[实用新型]一种窑法磷酸生产使用的高温渣球冷却机

说明书

技术领域

本实用新型是一种冷却装置，具体涉及窑法磷酸反应窑所排出高温渣球的冷却机。

背景技术

CDK窑法磷酸是近年来我国独立开发的磷酸生产新工艺。其工艺原理在于：把粉状磷矿、硅石和煤三者按比例混合，制成直径为8～12mm的复合球团，置于回转窑内进行高温焙烧。此时，球团中的碳把磷矿的磷还原成气态元素磷逸出，然后被氧化成P₂O₅，再经水化成磷酸。

1)Ca₁₀(PO₄)₆F₂+15C+9SiO₂→3/2P₄+15CO+9CaO·SiO₂+CaF₂；

ΔH＝28006kJ/kgP₄；

2)P₄+5O₂→2P₂O₅；ΔH＝-25498kJ/kgP₄；

3)CO+1/2O₂→2CO₂；ΔH＝-22154kJ/kgP₄；

4)P₂O₅+3H₂O→2H₃PO₄。

窑法磷酸工艺的一个优点，就是把上述反应①②③都置于同一个设备(例如回转窑)内同时完成，以充分利用氧化反应②③产生的热量，因而大大降低了生产能耗。窑法磷酸工艺的另一个优点，就是可以直接使用中、低品位的硅质磷矿，尤其是含有较多SiO₂的硅质磷矿，十分符合我国磷矿资源的特点。

窑法磷酸生产过程中，高温渣球是回转窑高温反应后排出的残球，其温度在1200℃左右，此外，渣球还含有1～3％未燃尽的残炭(以纯碳计)。这些渣球要用空气进行冷却，并把残余的炭燃烧，所获得的热空气供生产使用，以利用渣球的热能，进一步降低生产能耗。冷却后的渣球可作为轻质物料生产轻质混凝土、轻质水泥砌块等加以综合利用，或运往渣场堆存。

现有的10kt/a(按85％H₃PO₄计)CDK窑法磷酸生产装置，渣球的冷却装置是竖炉(或称立窑)冷却器。高温渣球自炉上部加入，冷渣球从炉底排出；而冷空气流则自炉底进入，热空气从炉顶排出。两者在炉内进行逆流热交换，并把渣球中残余的煤粉燃尽。冷却后的渣球另外加以利用或在渣场堆存；所获的热空气，一部分导入回转窑作为助燃空气，另一部分则导入链篦干燥机用于干燥湿球团。

该竖炉冷却器投入运行后，并未取得预期效果，有时甚至无法运行。其主要原因是：渣球中的残余炭在燃烧时，往往因高温表面熔融而相互粘结成块，破坏了气固相间的均匀换热，严重时甚至卡死排料机构，使冷却器无法运行。另外，换热所获的热空气在燃炭时已耗去部分氧气，大大降低了它在回转窑的助燃作用。再者，热空气还夹带较多粉尘，又容易造成窑内结圈。

发明内容

本实用新型提供一种有效地回收利用余热、为回转窑提供洁净的含氧量不变的热空气、可防止或减轻由于高温渣球中残余炭燃烧所造成的相互粘结、运行稳定的窑法磷酸生产使用的高温渣球冷却机。

本实用新型包括壳体，壳体上有出风口，篦式输送机，篦式输送机上有用于承载高温渣球的篦床，篦床下方为灰箱，篦床上方为炉罩，炉罩内设有空气换热器，鼓风机A出风口与篦床下方的壳体连接，鼓风机B出风口与空气换热器进口连接。所述的篦式输送机上用于承载高温渣球的篦床由多个往复推动的蓖板组成。所述的空气换热器为回收渣球热量的管式空气换热器。

本实用新型一端设有高温渣球进口，另一端设有冷渣球出口，进口端与篦式输送机对应，出口端与篦式输送机的出口端相衔接。高温渣球自冷却机的进口端进入，篦式输送机以往复式运动的方式推动渣球向前输送。鼓风机A将冷空气由输送机篦床下方通入，穿过高温渣球料层令其冷却，由此产生的热空气连同高温渣球中残余炭燃烧产生的热空气由冷却机上方出风口导出，并用管道送至链篦干燥机供干燥湿球团使用。鼓风机B将冷空气自空气换热器进口鼓入，空气换热器利用穿越换热管之间的热气流以及高温渣球料层(包括燃炭火焰)的热幅射，加热流经管内的空气，所获洁净的含氧量不变的热空气经管道导入回转窑，作为助燃空气。