專利名稱：碳熱法生產(chǎn)工業(yè)磷酸的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
碳熱法生產(chǎn)工業(yè)磷酸的設(shè)備，屬熱法磷酸工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)生產(chǎn)熱法磷酸必須以電爐制得的黃磷為原料，而電爐黃磷的制取又要以高品位磷礦為原料，中低品位的磷礦無法使用；此外生產(chǎn)黃磷用的電爐是電阻電弧爐，需要消耗大量電能，因而電爐黃磷生產(chǎn)磷酸的成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種碳熱法生產(chǎn)工業(yè)磷酸的設(shè)備，該設(shè)備能直接使用中低品位磷礦為原料，降低能耗和生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型由原料預(yù)處理及焦結(jié)部分，升溫還原反應(yīng)及余碳?xì)饣糠纸M成；原料預(yù)處理及焦結(jié)部分為一立式爐，爐頂部設(shè)可密封的加料器，底部設(shè)排料機(jī)構(gòu)及水封排料閥，爐膛內(nèi)設(shè)水冷的多個(gè)斜置爐柵；升溫還原反應(yīng)及余碳?xì)饣糠譃橐涣⑹綘t，爐的中上部爐膛為氧化燃燒室，爐的下部爐膛為余碳?xì)饣?，氧化燃燒室與余碳?xì)饣抑g由耐火材料板體隔開，氧化燃燒室內(nèi)設(shè)有一至二個(gè)垂直的耐火材料砌筑而成的罐體，罐體上端設(shè)可密封的加料器和氣體排出口，罐體下端與余碳?xì)饣蚁嗤?，氧化燃燒室上部設(shè)燃料氣進(jìn)入孔而下部設(shè)爐氣排出通道，余碳?xì)饣业纳喜吭O(shè)一氧化碳?xì)怏w排出口而底部敞口對(duì)接一水套，水套下部裝有排渣輥及可密封排渣閥。氧化燃燒室上部的燃料氣進(jìn)入孔通過管道和控制閥分別與罐體上端的氣體排出口、余碳?xì)饣业囊谎趸細(xì)怏w排出口、高溫?zé)犸L(fēng)源連通。在整套設(shè)備中，各生產(chǎn)單元的不同工序部分，均可根據(jù)工藝要求的溫度、氣氛、壓力，分別進(jìn)行單獨(dú)的調(diào)整控制，確保設(shè)備中各工序部分運(yùn)轉(zhuǎn)在最佳狀態(tài)，以得到磷最高的還原率和回收率。該設(shè)備最主要的特點(diǎn)是加強(qiáng)設(shè)備內(nèi)部熱能的封閉循環(huán)使用，盡量降低設(shè)備內(nèi)部熱能的無謂消耗，降低了燃料成本。生產(chǎn)過程所需的熱量主要由原料還原反應(yīng)產(chǎn)生的元素磷氣體、一氧化碳?xì)怏w經(jīng)氧化燃燒供給。生產(chǎn)過程產(chǎn)生的爐渣鈣含量高，爐渣中磷含量低于電爐磷渣中的磷含量，可作為生產(chǎn)水泥熟料的原料，消除了爐渣對(duì)環(huán)境的排放污染。生產(chǎn)過程中，無超標(biāo)的廢氣、廢水對(duì)環(huán)境排放，不產(chǎn)生污染環(huán)境的問題。設(shè)備的工作過程:中低品位的磷礦、硅石、煙煤或無煙煤，經(jīng)計(jì)量混合磨粉，加入粘結(jié)劑和水，拌后壓制成球型生團(tuán)礦，經(jīng)干燥后裝入原料預(yù)處理及焦結(jié)部分的爐內(nèi)，利用高熱空氣對(duì)原料直接進(jìn)行加熱燃燒升溫。焦結(jié)處理后，原料消除了水分和揮發(fā)分，提高了原料的溫度和物理強(qiáng)度。經(jīng)焦結(jié)處理后的原料，自升溫還原反應(yīng)及余碳?xì)饣糠种泄摅w上端的加料器加入，原料在罐體內(nèi)間被接加熱升溫到工藝要求的溫度進(jìn)行還原反應(yīng)。罐體內(nèi)還原反應(yīng)產(chǎn)生的氣體(包括一氧化碳和磷蒸汽)從罐體上端的氣體排出口進(jìn)入氧化燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的熱量又對(duì)罐體內(nèi)的原料進(jìn)行間接加熱，維持還原反應(yīng)的正常進(jìn)行。經(jīng)還原反應(yīng)后的爐渣含有一定量的固定碳，爐渣從罐體下移至余碳?xì)饣疫M(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生的一氧化碳?xì)怏w從余碳?xì)饣业囊谎趸細(xì)怏w排出口進(jìn)入氧化燃燒室內(nèi)燃燒。氣化反應(yīng)后所剩余的爐渣，經(jīng)換熱和水套冷卻后由排渣輥及具有密封功能的排渣閥排出，從而完成了整個(gè)生產(chǎn)流程。氧化燃燒室內(nèi)燃燒后得到的高溫爐氣從氧化燃燒室的爐氣排出通道送入一外設(shè)配套的常規(guī)非金屬換熱器，換熱器得到的高溫?zé)犸L(fēng)給氧化燃燒室使用，換熱降溫后的爐氣進(jìn)入水合系統(tǒng)回收得到磷酸產(chǎn)品。本實(shí)用新型的有益效果:設(shè)備能很好地實(shí)現(xiàn)直接使用中低品位磷礦為原料生產(chǎn)工業(yè)磷酸，為中低品位磷礦資源的直接利用創(chuàng)造了條件。設(shè)備的熱利用效率高、熱能消耗少、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，固定資產(chǎn)投入量較低。

圖1為實(shí)施例中原料預(yù)處理及焦結(jié)部分的主視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實(shí)施例中升溫還原反應(yīng)及余碳?xì)饣糠值闹饕暺拭娼Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例:見圖1 2。原料預(yù)處理及焦結(jié)部分為一立式爐，其爐壁4由鋼板外殼內(nèi)砌筑澆鑄耐火材料而成。爐頂部設(shè)進(jìn)料斗I和水封閥加料器2。爐膛內(nèi)設(shè)水冷的多個(gè)斜置爐柵6。爐底部設(shè)排料機(jī)構(gòu)及水封排料閥7。圖1中3為爐氣排出孔，5為鼓風(fēng)孔，8為出料斗。升溫還原反應(yīng)及余碳?xì)饣糠譃橐涣⑹綘t，其爐壁15由鋼板制作外殼內(nèi)砌筑澆鑄耐火材料而成。爐的中上部爐膛為氧化燃燒室12，爐的下部爐膛為余碳?xì)饣?3，氧化燃燒室12與余碳?xì)饣?3之間由耐火材料板體18隔開，氧化燃燒室12內(nèi)設(shè)有二個(gè)垂直的、由耐火材料砌筑而成的罐體13，14為罐體13的內(nèi)腔。罐體13上端設(shè)可密封的加料器10，9為進(jìn)料斗。罐體13下端與余碳?xì)饣?3經(jīng)通道24連通。氧化燃燒室12上部設(shè)燃料氣進(jìn)入孔11而下部設(shè)爐氣排出通道16。余碳?xì)饣?3的上部設(shè)一氧化碳?xì)怏w排出口 17而底部敞口 22對(duì)接一冷卻水套19，水套19下部裝有排渣輥21及可密封排渣閥20，進(jìn)行氣體密封。氧化燃燒室12的燃料氣進(jìn)入孔11通過管道(圖中未標(biāo)出件號(hào))和控制閥25分別與罐體上端的氣體排出口 26、余碳?xì)饣?3的一氧化碳?xì)怏w排出口 17、高溫?zé)犸L(fēng)源27連通。以上實(shí)施例僅為了對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，而本實(shí)用新型的范圍不受所舉實(shí)施例的限制。
權(quán)利要求1.一種碳熱法生產(chǎn)工業(yè)磷酸的設(shè)備，其特征在于由原料預(yù)處理及焦結(jié)部分，升溫還原反應(yīng)及余碳?xì)饣糠纸M成: 原料預(yù)處理及焦結(jié)部分為一立式爐，爐頂部設(shè)可密封的加料器，底部設(shè)排料機(jī)構(gòu)及水封排料閥，爐膛內(nèi)設(shè)水冷的多個(gè)斜置爐柵； 升溫還原反應(yīng)及余碳?xì)饣糠譃橐涣⑹綘t，爐的中上部爐膛為氧化燃燒室，爐的下部爐膛為余碳?xì)饣?，氧化燃燒室與余碳?xì)饣抑g由耐火材料板體隔開，氧化燃燒室內(nèi)設(shè)有一至二個(gè)垂直的耐火材料砌筑而成的罐體，罐體上端設(shè)可密封的加料器和氣體排出口，罐體下端與余碳?xì)饣蚁嗤?，氧化燃燒室上部設(shè)燃料氣進(jìn)入孔而下部設(shè)爐氣排出通道，余碳?xì)饣业纳喜吭O(shè)一氧化碳?xì)怏w排出口而底部敞口對(duì)接一水套，水套下部裝有排渣輥及可密封排渣閥，氧化燃燒室上部的燃料氣進(jìn)入孔通過管道和控制閥分別與罐體上端的氣體排出口、余碳?xì)饣业囊谎趸細(xì)怏w排出口、高溫?zé)犸L(fēng)源連通。
2.如權(quán)利要求1所述的碳熱法生產(chǎn)工業(yè)磷酸的設(shè)備，其特征在于氧化燃燒室內(nèi)設(shè)有二個(gè)垂直的耐火材料砌筑而成的罐體。
專利摘要碳熱法生產(chǎn)工業(yè)磷酸的設(shè)備,屬熱法磷酸工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。由原料預(yù)處理及焦結(jié)部分，升溫還原反應(yīng)及余碳?xì)饣糠纸M成。前者為一立式爐，設(shè)加料器、排料機(jī)構(gòu)，水冷的多個(gè)斜置爐柵。后者也為一立式爐，中上部為氧化燃燒室，下部為余碳?xì)饣摇Ｑ趸紵遗c余碳?xì)饣抑g由耐火材料板體隔開。氧化燃燒室內(nèi)設(shè)有一至二個(gè)垂直的罐體，罐體設(shè)加料器和氣體排出口，下端與余碳?xì)饣蚁嗤?。氧化燃燒室設(shè)燃料氣進(jìn)入孔和爐氣排出通道。余碳?xì)饣以O(shè)一氧化碳?xì)怏w排出口而底部敞口對(duì)接一水套。該設(shè)備能直接使用中低品位磷礦為原料生產(chǎn)工業(yè)磷酸，熱利用效率高、熱能消耗少、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，固定資產(chǎn)投入量較低。
文檔編號(hào)C01B25/18GK203159229SQ20132008185
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者王毓生 申請(qǐng)人:王毓生