[发明专利]一种炉法磷酸生产系统以及生产工艺

说明书

本发明公开了一种炉法磷酸生产系统，中间炉法反应组件包括炉法反应器，所述炉法反应器包括还原区与氧化区，还原区设置有一次空气进口、燃烧气进口以及固体物料进口，氧化区设置有二次空气进口，一次空气进口连接有一次空气装置，燃烧气进口连接有燃烧气装置，固体物料进口连接前端给料组件的物料出口，二次空气进口连接有二次空气装置，P₂O₅气体出口连接后端磷酸制备组件的气体进口。本发明还公开了一种炉法磷酸生产工艺。与现有技术相比，本发明可直接用磷矿石生产出高浓度磷酸而无需用净化设备，它可以大大降低能耗和生产成本，无污染物排放，还可以充分利用低品位的磷矿，符合节能省耗，碳中和，资源综合利用的要求。

技术领域

本发明涉及化工产品加工技术领域，特别涉及一种炉法磷酸生产系统以及生产工艺。

背景技术

目前，世界上生产磷酸主要有二种生产工艺，即热法生产磷酸和湿法生产磷酸。

热法磷酸是在电炉中高温下采用焦炭还原剂把磷矿石中的磷还原制得黄磷，然后再将黄磷燃烧氧化，制得P2O5，经水化吸收后得到磷酸。这种生产方法高能耗，高污染，高排放。每生产1吨黄磷耗电约1.5—1.7万KWH，每生产1吨黄磷要产生3.34tCO，且尾气中CO浓度高达90％以上，这非常不利于碳减排，现生产中尾气大都被烧掉，也是一个巨大的能源浪费，由于黄磷的生产消耗大量的能源，并对周围环境带来极大影响，因此发达国家已将黄磷生产逐步移到发展中国家。

湿法磷酸生产是用硫酸等强酸把磷矿石中的磷萃取出来直接得到磷酸，由于湿法磷酸是由磷矿直接酸解而得，因此矿中的各种杂质也进入产品酸中。这种产品质量比热法磷酸差，同时湿法磷酸生产需在低黏度下分离磷石膏及杂质，故得到的产品酸浓度较低。因此湿法磷酸要用于高浓度精细磷酸盐生产，必须经过净化与浓缩。这样生产成本大大增加，在湿法磷酸生产中，最大的问题是产生大量的副产物磷石膏，通常每生产1t湿法磷酸(以P2O5计)将副产4-4.5t磷石膏。目前对磷石膏的处理主要是运往渣场，渣库后排入流动的水域。由于磷石膏中含铁，锆，铝，砷，铅，酸等将对环境造成严重污染。另外，磷酸中杂质的成分和含量与矿石产地，品位和矿中杂质品种有关，这就限制湿法磷酸生产大都采用中高品位的磷矿石。

发明内容

本发明目的在于提供一种炉法磷酸生产系统以及生产工艺，以解决现有技术磷酸生产过程中热法磷酸高能耗、高污染、高排放以及湿法磷酸高污染、产品质量较低的技术性缺陷。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种炉法磷酸生产系统，其特征在于：包括前端给料组件、中间炉法反应组件以及后端磷酸制备组件，所述中间炉法反应组件包括炉法反应器，所述炉法反应器包括还原区与氧化区，所述还原区设置有一次空气进口、燃烧气进口以及固体物料进口，所述氧化区设置有二次空气进口，所述一次空气进口连接有一次空气装置，所述燃烧气进口连接有燃烧气装置，所述固体物料进口连接前端给料组件的物料出口，所述二次空气进口连接有二次空气装置，所述氧化区上部设置有P₂O₅气体出口，所述P₂O₅气体出口连接后端磷酸制备组件的气体进口。

优选地，所述前端给料组件包括三组分别破碎磷矿石、煤碳或焦炭、硅石的破碎磨粉机和单料料仓，各组的破碎磨粉机的物料出口连接对应的单料料仓，所述单料料仓的物料出口均连接将原料均匀混合的混合机，所述混合机的出料口连接造粒机，所述造粒机的出料口通过连续给料器连接还原区的固体物料进口。

优选地，所述后端磷酸制备组件包括多级吸收塔、循环罐、循环泵、除雾器、压滤机以及成品料仓，所述多级吸收塔的进气口连接氧化区的P₂O₅气体出口，所述多级吸收塔的出液口通过管道连接循环罐，所述循环罐配置有循环泵，所述循环泵的出口通过压滤机连接成品料仓，所述多级吸收塔的废气口连接除雾器，所述除雾器内设置捕沫装置。