CN201116833Y - 用于窑法磷酸的精馏复合式立窑 - Google Patents

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Abstract

本实用新型一种用于窑法磷酸的精馏复合式立窑。其特征在于：精馏复合式立窑由上下两部分组成，上部为氧化燃烧室，氧化燃烧室内部设有一个或多个料坯预热室，或者氧化燃烧室置于窑的下部，氧化燃烧室内部是还原室；氧化燃烧室内设有换热列管，氧化燃烧室部分设有空气进口和窑气出口；料坯预热室顶部为料坯进料口、底部为出料口，出料口直接插入窑下部的还原室中，氧化燃烧室底部有多个均布小孔与下部还原室相连；还原室部分设有高温热气进气分布管组，还原室下部为残渣排出口，窑底部设有可调速的锥形旋转刮板式排渣机。本实用新型磷矿的还原率高，料坯制造简单、不需进行包裹，生产成本低，设备机械化程度高，运转流畅，操作控制简单，热利用率好，能耗低。

Description

用于窑法磷酸的精馏复合式立窑
技术领域
本实用新型涉及工业炉窑，特别是适用于窑法磷酸的精馏复合式立窑。
背景技术
现有的工业炉窑主要有回转窑、隧道窑、旋底窑、立窑等，目前用于窑法磷酸生产的主要有回转窑和隧道窑。回转窑和隧道窑用于窑法磷酸生产均存在以下缺点：料坯中的还原碳出现早燃现象，增大碳消耗，影响还原率；料坯的还原和氧化不能真正分开，窑气中生成的五氧化二磷遇到料坯会侵入到料坯里和磷矿石反应生成无法再被还原为P4的偏磷酸钙或焦磷酸钙，严重影响五氧化二磷收率；为了解决以上问题，在料坯制作过程中，往往采用一次成型、二到三次包裹的方法，料坯制作工艺复杂、工作量大、能耗高，消耗大量高价值的包裹剂，增加了窑法磷酸生产成本，降低了窑法磷酸的市场竞争力。回转窑生产过程中，窑内结圈严重，影响窑的正常运转，现在仍没有真正实现工业化生产；隧道窑目前已有实现工业化生产的报道，但隧道窑机械化程度低，劳动强度大，占地面积大，并且仍没有让料坯的还原和氧化真正分开，仍有一定的五氧化二磷反吸。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种用于窑法磷酸的精馏复合式立窑，该设备不但可以利用中低品位磷矿生产窑法磷酸，而且料坯制造简单、磷的还原率高、磷的总回收率高。
本实用新型的结构是：精馏复合式立窑由两部分组成。上部为氧化燃烧室，氧化燃烧室内部设有一个或多个料坯预热室，或者氧化燃烧室置于窑的下部，氧化燃烧室内部是还原室；氧化燃烧室内还设有换热列管，氧化燃烧室底部有多个均布小孔与还原室相连，氧化燃烧室下部设有空气进口，氧化燃烧室顶部设有窑气出口；料坯预热室顶部设有料坯进料口、底部设有出料口，进料口与外部自密封进料装置相连，出料口直接插入窑下部的还原室中；换热列管可用气体、液体进行换热，回收热量获得高温热气、蒸气，同时控制氧化燃烧室内温度。精馏复合式立窑下部为还原室，还原室顶部开有多个均布小孔通向氧化燃烧室；还原室中部和中下部分别设有两组高温热气进气分布管组，每根分布管开有多个均布的高温热气出孔，让高温热气均匀加热料坯，向料坯提供还原所需的热量，维持还原所需温度；还原室下部设有残渣排出口，还原室底部由锥形旋转刮板式排渣机组成，残渣由排渣机驱动经排渣口排出，排渣机设有水夹套保护装置。
本实用新型的工作过程：由磷矿、硅石、焦碳或煤等粉料压制成的料坯烘干后经过自密封进料装置从预热室顶部进料口进入预热室，在预热室中预热到所需温度，随后进入还原室；料坯在还原室内升温还原生成单质磷和一氧化碳气体挥发出来自还原室顶部小孔进入氧化燃烧室，单质磷和一氧化碳气体在氧化燃烧室内和从氧化燃烧室空气进口引入的空气混合燃烧，得到五氧化二磷和二氧化碳混合窑气，该混合窑气由氧化燃烧室顶部窑气出口引出，经除尘后进入水化吸收系统制取磷酸；单质磷和一氧化碳气体燃烧产生的大量热对预热室和换热列管中的物料进行加热；换热管中产生的高温热气适当补充外加热源调整到所需温度，并控制在还原气氛从还原室高温热气分布管组均匀进入加热料坯，维持料坯还原温度；还原挥发掉磷的料坯残渣到还原室底部由锥形旋转刮板式排渣机驱动经排渣口排出，用于制作水泥或其它建材制品。
启动时可由氧化燃烧室空气进口引入外加热源，对预热室和换热列管中的物料加热到所需温度。
本实用新型的优点：能利用中低品位磷矿直接生产高浓度磷酸，产品质量好，生产成本低，所排残渣用于制作水泥或其它建材制品，无废渣排放，能实现资源循环利用提高经济效益。料坯在隔绝氧气的条件下升温，不会产生还原碳的早燃现象和导致碳损失。还原和氧化过程截然分开，其反应互不干扰。在高温还原气氛条件下所得的磷蒸气和一氧化碳气体在专门的氧化燃烧室进行燃烧氧化，得到五氧化二磷和二氧化碳混合窑气，该混合窑气由氧化燃烧室顶部窑气出口引出，不与料坯接触，不会发生五氧化二磷的反吸现象，磷矿的还原率高，总磷得率高。料坯制造简单、不需进行包裹，生产成本低。设备机械化程度高，运转流畅，操作控制简单。热利用率好，能耗低。
附图说明
图1为本实用新型的精馏复合式立窑主视剖面图。
图2为本实用新型的由上下两部分组成精馏复合式立窑主视剖面图。
图3为本实用新型的分段精馏复合式立窑主视剖面图。
图中：1-氧化燃烧室，2-还原室，3-预热室，4-预热室进料口，5-氧化燃烧室空气进口，6-换热列管，7-窑气出口，8-还原室高温热气进气分布管组，9-还原室排渣口，10-锥形旋转刮板式排渣机，11-锥形旋转刮板式排渣机驱动装置，12-立柱，13-水夹套，14-氧化燃烧室与还原室相连的小孔，15-加热气进口，16-加热气出口，17-支承拱。
具体实施方式
实施例1：
如附图1所示，本实用新型的(钢制)精馏复合式立窑由上下两部分组成，内衬为保温材料和耐火砖。上部为氧化燃烧室1，下部为还原室2；氧化燃烧室1的内部设有耐火材料(如碳化硅、磷酸盐耐火材料等)制成的预热室3，预热室3由用耐火砖砌筑穿过还原室2的中心立柱或还原室2的拱顶支撑。预热室3的顶部设有预热室进料口4，预热室进料口4与外部自密封进料装置相连，预热室3出料口直接插入窑下部的还原室2中。氧化燃烧室1顶部设有窑气出口7，氧化燃烧室1内还设有如碳化硅、磷酸盐耐火材料、耐热材料等制成的换热列管6，氧化燃烧室1下部设有空气进口5；氧化燃烧室1和还原室2由用耐火材料制成的带小孔14的还原室顶隔开。还原室2中部和中下部分别设有两组用耐火材料(如碳化硅、磷酸盐耐火材料等)制成的高温热气进气分布管组8，分布管组8每根分布管开有三组均布的高温热气出口；还原室2下部设有排渣口9；窑底及还原室底由锥形旋转刮板式排渣机10构成，排渣机设有水夹套13(作为保护排渣机的装置)。11为锥形旋转刮板式排渣机驱动装置。该设备用于生产窑法磷酸，磷的还原率大于90％。
实施例2：
如图2所示，精馏复合式立窑由上下两部分组成，上部为预热室，下部为还原室和氧化燃烧室，氧化燃烧室设在还原室外部，预热室部份有加热气进口15，加热气出口16。其余结构与实施例1相同。
本实用新型也可制成如图3所示的分段式立窑。

Claims (4)

1、一种用于窑法磷酸的精馏复合式立窑，其特征在于：精馏复合式立窑由上下两部分组成，上部为氧化燃烧室，氧化燃烧室内部设有一个或多个料坯预热室；或者氧化燃烧室置于窑的下部，氧化燃烧室内部是还原室；氧化燃烧室内设有换热列管，氧化燃烧室部分设有空气进口和窑气出口；料坯预热室顶部为料坯进料口、底部为出料口，出料口直接插入窑下部的还原室中，氧化燃烧室底部有多个均布小孔与下部还原室相连；还原室部分设有高温热气进气分布管组，还原室下部为残渣排出口，窑底部设有可调速的锥形旋转刮板式排渣机。
2、根据权利要求1所述用于窑法磷酸的精馏复合式立窑，其特征在于：高温热气进气分布管组每根分布管开有数个均布的高温热气出孔。
3、根据权利要求1所述用于窑法磷酸的精馏复合式立窑，其特征在于：排渣机设有保护水夹套。
4、根据权利要求1所述用于窑法磷酸的精馏复合式立窑，其特征在于：预热室由中心立柱或还原室的顶支撑。
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