CN1040091C - 燃煤间接加热固相反应制取元素磷的工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃煤间接加热固相反应制取元素磷的工艺及设备，它用磷矿石、硅石、原煤为原料，将原料经粉碎、混合、调湿、成块、干燥、然后入间接加热管(6)中加热，将炉气冷凝即得元素磷；其设备由半煤气炉(1)、黄磷炉本体(2)、炉气冷凝回收磷系统(3)、余热回收-热交换室(4)、烟囱(5)组成，本发明具有节能、降低黄磷生产成本、减少建设投资、节约自然资源等优点。

Description

燃煤间接加热固相反应制取元素磷的工艺及设备
本发明涉及一种燃煤间接加热固相反应制取元素磷的工艺及设备。
目前，在现有技术中从磷酸盐矿物原料制取元素磷，已工业化的唯一有效方法是电直接加热还原法，这种制取元素磷的方法最大的缺点是能耗大，一般每生产一吨元素磷最少需耗电13500度，由于电耗高，所以每个元素磷的生产厂都必需建一个较大的电站与之配套，这样就造成了建设投资大、生产成本高、产品价格高等一系列难以解决的问题。
本发明的目的是：提供一种投资少、能耗低、不用电加热的燃煤间接加热固相反应制取元素磷的工艺及设备。
本发明是这样构成的：它用磷矿石、硅石、原煤为原料，原煤为无烟煤和烟煤，磷矿石、硅石、原煤的配方比例按每生产一吨元素磷取8～11吨含P2O5为20％～34％的磷矿石、1～3吨含SiO2＞90％的硅石、1～3吨原煤，将磷矿石、硅石、原煤三种原料粉碎至100～180目，混合均匀，再加3％～8％的水调湿，将调湿原料压成块状，干燥脱水，使其含水量＜0.5％，然后将块状原料放入黄磷炉本体(2)的间接加热管(6)中加热熔炼，之后将间接加热管(6)中出来的炉气经冷凝后即可得元素磷；当所用原料的原煤为烟煤时，则将压成块状的原料在600℃～800℃的温度下隔绝空气加热1～4小时，使其焦结，然后在1180℃～1450℃的温度下隔绝空气加热熔炼1～4小时，之后将间接加热管(6)中出来的炉气经冷凝后即得元素磷。
与上述工艺相配合的黄磷炉由半煤气炉(1)、黄磷炉体(2)、炉气冷凝回收磷系统(3)、余热回收-热交换室(4)、烟囱(5)组成，在黄磷炉本体(2)内装有耐高温、耐腐蚀、良导热的间接加热管(6)，在每根间接加热管(6)的上端装有料钟(7)、(8)，在料钟(7)的上方有加料斗(14)，在间接加热管(6)的上部、料钟(8)的下方有炉气出气管(9)，炉气出气管(9)与间接加热管(6)的内腔和炉气汇集管(10)连通，炉气汇集管(10)与炉气冷凝回收磷系统(3)连接，在间接加热管(6)的下端装有冷却夹套(11)，在间接加热管(6)的下端口、冷却夹套(11)的下方装有卸渣辊(12)，黄磷炉本体(2)的内腔为燃烧室(13)。
由于采用了上述工艺和设备，块状原料在间接加热管(6)内，由于煤气燃烧室(13)中的煤气燃烧，使块状原料在1180℃～1450℃的温度下被加热1～4小时(当块状原料中的原煤为烟煤时，要使其在600℃～800℃的温度下先结焦后再加热)，之后反应生成磷蒸汽和CO气，磷蒸汽和CO气经炉气汇集管(10)引导，进入炉气冷凝回收磷系统(3)，磷蒸汽经冷凝后成元素磷，CO在尾气排出管尾端燃烧后排空；间接加热管(6)内的残渣经卸渣辊(12)排出。
本发明与现有技术相比，将节约能源费用90％～95％，降低黄磷生产成本40％以上，降低黄磷生产基本建设投资70％以上，节约自然资源15％～20％。
附图1为本发明的黄磷炉总体结构示意图；
附图2为本发明黄磷炉体(2)的结构示意图。
本发明的实施例：用磷矿石、硅石、原煤为生产原料，当磷矿石中P2O5的含量为20％时，按每生产一吨元素磷取11吨磷矿石、1吨含SiO2＞90％的硅石、3吨原煤，当磷矿石中P2O5的含量为34％时，按每生产一吨元素磷取8吨磷矿石、3吨含SiO2＞90％的硅石、1吨原煤，将磷矿石、硅石、原煤三种原料粉碎至150目，混合均匀，再加5％的水调湿，将调湿原料压成块状，干燥脱水，使其含水量＜0.5％，然后将块状原料放入黄磷炉体(2)的间接加热管(6)中加热熔炼，将间接加热管(6)中的炉气经冷凝即得元素磷；当所用原料的原煤为烟煤时，则将压成块状的原料在700℃的温度下隔绝空气加热，使其焦结，然后在1350℃的温度下隔绝空气加热熔炼3小时，之后将间接加热管(6)中出来的炉气经冷凝后即得元素磷。
与上述工艺相配合的黄磷炉由半煤气炉(1)、黄磷炉体(2)、炉气冷凝回收磷系统(3)、余热回收-热交换室(4)、烟囱(5)组成，在黄磷炉本体(2)内装有若干根耐高温、耐腐蚀、良导热的间接加热管(6)，在每根间接加热管(6)的上端装有料钟(7)、(8)，在料钟(7)的上方有加料斗(14)，在间接加热管(6)的上部、料钟(8)的下方有炉气出气管(9)，炉气出气管(9)与间接加热管(6)的内腔和炉气汇集管(10)连通，炉气汇集管(10)与炉气冷凝回收磷系统(3)连接，在间接加热管(6)的下端装有冷却夹套(11)，在间接加热管(6)的下端口、冷却夹套(11)的下方装有卸渣辊(12)，黄磷炉本体(2)的内腔为燃烧室(13)。

Claims (2)

1、一种燃煤间接加热固相反应制取元素磷的工艺，它包括用磷矿石、硅石、原煤为原料，其特征在于：磷矿石、硅石、原煤的配方比例按每生产一吨元素磷取8～11吨含P2O5为20％～34％的磷矿石、1～3吨含SiO2＞90％的硅石、1～3吨原煤，将磷矿石、硅石、原煤三种原料粉碎至100～180目，混合均匀，再加3％～8％的水调湿，将调湿原料压成块状，干燥脱水，使其含水量＜0.5％，然后将块状原料放入黄磷炉本体(2)的间接加热管(6)中加热熔炼，之后将间接加热管(6)中出来的炉气经冷凝后即可得元素磷；当所用原料的原煤为烟煤时，则将压成块状的原料在600℃～800℃的温度下隔绝空气加热1～4小时，使其焦结，然后在1180℃～1450℃的温度下隔绝空气加热熔炼1～4小时，之后将间接加热管(6)中出来的炉气经冷凝后即得元素磷。
2、一种用于权利要求1所述工艺的黄磷炉，它包括半煤气炉(1)、黄磷炉体(2)、炉气冷凝回收磷系统(3)、余热回收-热交换室(4)、烟囱(5)，其特征在于：在黄磷炉本体(2)内装有耐高温、耐腐蚀、良导热的间接加热管(6)，在每根间接加热管(6)的上端装有料钟(7)、(8)，在料钟(7)的上方有加料斗(14)，在间接加热管(6)的上部、料钟(8)的下方有炉气出气管(9)，炉气出气管(9)与间接加热管(6)的内腔和炉气汇集管(10)连通，炉气汇集管(10)与炉气冷凝回收磷系统(3)连接，在间接加热管(6)的下端装有冷却夹套(11)，在间接加热管(6)的下端口、冷却夹套(11)的下方装有卸渣辊(12)，黄磷炉本体(2)的内腔为燃烧室(13)。
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