专利名称：碳热法生产工业磷酸的设备的制作方法
技术领域：
碳热法生产工业磷酸的设备，属热法磷酸工业化生产设备技术领域。
背景技术：
目前国内生产热法磷酸必须以电炉制得的黄磷为原料，而电炉黄磷的制取又要以高品位磷矿为原料，中低品位的磷矿无法使用；此外生产黄磷用的电炉是电阻电弧炉，需要消耗大量电能，因而电炉黄磷生产磷酸的成本较高。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种碳热法生产工业磷酸的设备，该设备能直接使用中低品位磷矿为原料，降低能耗和生产成本。本实用新型由原料预处理及焦结部分，升温还原反应及余碳气化部分组成；原料预处理及焦结部分为一立式炉，炉顶部设可密封的加料器，底部设排料机构及水封排料阀，炉膛内设水冷的多个斜置炉栅；升温还原反应及余碳气化部分为一立式炉，炉的中上部炉膛为氧化燃烧室，炉的下部炉膛为余碳气化室，氧化燃烧室与余碳气化室之间由耐火材料板体隔开，氧化燃烧室内设有一至二个垂直的耐火材料砌筑而成的罐体，罐体上端设可密封的加料器和气体排出口，罐体下端与余碳气化室相通，氧化燃烧室上部设燃料气进入孔而下部设炉气排出通道，余碳气化室的上部设一氧化碳气体排出口而底部敞口对接一水套，水套下部装有排渣辊及可密封排渣阀。氧化燃烧室上部的燃料气进入孔通过管道和控制阀分别与罐体上端的气体排出口、余碳气化室的一氧化碳气体排出口、高温热风源连通。在整套设备中，各生产单元的不同工序部分，均可根据工艺要求的温度、气氛、压力，分别进行单独的调整控制，确保设备中各工序部分运转在最佳状态，以得到磷最高的还原率和回收率。该设备最主要的特点是加强设备内部热能的封闭循环使用，尽量降低设备内部热能的无谓消耗，降低了燃料成本。生产过程所需的热量主要由原料还原反应产生的元素磷气体、一氧化碳气体经氧化燃烧供给。生产过程产生的炉渣钙含量高，炉渣中磷含量低于电炉磷渣中的磷含量，可作为生产水泥熟料的原料，消除了炉渣对环境的排放污染。生产过程中，无超标的废气、废水对环境排放，不产生污染环境的问题。设备的工作过程:中低品位的磷矿、硅石、烟煤或无烟煤，经计量混合磨粉，加入粘结剂和水，拌后压制成球型生团矿，经干燥后装入原料预处理及焦结部分的炉内，利用高热空气对原料直接进行加热燃烧升温。焦结处理后，原料消除了水分和挥发分，提高了原料的温度和物理强度。经焦结处理后的原料，自升温还原反应及余碳气化部分中罐体上端的加料器加入，原料在罐体内间被接加热升温到工艺要求的温度进行还原反应。罐体内还原反应产生的气体(包括一氧化碳和磷蒸汽)从罐体上端的气体排出口进入氧化燃烧室内燃烧，产生的热量又对罐体内的原料进行间接加热，维持还原反应的正常进行。经还原反应后的炉渣含有一定量的固定碳，炉渣从罐体下移至余碳气化室进行反应，产生的一氧化碳气体从余碳气化室的一氧化碳气体排出口进入氧化燃烧室内燃烧。气化反应后所剩余的炉渣，经换热和水套冷却后由排渣辊及具有密封功能的排渣阀排出，从而完成了整个生产流程。氧化燃烧室内燃烧后得到的高温炉气从氧化燃烧室的炉气排出通道送入一外设配套的常规非金属换热器，换热器得到的高温热风给氧化燃烧室使用，换热降温后的炉气进入水合系统回收得到磷酸产品。本实用新型的有益效果:设备能很好地实现直接使用中低品位磷矿为原料生产工业磷酸，为中低品位磷矿资源的直接利用创造了条件。设备的热利用效率高、热能消耗少、生产成本低、产品质量好、设备运转稳定，固定资产投入量较低。
图1为实施例中原料预处理及焦结部分的主视剖面结构示意图。图2为实施例中升温还原反应及余碳气化部分的主视剖面结构示意图。
具体实施方式
实施例:见图1 2。原料预处理及焦结部分为一立式炉，其炉壁4由钢板外壳内砌筑浇铸耐火材料而成。炉顶部设进料斗I和水封阀加料器2。炉膛内设水冷的多个斜置炉栅6。炉底部设排料机构及水封排料阀7。图1中3为炉气排出孔，5为鼓风孔，8为出料斗。升温还原反应及余碳气化部分为一立式炉，其炉壁15由钢板制作外壳内砌筑浇铸耐火材料而成。炉的中上部炉膛为氧化燃烧室12，炉的下部炉膛为余碳气化室23，氧化燃烧室12与余碳气化室23之间由耐火材料板体18隔开，氧化燃烧室12内设有二个垂直的、由耐火材料砌筑而成的罐体13，14为罐体13的内腔。罐体13上端设可密封的加料器10，9为进料斗。罐体13下端与余碳气化室23经通道24连通。氧化燃烧室12上部设燃料气进入孔11而下部设炉气排出通道16。余碳气化室23的上部设一氧化碳气体排出口 17而底部敞口 22对接一冷却水套19，水套19下部装有排渣辊21及可密封排渣阀20，进行气体密封。氧化燃烧室12的燃料气进入孔11通过管道(图中未标出件号)和控制阀25分别与罐体上端的气体排出口 26、余碳气化室23的一氧化碳气体排出口 17、高温热风源27连通。以上实施例仅为了对本实用新型作进一步的说明，而本实用新型的范围不受所举实施例的限制。
权利要求1.一种碳热法生产工业磷酸的设备，其特征在于由原料预处理及焦结部分，升温还原反应及余碳气化部分组成: 原料预处理及焦结部分为一立式炉，炉顶部设可密封的加料器，底部设排料机构及水封排料阀，炉膛内设水冷的多个斜置炉栅； 升温还原反应及余碳气化部分为一立式炉，炉的中上部炉膛为氧化燃烧室，炉的下部炉膛为余碳气化室，氧化燃烧室与余碳气化室之间由耐火材料板体隔开，氧化燃烧室内设有一至二个垂直的耐火材料砌筑而成的罐体，罐体上端设可密封的加料器和气体排出口，罐体下端与余碳气化室相通，氧化燃烧室上部设燃料气进入孔而下部设炉气排出通道，余碳气化室的上部设一氧化碳气体排出口而底部敞口对接一水套，水套下部装有排渣辊及可密封排渣阀，氧化燃烧室上部的燃料气进入孔通过管道和控制阀分别与罐体上端的气体排出口、余碳气化室的一氧化碳气体排出口、高温热风源连通。
2.如权利要求1所述的碳热法生产工业磷酸的设备，其特征在于氧化燃烧室内设有二个垂直的耐火材料砌筑而成的罐体。
专利摘要碳热法生产工业磷酸的设备,属热法磷酸工业化生产设备技术领域。由原料预处理及焦结部分，升温还原反应及余碳气化部分组成。前者为一立式炉，设加料器、排料机构，水冷的多个斜置炉栅。后者也为一立式炉，中上部为氧化燃烧室，下部为余碳气化室。氧化燃烧室与余碳气化室之间由耐火材料板体隔开。氧化燃烧室内设有一至二个垂直的罐体，罐体设加料器和气体排出口，下端与余碳气化室相通。氧化燃烧室设燃料气进入孔和炉气排出通道。余碳气化室设一氧化碳气体排出口而底部敞口对接一水套。该设备能直接使用中低品位磷矿为原料生产工业磷酸，热利用效率高、热能消耗少、生产成本低、产品质量好、设备运转稳定，固定资产投入量较低。
文档编号C01B25/18GK203159229SQ20132008185
公开日2013年8月28日 申请日期2013年2月22日 优先权日2013年2月22日
发明者王毓生 申请人:王毓生