一種磷酸的反射窯法生產設備制造技術

本實用新型專利技術屬于無機鹽工業的磷酸生產技術領域，是一種以中低品位磷礦石和黃磷為原料、采取還原氧化法直接制成磷酸的新工藝技術。其工藝是用干燥鏈篦機向反射窯中定量加入反應原料——復合球粒，并采用黃磷代替煤燃燒加熱，熱量通過反射的方式傳給復合球粒，并在其上發生還原反應；Ｐ４析出復合球粒并氧化生成Ｐ２Ｏ５窯氣；Ｐ２Ｏ５窯氣導入水化塔，經凈化等工序即得高純度磷酸。此方法用黃磷代替煤燃燒加熱反應球粒，為Ｐ４蒸氣從磷礦中還原出來提供熱量，最大程度地實現了黃磷燃燒熱能的綜合利用，節約能源，大大節約了成本；窯內不存在結圈現象，反應率高，設備結構簡單，體積較小，操作維修方便。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種磷酸的反射窯法生產設備
本技術屬于無機鹽工業的磷酸生產
，是一種以中低品位磷礦石為 原料、采取還原氧化法制成磷酸的工藝技術。
技術介紹
我國能源短缺的形勢相當嚴峻，節省能源已成為我們面臨的迫切任務。其中， 磷礦資源經過數十年的開采，高品位的礦石已經很少，國內可以直接用于濕法磷酸生產 的礦石已經所剩無幾；剩下的絕大部分是高雜質含量的中、低品位磷礦，開采和利用都 非常的困難，特別是對于磷酸行業。因此，上世紀80年代，美國西方石油研究公司開發了一種制備工業磷酸的新工 藝——窯法磷酸，但這項研究由于存在反應工程技術問題一直未實現工業化。國內技術 人員在國外的研究基礎上，開發出很多新的窯法磷酸生產方法1、回轉窯這是一種重載、大扭矩、多支點、筒狀中空窯爐運行系統，球狀物 料在窯內隨著窯體的旋轉而運動；磷的還原在還原區進行，P4的氧化在氧化區進行，還 原區和氧化區都在窯體內，燃料在窯內燃燒直接供熱。該技術有很多不足之處未考慮 氧化區與還原區的分隔，物料中的還原炭容易被氧化而出現早然現象，因此炭用量大， 同時影響磷的還原；此外回轉窯窯內結圈現象嚴重，影響窯的正常運轉而難以實現工業 化生產。2、隧道窯這是一條長的直線型隧道，其兩側及頂部有固定的墻壁及拱(平) 頂，底部鋪設的軌道上運行著窯車，燃燒設備設在隧道窯的中部兩側；采用隔煙或明焰 燒成物料放在窯車上，經過預熱帶、高溫帶和冷卻帶；該技術雖然解決了物料在窯內的 翻滾破碎和結圈等問題，但還存在氧化區和還原區有效隔離的問題，同時也存在設備體 積龐大、機械化程度低，生產過程復雜、還原反應時間長，還原率低，難實現大型工業 化生產的問題。3、錕道窯這是隧道窯技術的的一種改進，相對于隧道窯雖然磷礦反應時間縮 短，自動化程度提高，但仍然存在體積龐大，成產過程復雜的問題。4、環底窯環底窯結構復雜，操作繁瑣，高溫下容易發生賭賽現象。5、專利號為ZL200920081113.3的專利提供了一種豎窯法，該窯法雖然結構簡 單、能將氧化區和還原區有效地隔離、窯內不結圈、熱量的利用比較合理，但是由于該 設備是豎的，而且比較高(20米)，所以很容易對成型原料造成破碎，反應率以及資源利 用率因此而降低。以上方法均使用煤炭來燃燒放熱，沒有能更多地利用磷的燃燒放熱。
技術實現思路
本技術針對現有技術的不足，提出一種磷酸的反射窯法生產設備，用此磷 酸新型生產設備生產磷酸是采用黃磷代替部分煤炭燃燒，節約能源，最大限度地實現了能源在磷酸生產中的綜合利用，大大降低了生產成本。該設備反應率高，窯內不存在結 圈現象，設備結構簡單，體積小，投資少，操作方便。本技術提供了一種磷酸的反射窯法生產設備，其反射窯主要結構包括1、爐 門；2、加料口 ； 3、p205出口 ； 4、排渣口 ； 5、黃磷入口 ； 6、空氣入口。窯壁采用內 襯鎂磚；窯頂采用拱式頂，內襯硅磚；窯底用鎂鐵砂燒結而成。工作原理是首先黃磷經 黃磷入口 5進入反射窯燃燒，熱量通過窯頂、窯壁以及熾熱氣體反射給復合球粒，復合 球粒內發生還原反應生成P4蒸氣，P4蒸氣從復合球粒內析出，并在窯內發生氧化反應， 生成P2O5，然后經引風機引入水合塔；氧化反應產生的熱量也通過窯頂、窯壁以及熾熱 空氣反射給復合球粒；復合殘球經過反應之后，體積變小，從排渣口 4排出。本技術提供一種磷酸的反射窯法生產設備，其新生產工藝如下將磷礦石、硅石、焦炭3種原料按要求計量，然后經破碎、粉磨成通過200目的 細粉，再加入粘結劑經潤磨致密，然后用盤式造球機成球(直徑約15mm)。同時，包裹 劑(煤和熔點調整劑)也經球磨后加入粘結劑再經潤磨致密，用另一臺盤式造粒機包裹在 上述球粒表面，制成復合球粒。復合球粒送入鏈篦機利用冷卻殘球所獲的熱空氣進行干 燥和預熱，熱球進入反射窯，在此球粒進行還原反應，窯內進行氧化反應。反應原理如下復合球粒內Caltl (PO4) 6F2+15C+9 SiO2ΔΗ = 28006kJ/kg (P4)反射窯內P4+502 — 2P205ΔΗ = -25498kJ/kg (P4)C0+l/202 — 2C02Δ H = -22154kJ/kg (P4)上述反應中，反應(2) (3)放出的熱量大大地滿足反應(1)所吸收的熱量，故反 應(1)能持續地進行。反射窯生成含P2O5的窯氣導入水化塔，經凈化等工序即得高純度的磷酸。反應 后殘球粒進入鏈篦機鼓入空氣冷卻，熱空氣則導入干燥鏈篦機和反射窯使用。本技術采用一種磷酸的反射窯法生產設備，此生產設備將熱法磷酸與窯法 磷酸生產原理相結合，其優點如下1、本技術所述的反射窯內，采用黃磷代替部分煤炭燃燒，節約能源，最大 限度地實現了能源在磷酸生產中的綜合利用，大大降低了生產成本。2、本技術采用黃磷燃燒加熱復合球粒，代替傳統的煤燃燒加熱法，實現了 能源的綜合利用，節約了成本，同時也保證了質量。3、本技術所述的反射窯，熱量是通過反射的方式傳給復合球粒，所以復合 球粒受熱均勻，反應完全，實現了熱量的充分利用。4、本技術所述的反射窯不轉動，不存在結圈現象，同時由于投料口與窯底 的距離不高，所以不存在復合球粒破碎的現象。5、本技術所述的反射窯，其結構簡單，體積小，操作簡易，維修方便3/2P4+15CO+9CaO · Si02+CaF2 (1)(2)(3)附圖說明圖1是本技術窯法磷酸生產設備一反射窯結構示意圖圖2是圖1的側視圖圖3是本技術工藝流程圖具體實施方式實施例1先將磷礦(觀％)、硅石、焦炭按比例10 7 3，經破碎、粉磨成的細粉；取 200kg細粉，加入粘結劑經潤磨致密，然后用盤式造球機成復合球粒，直徑約15mm。用 鏈篦機預熱并送入反射窯內；黃磷燃燒器中的黃磷IOkg在反射窯內自燃，使窯內溫度逐 步上升至1200°C左右；反應球粒在此溫度下發生還原反應，并析出P4蒸氣，反應時間1.5 小時；反應殘球經排渣口排出；P4蒸氣在氧化區內迅速發生氧化反應，窯氣從Ij2O5出口 進入水合塔，后經凈化等工序即得120kg高純度的磷酸(85%)，磷的收率達95%，反應 過程中設備運行穩定。權利要求1.一種磷酸的反射窯法生產設備，其特征在于，反射窯主要結構包括窯本體與附屬 結構，所說的窯本體的窯壁采用內襯鎂磚，窯頂采用拱式頂、內襯硅磚，窯底用鎂鐵砂 燒結而成；所說附屬結構包括爐門、加料口、P2O5煙氣排出口、多個排渣口、黃磷入 口、空氣入口。2.根據權利要求1所述的反射窯法生產設備，其特征是反射窯與水合塔、引風機相連接。專利摘要本技術屬于無機鹽工業的磷酸生產
，是一種以中低品位磷礦石和黃磷為原料、采取還原氧化法直接制成磷酸的新工藝技術。其工藝是用干燥鏈篦機向反射窯中定量加入反應原料——復合球粒，并采用黃磷代替煤燃燒加熱，熱量通過反射的方式傳給復合球粒，并在其上發生還原反應；P4析出復合球粒并氧化生成P2O5窯氣；P2O5窯氣導入水化塔，經凈化等工序即得高純度磷酸。此方法用黃磷代替煤燃燒加熱反應球粒，為P4蒸氣從磷礦中還原出來提供熱量，最大程度地實現了黃磷燃燒熱能的綜合利用，節約能源，大大節約了成本；窯內不存在結圈現象，反應率高，設備結構簡單，體積較小，操作維修方便。文檔編本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磷酸的反射窯法生產設備，其特征在于，反射窯主要結構包括窯本體與附屬結構，所說的窯本體的窯壁采用內襯鎂磚，窯頂采用拱式頂、內襯硅磚，窯底用鎂鐵砂燒結而成；所說附屬結構包括爐門、加料口、Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］煙氣排出口、多個排渣口、黃磷入口、空氣入口。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林明，
申請(專利權)人：廣西越洋化工有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：45[中國|廣西]