專利名稱：碳熱法生產工業磷酸的設備的制作方法
技術領域：
碳熱法生產工業磷酸的設備，屬熱法磷酸工業化生產設備技術領域。
背景技術：
目前國內生產熱法磷酸必須以電爐制得的黃磷為原料，而電爐黃磷的制取又要以高品位磷礦為原料，中低品位的磷礦無法使用；此外生產黃磷用的電爐是電阻電弧爐，需要消耗大量電能，因而電爐黃磷生產磷酸的成本較高。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種碳熱法生產工業磷酸的設備，該設備能直接使用中低品位磷礦為原料，降低能耗和生產成本。本實用新型由原料預處理及焦結部分，升溫還原反應及余碳氣化部分組成；原料預處理及焦結部分為一立式爐，爐頂部設可密封的加料器，底部設排料機構及水封排料閥，爐膛內設水冷的多個斜置爐柵；升溫還原反應及余碳氣化部分為一立式爐，爐的中上部爐膛為氧化燃燒室，爐的下部爐膛為余碳氣化室，氧化燃燒室與余碳氣化室之間由耐火材料板體隔開，氧化燃燒室內設有一至二個垂直的耐火材料砌筑而成的罐體，罐體上端設可密封的加料器和氣體排出口，罐體下端與余碳氣化室相通，氧化燃燒室上部設燃料氣進入孔而下部設爐氣排出通道，余碳氣化室的上部設一氧化碳氣體排出口而底部敞口對接一水套，水套下部裝有排渣輥及可密封排渣閥。氧化燃燒室上部的燃料氣進入孔通過管道和控制閥分別與罐體上端的氣體排出口、余碳氣化室的一氧化碳氣體排出口、高溫熱風源連通。在整套設備中，各生產單元的不同工序部分，均可根據工藝要求的溫度、氣氛、壓力，分別進行單獨的調整控制，確保設備中各工序部分運轉在最佳狀態，以得到磷最高的還原率和回收率。該設備最主要的特點是加強設備內部熱能的封閉循環使用，盡量降低設備內部熱能的無謂消耗，降低了燃料成本。生產過程所需的熱量主要由原料還原反應產生的元素磷氣體、一氧化碳氣體經氧化燃燒供給。生產過程產生的爐渣鈣含量高，爐渣中磷含量低于電爐磷渣中的磷含量，可作為生產水泥熟料的原料，消除了爐渣對環境的排放污染。生產過程中，無超標的廢氣、廢水對環境排放，不產生污染環境的問題。設備的工作過程:中低品位的磷礦、硅石、煙煤或無煙煤，經計量混合磨粉，加入粘結劑和水，拌后壓制成球型生團礦，經干燥后裝入原料預處理及焦結部分的爐內，利用高熱空氣對原料直接進行加熱燃燒升溫。焦結處理后，原料消除了水分和揮發分，提高了原料的溫度和物理強度。經焦結處理后的原料，自升溫還原反應及余碳氣化部分中罐體上端的加料器加入，原料在罐體內間被接加熱升溫到工藝要求的溫度進行還原反應。罐體內還原反應產生的氣體(包括一氧化碳和磷蒸汽)從罐體上端的氣體排出口進入氧化燃燒室內燃燒，產生的熱量又對罐體內的原料進行間接加熱，維持還原反應的正常進行。經還原反應后的爐渣含有一定量的固定碳，爐渣從罐體下移至余碳氣化室進行反應，產生的一氧化碳氣體從余碳氣化室的一氧化碳氣體排出口進入氧化燃燒室內燃燒。氣化反應后所剩余的爐渣，經換熱和水套冷卻后由排渣輥及具有密封功能的排渣閥排出，從而完成了整個生產流程。氧化燃燒室內燃燒后得到的高溫爐氣從氧化燃燒室的爐氣排出通道送入一外設配套的常規非金屬換熱器，換熱器得到的高溫熱風給氧化燃燒室使用，換熱降溫后的爐氣進入水合系統回收得到磷酸產品。本實用新型的有益效果:設備能很好地實現直接使用中低品位磷礦為原料生產工業磷酸，為中低品位磷礦資源的直接利用創造了條件。設備的熱利用效率高、熱能消耗少、生產成本低、產品質量好、設備運轉穩定，固定資產投入量較低。

圖1為實施例中原料預處理及焦結部分的主視剖面結構示意圖。圖2為實施例中升溫還原反應及余碳氣化部分的主視剖面結構示意圖。
具體實施方式
實施例:見圖1 2。原料預處理及焦結部分為一立式爐，其爐壁4由鋼板外殼內砌筑澆鑄耐火材料而成。爐頂部設進料斗I和水封閥加料器2。爐膛內設水冷的多個斜置爐柵6。爐底部設排料機構及水封排料閥7。圖1中3為爐氣排出孔，5為鼓風孔，8為出料斗。升溫還原反應及余碳氣化部分為一立式爐，其爐壁15由鋼板制作外殼內砌筑澆鑄耐火材料而成。爐的中上部爐膛為氧化燃燒室12，爐的下部爐膛為余碳氣化室23，氧化燃燒室12與余碳氣化室23之間由耐火材料板體18隔開，氧化燃燒室12內設有二個垂直的、由耐火材料砌筑而成的罐體13，14為罐體13的內腔。罐體13上端設可密封的加料器10，9為進料斗。罐體13下端與余碳氣化室23經通道24連通。氧化燃燒室12上部設燃料氣進入孔11而下部設爐氣排出通道16。余碳氣化室23的上部設一氧化碳氣體排出口 17而底部敞口 22對接一冷卻水套19，水套19下部裝有排渣輥21及可密封排渣閥20，進行氣體密封。氧化燃燒室12的燃料氣進入孔11通過管道(圖中未標出件號)和控制閥25分別與罐體上端的氣體排出口 26、余碳氣化室23的一氧化碳氣體排出口 17、高溫熱風源27連通。以上實施例僅為了對本實用新型作進一步的說明，而本實用新型的范圍不受所舉實施例的限制。
權利要求1.一種碳熱法生產工業磷酸的設備，其特征在于由原料預處理及焦結部分，升溫還原反應及余碳氣化部分組成: 原料預處理及焦結部分為一立式爐，爐頂部設可密封的加料器，底部設排料機構及水封排料閥，爐膛內設水冷的多個斜置爐柵； 升溫還原反應及余碳氣化部分為一立式爐，爐的中上部爐膛為氧化燃燒室，爐的下部爐膛為余碳氣化室，氧化燃燒室與余碳氣化室之間由耐火材料板體隔開，氧化燃燒室內設有一至二個垂直的耐火材料砌筑而成的罐體，罐體上端設可密封的加料器和氣體排出口，罐體下端與余碳氣化室相通，氧化燃燒室上部設燃料氣進入孔而下部設爐氣排出通道，余碳氣化室的上部設一氧化碳氣體排出口而底部敞口對接一水套，水套下部裝有排渣輥及可密封排渣閥，氧化燃燒室上部的燃料氣進入孔通過管道和控制閥分別與罐體上端的氣體排出口、余碳氣化室的一氧化碳氣體排出口、高溫熱風源連通。
2.如權利要求1所述的碳熱法生產工業磷酸的設備，其特征在于氧化燃燒室內設有二個垂直的耐火材料砌筑而成的罐體。
專利摘要碳熱法生產工業磷酸的設備,屬熱法磷酸工業化生產設備技術領域。由原料預處理及焦結部分，升溫還原反應及余碳氣化部分組成。前者為一立式爐，設加料器、排料機構，水冷的多個斜置爐柵。后者也為一立式爐，中上部為氧化燃燒室，下部為余碳氣化室。氧化燃燒室與余碳氣化室之間由耐火材料板體隔開。氧化燃燒室內設有一至二個垂直的罐體，罐體設加料器和氣體排出口，下端與余碳氣化室相通。氧化燃燒室設燃料氣進入孔和爐氣排出通道。余碳氣化室設一氧化碳氣體排出口而底部敞口對接一水套。該設備能直接使用中低品位磷礦為原料生產工業磷酸，熱利用效率高、熱能消耗少、生產成本低、產品質量好、設備運轉穩定，固定資產投入量較低。
文檔編號C01B25/18GK203159229SQ20132008185
公開日2013年8月28日 申請日期2013年2月22日 優先權日2013年2月22日
發明者王毓生 申請人:王毓生