[发明专利]一种热法炼磷的还原氧化炉

说明书

技术领域

本发明属于冶金设备领域，尤其是涉及一种热法炼磷的还原氧化炉。

背景技术

利用磷矿石炼磷的方法主要有湿法和热法(如电炉法、窑法等)两类，湿法是用磷矿石与无机酸(主要是硫酸)反应，经分离磷石膏及杂质后制成粗磷酸；热法是先将磷矿石加热还原得到气态单质磷，再经氧化、水合而得到磷酸。

湿法具有低能耗的特点，但却存在得到的磷酸纯度不够，需要进一步提纯的缺陷；而采用热法，如电炉法，存在矿石熔融困难、耗电大的问题，并且对磷矿石品位的要求高，对于贫矿无法处理；对于窑法，则存在反应速度慢、容易结圈的缺点，导致设备利用率低，难以实现规模化生产。此外，传统热法中，氧化后的气态五氧化二磷混在烟气中，烟气的成分复杂，因此从烟气中分离出五氧化二磷困难，纯度降低、成本高。

中国专利申请CN101172589A公开了一种磷矿石直接生产五氧化二磷的方法，其中采用了具有上喷枪和侧喷枪的熔炼炉。但是，该熔炼炉的上喷枪和侧喷枪通常采用空冷方式，喷枪的寿命短，并且侧喷枪通常为固定式的，控制困难，更换操作复杂。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种热法炼磷的还原氧化炉，该还原氧化炉的顶吹喷枪和侧吹喷枪的寿命长，并且侧吹喷枪的操作和控制简单。

根据本发明实施例的热法炼磷的还原氧化炉，包括：炉体，所述炉体具有用于将熔融的磷矿石熔体加入到所述炉体内的熔体进口、位于所述炉体顶部的烟气出口、出渣口、和位于所述出渣口下面的磷铁出口；顶吹喷枪，所述顶吹喷枪的下端从所述炉体的顶部沿上下方向可移动地插入到所述炉体内且始终位于所述炉体内的液面上方；和侧吹喷枪，所述侧吹喷枪的下端从所述炉体的侧面倾斜且可移动地插入到炉体内并位于所述炉体内的液面下方。

根据本发明实施例的热法炼磷的还原氧化炉，侧吹喷枪倾斜且可移动地插入到炉体内，因此侧吹喷枪的更换和维护非常方便，并且可以根据炉体内的液面高度及时调整侧吹喷枪的插入深度，提高炼磷效果。

另外，根据本发明上述实施例的热法炼磷的还原氧化炉还可以具有如下附加的技术特征：

所述炉体上的侧吹喷枪插入口高于所述炉体内的液面。

所述侧吹喷枪和所述顶吹喷枪均为水冷式喷枪。

所述侧吹喷枪和顶吹喷枪均为套管式结构且分别设有冷却通道和与所述冷却通道连通的冷却水入口和冷却水出口。

根据本发明实施例的热法炼磷的还原氧化炉还包括用于驱动所述侧吹喷枪移动的驱动装置，所述驱动装置与所述侧吹喷枪的上端相连。

所述驱动装置包括电机、由所述电机驱动的减速器、和由所述减速器驱动的卷扬机，其中所述卷扬机的钢丝绳与所述侧吹喷枪的上端相连。

所述出渣口包括上出渣口和位于上出渣口下面的下出渣口，其中所述下出渣口的位置低于所述侧吹喷枪插入到所述炉体内的一端。

所述熔体进口位于炉体内的液面之下。

所述侧吹喷枪包括：中间管，所述中间管用于向还原氧化炉的炉体内通入煤粉；氧气管，所述氧气管套设在所述中间管外面以在所述氧气管与所述中间管之间限定出氧气通道；外延管，所述外延管的第一端的外壁上设有折返部，所述折返部朝向所述外延管的第二端延伸以在所述外延管与所述折返部之间限定出第一端封闭且第二端敞开的环形槽，所述外延管的第二端与所述氧气管的第一端相连；第一水管，所述第一水管套设在所述氧气管外面且所述第一水管的第一端与所述折返部的第二端相连以在所述第一水管与所述氧气管和所述外延管之间限定出环形冷却通道；第二水管，所述第二水管设在所述环形冷却通道内以将所述环形冷却通道分成环形进水通道和环形出水通道，所述第二水管的第一端与所述环形槽的第一端面之间具有将所述环形进水通道和所述环形出水通道连通的间隙。

根据本发明实施例的还原氧化炉，其侧吹喷枪通过设有环形冷却通道而使冷却水对其进行水冷，从而使得在侧吹喷枪上容易结渣，由于结渣对侧吹喷枪可起到保护作用，因此可延长侧吹喷枪的寿命，降低成本。

所述中间管包括：第一中间管段，所述第一中间管段与所述氧气管之间限定出第一氧气通路；第二中间管段，所述第二中间管段与所述第一中间管段的第二端相连且所述第二中间管段与所述氧气管之间限定出第二氧气通路；其中所述第一氧气通路和所述第二氧气通路共同构成所述氧气通道，且所述第一氧气通路的径向尺寸小于所述第二氧气通路的径向尺寸。

由此，当具有一定速度的氧气通过第二氧气通路进入到第一氧气通路内时，速度会增大并喷入到还原氧化炉的炉体内部。