[發(fā)明專(zhuān)利]一體式立式窯及通過(guò)其制備磷酸的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710292614.5
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107238290A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明坤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京邁未科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F27D1/04
• 分類(lèi)號(hào): F27D1/04;F27B1/20;F27B1/21;F27B1/10;F23L7/00;F27B1/26;C01B25/18
• 代理公司: 北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11314
• 代理人: 程偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種工業(yè)窯爐，特別是用于窯法制磷酸的一體式立式窯。

背景技術(shù)

窯法制磷酸主要有兩種反應(yīng)窯。第一種是回轉(zhuǎn)窯：這是一種重載、大扭矩、多支點(diǎn)、桶裝中空窯爐運(yùn)行系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)窯襯里和料球摩擦產(chǎn)生低熔點(diǎn)共熔體腐蝕窯襯，料球在窯內(nèi)滾動(dòng)磨擦產(chǎn)生粉塵，會(huì)降低磷吸收率，窯氣中同時(shí)有粉塵、五氧化二磷和水蒸汽存在，很難凈化，將污染成品磷酸。不宜裝測(cè)溫裝置，窯器溫度難以控制，極易造成由于局部溫度過(guò)高料球熔融而導(dǎo)致無(wú)法連續(xù)運(yùn)行。

第二種是隧道窯：其是一條長(zhǎng)的直線型隧道，其兩側(cè)及頂部有固定的墻壁及拱頂，窯車(chē)運(yùn)行在軌道上，燃燒設(shè)備設(shè)在隧道窯的中部?jī)蓚?cè)。隧道窯機(jī)械化程度低，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

上述對(duì)背景技術(shù)的陳述僅是為了方便對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案(使用的技術(shù)手段、解決的技術(shù)問(wèn)題以及產(chǎn)生的技術(shù)效果等方面)的深入理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于窯法制磷酸的一體式立式窯，其包括：

反應(yīng)室，用于生成P₂O₅及CO₂的還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)均在該反應(yīng)室中進(jìn)行，此外，反應(yīng)室的內(nèi)襯材料為保溫材料及耐火磚，

進(jìn)料口，設(shè)置在反應(yīng)室頂部，將料球以連續(xù)的方式從該進(jìn)料口進(jìn)入反應(yīng)室，

出料口，設(shè)置在反應(yīng)室底部，將反應(yīng)后的料球以連續(xù)的方式經(jīng)該出料口排出，

窯氣出口，設(shè)置在反應(yīng)室上部，生成的P₂O₅及CO₂從該窯氣出口排出，

燃?xì)鉄欤O(shè)置在反應(yīng)室下部，用于料球的初始加熱，

中心氧管，設(shè)置在出料口下部，用于提供氧氣，

多個(gè)周?chē)豕埽O(shè)置在反應(yīng)室下部，用于提供氧氣，

多個(gè)溫度傳感器，設(shè)置在反應(yīng)室的不同高度處，提供不同高度料球的實(shí)際溫度，并還可以通過(guò)該溫度傳感器，調(diào)節(jié)中心氧管或中心氧管和周?chē)豕芴峁┑难鯕饬浚瑥亩刂品磻?yīng)的溫度。

進(jìn)一步地，所述一體式立式窯還包括排渣閥，設(shè)置在出料口下端，用于控制渣料(即反應(yīng)后的料球)排出的速度。

進(jìn)一步地，在所述進(jìn)料口外部設(shè)有氣封裝置，所述氣封裝置利用微正壓氮?dú)鈿夥膺M(jìn)料口。

進(jìn)一步地，至少分別在自反應(yīng)室底部向頂部的1/4處、1/3處、1/2處以及反應(yīng)室的上半部設(shè)置溫度傳感器。

此外，本發(fā)明還提供一種通過(guò)上述一體式立式窯制備磷酸的方法，其包括以下步驟：

a)制備并烘干料球，所述料球包括磷礦、煤、硅石以及高溫粘合劑，具體地，料球由磷礦、煤，硅石等粉料加入高溫粘合劑混合攪拌后壓制成型，烘干后從進(jìn)料口進(jìn)入反應(yīng)室，

b)使料球從進(jìn)料口進(jìn)入反應(yīng)室，其中將料球充滿(mǎn)反應(yīng)室，然后點(diǎn)燃燃?xì)鉄欤?/p>

c)將底部料球加熱到還原反應(yīng)所需的溫度，使料球發(fā)生還原反應(yīng)，

d)關(guān)閉燃?xì)鉄欤蜷_(kāi)中心氧管，提供氧氣，使還原反應(yīng)生成的磷及一氧化碳進(jìn)行氧化反應(yīng)，

e)將反應(yīng)后的料球經(jīng)出料口排出，出料速度由排渣閥的開(kāi)度控制，

f)將氧化反應(yīng)生成的P₂O₅及CO₂經(jīng)窯氣出口排出，然后進(jìn)行水化吸磷，最后制得磷酸。

進(jìn)一步地，在步驟d)中在打開(kāi)中心氧管的同時(shí)打開(kāi)周?chē)豕埽峁┭鯕狻?/p>

進(jìn)一步地，將料球以連續(xù)的方式從進(jìn)料口進(jìn)入反應(yīng)室，將反應(yīng)后的料球以連續(xù)的方式經(jīng)出料口排出。

進(jìn)一步地，還原及氧化反應(yīng)在自反應(yīng)室底部向頂部的一定高度的料球范圍內(nèi)進(jìn)行，所述一定高度為1/4～1/2，優(yōu)選1/3～1/2。

進(jìn)一步地，通過(guò)溫度傳感器，調(diào)節(jié)由中心氧管或者由中心氧管和周?chē)豕芴峁┑难鯕饬浚瑥亩刂品磻?yīng)的溫度。

進(jìn)一步地，反應(yīng)后的料球排出后由空氣降溫，加熱后的空氣被循環(huán)用于烘干料球。

進(jìn)一步地，料球進(jìn)入反應(yīng)室前，可經(jīng)過(guò)預(yù)熱。

進(jìn)一步地，控制料球溫度為1300～1400℃。

進(jìn)一步地，氧化反應(yīng)在純氧環(huán)境下進(jìn)行。

進(jìn)一步地，高溫粘合劑為復(fù)合鋁酸鹽、耐高溫膠凝材料或其混合物，優(yōu)選為復(fù)合鋁酸鹽。

進(jìn)一步地，高溫粘合劑占料球總重量比重的5％～15％。

進(jìn)一步地，料球的直徑為25～40mm。進(jìn)一步地，料球的致密性可阻止生成的P₂O₅進(jìn)入料球內(nèi)部。