[實(shí)用新型]用磷礦制取黃磷或直接制取磷酸的工業(yè)化立式隔焰窯

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720086986.4
• 申請(qǐng)日: 2007-09-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201125163Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張定斌;湯才洲;陳長(zhǎng)宏;曾富強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北三新磷酸有限公司
• 主分類號(hào): C01B25/027
• 分類號(hào): C01B25/027;C01B25/18
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及用磷礦直接制取黃磷或直接制取磷酸的型工業(yè)化立式隔焰窯。

背景技術(shù)

黃磷制取工藝發(fā)展至今，其主要工藝就是熱法。主要的反應(yīng)器是有兩種：(1)高爐法，以中品位塊狀磷礦石為原料，硅石為助熔劑，焦炭或部分無(wú)煙煤做燃料與還原劑，按一定的比例和順序加入高爐，借助熱空氣與赤熱的焦炭燃燒，在高溫下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，磷礦在高溫下被赤熱的碳還原成磷蒸氣隨爐氣上升，最后從高爐爐頂逸出并經(jīng)除塵設(shè)備和冷凝裝置，分離獲得液態(tài)磷產(chǎn)品，爐渣從高爐中以熔融態(tài)排出，經(jīng)水淬粒化后作廢渣處理；(2)電爐法，使用電熱作為熱量來(lái)源以還原物料，電爐的主要爐型有電極呈直線排列的長(zhǎng)圓形電爐和電極呈三角形排列的圓形或圓三角型電爐。高爐法制黃磷相對(duì)于電熱法，爐氣量是后者的8-10倍，投資高、焦耗大、磷的收率低、操作不易。目前，全世界的黃磷生產(chǎn)，幾乎全部是采用電爐法工藝生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種投資低、焦耗小、磷回收率高、操作簡(jiǎn)單的用磷礦制取黃磷或直接制取磷酸的新型工業(yè)化立式隔焰窯。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種用磷礦制取黃磷或直接制取磷酸的工業(yè)化立式隔焰窯，窯爐1由加溫用的燃燒窯2與窯室內(nèi)隔焰的一個(gè)或多個(gè)中空窯柱3組成分別為燃料燃燒通道5和物料還原通道6，燃料燃燒通道5和物料還原通道6相互之間用導(dǎo)熱材料隔開(kāi)。燃燒窯2是一個(gè)分層隔斷窯，其內(nèi)部設(shè)置有隔板4。

本實(shí)用新型所提供的用磷礦制取黃磷或直接制取磷酸的工業(yè)化立式隔焰窯，使用立式隔焰窯作為制取黃磷的主反應(yīng)器，它吸取了高爐和電爐的優(yōu)點(diǎn)，采取隔煙方式使用燃料燃燒加熱，節(jié)約了能源，降低了能源成本，沒(méi)有燃燒尾氣混入磷蒸氣的弊端；若使用黃磷進(jìn)燃燒窯燃燒制磷酸的方式，得到高質(zhì)量磷酸的同時(shí)也高效利用了燃燒釋放的熱量。這些方式特點(diǎn)降低了能耗，同時(shí)也保證了產(chǎn)品質(zhì)量，從而降低了生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的采用以下結(jié)構(gòu)：一種用磷礦制取黃磷或直接制取磷酸的工業(yè)化立式隔焰窯，窯爐1由加溫用的燃燒窯2與窯室內(nèi)隔焰的一個(gè)或多個(gè)中空窯柱3組成分別為燃料燃燒通道5和物料還原通道6，燃料燃燒通道5和物料還原通道6相互之間用導(dǎo)熱材料隔開(kāi)。燃燒窯2是一個(gè)分層隔斷窯，其內(nèi)部設(shè)置有隔板4。

立式隔焰窯結(jié)構(gòu)原理如下：

圖一為立式隔焰窯的剖面圖，為制取黃磷的主反應(yīng)器，燃料燃燒窯長(zhǎng)寬隨產(chǎn)量不等，在2～5米之間，高約3～25米；中空窯柱外徑在0.4～3.8米，高度為4-30米，窯柱3個(gè)數(shù)一個(gè)或多個(gè)，其數(shù)量依照燃燒窯大小設(shè)計(jì)。

在制黃磷立式隔焰窯的基礎(chǔ)上，將分離得到的磷以蒸氣形式通入燃燒窯內(nèi)燃燒，形成P₂O₅的同時(shí)為磷礦的還原提供熱量，再將燃燒后的含P₂O₅氣體引入水合吸收系統(tǒng)即可制得磷酸。

裝置運(yùn)行說(shuō)明

按照窯法磷酸方式配好的制品，造粒成10mm球后，由自動(dòng)進(jìn)料機(jī)從窯柱3上部進(jìn)料口按照一定速率加入。窯柱內(nèi)料球緩慢向下運(yùn)動(dòng)，從而逐漸進(jìn)入窯柱3，即物料還原通道6的預(yù)熱帶、高溫帶和冷卻帶。在高溫帶1150℃-1550℃料球內(nèi)原料開(kāi)始反應(yīng)，生成磷蒸氣和CO后，渣球進(jìn)入冷卻帶，由鼓入的冷N₂初步冷卻后到約300℃-1000℃出窯柱3，再使用冷空氣冷卻至80℃。換熱空氣150℃可用作烘干物料使用。

用95％以上的N₂或其他惰性氣體做保護(hù)性氣體，從窯柱底部密封箱鼓入，與渣球逆流換熱以冷卻渣球，隨后進(jìn)入高溫反應(yīng)帶，把攜帶的熱量傳給物料，保護(hù)還原出的磷和CO不被氧化，高溫混合氣體繼續(xù)逆流至預(yù)熱段，加熱低溫料球后于300℃左右從窯柱頂收集，再經(jīng)水噴淋冷卻后即得到黃磷，尾氣中的CO可通入燃燒窯作為部分燃料。也可以在200℃-500℃溫度任意點(diǎn)抽出含有磷和CO的氣體，再作為燃料送入燃燒室燃燒為自身反應(yīng)提供熱能。燃燒后的含有P₂O₅的氣體從400℃左右抽出入水合塔吸收得磷酸。這樣除開(kāi)始升溫加熱以外，到反應(yīng)正常后磷燃燒放出的熱量足夠供應(yīng)反應(yīng)熱。

燃料天然氣和回收的CO與富氧氣混合后從燃燒窯底多點(diǎn)噴入，燃燒釋放的熱量用以維持窯柱內(nèi)磷還原需要的熱能，燃燒尾氣在隔板4的作用下在燃燒通道5內(nèi)做折線運(yùn)動(dòng)，與窯柱3內(nèi)料球充分換熱后于200℃左右從窯上部抽出，同樣作為烘干料球使用。