专利名称：用于窑法磷酸的组合精馏复式立窑的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业炉窑，特别是可用于窑法磷酸生产的组合精馏复式 立窑。
技术背景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；隧道窑目前己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。本申请人已申请了名称为"精馏复合式立窑"的实用新型专利，但针对 大型化要求对需对"精馏复合式立窑"进行改进。 发明内容本实用新型的目的提供一种更利于集中自动控制，热利用更简单、利用 率更高，更利于实现规模化生产的窑法磷酸组合精馏复式立窑。本实用新型的技术方案是组合精馏复式立窑由上下两部分组成。上部 为主工作段，下部为冷却出渣段。主工作段内部设有一组或多组多排串级料 坯预热室、还原室，料坯预热室、还原室分别把主工作段分隔成预热区、还 原区、氧化燃烧区，氧化燃烧区内设置换热列管；预热室和还原室由用耐火 砖砌筑的一组或多组窑拱支撑；每个还原室顶部四周都有多个均布小孔与氧化燃烧区相连，氧化燃烧区中部设有空气进口，氧化燃烧区底部设有窑气出口；每个料坯预热室顶部都设有料坯进料口、底部都设有出料口，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，回收热量附产高温热气、蒸气，同时控制氧化燃烧区 内温度。每个还原室下部都设有高温热气进气分布管，每根分布管开有多个 均布的高温热气出孔，可补加高温热气均匀加热料坯，向料坯补充还原所需 的热量，维持还原所需温度；每个还原室底部都设有残渣下料口与冷却出渣 段相连；冷却出渣段下部设有残渣排出口，冷却出渣段底部可由一个或多个 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；冷却出渣段中下部还设有冷却空气进口可用于补加冷空气 冷却残渣和燃烧残渣中残余的碳，同时也可向还原段提供补充热量。组合精 馏复式立窑外型可以是圆型、方型、长方型或其它多边型。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区，单质磷和一氧化 碳气体在氧化燃烧区内和从氧化燃烧区中部空气进口弓I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区底部窑气出 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、还原室和换热列管中的物料进行加热；换热管中产 生的部分高温热气根据还原室内温度情况，可适当补充外加热源调整到所需 温度，并控制在还原气氛，在需要时从还原室高温热气分布管均匀进入补充 加热料坯，提供部分补充热量维持料坯还原温度；还原挥发掉磷的料坯残渣 到还原室底部由残渣下料口进入冷却出渣段；冷却空气从冷却出渣段中下部 的冷却空气进口进入冷却残渣和燃烧残渣中残余的碳，同时向还原段提供补 充热量；冷却出渣段下部设有残渣排出口，冷却出渣段底部由锥形旋转刮板 式排渣机组成，经冷却脱碳的残渣由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区空气进口引入外加热源，将预热室、还原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 烧区进行燃烧氧化，得到五氧化二磷和二氧化碳混合窑气，该混合窑气由氧 化燃烧区底部窑气出口引出，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。设备运转部件少，机械化程度高，运转流畅，操作控制简单。磷蒸气 和一氧化碳气体燃烧氧化热直接在窑内加热料坯和提供料坯还原热量，热利 用率好，整个生产过程预热、还原基本不需补加外部热源，能耗低；窑气五 氧化二磷浓度高、含尘少，吸收处理设备小。
图1为本实用新的组合精馏复式立窑主视剖面结构示意图。图中1—预热室进料口 (与外部自密封进料装置相连)，2—预热室，3—还原室，4一氧化燃烧区，5—冷却出渣段，6—换热列管，7—氧化燃烧区 空气进口， 8—还原室高温热气进气分布管，9一氧化燃烧区混合窑气出口， 10—冷却出渣段冷空气进口， 11—冷却出渣段排渣口， 12—锥形旋转刮板式 排渣机，13—锥形旋转刮板式排渣机驱动装置，14一水夹套，15_窑拱，16 一均布小孔。
具体实施方式
如附图1所示组合精馏复式立窑由上下两部分组成，外壳用钢制，内 衬保温材料和耐火砖，上部为主工作段，下部为冷却出渣段5。主工作段内部设有耐火材料(如碳化硅、磷酸盐耐火材料等)制成的七组串级料坯预热室2、 还原室3，料坯预热室、还原室分别把主工作段分隔成预热区、还原区和氧化 燃烧区4;预热室2和还原室3由用耐火砖砌筑的三组窑拱15支撑。预热室 2的顶部设有预热室进料口 1，预热室进料口 l与外部自密封进料装置相连， 预热室2出料口直接插入窑下部的还原室3中。氧化燃烧区4底部设有窑气引出口9，氧化燃烧区内还设有如碳化硅、磷酸盐耐火材料、耐热材料等制成 的换热列管6，氧化燃烧区4中部设有空气进口7;氧化燃烧区4与还原室由 带均布小孔16的还原室顶部(用耐火材料如碳化硅、磷酸盐耐火材料等制成) 隔开。还原室3中下部设有用耐火材料(如碳化硅、磷酸盐耐火材料等)制 成的高温热气进气分布管8，分布管8每根分布管开有多个均布的高温热气出 孔；还原室3底部设有残渣下料口和冷却出渣段5相连；冷却出渣段5下部 设有残渣排出口 11，冷却出渣段底部由锥形旋转刮板式排渣机12组成，残渣 由排渣机12驱动经排渣口 11排出，排渣机12设有水夹套14;冷却出渣段5 中下部设有冷却空气进口 10可用于补加冷空气冷却残渣和燃烧残渣中残余的 碳，同时也可向还原段提供补充热量。该设备用于生产窑法磷酸，热利用率 好，整个生产过程预热、还原基本不需补加外部热源，能耗低；窑气五氧化 二磷浓度高、含尘少，吸收处理设备小；磷的还原率大于卯％。以上实施实例仅为了对本实用新型作进一步说明，而本实用新型的内部 组成和使用范围不受所举实施例的限制。
权利要求1、一种用于窑法磷酸的组合精馏复式立窑，其特征在于组合精馏复式立窑由上下两部分组成，上部为主工作段，下部为冷却出渣段；主工作段内部设有一组或多组多排串联料坯预热室、还原室，料坯预热室下部是还原室预热室和还原室外部是氧化燃烧区，氧化燃烧区内设置换热列管；每个还原室顶部四周都有多个均布小孔与氧化燃烧区相连，氧化燃烧区设有空气进口和窑气出口；每个料坯预热室顶部为料坯进料口、底部为出料口，出料口直接插入下部的还原室中；每个还原室都设有高温热气进气分布管，每根分布管开有多个均布的高温热气出孔；每个还原室底部为残渣下料口与冷却出渣段相连；冷却出渣段下部设有残渣排出口，冷却出渣段底部可由一个或多个锥形旋转刮板式排渣机组成，冷却出渣段还设有冷却空气进口。
2、 根据权利要求l所述用于窑法磷酸的组合精馏复式立窑，其特征在于 预热室和还原室由一组或多组窑拱支撑。
专利摘要本实用新型是一种用于窑法磷酸的组合精馏复式立窑。组合精馏复式立窑由上下两部分组成，上部为主工作段，下部为冷却出渣段；主工作段内部设有一组或多组多排串联料坯预热室、还原室，料坯预热室下部是还原室预热室和还原室外部是氧化燃烧区，氧化燃烧区内设置换热列管；每个还原室顶部四周都有多个均布小孔与氧化燃烧区相连，氧化燃烧区设有空气进口和窑气出口；每个料坯预热室顶部为料坯进料口、底部为出料口，出料口直接插入下部的还原室中；每个还原室都设有高温热气进气分布管，每根分布管开有多个均布的高温热气出孔；每个还原室底部为残渣下料口与冷却出渣段相连；冷却出渣段下部设有残渣排出口，冷却出渣段底部为锥形旋转刮板式排渣机，冷却出渣段还设有冷却空气进口。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，热利用率好，能耗低。
文档编号F27B1/10GK201096450SQ200720105028
公开日2008年8月6日 申请日期2007年9月24日 优先权日2007年9月24日
发明者倪天银 申请人:云南常青树化工有限公司