CN101144688B - 一种用磷矿直接制取磷酸的新型工业化辊道窑 - Google Patents

Abstract

一种用磷矿直接制取磷酸的新型工业化辊道窑，属于窑法磷酸用反应器技术领域，其主要包括窑炉，窑炉上设有P₂O₅气体出口，窑炉安装在窑炉支撑基础上，窑炉内设有连续排列的辊子构成的辊道，耐火材料容器置于辊道上。本发明使用辊道窑作为窑法磷酸的主反应器，实现了物料的高温快烧，自动化程度大大提高，解决了回转窑法和隧道窑法存在的问题，使用辊棒作为传送工具，消除了窑车所带出的蓄热，提高了热利用率，同时降低了冷却动力消耗，大幅度提高了产量。

Description

一种用磷矿直接制取磷酸的新型工业化辊道窑

技术领域

本发明涉及一种窑法磷酸用反应器，特别是一种用磷矿直接制取磷酸的新型工业化辊道窑。 

背景技术

窑法磷酸发展至今，其主反应器只有两种：(1)回转窑：是一种重载、大扭矩、多支点、筒状中空窑炉运行***；球状物料在窑内随着窑体的旋转而运动，磷的还原在还原区进行，P₄的氧化在氧化区进行，还原区和氧化区都在窑体内；燃料在窑内燃烧直接供热；(2)隧道窑：一般是一条长的直线型隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱(平)顶，底部铺设的轨道上运行着窑车，燃烧设备设在隧道窑的中部两侧；采用隔烟或明焰烧成物料放在窑车上，经过预热带、高温带和冷却带。 

发明内容

本发明的目的是提供窑法磷酸生产中的一种不同于回转窑和隧道窑，采用辊道与耐火材料容器相配合的新型主反应器-用磷矿直接制取磷酸的新型工业化辊道窑。 

本发明的目的是这样实现的：一种用磷矿直接制取磷酸的新型工业化辊道窑，包括窑炉3，窑炉3上设有P₂O₅气体出口7，窑炉3安装在窑炉支撑基础2上，窑炉3内设有连续排列的辊子1构成的辊道，耐火材料容器4置于辊道上，窑炉3的窑头部设有低温烟气排出口5和窑尾10抽出气体入口6。接触P₂O₅气体的辊子1采用烧结碳化硅或重结晶碳化硅，其他不接触部分选用耐热不锈钢，高温部分可以选用部分莫来石质或氧化铝质或刚玉质。 

本发明所提供的用磷矿直接制取磷酸的新型工业化辊道窑，使得窑法磷酸主反应器除了使用回转窑和隧道窑外，有了第三种选择，拓宽了窑法磷酸的发展思路，丰富了窑法磷酸的工业化应用；本发明使用辊道窑作为窑法磷酸的主反应器，充分利用了磷蒸气和CO被氧化时放出的热量；同时将与高温料渣充分换热后的热空气(300℃--500℃)用作助燃空气和窑头换热气，高温带生成的含P₂O₅窑气也与物料方向逆向流动，以加热物料，降低自身温度，这些方式都极大地减少了燃料消耗，从而降低了生产成本。 

本发明使用辊道窑作为窑法磷酸的主反应器，实现了物料的高温快烧，自动化程度大大提高，解决了回转窑法和隧道窑法存在的问题，使用辊棒作为传送工具，消除了窑车所带出的蓄热，提高了热利用率，同时降低了冷却动力消耗，大幅度提高了产量。 

附图说明

图1是本发明的结构原理图。 

具体实施方式

本发明的辊道窑结构原理如下： 

该装置为承重性中高温辊道窑，其高温辊棒为重结晶碳化硅材质并加厚辊棒。直径为φ25～φ80，长度在1.5～4.5m。窑长随产量不等在30～400米之间。 

窑内宽度：1100～4000mm。装载宽度800～3600mm。窑内高度80～600mm(辊至窑顶)。 

图中： 

一、序号： 

1、辊子60℃～400℃低温带用无缝钢管，400℃～700℃段用氧化铝或莫来石或刚玉质，700℃～1550℃～700℃段碳化硅或者重结晶碳化硅。 

2、窑炉支撑基础； 

3、窑炉：按照一般窑炉要求在各温度段使用不同的耐火材料，其中高温带接触P₂O₅的部分选用磷酸盐高铝砖或硅砖或其它作防腐处理过的耐火材质； 

4、耐火材料容器：其材质优选为重结晶碳化硅，烧结碳化硅，莫来石，钢玉质，硅酸锆质等； 

5、窑头低温烟气排出口，排出温度为100℃～150℃； 

6、窑尾抽出气体入口，从窑尾10抽出的400℃左右的气体，由此口鼓入； 

7、含P₂O₅气体抽出口，其抽出温度在400℃～700℃； 

8、9.急冷风入口：温度波动在1200℃～700℃之间，大部分逆流入高温带参与反应，一部分进入冷却带⑩抽热风口； 

10、窑尾，换热风用于助燃风和预热带6鼓入； 

11、缓冷风鼓入口； 

12、窑尾换热低温风抽出口，温度100℃～150℃； 

13、燃料口：燃料采用天然气，煤气或液化气，空气为窑尾抽出的400℃的 助燃风； 

二、字母： 

A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K为窑内运动的各温度点及风量进出口点。 

A：窑头，常温段； 

B：废烟气出口100℃～200℃； 

C：从窑尾抽出的热风鼓入点，300℃～500℃； 

D：含P₂O₅烟气抽出点。温度400℃～700℃； 

E：烧成高温点1300℃～1550℃，依烧成温度制度而变； 

F、G：急冷空气鼓入1200℃～700℃； 

H：热风抽出点400℃； 

I：缓冷风鼓入； 

J：低温热风抽出口，100℃～150℃； 

K：出窑口，卸料＜100℃； 

三、符号 

□物料容器及运动方向 

○冷，热空气及运动方向 

含P₂O₅气体及运动方向 

燃料及加热*** 

装置运行说明： 

1.固体料***： 

装好物料的容器4由窑头进窑机A点入窑炉3，经过预热带，烧成带，冷却带后由出窑机出窑(A→B→C→D→E→F→G→H→I→J→K)，出窑卸料后回转重复使用耐火容器，卸出料为烧成固体产品。 

2.气体***： 

运行方式一： 

急冷风由急冷风入口8、9鼓入，缓冷风由缓冷风鼓入口11鼓入，燃料由燃料口13加助燃风在烧成及预热带按照升降温曲线布点。大部分冷空气逆流换热 进入高温带。在高温带参与P₄和CO燃烧反应，再继续进入预热带，在400℃～700℃段抽出进入吸收***吸收制取磷酸，少部分急冷风顺流到冷却带10口抽出400℃左右的空气用于助燃风和预热带鼓入；⑥点鼓入的热空气一部分进入P₂O₅ 气体抽出口7。大部分流向窑头由低温排气口5排出；冷却带富余换热空气从窑尾换热低温风抽出口12抽出作余热利用。 

运行方式二： 

在两个1100℃-1000℃段设零压点调控可变化为另一种方式：设置一个零压点，一道气幕的方法。具体描述为：窑气抽出口6之前任意一点如6可设零压点，零压点以前气体在制品通道从后向前由窑头排出。在急冷带急冷段的急冷风入口8打入气幕，封锁前部的磷和CO气体不流向冷却带，急冷空气和缓冷空气不进入高温烧成带和预热带，可作其它用途。这样燃料消耗量增加，但输送热空气消耗降低。 

利用辊道窑作为主反应器进行窑法磷酸生产，与隧道窑相比(折换成同等窑长)，天然气消耗量降低了40％左右，窑炉风机装机容量降低了10-15％，窑炉窑具投资降低了10％以上，窑具维护费用也略有降低，而产量增加了50-100％。 

Claims (2)

1.一种用磷矿直接制取磷酸的新型工业化辊道窑，包括窑炉(3)，窑炉(3)上设有P₂O₅气体出口(7)，窑炉(3)安装在窑炉支撑基础(2)上，其特征在于：窑炉(3)内设有连续排列的辊子(1)构成的辊道，耐火材料容器(4)置于辊道上，窑炉(3)的窑头部设有低温烟气排出口(5)和窑尾(10)抽出气体入口(6)。

2.根据权利要求1所述的用磷矿直接制取磷酸的新型工业化辊道窑，其特征在于：辊子(1)在60℃～400℃低温带用无缝钢管，400℃～700℃段用氧化铝或莫来石或刚玉质，700℃～1550℃～700℃段碳化硅或者重结晶碳化硅。