[发明专利]一种窑法磷酸生产用竖窑

权利要求书

1.一种窑法磷酸生产用竖窑，其特征是：包括进料机构、炉体、卸灰阀；进料机构设计在炉体顶部，卸灰阀设计在炉体底部。炉体分为三段，还原反应段、激冷段、冷却段，还原反应段设计有上烟道、炉膛、烧嘴，炉膛从内到外为耐热浇筑层和水冷壁，炉膛设计为内凹形，内凹的墙体表面将各方向发射的辐射能反射炉膛内，使得炉膛易蓄积热能，由于料球在炉膛内堆积填充，不利于磷蒸汽的扩散传质，沿炉膛周向均匀布置烧嘴多点送风，提高磷矿料球还原反应效率，同时料球层加热的均匀性较好，不会出现局部过热现象；激冷段设计有上支撑、下支撑、激冷组件、排气管，上支撑、下支撑与炉体连接并将激冷组件固定在炉体中心，炉体与激冷组件围成的空腔供排气管通流，激冷组件包括激冷上环、上升循环管、激冷套、激冷下环、下降循环管、汽包、进水管，由于料球为1250～1350℃高温，为保证料球在激冷段顺利下移，冷却水从进水管进入汽包，通过下降循环管输入激冷下环，冷却水经激冷下环均匀分配输入激冷套，为避免激冷套出现局部过热的现象，激冷套沿周向设计有24～48个独立密封隔仓，激冷套隔仓内的冷却书受热形成汽水混合物上升汇集到激冷上环，经上升循环管输入汽包，汽水分离后输出蒸汽；冷却段设计有冷却吹嘴、偏心螺旋搅齿盘组件、锥斗，炉体排出的烟道气经水化吸磷冷却除水除尘后形成尾气，尾气经冷却吹嘴进入吹扫料球降温，偏心螺旋搅齿盘组件包括偏心螺旋锥形盘、刮刀、传动组件，偏心螺旋锥形盘设计为密闭空腔结构，可通过喷淋冷却水实施降温；传动组件驱动偏心螺旋锥形盘、刮刀旋转，料球颗粒在激冷套内填充密实、下落过程中相互摩擦产生静电，静电的吸引力使得料球颗粒团聚，容易在激冷套内形成料柱，激冷套下方为偏心螺旋锥形盘，料球受自身重力影响沿偏心螺旋锥形盘坡面塌落，料球塌落到炉体底部时，刮刀将其归集到锥斗并通过卸灰阀排出。

2.根据权利要求1所述的一种窑法磷酸生产用竖窑，其特征是：通过烧嘴向炉体输送的烟气中的惰性气体N₂占比60%， 烟气中的CO₂被磷矿料球中的C还原生成CO，烟气中的H₂O被磷矿料球中的C还原生成CO、H₂，即还原气CO、H₂占比40%，料球始终处于还原反应状态。

3.根据权利要求1所述的一种窑法磷酸生产用竖窑，其特征是：为了防止炉体泄漏造成空气中CO含量超标，炉膛必须封墙，即必须对炉膛内的耐热浇筑层、水冷壁实施密闭承压处理，其外壳炉体应满足承压压力容器的相关标准。

4.根据权利要求1所述的一种窑法磷酸生产用竖窑，其特征是：还原反应后的料球向下移动进入由激冷上环、激冷套、激冷下环组成的通道并将其填充形成料封，通道中料球层的阻力压降将还原反应段与冷却段的流体隔离，阻止还原反应段的烟气向下串流，避免烟气中的元素磷被还原料球反吸造成磷损耗及保证冷却换热效率，同时阻止冷却气体向还原反应段串流影响加热温度。

5.根据权利要求1所述的一种窑法磷酸生产用竖窑，其特征是：通过强制水循环冷却保护激冷组件。

6.根据权利要求1所述的一种窑法磷酸生产用竖窑，其特征是：如果激冷套与偏心螺旋锥形盘中轴线重合，偏心螺旋锥形盘顶部与激冷套的间距不变而使得这局部料球团聚滞留无法塌落，料球团聚增大就会使得激冷套内的料柱进一步挤压密实，将激冷套堵塞，因此偏心螺旋锥形盘的轴心线设计偏离与激冷套的轴心线，两者为两条平行线，偏心螺旋锥形盘转动时其搅齿的回转曲线为绕激冷套的轴心线双曲螺旋包线，包线内的搅齿环绕着下落的料柱不断剪切、刺搅，使得料球无法结团而塌落。