[發(fā)明專利]利用流化床反應(yīng)器制備磷酸的工藝及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210081842.5
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN102616759A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳元欣;康明雄;田昊一;陳啟明;劉少文;劉根炎;池汝安
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號: C01B25/18
• 分類號: C01B25/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

1.用于生產(chǎn)磷酸的流化床反應(yīng)器，其特征在于包括有外殼（2）、內(nèi)殼（3）、燃燒室（4）、旋風(fēng)分離器（7）和水化循環(huán)酸吸收裝置（24），

外殼（2）的內(nèi)表面和內(nèi)殼（3）的外表面構(gòu)成一個環(huán)形的氧化區(qū)（8）；

內(nèi)殼（3）的內(nèi)部設(shè)置有氣體分布器（5）和流化還原反應(yīng)區(qū)（6），其中流化還原反應(yīng)區(qū)（6）頂部設(shè)置有磷礦混合粒料進(jìn)料口（15）和還原區(qū)反應(yīng)氣體產(chǎn)物出口（16），底部為靠近氣體分布器（5）上方的爐渣出料口（12）；

燃燒室（4）底部設(shè)置有流體介質(zhì)氣體進(jìn)口（9）、燃料及空氣入口和控制閥門（10）和燃燒器噴嘴（11）；

旋風(fēng)分離器上設(shè)置有與流化還原反應(yīng)區(qū)（6）相通的吹出物料回流口（17），其頂部為P₂、CO等氣體出口（18）；外殼（2）的底部設(shè)置有P₂、CO等氣體進(jìn)口（19）和富氧空氣進(jìn)口（20），頂部設(shè)置有與水化循環(huán)酸吸收裝置（24）相連的P₂O_5、CO₂等氣體出口（22）；P₂、CO等氣體出口（18）和P₂、CO等氣體進(jìn)口（19）通過外部保溫管路（21）連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)磷酸的流化床反應(yīng)器，其特征在于所述外殼（2）與內(nèi)殼（3）的內(nèi)徑之比為1.5:1~3:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)磷酸的流化床反應(yīng)器，其特征在于還包括有外部控溫器（14），其將設(shè)置在流化還原反應(yīng)區(qū)（6）的熱電偶（13）和控制閥門（10）自控關(guān)聯(lián)，通過內(nèi)置的熱電偶（13）反饋給控溫器（14）的溫度來控制閥門（10）的開啟與關(guān)閉。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)磷酸的流化床反應(yīng)器，其特征在于所述旋風(fēng)分離器（7）設(shè)置有一組或多組外置或內(nèi)置于流化床反應(yīng)器內(nèi)殼（3）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)磷酸的流化床反應(yīng)器，其特征在于所述氣體分布器（5）采用垂直多孔板式分布器或螺旋多孔板式分布器。

6.?利用權(quán)利要求1所述的流化床反應(yīng)器制備磷酸的工藝，包括有以下步驟：

1）將磷礦、硅石和炭質(zhì)還原劑經(jīng)破碎篩分至100~300目，然后加入膨潤土、再加水混勻后，干燥固結(jié)，再經(jīng)二次破碎篩分至90%以上過50~300目的顆粒物料；?

2）將上述顆粒物料通過磷礦混合粒料進(jìn)料口（15）投入流化床反應(yīng)器中的流化還原反應(yīng)區(qū)（6），通過氧化區(qū)（8）生成的高溫氣體換熱以及燃燒室（4）補充燃料燃燒加熱升溫，通過外部控溫器（14）控制溫度至1100~1350℃，在流體介質(zhì)的作用下流化、還原0.5~3h，流化還原反應(yīng)區(qū)（6）生成的反應(yīng)氣體產(chǎn)物P₂、CO和吹出的顆粒物料經(jīng)旋風(fēng)分離器（7）分離后，吹出的顆粒物料通過吹出物料回流口（17）進(jìn)入還原區(qū)（6）繼續(xù)反應(yīng)，P₂、CO等氣體則通過外部保溫管路（21）進(jìn)入氧化區(qū)（8），同時在氧化區(qū)（8）底部進(jìn)氣口（20）通入足量的富氧空氣，使P₂、CO燃燒生成五氧化二磷和二氧化碳；

3）氧化區(qū)（8）生成的P₂O₅氣體經(jīng)P₂O_5、CO₂等氣體出口（22）進(jìn)入除塵器（23）凈化后，通過水化循環(huán)酸吸收裝置（24）吸收得磷酸，尾氣通過堿洗器（25）凈化后回用于還原區(qū)（6）作流體介質(zhì)。

7.?根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用流化床反應(yīng)器制備磷酸的工藝，其特征在于步驟1）所述的磷礦為高品位磷礦、中低品位磷礦、低品位磷礦或選礦尾礦。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的利用流化床反應(yīng)器制備磷酸的工藝，其特征在于所述的流體介質(zhì)為新鮮的氮氣或處理后回流的工藝尾氣。

9.?根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的利用流化床反應(yīng)器制備磷酸的工藝，其特征在于步驟1）所述的炭質(zhì)還原劑為焦炭或煤。

10.?根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的利用流化床反應(yīng)器制備磷酸的工藝，其特征在于步驟2）所述燃料為天然氣、汽油、煤或焦炭。

11.?根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的利用流化床反應(yīng)器制備磷酸的工藝，其特征在于步驟1）所述的干燥固結(jié)為干燥脫水至水含量0~2%。