[实用新型]碳热法磷酸生产设备

说明书

技术领域

本实用新型属磷酸生产设备技术领域。

背景技术

热法磷酸的生产，目前主要有电炉黄磷烧酸法磷酸和窑法磷酸。电炉黄磷烧成的磷酸成本高但质量好。窑法磷酸的生产主要有隧道窑法和旋窑法两种。隧道窑法生产磷酸设备投资大，操作和备料复杂，以宜昌市开发区三新磷化工为代表。旋窑法生产磷酸，设备投资虽略低于隧道窑，但投入也大。旋窑法的还原反应与氧化反应不能截然分开，为了解决窑内高温炉气中五氧化二磷与入炉冷原料中钙的反应问题，设备构成复杂，且虽经采取一次成球、两次包裹等措施，仍未从根本上解决问题，不适应大工业化生产。本专利申请人的中国专利ZL200620019649.9“磷矿碳热法生产磷酸的专用设备”虽从根本上解决了旋窑生产磷酸存在的很多问题，但经长期的中试生产也暴露出一些不足：旋窑投资大，窑尾部在高温下密封困难，经预热后的原料，温度高、送料设备难以承受长时间工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种大工业化生产窑法磷酸的碳热法磷酸生产设备，该设备结构简单、耐用，投资小，可用中低品位磷矿生产磷酸，生产成本低，还原率高。

本实用新型的结构：碳热法磷酸生产设备为一立式罐，其中：

罐体内上部设一垂直预热通道，罐体内壁与预热通道之间的空腔为氧化室，预热通道顶部设进料装置，氧化室设空气进口和氧化气体出口；

罐体内中部为还原室，还原室上端与预热通道及氧化室均对接连通，还原室被四个或四个以上的燃气燃烧室所包围，还原室与每个燃气燃烧室均连通，每个燃气燃烧室设燃气和热风进口；

还原室下面设余炭燃烧室，余炭燃烧室上端与还原室对接连通，余炭燃烧室设热风进口；

罐体内最下部为冷却室，冷却室上端与余炭燃烧室下部对接连通，冷却室下端设排渣装置。

所说进料装置和排渣装置均属现有技术。还原室的截面可为圆形或矩形。冷却室外可围有冷却水套。

本实用新型使用时，氧化室的氧化气体出口与属现有技术的常规设备换热器、冷凝装置、除尘装置、水化塔、除雾器等外围装置连接，进行换热和磷酸收集。

本实用新型的工作过程：磷矿粉、硅石粉和炭粉与粘接剂、水混合拌均，压制成团矿，经干燥，焦结后，原料通过预热通道顶部的进料装置进入预热通道，被预热并下降进入还原室。原料此时不与含氧气体接触，不存在其中还原炭的早燃问题。原料在还原室被进一步升温至还原反应温度，逸出的磷气体上升进入氧化室，与进入氧化室的空气进行氧化燃烧，燃烧热加热预热通道内的原料。氧化燃烧后的炉气尚带有较高的热量，经氧化室的氧化气体出口进入常规设备换热器，对鼓入的冷风进行换热升温。所得热风主要供给燃气燃烧室和余炭燃烧室，也可有部分供给氧化室。换热器换热后的炉气经降温、除尘，进入水化塔，炉气中的五氧化二磷与水化合得磷酸。经还原反应后的团矿渣中含有大量未反应的余炭，下移进入余炭燃烧室，高温的余炭在此燃烧，可控制进入余炭燃烧室的风量以得到大量一氧化碳，从而能提高还原室内的还原气氛；余炭燃烧生成的热量可提高还原室温度。燃烧后的余渣经排渣装置排出。

本实用新型的有益效果：设备结构简单，立式罐的投入比旋窑低得多，没有活动运转结构，故障大幅减少。还原条件比旋窑好，还原温度容易提高，便于控制，渣中的磷残留低，磷的回收率高，能利用中低品位的磷矿生产高质量磷酸，生产成本低，所排废渣可作为生产水泥的原料，有利于环保和提高经济效益。

附图说明

附图为实施例的主视剖面结构示意图。

具体实施方式

见附图所示的实施例：立式罐外壳由钢板制成，内衬耐火材料。垂直预热通道1设于罐体内上部。氧化室2为罐体内壁与预热通道1之间的空腔。3为预热通道1顶部的可密封进料装置。4为氧化室2的空气进口，5为氧化室2的氧化气体出口。截面为圆形的还原室6上端与预热通道1及氧化室2对接连通。共有四个燃气燃烧室7包围还原室6，还原室6与每个燃气燃烧室7均连通。8为燃气燃烧室7的燃气与热风进口。余炭燃烧室9上端与还原室6对接连通。10为余炭燃烧室9的热风进口。冷却室11位于罐体内最下部。冷却室11上端与余炭燃烧室9下部对接连通。12为冷却室11下端的排渣装置。冷却室11外围有冷却水套13。使用该设备生产碳热法磷酸，原料中磷的还原率大于95％，可使用低硅配料，提高了渣的使用效果。

以上实施例仅为了对本实用新型作进一步说明，而本实用新型的范围不受所举实施例的局限。