化脱磷回收系统及方法

权利要求书

1.一种富氢烧结气化脱磷回收系统，其特征在于，所述系统包括料仓、烧结机、点火器、气体罩、负压单元；

所述料仓、点火器、气体罩依次设置在所述烧结机的上方，所述料仓用于将混合了添加剂的高磷矿石布料于所述烧结机的台车上，所述点火器用于高磷矿石的点火燃烧，所述气体罩用于将设定成分的混合气通过喷气嘴喷入高磷矿石的烧结料层；所述混合气包括H₂、CO、CO₂和O₂；通入喷气嘴的混合气中H₂/O₂比在0.6-0.7范围内，CO₂/O₂比在0.7-0.8范围内，喷吹时间不少于20min；

所述负压单元设置在所述烧结机的下方，用于在高磷矿石的烧结料层下形成负压环境，收集反应后的磷气体和烟气；

所述系统还包括烟气处理单元，所述烟气处理单元包括水封器、烟气净化器；

所述负压单元包括第一负压单元和第二负压单元；第一负压单元对应还原段，第二负压单元对应回收段；还原段为高磷矿石料层中包含过湿层的部分，回收段为高磷矿石料层中无过湿层的部分；

第一负压单元排出的混合烟气直接进入烟气净化器进行净化处理；第二负压单元排出的混合烟气经过冷凝换热器，再经水封器后进入烟气净化器进行净化处理；

烟气净化器处理后的气体分成两路，一路为净化后富含H₂、CO、CO₂的气体送回气体罩的喷气嘴作为燃料，另一路为净化后富含氮硫污染物的废气经烟囱排出；

所述气体罩包括第一气体罩和第二气体罩，所述第一气体罩对应高磷矿石料层中包含过湿层的部分，所述第二气体罩对应高磷矿石料层中无过湿层的部分；所述第一气体罩内每隔两个喷气嘴设置一个喷火嘴，所述第二气体罩内仅设置喷气嘴；

所述系统还包括热交换及磷收集单元；所述第二负压单元后接所述热交换及磷收集单元；所述热交换及磷收集单元包括冷凝换热器、磷收集器、沉降槽、扬液器、储磷槽；

经过第二负压单元后，磷气体在冷凝换热器内被冷凝，聚集于冷凝换热器下方的磷收集器内，然后进入沉降槽形成粗磷，粗磷经扬液器进入储磷槽内用蒸汽加热、搅拌、澄清后在储磷槽内沉积纯磷，冷却成型后得产品黄磷；

冷凝换热器内的换热管通过管道与储氢罐连接，对经过换热管的氢气进行加热；经换热管加热后的氢气通向气体罩的喷气嘴。

2.如权利要求1所述的富氢烧结气化脱磷回收系统，其特征在于，所述第一负压单元、第二负压单元均包括风箱、烟道、抽风机、金属柔性膜过滤除尘器；所述风箱、烟道设置在所述烧结机的台车下方，磷气体及烧结烟气在抽风机的抽力作用下，通过风箱、烟道到达金属柔性膜过滤除尘器进行过滤除尘。

3.如权利要求1所述的富氢烧结气化脱磷回收系统，其特征在于，所述冷凝换热器内的换热管为螺旋式换热管，所述冷凝换热器内填充冷凝球，冷凝球内具有弯曲的通道孔；所述冷凝换热器两侧设置喷水嘴。

4.一种富氢烧结气化脱磷回收方法，使用如权利要求1-3任一项所述的富氢烧结气化脱磷回收系统，其特征在于，所述方法包括：

S1、将高磷矿石配入适量的焦炭、添加剂和水，经混合后造球，造球后的混合料放入料仓；由布料器将混合料均匀布料到烧结机的台车上，形成料层；所述添加剂为SiO₂和Na₂CO₃；

S2、经点火器对台车上的料层表面进行点燃后开始烧结，烧结过程中经过气体罩，设定成分的混合气经喷气嘴喷入烧结料层；通入喷气嘴的混合气中H₂/O₂比在0.6-0.7范围内，CO₂/O₂比在0.7-0.8范围内，喷吹时间不少于20min；

S3、经步骤S2反应后的磷气体及混合烟气经第一负压单元和第二负压单元进行收集、过滤除尘。