[发明专利]一种窑法磷酸生产用竖窑

说明书

本发明涉及新能源技术领域，具体涉及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，竖窑能够很好的解决回转窑氧化与还原过程不能截然分开、连续生产、碳的过度燃烧、加热温度不均匀、出现白圈及提高磷酸的质量的问题。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种窑法磷酸生产用竖窑。

背景技术

由于化石能源等传统能源日益枯竭，化石能源价格居高不下, 化石能源燃烧尾气的排放造成严重的空气污染，新一代动力电池作为一种对环境友好的新型能源日益受到人们的重视，磷酸铁锂是最具潜力的锂离子动力电池正极材料之一，具有原料来源广泛、价格低廉、热稳定性好、比能量高、循环性能好、安全性能突出及对环境无污染的特点，磷酸作为磷酸铁锂的磷源，其工业化生产无疑是制造锂离子动力电池正极材料的重要一环。磷酸的工业化生产方法主要有湿法、热法、窑法三种，中国发明专利（专利号为CN201310218484.2，专利名称为改进型的用回转窑规模化生产磷酸的方法）公开了改进型的用回转窑规模化生产磷酸的方法，包括以下步骤：（1）原料预处理：将原料碳质还原剂、磷矿石和硅石分别用碳质还原剂预处理系统、磷矿石预处理系统和硅石预处理系统进行预处理，预处理后的碳质还原剂、磷矿石和硅石送入内球料混合装置进行混合造球，预处理后的碳质还原剂和硅石另送入外壳料混合装置进行混合；（2）内球的制备：将经过步骤（1）处理后得到的碳质还原剂粉、磷矿石粉和硅石粉按配比要求加入一强力混合机或润磨机中，同时添加粘结剂，充分混匀后的混合料通过计量给料设备送入造球机进行造球处理，造球时以滴状和/或雾状施加形式补加所述粘结剂，补加量为所述混合料质量的1%～10%，造球完成后得到内球；（3）复合球团的成型：将经过步骤（1）处理后得到的碳质还原剂粉和硅石粉按配比要求加入另一强力混合机或润磨机中，同时添加粘结剂，充分混匀后得到包裹料；将步骤（2）中得到的内球进行双层辊式筛分处理，筛分出符合工艺要求粒度的内球送入另一进行包裹处理的造球机中，向该造球机中通入所述包裹料，在包裹处理过程中以滴状和/或雾状施加形式补加所述粘结剂，补加量为所述包裹料质量的1%～12%，包裹处理完成后得到复合生球；复合生球送入干燥机进行干燥固结，最终成型得到复合球团；（4）窑法还原：将步骤（3）中得到的复合球团从回转窑窑尾箱的进料管处进入回转窑的腔体内，点燃燃料烧嘴，使回转窑内还原带温度加热到1300℃～1450℃，回转窑中的复合球团在高温条件下经还原剂还原后生成出窑烟气，通过一出口烟道的设置使回转窑窑尾的出窑烟气在进入出口烟道时不在运动方向上发生较大偏移，进而阻止出窑烟气中的偏磷酸在回转窑窑尾处产生离心物理沉降，使窑气中偏磷酸直接随出窑烟气进入到后续的水化塔中；出回转窑的高温渣球则输送至一冷却设备进行综合利用；（5）水化吸磷：将含P₂O₅和氟的出窑烟气通入一水化塔内，此前开启与水化塔相连接的酸液循环喷淋系统，酸液循环喷淋系统将浓磷酸溶液不断输送到水化塔内的喷淋装置中，向下喷淋的浓磷酸溶液与进入塔内的含P₂O₅和氟的出窑烟气逆流充分接触，进行传质传热，烟气中的P₂O₅与喷淋的浓磷酸溶液中的水发生化学反应生成磷酸并被吸收进喷淋液中，其余部分形成磷酸雾保持在气相中，水化塔中剩余烟气通过其烟气出口排出；水化塔中喷淋落下的磷酸溶液进入酸液循环喷淋系统中，先流入酸冷器，从酸冷器出口流出的循环磷酸溶液再通过循环泵回送到所述水化塔的喷淋装置继续进行循环喷淋；从所述烟气出口排出的烟气再依次通过磷酸雾捕集塔和除雾分离塔，使出水化塔烟气中夹带的磷酸雾被进一步捕集，所述磷酸雾捕集塔和除雾分离塔捕集磷酸雾后形成的稀磷酸溶液通过管道布置与所述水化塔中的浓磷酸溶液保持串酸；在水化吸磷的操作过程中，酸液循环喷淋系统中的浓磷酸溶液会不断增加，多出的部分经过滤后作为粗磷酸产品，粗磷酸产品进入后续的磷酸精制工序；另一方面，配套的在线补水装置对整个工艺过程实施在线补水，除雾分离塔排出的含氟烟气则进入后续的氟回收工序。

发明内容