专利名称：生产窑法磷酸的专用立窑设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属热法磷酸生产设备技术领域。
背景技术：
国内热法磷酸的生产分为电炉黄磷法和窑法。电炉黄磷法磷酸要使用电炉黄磷作为原料，而电炉黄磷的生产必须使用高品位的磷矿作为原料，中低品位的磷矿不能使用。此外生产黄磷用的电炉是电阻电弧炉，需要消耗很大的电量产生热能。所以电炉黄磷法磷酸的生产成本高。目前国内出现的窑法磷酸生产设备和相应工艺为(1)湖北保康拥和公司以旋窑作为还原反应设备的CDK生产工艺，参照美国KPA工艺线路。其问题较多，经多年的努力调试，虽然取得了一定的成绩，但尚不能用于工业化生产，旋窑运转所排放的炉渣为多硅炉渣，处理困难。(2)湖北宜昌三新磷酸公司使用隧道窑作为还原反应设备的TTK生产工艺，虽进行了一定工业化的生产运行，但还存在燃料消耗偏高，原料制作复杂(需要进行包裹等)，各工序之间不能截然分开，窑中气氛控制调整困难，炉渣硅含量高等问题。由于炉渣不能作为建筑材料使用，炉渣处理困难，炉渣的堆积造成对环境一定的危害。(3)由贵州科学院和贵州众一联创科技开发有限责任公司开发的、利用鼓风炉作为还原反应设备的 “高炉法磷酸新工艺”，其设备的结构决定了产品回收得率的不高，尚还存在较多的问题，需要进一步的改进完善。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有窑法磷酸生产设备的缺点，提供一种生产窑法磷酸的专用立窑设备。该设备能使用中低品位的磷矿作为原料；能简化备料工艺；能消除窑法磷酸生产过程中，原料还原碳早燃现象及返吸白壳现象，能提高磷的还原率和磷的得率；生产过程热利用率高；炉渣钙含量高，磷含量低于电炉磷渣中的磷含量，可用于生产水泥的熟料。本实用新型含有1、一立式预处理炉，其结构是炉膛内设有水冷的两排立式炉栅管，两排炉栅管之间为原料的加热焦结通道，加热焦结通道上方为与其贯通的料柱，料柱顶端设原料预处理炉的加料器，加热焦结通道下端设水封阀排料斗。2、一立式预热升温还原反应装置，其结构是壳体内上部为燃烧室，燃烧室内设有一个或一个以上的原料预热升温用腔体，原料预热升温用腔体上端与预热升温还原反应装置的加料器连通，壳体内下部为还原反应炉膛，预热升温用腔体的下端与还原反应炉膛贯通，还原反应炉膛上部开有还原气体排出孔，还原气体排出孔通过管道与燃烧室连通，还原反应炉膛下部的冷却水套底部设排渣装置。3、一非金属换热装置，其结构是耐火材料保温墙内设由耐高温、耐腐蚀、传热效率高的非金属材料(如氮化铝等)制成的板式换热器，换热器上部设高温炉气进口和高温热空气出口，换热器下部设冷空气鼓入口和炉气排出口，高温炉气进口通过管道与预热升温还原反应装置中燃烧室的下部连通，高温热空气出口通过管道与预热升温还原反应装置中燃烧室的上部连通。所说板式换热器的结构为本专业技术人员所知晓。非金属换热装置使用时配以常规的水合吸收设备及过滤浓缩设备和相应的泵阀等。本实用新型的工作过程磷矿、硅石、无烟煤经计量混合磨粉，加入粘结剂和水，经拌合压制成球，经干燥后，装入预处理炉的加料器，原料经料柱进入加热焦结通道，利用具有还原气氛的低氧高温炉气，对原料直接进行加热升温干燥。原料经预处理后消除了水分和挥发成分，提高了原料的温度和物料强度。预处理后的原料经加热经焦结通道下端的水封阀排料斗排出后、加入到原料预热升温还原反应装置的加料器，并进入原料预热升温用腔体，在腔体内被间接加热升温到工艺要求的温度。腔体内加热了的原料进入还原反应炉膛，通过炉膛上段时，原料被补热升温，使所含的五氧化二磷进行还原反应，放出元素磷气体与一氧化碳气体，这两种混合气体经管道进入燃烧室作为燃料使用。经还原反应后的炉渣，含有大量的固定碳，下降至还原反应炉膛下段与进入的高温空气进行燃烧，所产生的高温对炉膛上段的原料进行补热升温，以维持还原反应所需要的温度，使还原反应能正常地继续进行。经氧化燃烧后所剩余的炉渣经排渣装置排出。燃烧室内燃烧后得到的炉气，进入非金属换热装置，与鼓入的冷空气进行换热得到高温热空气、供燃烧室使用。经换热降温的炉气，进入水合系统回收得到磷酸产品。本实用新型的有益效果该设备能使用中低品位的磷矿作为原料。备料工艺简单。 可彻底消除窑法磷酸生产过程中的原料还原碳早燃及返吸白壳现象。磷的还原率和得率高。生产过程所用的热源，主要由生产过程中原料还原反应产生的元素磷气体和一氧化碳气体氧化燃烧供给。热利用效率高。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，可用做生产水泥的熟料。生产过程中无废气废水排放，不产生环境污染问题。生产运行稳定，比其它窑法磷酸生产设备的运转成本更低。设备产能与投入的比例较大，设备固定资产投入量低。
图1为实施例中的立式预处理炉的主视剖面结构示意图。图2为实施例中的立式预热升温还原反应装置的主视剖面结构示意图。图3为实施例中的非金属换热装置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。预处理炉的钢板外壳1内砌筑耐火材料做炉墙2。炉膛4中设有水冷的两排立式炉栅管7，两排炉栅管7之间为原料的加热焦结通道5。加热焦结通道5上方为与其贯通的料柱8。料柱8顶端设预处理炉的带料封管加料器3。加热焦结通道5下端设水封阀排料斗 6。9为焦结尾气排出口。预处理炉使用时配以常规的再燃烧室，热回收装置等外围设备。立式预热升温还原反应装置由钢板制成外壳10，外壳10内砌筑耐火材料11。壳体内上部为燃烧室12，燃烧室12内设有两个原料预热升温用腔体13，腔体13上端与切换密封的加料器14连通。壳体内下部为还原反应炉膛15，还原反应炉膛15上部开有还原气体排出孔16，还原气体排出孔16通过管道与燃烧室12连通，还原反应炉膛15下部的冷却水套21底部设排渣装置17。18为燃烧室12的烧咀供热孔。还原反应炉膛15的炉墙上设有启动用的高温热风喷咀19。20为冷风输入管。非金属换热装置由方型的钢板做成外壳22，其内部砌筑耐火材料23做保温墙，保温墙内设氮化铝制成的板式换热器对，换热器M上部设高温炉气进口 25和高温热空气出口 26，换热器M下部设冷空气鼓入口 27和炉气排出口观。非金属换热装置使用时配以常规的水合吸收设备及过滤浓缩设备和相应的泵阀。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1.一种生产窑法磷酸的专用立窑设备，其特征在于含有(1)、一立式预处理炉，其结构是炉膛内设有水冷的两排立式炉栅管，两排炉栅管之间为原料的加热焦结通道，加热焦结通道上方为与其贯通的料柱，料柱顶端设原料预处理炉的加料器，加热焦结通道下端设水封阀排料斗；O)、一立式预热升温还原反应装置，其结构是壳体内上部为燃烧室，燃烧室内设有一个或一个以上的原料预热升温用腔体，原料预热升温用腔体上端与预热升温还原反应装置的加料器连通，壳体内下部为还原反应炉膛，预热升温用腔体的下端与还原反应炉膛贯通， 还原反应炉膛上部开有还原气体排出孔，还原气体排出孔通过管道与燃烧室连通，还原反应炉膛下部的冷却水套底部设排渣装置；(3)、一非金属换热装置，其结构是耐火材料保温墙内设由耐高温、耐腐蚀、传热效率高的非金属材料制成的板式换热器，换热器上部设高温炉气进口和高温热空气出口，换热器下部设冷空气鼓入口和炉气排出口，高温炉气进口通过管道与预热升温还原反应装置中燃烧室的下部连通，高温热空气出口通过管道与预热升温还原反应装置中燃烧室的上部连ο
2.如权利要求1所说的生产窑法磷酸的专用立窑设备，其特征在于预处理炉的钢板外壳(1)内设砌筑的耐火材料炉墙O)。
3.如权利要求1所说的生产窑法磷酸的专用立窑设备，其特征在于燃烧室(12)内设有两个原料预热升温用腔体(13)。
4.如权利要求1所说的生产窑法磷酸的专用立窑设备，其特征在于非金属换热装置具有方型的钢板外壳(22)，其内部为砌筑的耐火材料保温墙，保温墙内设氮化铝制板式换热器(24)。
专利摘要生产窑法磷酸的专用立窑设备属热法磷酸生产设备技术领域。设备含有一立式预处理炉，炉膛内设两排立式炉栅管，其间为原料加热焦结通道，通道上方为料柱；一立式预热升温还原反应装置，其上部为燃烧室，室内设预热升温用腔体，腔体上端与加料器连通，装置下部为还原反应炉膛；一非金属换热装置，耐火材料保温墙内设由耐高温耐腐蚀传热效率高的非金属材料板式换热器，换热器上部设高温炉气进口和高温热空气出口、下部设冷空气入口和炉气出口。该设备能以中低品位磷矿为原料，备料工艺简单，可消除原料还原碳早燃及返吸白壳现象，磷的还原率和得率高，热利用效率高。炉渣可用做生产水泥的熟料，无废气废水排放。
文档编号C01B25/18GK201952232SQ201020647609
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者王永垠 申请人:王永垠