CN113528809B - 一种富氢烧结气化脱磷回收系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶金烧结技术领域，提供了一种富氢烧结气化脱磷回收系统及方法，所述系统包括料仓、烧结机、点火器、气体罩、负压单元，还可包括热交换及磷收集单元、烟气处理单元；料仓、点火器、气体罩依次设置在烧结机上方，料仓将高磷矿石布料于烧结机台车上，点火器用于高磷矿石的点火燃烧，气体罩将设定成分的混合气通过喷气嘴喷入高磷矿石的烧结料层；负压单元设置在烧结机的下方，在烧结料层下形成负压环境。本发明在富氢烧结过程中实现铁矿中磷的高效脱除，烧结结束后经过脱磷处理的烧结成品矿可用作高炉炉料，可显著改善钢铁产品质量、降低生产成本，且可促进钢渣资源的循环利用和钢铁生产的环保节能；收集到的黄磷是一种重要的工业原料。

Description

一种富氢烧结气化脱磷回收系统及方法
技术领域
本发明涉及冶金烧结技术领域，特别涉及一种富氢烧结气化脱磷回收系统及方法。
背景技术
随着我国钢铁工业的快速发展，对铁矿石需求量不断增加，铁矿石短缺矛盾突出。我国高磷铁矿资源丰富，但由于其较高的磷含量及复杂的矿相结构，导致铁、磷难以分离。高炉炼铁过程矿石中的磷基本上全部进入铁水，而铁水磷含量较高势必会增加转炉炼钢过程脱磷的难度和成本而且还会使钢渣中磷含量升高，最终导致整个钢铁生产过程中磷的恶性循环，这使得储量巨大的高磷铁矿至今仍未大规模开发利用。开发和利用高磷铁矿是资源战略的必然选择。
研究人员对高磷矿石脱磷工作进行了大量的理论与实验研究，得出了许多具有理论与应用价值的脱磷方法。目前热门的脱磷方法主要包括选矿法、还原法、化学浸出法、微生物浸出法以及微波法等，但上述方法受环境、生产成本、生产效率、钢铁企业主流配置等因素限制，无法达到高品位、高回收率的铁精矿和低磷产品的统一，都不能作为理想的处理高磷铁矿的方法，无法实现工业化应用。因此，到目前为止，研究并开发能够实现工业化应用的铁矿高效脱磷技术仍是钢铁生产流程亟待解决的技术难题。
富氢烧结是近年来为推动钢铁行业节能减排，实现低碳冶金而推出的工艺技术。烧结喷吹富氢燃料还原性气氛增强，烧结富氢大于5mm的孔隙的烧结矿数量增多提高了料层的透气性，烧结料层高温带(1200℃-1400℃)变宽，可在不增加焦粉配比的情况下，降低CO2排放，提高烧结矿质量。目前还未见有利用富氢烧结技术对高磷铁矿脱磷并进行磷回收的研究。
发明内容
本发明的目的就是至少克服现有技术的不足之一，提供了一种富氢烧结气化脱磷回收系统及方法，用以解决高磷矿石进行高炉冶炼时面临的磷元素难以脱除的问题，从而实现高磷铁矿资源的综合利用。
基于富氢烧结技术考虑到氢气良好的还原性能使得烧结料层还原性增强，高温段延长有利于高磷矿中磷灰石还原反应的发生，料层透气性提高有利于含磷气体的排出，烧结过程物料升温快，料层的蓄热能力增强，使得还原过程中的热力学和动力学条件改善，因而对于烧结过程磷的还原脱除极为有利。在烧结过程加入合适的添加剂使得高磷铁矿发生还原生成单质磷气体，随烧结烟气一起排出，从而实现磷的气化脱除。同时对烧结烟气进行综合处理实现烟气中磷的回收利用。
本发明采用如下技术方案：
一种富氢烧结气化脱磷回收系统，包括料仓、烧结机、点火器、气体罩、负压单元；
所述料仓、点火器、气体罩依次设置在所述烧结机的上方，所述料仓用于将混合了添加剂的高磷矿石布料于所述烧结机的台车上，所述点火器用于高磷矿石的点火燃烧，所述气体罩用于将设定成分的混合气通过喷气嘴喷入高磷矿石的烧结料层；所述混合气包括H2、CO和O2；
所述负压单元设置在所述烧结机的下方，用于在高磷矿石的烧结料层下形成负压环境，收集反应后的磷气体和烟气。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，喷气嘴与料层表面保持30cm左右距离。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述负压单元包括第一负压单元和第二负压单元；第一负压单元对应还原段，第二负压单元对应回收段；还原段为高磷矿石料层中包含过湿层的部分，该部分烟气不进行磷回收；回收段为高磷矿石料层中无过湿层的部分，该部分产生的烟气进行磷回收；所述第一负压单元、第二负压单元均包括风箱、烟道、抽风机、金属柔性膜过滤除尘器；所述风箱、烟道设置在所述烧结机的台车下方，磷气体及烧结烟气在抽风机的抽力作用下，通过风箱、烟道到达金属柔性膜过滤除尘器进行过滤除尘。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述系统还包括热交换及磷收集单元；所述第二负压单元后接所述热交换及磷收集单元；所述热交换及磷收集单元包括冷凝换热器、磷收集器、沉降槽、扬液器、储磷槽；经过第二负压单元后，磷气体在冷凝换热器内被冷凝，聚集于冷凝换热器下方的磷收集器内，然后进入沉降槽形成粗磷，粗磷经扬液器进入储磷槽内用蒸汽加热、搅拌、澄清后在储磷槽内沉积纯磷，冷却成型后得产品黄磷；冷凝换热器内的换热管通过管道与储氢罐连接，对经过换热管的氢气进行加热；经换热管加热后的氢气通向气体罩的喷气嘴。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述系统还包括烟气处理单元，所述烟气处理单元包括水封器、烟气净化器；第一负压单元排出的混合烟气直接进入烟气净化器进行净化处理；第二负压单元排出的混合烟气经过冷凝换热器，再经水封器后进入烟气净化器进行净化处理；烟气净化器处理后的气体分成两路，一路为净化后富含H2、CO、CO2的气体送回气体罩的喷气嘴作为燃料，另一路为净化后富含氮硫污染物的废气经烟囱排出。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述气体罩包括第一气体罩和第二气体罩，所述第一气体罩对应高磷矿石料层中包含过湿层的部分，所述第二气体罩对应高磷矿石料层中无过湿层的部分；所述第一气体罩内设置喷火嘴。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一气体罩内每隔两个喷气嘴设置一个喷火嘴，所述第二气体罩内仅设置喷气嘴。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述冷凝换热器内的换热管为螺旋式换热管，所述冷凝换热器内填充冷凝球，冷凝球内具有弯曲的通道孔；所述冷凝换热器两侧设置喷水嘴。
另一方面，本发明还提供了一种富氢烧结气化脱磷回收方法，使用上述的富氢烧结气化脱磷回收系统，所述方法包括：
S1、将高磷矿石配入适量的焦炭、添加剂和水，经混合后造球，造球后的混合料放入料仓；由布料器将混合料均匀布料到烧结机的台车上，形成料层；
S2、经点火器对台车上的料层表面进行点燃后开始烧结，烧结过程中经过气体罩，设定成分的混合气经喷气嘴喷入烧结料层；
S3、经步骤S2反应后的磷气体及混合烟气经第一负压单元和第二负压单元进行收集、过滤除尘。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
S4、经过步骤S3处理后，第二负压单元排出的磷气体及混合烟气的混合气进入冷凝换热器，磷气体在冷凝换热器内被冷凝，聚集于冷凝换热器下方的磷收集器内，然后进入沉降槽形成粗磷，粗磷经扬液器进入储磷槽内用蒸汽加热、搅拌、澄清后在储磷槽内沉积纯磷，冷却成型后得产品黄磷；
S5、第一负压单元排出的混合烟气直接进入烟气净化器进行净化处理；第二负压单元排出的混合烟气经冷凝换热器，再经水封器后进入烟气净化器进行净化处理；烟气净化器处理后的气体分成两路，一路是净化后富含H2、CO的气体送回气体罩的喷气嘴作为燃料，另一路是净化后富含氮硫污染物的废气经烟囱排出。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S1中，所述添加剂为SiO2和Na2CO3。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S2中，通入喷气嘴的混合气中H2/O2比在0.6-0.7范围内，CO2/O2比在0.7-0.8范围内，喷吹时间不少于20min。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S2中，喷吹开始时间控制在点火结束1min之后。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S3中，负压控制在16-18kpa范围内。
如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，高磷矿石中固体燃料(焦炭)配比为4.5％。
本发明的有益效果为：
1、在高磷矿石中加入添加剂SiO2和Na2CO3，显著降低了矿石还原温度，同时使更多磷以气体形式脱除。
2、H2既是提供热量的燃料，同时又是还原剂，合适配比的混合气同时满足热量提供和磷还原的功能，工艺合理高效。
3、分段回收(还原段和回收段)，增加负压系统，优化负压参数，使还原反应更充分，同时磷的收集及烟气处理更高效。
4、采用冷凝换热器，添加独特设计的冷凝球，使换热更充分；烟气及磷气体热量用于预热氢气，能源利用更高效。
5、在富氢烧结过程中实现铁矿中磷的高效脱除，烧结结束后经过脱磷处理的烧结成品矿可用作高炉炉料，可显著改善钢铁产品质量、降低生产成本，且可促进钢渣资源的循环利用和钢铁生产的环保节能；收集到的黄磷是一种重要的工业原料。
附图说明
图1所示为本发明实施例一种富氢烧结气化脱磷回收系统的结构示意图。
图2所示为实施例中冷凝换热器的结构示意图。
图3所示为实施例中冷凝球的结构示意图。
图中：1-料仓；2-烧结机；3-烟道；4-金属柔性膜过滤除尘器；5-抽风机；6-点火器；7-气体罩；8-喷气嘴；9-喷火嘴；10-风箱；11-冷凝换热器；12-冷凝球；13-(自动)喷水嘴；14-换热管；15-磷收集器；16-沉降槽；17-扬液器；18-储磷槽；19-水封器；20-烟气净化器；21-烟囱；22-储氢罐；23-储氧罐。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
如图1所示，本发明实施例一种富氢烧结气化脱磷回收系统，包括料仓1、烧结机2、点火器6、气体罩7、负压单元；所述料仓1、点火器6、气体罩7依次设置在所述烧结机2的上方，所述料仓1用于将混合了添加剂的高磷矿石布料于所述烧结机2的台车上，所述点火器6用于高磷矿石的点火燃烧，所述气体罩7用于将设定成分的混合气通过喷气嘴8喷入高磷矿石的烧结料层；所述混合气包括H2、CO、CO2和O2；所述负压单元设置在所述烧结机2的下方，用于在高磷矿石的烧结料层下形成负压环境，收集反应后的磷气体和烟气。
在一个具体实施例中，H2和O2分别由储氢罐22、储氧罐23通过管道输送到喷气嘴8，CO、CO2为烟气中回收后输送到喷气嘴8。
在一个具体实施例中，所述负压单元包括风箱、烟道3、抽风机5、金属柔性膜过滤除尘器4，如图1所示；所述风箱、烟道3设置在所述烧结机2的台车下方，磷气体及烧结烟气在抽风机5的抽力作用下，通过风箱、烟道3到达金属柔性膜过滤除尘器4进行过滤除尘。
在一个具体实施例中，所述系统还包括热交换及磷收集单元；所述热交换及磷收集单元包括冷凝换热器11、磷收集器15、沉降槽16、扬液器17、储磷槽18；经过负压单元后，磷气体在冷凝换热器11内被冷凝，聚集于冷凝换热器11下方的磷收集器15内，然后进入沉降槽16形成粗磷，粗磷经扬液器17进入储磷槽18内用蒸汽加热、搅拌、澄清后在储磷槽18内沉积纯磷，冷却成型后得产品黄磷；冷凝换热器11内的换热管14通过管道与储氢罐22连接，对经过换热管14的氢气进行加热；经换热管14加热后的氢气通向气体罩7的喷气嘴8。
在一个具体实施例中，所述负压单元包括第一负压单元和第二负压单元；第一负压单元对应还原段，第二负压单元对应回收段；还原段为高磷矿石料层中包含过湿层的部分，回收段为高磷矿石料层中无过湿层的部分；所述第一负压单元、第二负压单元均包括风箱、烟道3、抽风机5、金属柔性膜过滤除尘器4；所述风箱、烟道3设置在所述烧结机2的台车下方，磷气体及烧结烟气在抽风机5的抽力作用下，通过风箱、烟道3到达金属柔性膜过滤除尘器4进行过滤除尘。
在一个具体实施例中，所述系统还包括烟气处理单元，所述烟气处理单元包括水封器19、烟气净化器20；还原段(第一负压单元)排出的混合烟气直接进入烟气净化器20进行净化处理；回收段(第二负压单元)经过冷凝换热器11之后排出的混合烟气，经水封器19后进入烟气净化器20进行净化处理；烟气净化器20处理后的气体分成两路，一路是净化后富含H2、CO、CO2的气体送回气体罩7的喷气嘴作为燃料，另一路是净化后富含氮硫污染物的废气经烟囱21排出。
在一个具体实施例中，所述气体罩7分为第一气体罩和第二气体罩，所述第一气体罩对应高磷矿石料层中包含过湿层的部分(还原段)，所述第二气体罩对应高磷矿石料层中无过湿层的部分(回收段)；所述第一气体罩内设置喷火嘴9，第二气体罩内仅设置喷气嘴8，不设置喷火嘴9。
本发明实施例一种富氢烧结气化脱磷回收方法，使用上述的富氢烧结气化脱磷回收系统，所述方法包括：
S1、将高磷矿石配入适量的焦炭、添加剂和水，经混合后造球，造球后的混合料放入料仓1；由布料器将混合料均匀布料到烧结机2的台车上，形成料层；
S2、经点火器6对台车上的料层表面进行点燃后开始烧结，烧结过程中经过气体罩7，设定成分的混合气经喷气嘴8喷入烧结料层；
S3、经步骤S2反应后的磷气体及混合烟气经第一负压单元和第二负压单元进行收集、过滤除尘；
S4、经过步骤S3处理后，第二负压单元排出的磷气体及混合烟气的混合气进入冷凝换热器11，磷气体在冷凝换热器11内被冷凝，聚集于冷凝换热器11下方的磷收集器15内，然后进入沉降槽16形成粗磷，粗磷经扬液器17进入储磷槽18内用蒸汽加热、搅拌、澄清后在储磷槽18内沉积纯磷，冷却成型后得产品黄磷；
S5、第一负压单元排出的混合烟气直接进入烟气净化器20进行净化处理；第二负压单元排出的混合烟气经冷凝换热器11，再经水封器19后进入烟气净化器20进行净化处理；烟气净化器20处理后的气体分成两路，一路是净化后富含H2、CO的气体送回气体罩7的喷气嘴8作为燃料，另一路是净化后富含氮硫污染物的废气经烟囱21排出。
在一个具体实施例中，将高磷矿石，配入适量的焦炭和添加剂，加入适量的水，经混合和造球后运输到混合料仓1，而后由布料器将混合料沿烧结机2纵横方向均匀布料到台车上，经点火器6对台车上的料层表面进行点燃后开始烧结。烧结过程经气体罩7将空气、氧气、氢气和循环烟气等混合气通过喷气嘴8喷入烧结料层。喷吹开始时间控制在点火结束1min之后。氢气经冷凝换热器11预热后温度保持在200℃。喷气嘴8与料层表面保持30cm左右距离，在抽风负压的作用下，混合气体进入料层内部反应。
氢气喷吹量增加，烧结过程中可能会出现燃烧不充分的现象从而影响高磷矿中磷灰石还原。为此，在氢气喷吹量一定的基础上选择合适的富氧量成为关键。合适的富氧量可提高料层上部燃烧速度，使喷吹的氢气充分燃烧，提高燃烧温度，补充燃烧层热量，扩宽烧结层高温区，延缓高温烧结矿的冷却过程，降低固体燃耗。在氧气喷吹总量一定的情况下，氧气喷吹时间与喷吹流量成反比。此外，富氧使焦炭燃料着火温度降低，在确保点火质量的前提下有效减少碳排放量与点火能耗。因此为实现最佳的磷灰石还原气化脱除率，烧结过程控制H2/O2比在0.6-0.7范围内，CO2/O2比在0.7-0.8范围内，喷吹时间20min，烧结抽风负压控制在16-18kpa范围内，固体燃料(焦炭)配比为4.5％，在此范围内磷灰石还原气化脱除率可达到最佳为35％-40％。当H2/O2比和抽风负压过小或过大均达不到此最佳效果。
由于烧结料层的自动蓄热功能，上部料层的高温持续时间短，且在负压抽风过程中烧结过程还原产生的磷气体在负压作用下向下运动进入烟道3，在经过生料层和过湿层时会被冷凝吸附在料层表面。此外由于上层带来的废气中含有大量的水蒸气，通过混合料时，被冷却到露点温度以下而重新凝结，造成过湿现象，使料层的透气性大大降低，不利于含磷气体的排出。因此，采用分段回收的方式进行磷的还原。以H号风箱(10)为界线(过湿层消失处，见图1)，将气体罩8分成两部分(A-H)，(I-X)。前半部分为还原段(第一气体罩)，后半部分为回收段(第二气体罩)。优选的，台车前半段气体罩内除设置喷气嘴8外，每隔两个喷气嘴8设置一个喷火嘴9。烧结过程中喷火嘴9持续燃烧，燃烧温度为1300℃。点火燃烧为上层混合料提供热量的同时，改善上层固体碳燃料的燃烧环境和混合料成矿环境，提高能量利用效率，料层温度提高，蓄热作用增强，有利于高磷矿中磷灰石的还原。还原段(第一负压单元提供负压)混合烟气中含有H2、CO，CO2等气体，经烟气净化器20处理后将H2、CO，CO2循环回气体罩7，H2、CO作为燃料，循环回的CO2与焦炭反应生成CO促进还原气氛的同时还可在一定程度上抑制烧结过程NOx的排放。台车后半段第二气体罩内只设置喷气嘴8，喷加还原气对料层进行补热，此部分烧结风箱内设置有用于检测烧结烟气温度的传感器,通过数据线与数据终端显示器连接，实时检测烟气温度。根据烟气温度自动调节喷气嘴8气体流量大小，确保烟气最低温度在300℃以上。由于此阶段过湿层消失，磷气体排出的阻力消失，大量的磷气体随烧结烟气排出，因此对此阶段的烟气进行处理回收磷。
烧结过程中，由于混合料中配加了SiO2和Na2CO3，在氢气和焦炭的还原气氛下磷灰石发生发应：
Ca3(PO4)2+5H2+3Na2CO3+15SiO2＝3Na2CaSi5O12+5H2O+P2+3CO2 (1)
Ca3(PO4)2+5H2+6Na2CO3+9SiO2＝3Na4CaSi309+5H2O+P2+6CO2 (2)
Ca3(PO4)2+6C+6SiO2+Na2CO3＝Na2Ca3Si6O16+P2+7CO (3)
Ca3(PO4)2+11C+9SiO2+6Na2CO3＝3Na4Ca3Si3O9+P2+17CO (4)
Ca3(PO4)2+13C+9SiO2+3Na2CO3＝3Na2Ca2Si3O9+2P2+16CO (5)
Ca3(PO4)2+8C+15SiO2+3Na2CO3＝3Na2CaSi5O12+P2+11CO (6)
添加SiO2和Na2CO3能显著降低磷灰石的还原温度，使磷灰石更好的被还原。SiO2降低磷灰石开始还原温度的同时，与FeO反应生成难还原的铁橄榄石，抑制FeO的进一步还原，阻碍磷进入铁相，使更多的磷以气体形式脱除。此外，含磷矿物与含铁矿物和脉石矿物紧密共生，嵌布关系复杂，矿物粒度较小，添加剂Na2CO3与铁矿中的脉石成分反应，破坏矿石中磷灰石的包裹体结构，改善了磷灰石与还原剂接触条件使得还原反应更好的发生。
Na2CO3+Al2O3+2SiO2＝2NaAlSiO4+CO2(g) (7)
回收段(第二负压单元提供负压)的磷气体在烧结抽风负压(抽风机5产生负压)作用下随烧结烟气进入烟道3中。混合烟气经金属柔性膜过滤除尘器4过滤掉灰尘杂质，然后通过导气管进入两个串联的冷凝换热器11，磷气体在冷凝换热器内被冷凝结成四个原子的磷分子(2P2→P4)聚集于磷收集器15内，随后进入沉降槽16形成粗磷。粗磷经扬液器17进入储磷槽内18用蒸汽加热、搅拌、澄清后，在槽内沉积纯磷，冷却成型后即得产品黄磷。
在一个具体实施例中，冷凝换热器11采用独特设计的螺旋管道式冷凝换热器，如图2所示。烟气由进气口进入后，通过内部的螺旋式换热管14换热带走热量，磷气体被冷凝由气态变为液态顺管壁掉落至底部，聚集于磷收集器15内，完成脱磷产物的回收和富集。换热管14通过管道与储氢罐22连接，实现磷气体冷凝回收的同时，对喷吹的氢气进行预热，使其预热温度达到200℃。为了延长磷气体的冷凝时间，提高冷凝效率，在冷凝换热器11中部(1/3换热器长度)可填充特定的冷凝球12，冷凝球12内具有弯曲的通道孔，可显著增加气流通道的长度，进而提高热交换效率。在冷凝换热器11两侧还可以安装有自动喷水嘴13，每隔5min喷水30s，实现冷凝换热器11自清洁的同时可促进磷的冷凝回收。该冷凝换热器11综合磷回收率大于95％，实现磷的冷凝回收的同时充分利用了回收的热量完成氢气预热。
经冷凝换热器11排出的混合气体中含有H2、CO、CO2等还原气体，经水封器19总水封后进入烟气净化器20进行净化处理，烟气净化器20处理后的气体分成两路，一路是净化后富含H2、CO、CO2的气体循环回气体罩7后作为燃料，另一路是净化后的复含氮硫等污染物的废气经烟囱21排出。
在富氢烧结过程中实现铁矿中磷的高效脱除，烧结结束后经过脱磷处理的烧结成品矿可用作高炉炉料进行炼铁，不仅可显著改善钢铁产品质量、降低钢铁生产成本，而且可促进钢渣资源的循环利用和钢铁生产的环保节能。收集到的黄磷是一种重要的工业原料，在农药和化工等多个领域都有重要的作用。
本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (6)

1.一种富氢烧结气化脱磷回收系统，其特征在于，所述系统包括料仓、烧结机、点火器、气体罩、负压单元；
所述料仓、点火器、气体罩依次设置在所述烧结机的上方，所述料仓用于将混合了添加剂的高磷矿石布料于所述烧结机的台车上，所述点火器用于高磷矿石的点火燃烧，所述气体罩用于将设定成分的混合气通过喷气嘴喷入高磷矿石的烧结料层；所述混合气包括H2、CO、CO2和O2；通入喷气嘴的混合气中H2/O2比在0.6-0.7范围内，CO2/O2比在0.7-0.8范围内，喷吹时间不少于20min；
所述负压单元设置在所述烧结机的下方，用于在高磷矿石的烧结料层下形成负压环境，收集反应后的磷气体和烟气；
所述系统还包括烟气处理单元，所述烟气处理单元包括水封器、烟气净化器；
所述负压单元包括第一负压单元和第二负压单元；第一负压单元对应还原段，第二负压单元对应回收段；还原段为高磷矿石料层中包含过湿层的部分，回收段为高磷矿石料层中无过湿层的部分；
第一负压单元排出的混合烟气直接进入烟气净化器进行净化处理；第二负压单元排出的混合烟气经过冷凝换热器，再经水封器后进入烟气净化器进行净化处理；
烟气净化器处理后的气体分成两路，一路为净化后富含H2、CO、CO2的气体送回气体罩的喷气嘴作为燃料，另一路为净化后富含氮硫污染物的废气经烟囱排出；
所述气体罩包括第一气体罩和第二气体罩，所述第一气体罩对应高磷矿石料层中包含过湿层的部分，所述第二气体罩对应高磷矿石料层中无过湿层的部分；所述第一气体罩内每隔两个喷气嘴设置一个喷火嘴，所述第二气体罩内仅设置喷气嘴；
所述系统还包括热交换及磷收集单元；所述第二负压单元后接所述热交换及磷收集单元；所述热交换及磷收集单元包括冷凝换热器、磷收集器、沉降槽、扬液器、储磷槽；
经过第二负压单元后，磷气体在冷凝换热器内被冷凝，聚集于冷凝换热器下方的磷收集器内，然后进入沉降槽形成粗磷，粗磷经扬液器进入储磷槽内用蒸汽加热、搅拌、澄清后在储磷槽内沉积纯磷，冷却成型后得产品黄磷；
冷凝换热器内的换热管通过管道与储氢罐连接，对经过换热管的氢气进行加热；经换热管加热后的氢气通向气体罩的喷气嘴。
2.如权利要求1所述的富氢烧结气化脱磷回收系统，其特征在于，所述第一负压单元、第二负压单元均包括风箱、烟道、抽风机、金属柔性膜过滤除尘器；所述风箱、烟道设置在所述烧结机的台车下方，磷气体及烧结烟气在抽风机的抽力作用下，通过风箱、烟道到达金属柔性膜过滤除尘器进行过滤除尘。
3.如权利要求1所述的富氢烧结气化脱磷回收系统，其特征在于，所述冷凝换热器内的换热管为螺旋式换热管，所述冷凝换热器内填充冷凝球，冷凝球内具有弯曲的通道孔；所述冷凝换热器两侧设置喷水嘴。
4.一种富氢烧结气化脱磷回收方法，使用如权利要求1-3任一项所述的富氢烧结气化脱磷回收系统，其特征在于，所述方法包括：
S1、将高磷矿石配入适量的焦炭、添加剂和水，经混合后造球，造球后的混合料放入料仓；由布料器将混合料均匀布料到烧结机的台车上，形成料层；所述添加剂为SiO2和Na2CO3；
S2、经点火器对台车上的料层表面进行点燃后开始烧结，烧结过程中经过气体罩，设定成分的混合气经喷气嘴喷入烧结料层；通入喷气嘴的混合气中H2/O2比在0.6-0.7范围内，CO2/O2比在0.7-0.8范围内，喷吹时间不少于20min；
S3、经步骤S2反应后的磷气体及混合烟气经第一负压单元和第二负压单元进行收集、过滤除尘。
5.如权利要求4所述的富氢烧结气化脱磷回收方法，其特征在于，所述方法还包括：
S4、经过步骤S3处理后，第二负压单元排出的磷气体及混合烟气的混合气进入冷凝换热器，磷气体在冷凝换热器内被冷凝，聚集于冷凝换热器下方的磷收集器内，然后进入沉降槽形成粗磷，粗磷经扬液器进入储磷槽内用蒸汽加热、搅拌、澄清后在储磷槽内沉积纯磷，冷却成型后得产品黄磷；
S5、第一负压单元排出的混合烟气直接进入烟气净化器进行净化处理；第二负压单元排出的混合烟气经冷凝换热器，再经水封器后进入烟气净化器进行净化处理；烟气净化器处理后的气体分成两路，一路是净化后富含H2、CO的气体送回气体罩的喷气嘴作为燃料，另一路是净化后富含氮硫污染物的废气经烟囱排出。
6.如权利要求4所述的富氢烧结气化脱磷回收方法，其特征在于，步骤S3中，负压控制在16-18 kpa范围内。
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