[發明專利]一種微波法生產黃磷的裝置及生產工藝

有效

• 申請號: 201810294521.0
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108439358B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 馬弘舸;羅宗恬;李正紅;羅真;唐影;李科;任長壽;鞠炳全;于愛民;吳洋
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: C01B25/047
• 分類號: C01B25/047
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張明利

1.一種微波法生產黃磷的裝置，其特征在于，包括：

罐體，所述罐體的頂部開設用于投放制備原料的進料口以及用于排出黃磷蒸汽的出氣口，其底部開設用于排出廢渣的出料口，其內腔設置為微正壓狀態，所述罐體的側壁分為外壁、內壁以及位于外壁和內壁之間的真空保溫層；

用于向罐體內饋入微波的第一微波饋入組件，其位于罐體的頂部，所述第一微波饋入組件包括多個饋入波導和多個微波反射片，所述饋入波導沿著水平方向設置，且末端貫穿罐體的側壁并延伸至罐體的內腔，所述微波反射片設為傾斜結構，且其與饋入波導的末端連接；

以及用于向罐體內饋入微波的第二微波饋入組件，其位于罐體的底部，所述第二微波饋入組件為多個介質波導，所述介質波導沿著垂直方向設置，其頂端貫穿罐體的底面并延伸至罐體的內腔；

經所述進料口投放的制備原料在內腔中堆積形成生料區，位于生料區的制備原料在微波作用下反應形成還原反應區，所述制備原料在還原反應區反應后形成廢渣區，經所述饋入波導饋入的微波經所述微波反射片反射聚焦至還原反應區，所述介質波導的頂端延伸至還原反應區，所述出料口與廢渣區連通。

2.根據權利要求1所述的一種微波法生產黃磷的裝置，其特征在于，所述饋入波導和微波反射片的數量相同，且多個饋入波導沿著罐體的高度及罐體的周向均布。

3.根據權利要求1所述的一種微波法生產黃磷的裝置，其特征在于，所述多個介質波導位于罐體底面的不同圓周上，且位于同一圓周的多個介質波導均布。

4.根據權利要求1所述的一種微波法生產黃磷的裝置，其特征在于，所述微波反射片采用全反射微波材料制成，其與水平面的夾角為35°-45°。

5.根據權利要求4所述的一種微波法生產黃磷的裝置，其特征在于，在垂直方向上相鄰的多個微波反射片中，位于高處的微波反射片與水平面的夾角小于位于低處的微波反射片與水平面的夾角。

6.根據權利要求1-5任一所述的一種微波法生產黃磷的裝置，其特征在于，所述介質波導采用三氧化二鋁陶瓷制成。

7.根據權利要求6所述的一種微波法生產黃磷的裝置，其特征在于，所述還原反應區溫度為1300℃-1500℃，所述生料區溫度不高于600℃。

8.根據權利要求6所述的一種微波法生產黃磷的裝置，其特征在于，所述罐體的側壁上對應生料區、還原反應區和廢渣區處設有溫度傳感器，所述溫度傳感器與控制單元通訊連接。

9.一種采用如權利要求1-8任意一項所述的微波法生產黃磷的裝置的生產工藝，其特征在于，包括如下步驟：

S1：通過進料口向內腔中投放制備原料；

S2：通過饋入波導、介質波導向內腔中饋入微波，調節微波功率，保證還原反應區溫度控制在1300℃-1500℃，同時，生料區溫度不高于600℃；

S3：黃磷蒸汽自出氣口排出后進入水冷系統，進而回收得到黃磷，反應產生的廢渣以熔融態自出料口流出，即可。

10.根據權利要求9所述的生產工藝，其特征在于，所述步驟S1中，所述制備原料包括硅石和焦煤，其中，焦煤的重量占制備原料總重量的8％-12％。