CN112429707A - 窑法预热料封旋转筒内置换生产黄磷和磷酸的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了窑法预热料封旋转筒内置换生产黄磷和磷酸的方法及装置，解决了现有的黄磷和磷酸生产工艺能耗高、收率低且污染较严重的问题。本发明包括如下步骤：将粉状原料混料、预热、加入料封旋转筒中或者将原料粉制成颗粒状再加入到料封旋转筒中，开启料封旋转筒旋转并加热反应得到气体单质磷和一氧化碳，再进入黄磷生产线或磷酸生产线得到高品质黄磷或者磷酸。本发明具有节能环保、反应速度快等优点。

Description

窑法预热料封旋转筒内置换生产黄磷和磷酸的方法及装置

技术领域

本发明涉及磷化工技术领域，具体涉及窑法预热料封旋转筒内置换生产黄磷和磷酸的方法及装置。

背景技术

现有的黄磷生产方法，都是将生产黄磷产品需要的块状磷矿石原料、块状硅石原料、块状焦炭原料，分别制成生产需要的大小块状原料。按黄磷产品要求所需比例配合拌匀后，投入有一氧化碳还原气氛氛围的电炉中用电能放热加温冶炼，把块状原料熔化后五氧化二磷进入炭层与炭置换反应得到气态单质磷来生产黄磷产品。

上述电炉冶炼生产黄磷产品的方法都存在严重的高能耗、高污染的共性问题。原因如下：

一、各种块状矿石原料的熔点不同，必须把块状高熔点原料熔化后，才能进入炭层进行置换反应，熔化温度高，增加了热耗。

二、各种块状原料体积大，相互中心距离远，熔化后熔液中不同元素间相距距离远，置换反应与熔合反应困难与置换反应与熔合时间长，增加了热耗。

三、无法向块状原料中添加催化剂来降低原料中钙、硅的共熔点温度，原料共熔点温度高，多消耗热能。

四、高温电弧把本不应该进入窑气的物质，高温气化成了各种粒子气态粉尘进入窑气，增加了泥磷废渣产生量，增高了能耗和降低了黄磷收率。

五、水碎冷却炉渣，产生大量有毒有害水蒸汽和废水，严重污染了环境又增加电耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的电炉法黄磷和磷酸生产高能耗、高污染问题。

本发明提供了解决上述问题的窑法预热料封旋转筒内置换生产黄磷和磷酸的方法及装置。

本发明通过下述生产方法及装置实现：

黄磷的生产方法。

生产原料、

磷矿石粉：含氧化钙45％、五氧化二磷30％、二氧化硅8％。

硅石粉：含二氧化硅96％。

焦炭粉：含固定炭82％、。

催化剂粉：。

将磷矿石粉、硅石粉、焦炭粉、催化剂粉按生产要求比例配合混合后磨成细度为81目-452目细粉，形态为粉状。称为：混合料粉。

或将混合料粉制成直径1mm-5mm小颗粒料，形态为圆形状：称为：小颗粒料。

包括如下步骤：

步骤1：将磷矿石粉、硅石粉、焦炭粉、催化剂粉按生产要求配合混匀，称为：混合料粉。

步骤2：将混合料粉均匀速进入预热窑内吸收燃气炉内一氧化碳燃烧后产生的热尾气中热量加温，达到857℃-1107℃后，混合料粉中能成为气态的杂物质，成为气态杂物质进入预热窑内形成窑气，窑气受预热窑窑外负压吸引排出预热窑外(除去原料粉中杂物质)。

步骤3：将预热后的高温混合料粉从进料口匀速进入料封喂料器内，并在料封喂料器内形成动态封堵料柱体，阻止空气从料封喂料器的进料口进入旋转密闭的料封旋转筒内后，高温混合料粉在匀速喂入已被燃气炉内一氧化碳燃烧加热外筒体表面的旋转密闭的料封旋转筒内，高温混合料粉在旋转密闭的料封旋转筒内翻滚流动吸收高温料封旋转筒内筒体表面表面上的热量继续加温，达到原料粉中钙与硅的1159℃—1211℃化合反应温度，原料粉中的钙与硅在筒内翻滚流动中相互寻找化合反应成粉状硅酸二钙、硅酸三钙。达到1211℃-1231℃失去钙的五氧化二磷与炭在旋转密闭的料封旋转筒筒内翻滚流动中相互寻找置换反应生成一氧化碳气体(一氧化碳气体并在密闭旋转的料封旋转筒内形成一氧化碳还原气氛氛围)与气态单质磷进入旋转密闭的料封旋转筒筒内形成筒气。完成反应的高温尾渣粉匀速进入料封出料器内，并在料封出料器内形成动态尾渣料粉料柱体，阻止空气从出料口进入旋转密闭的料封旋转筒内，在匀速从料封出料器的出料口排出，冷却后作为水泥厂活性掺和材料。

步骤4：将步骤3：中密闭的料封旋转筒筒内形成筒气用负压吸引出来进入制磷器内。将循环水从制磷器内顶部喷入制磷器内的65℃-95℃喷雾水滴冷却吸收混合后落入制磷器下部65℃-95℃的水体中，单质磷重于水(水与单质磷比重约为1、1.8)沉入制磷器内水体下部聚合成重于水的液态黄磷与水分离。上部分离得到的水循环在利用。制磷器中分离得到的气体为一氧化碳气体。下部分离得到的液态黄磷从制磷器底部放出进入隔绝空气的容器内冷却到41℃以下得到黄磷产品。

步骤5：将步骤4：中制磷器内分离得到的一氧化碳气体用负压引出，经除杂、脱水、加压储存后作为生产用一氧化碳气体燃料。

磷酸的生产方法

将步骤4：中制磷器中分离得到的液态黄磷用液态泵加压后喷入磷酸生产线中的高温焚烧炉内，液态黄磷与氧在高温焚烧炉内氧化反应生成气态五氧化二磷并释放出热量，高温气态五氧化二磷受负压吸引从高温焚烧炉顶部引出从制酸器顶部进入制酸器内。加压泵把磷酸液加压后从制酸器顶部进入制酸器内，喷成磷酸液雾滴冷却制酸器内高温和吸收气态五氧化二磷中的五氧化二磷，成为增量磷酸液液态雾滴落入制酸器底部储酸容器中聚合成液态磷酸，放出得到高品质磷酸产品。

装置

一种料封反应装置，用于黄磷的生产方法或磷酸的生产方法中，包括料封旋转筒和燃气炉，所述料封旋转筒横卧在所述燃气炉中。

进一步地，所述燃气炉包括燃气炉外壳和由所述燃气炉外壳围合成的燃烧室，所述燃气炉外壳的内侧壁设置有燃气炉窑保温层，用于对燃烧室进行保温，以便更好地对料封旋转筒进行加热和防止热量外泄，能达到反应温度和节能的目的。

本发明优选一种料封反应装置，所述料封旋转筒的一端设置有原料进口、料封喂料器和筒气出气口，所述料封旋转筒的另一端设置有料封出料器和尾渣粉出料口，所述料封旋转筒连接有旋转驱动装置。

进一步地，所述旋转驱动装置的具体结构为：所述料封旋转筒上连接从动大齿轮，从动大齿轮与主动小齿轮啮合，且主动小齿轮与可调转速动力装置连接。

本发明的料封旋转筒通过齿轮驱动转动，料封喂料器对进入的原料进形动态料封，料封喂料器上的筒气出气口通过负压抽出料封旋转筒筒内的筒气，筒气和原料一起实现料封旋转筒的进料端与外部环境的隔绝，防止外部气体进入筒，进入料封出料器的尾渣粉对料封旋转筒的出口端进行动态料封，使得外部气体无法进入，内部的筒气仅通过筒气出气口排出。

进一步地，所述料封旋转筒，其筒型为圆筒形、椭圆形、多角形组成的圆筒型、多槽形组成的圆筒型、多梯形组成的圆筒型、多圆弧形组成的圆筒型。

本发明优选一种料封反应装置，所述燃气炉上设置有燃烧室、燃气进气口、空气进气调节口以及燃气尾气出口，所述燃气进气口、空气进气调节口、燃气尾气出口均与所述燃烧室相通。

一种黄磷生产线，包括依次设置的混粉器、预热器、料封反应装置以及制磷器，所述制磷器还连接有一氧化碳加压站储气站，所述燃气尾气出口与所述预热器进气口连接，所述筒气出气口与所述制磷器连接。

本发明创新改变了原传统电炉法用电能放热加热块状磷矿、块状硅矿、块状焦炭到约1600℃度熔化温度后，熔液在进入焦炭层进行置换、熔合反应来生产黄磷产品。改为用生产过程中置换反应产生的一氧化碳气体作为燃料，燃烧产生的热量来加热旋转的料封旋转筒外筒体表面。磷矿石粉、硅石粉、焦炭粉、催化剂粉混合后成为的混合料粉。将混合料粉均匀速进入预热窑内吸收燃气炉内一氧化碳燃烧后产生的热尾气中热量加温，达到857℃-1107℃后，混合料粉中能成为气态的杂物质，成为气态杂物质进入预热窑内形成窑气，窑气受预热窑窑外负压吸引排出预热窑外(除去原料粉中杂物质)。预热后的高温混合料粉从进料口匀速进入料封喂料器内，并在料封喂料器13内形成动态封堵料柱体，阻止空气从料封喂料器的进料口进入旋转密闭的料封旋转筒内后，高温混合料粉在匀速喂入已被燃气炉内一氧化碳燃烧加热筒体外表面的旋转密闭的料封旋转筒内，高温混合料粉在旋转密闭的料封旋转筒内翻滚流动吸收高温料封旋转筒内筒体表面上的热量继续加温，达到原料粉中钙与硅的1159℃—1211℃化合反应温度，原料粉中的钙与硅在筒内翻滚流动中相互寻找化合反应成粉状硅酸二钙、硅酸三钙。达到1211℃-1231℃失去钙的五氧化二磷与炭在旋转密闭的料封旋转筒筒内翻滚流动中相互寻找置换反应生成一氧化碳气体(一氧化碳气体并在密闭旋转的料封旋转筒内形成一氧化碳还原气氛氛围)与气态单质磷进入密闭的料封旋转筒筒内形成筒气。完成反应的高温尾渣粉匀速进入料封出料器内，并在料封出料器内形成动态尾渣料粉料柱体，阻止空气从出料口进入旋转密闭的料封旋转筒内，在匀速从料封出料器2的出料口排出，冷却后作为水泥厂活性掺和材料。

筒气经负压吸引出进入制磷器内，经循环水从制磷器内顶部喷入65℃-95℃喷雾水滴冷却吸收混合后落入制磷器下部65℃-95℃的水体中，单质磷重于水(水与单质磷比重约为1、1.8)沉入制磷器内水体下部聚合成重于水的液态黄磷与水分离。上部得到分离的水循环在利用。下部得到分离的液态黄磷从制磷器底部放出进入隔绝空气的容器内冷却到41℃以下得到黄磷产品。制磷器内得到的分离出来的一氧化碳气体，负压引出经除杂、脱水、加压储存后作为生产用一氧化碳气体燃料。

磷酸的生产方法。

将制磷器中分离得到的液态黄磷用液态泵加压喷入磷酸生产线中的高温焚烧炉内，液态黄磷与氧在高温焚烧炉内氧化反应生成气态五氧化二磷并释放出热量，高温气态五氧化二磷受负压吸引从高温焚烧炉顶部引出从制酸器顶部进入制酸器内。加压泵把磷酸液从制酸器顶部进入制酸器内喷成磷酸液雾滴冷却制酸器内高温和吸收气态五氧化二磷中的五氧化二磷，成为增量磷酸液雾滴落入制酸器底部储酸容器中聚合成液态磷酸，放出得到高品质磷酸产品。

本发明与电炉法生产黄磷相比较具有以下优点：

1、本发明创新改电炉法电能放热加热原料块来生产黄磷，为用生产过程中置换反应产生的一氧化碳气体作为燃料，燃烧放热加热原料粉来生产黄磷，并充分利用了一氧化碳气体燃烧后的高温尾气来加热分解原料粉。与电炉法相比降低黄磷生产电耗96％以上。

2、本发明创新采用了预热窑内预热原料粉：一、高温把原料粉中能成为气态的杂物质，在未进入料封旋转筒前就被加温除去了，减少了料封旋转筒的工作负担75％以上，使得同等生产规模料封旋转筒工程降低投资61％以上和降低置换煤粉用量33％以上。二、置换反应前已加温除去了原料粉中所含杂物质，进入料封旋转筒内置换反应得到了较为纯洁的一氧化碳气体。使得本发明得到了可靠的基本不含杂物质的一氧化碳气体燃料，保障了本发明用一氧化碳气体作为燃料，燃烧放热来加温原料粉来生产黄磷得以实现。

3、本发明创新改电炉法用块状磷矿石、块状硅石、块状焦炭生产黄磷为用磷矿粉、硅石粉、炭粉、催化剂粉混合后来生产黄磷，大大地缩小了原料中分子间化合、置换反应距离，达到化合、置换反应温度原料中分子间就可进行化合、置换反应。提高了钙与硅化合反应、五氧化二磷与炭的置换反应速度几倍至几百倍。

4、本发明创新改电炉法把块状磷矿石、块状硅石用约1600℃度(硅石在一氧化碳还原气氛中熔占温度)高温熔化后，在进入焦炭层进行置换、熔合反应来生产黄磷。改为把磷矿粉、硅石粉、炭粉、催化剂粉混合后加热到1211一1231℃度就进行化合与置换反应来生产黄磷。降低黄磷生产温度361℃度以上。(见图4为本发明中原料粉中五氧化二磷烧失曲线图)

5、本发明创新改电炉法钙、硅熔合反应为钙、硅化合反应生成硅酸二钙、硅酸三钙。降低了63％以上的硅石用量。(见图5为本发明中原料粉中硅石粉掺量对五氧化二磷烧失量影响曲线图)

6、本发明创新改电炉法钙、硅熔态排渣水淬冷却(需烘干后才能利用)为干粉排渣(不需烘干直接利用)，与电炉法生产黄磷相比省去了水淬冷却工序与水淬冷却用水，无污水、污气排放。

7、本发明制磷分离得到的一氧化碳气体经除杂、脱水后加压储存后，用于燃气炉作为燃料，气体中有毒、有害气体经高温分解成无毒、无害气体。无有毒有害气体排放。

8、本发明可采用中低品位磷矿石作为生产原料，降低了磷矿石原料购买成本67％以上。

9、本发明与电炉法黄磷相比：一、节省用电量96％以上。二、降低生产成本63％以上。三、无有毒有害气体、有毒有害废渣、废水排放。

10、本发明可与现已因生产过剩而停产的旋窑水泥生产线对接，利用原生料生产线中磨机来磨细原料、五级旋风预热器、旋窑来预热原料粉，实现过剩生产线再利用，可降低项目总投资52％以上。

11、本发明可以把生产企业建在贫困缺电的中低品位磷矿石资源产地附近。一、可充分利用了当地中品位磷矿资源，可帮扶贫困地区的经济发展。二、生产出的黄磷产品具有成本低、品质好、生产规模大，可以已低成本、高质量黄磷产品为依托在当地兴建30亿-300亿元规模的无污染《磷化科技工业园区》。

12、本发明如与当地已停产年产100万吨级旋窑水泥生产线对接，只须增加料封旋转筒与制磷装置及可年生产10万吨黄磷产品，产值达13亿元以上，利税8亿元以上。而投资只须6000万元——8000万元。

13、如以本发明生产的液态黄磷来生产热法磷酸，其生产成本比现在的湿法磷酸生产成本低三分之一以上，质量优于湿法磷酸。可取代现有的湿法磷酸。让国产优质低成本热法磷酸及磷化产品行销全球。彻底解决全球湿法磷酸生产产生的磷石膏污染和硫酸生产产生的污染问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1为本发明实施例1的混合料粉黄磷生产工艺图。

图2为本发明实施例2的小颗粒料黄磷生产工艺图。

图3为本实施例的混合料粉中五氧化二磷烧失曲线图。

图4为本实施例中混合料粉中硅石粉掺量对五氧化二磷烧失量影响曲线图。

图5为本发明的料封反应装置示意图。

所述图3中的立坐标表示温℃，度横坐标表示时间，且每一小格表示10min，图4中的一次烧失表示一次混合料粉烧失量，二次烧失表示烧失渣中余炭烧失量，曲线表示一次混合料粉烧失量，图3、图4中数字的单位为g。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-从动大齿轮，2-料封出料器，3-尾渣粉出料口，4-可调转速动力装置，5-主动小齿轮，6-空气进气调节口，7-燃气进气口，8-燃气炉外壳，9-燃气炉窑保温层，10-燃烧室，11-旋转筒支座，12-料封旋转筒，13-料封喂料器，14-原料进口，15-筒气出气口，16-燃气尾气出口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

原料：

磷矿石粉：氧化钙45％、五氧化二磷30％、二氧化硅8％。

硅石粉：二氧化硅96％

焦炭粉：固定炭82％。

催化剂粉：。

黄磷生产方法

实施例1

步骤1：把磷矿石粉：71.4％、硅石粉：8％、焦炭粉：20％、催化剂粉：0.6％混匀，称为：混合料粉。

步骤2：将混合料粉均匀速进入预热窑内吸收燃气炉内一氧化碳燃烧后产生的热尾气中热量加温，达到857℃-1107℃后，混合料粉中能成为气态的杂物质，成为气态杂物质进入预热窑内形成窑气，窑气受预热窑窑外负压吸引排出预热窑外(除去原料粉中杂物质)。

步骤3：将预热后的高温混合料粉从进料口14匀速进入料封喂料器13内，并在料封喂料器13内形成动态封堵料柱体，阻止空气从料封喂料器13的进料口14进入旋转密闭的料封旋转筒12内后，高温混合料粉在匀速喂入已被燃气炉内一氧化碳燃烧加热外筒体表面的旋转密闭的料封旋转筒12内，高温混合料粉在旋转密闭的料封旋转筒12内翻滚流动吸收高温料封旋转筒12内筒体表面表面上的热量继续加温，达到原料粉中钙与硅的1159℃—1211℃化合反应温度，原料粉中的钙与硅在筒内翻滚流动中相互寻找化合反应成粉状硅酸二钙、硅酸三钙。达到1211℃-1231℃失去钙的五氧化二磷与炭在旋转密闭的料封旋转筒12筒内翻滚流动中相互寻找置换反应生成一氧化碳气体(一氧化碳气体并在密闭旋转的料封旋转筒内形成一氧化碳还原气氛氛围)与气态单质磷进入密闭的料封旋转筒12筒内形成筒气。完成反应的高温尾渣粉匀速进入料封出料器2内，并在料封出料器2内形成动态尾渣粉料柱体，阻止空气从出料口3进入旋转密闭的料封旋转筒12内，在匀速从料封出料器2的出料口3排出，冷却后作为水泥厂活性掺和材料。

步骤4：将步骤3：中密闭的料封旋转筒12筒内形成筒气用负压吸引出来进入制磷器内，经循环水从制磷器内顶部进入制磷器内喷出65℃-95℃喷雾水滴冷却吸收混合后落入制磷器下部65℃-95℃的水体中，单质磷重于水(水与单质磷比重约为1、1.8)沉入制磷器内水体下部凝聚成重于水的液态黄磷与水分离。上部分离得到的水循环在利用。制磷器中分离得到的气体为一氧化碳气体。下部分离得到的液态黄磷从制磷器底部放出进入隔绝空气的容器内冷却到41℃以下得到黄磷产品。

步骤5：将步骤4：中制磷器内分离得到的一氧化碳气体用负压引出，经除杂、脱水、加压储存后作为生产用一氧化碳气体燃料。

实施例2

步骤1：把磷矿石粉：71.4％、硅石粉：8％、焦炭粉：20％、催化剂粉：0.6％混匀后制成直径5mm的小颗粒料，称为：小颗粒料。

步骤2：将小颗粒料均匀速进入预热窑内吸收燃气炉内一氧化碳燃烧后产生的热尾气中热量加温，达到857℃-1107℃后，小颗粒料中能成为气态的杂物质，成为气态杂物质进入预热窑内形成窑气，窑气受预热窑窑外负压吸引排出预热窑外(除去原料粉中杂物质)。

步骤3：将预热后的高温小颗粒料从进料口14匀速进入料封喂料器13内，并在料封喂料器13内形成动态封堵料柱体，阻止空气从料封喂料器13的进料口14进入旋转密闭的料封旋转筒12内后，高温小颗粒料在匀速喂入已被燃气炉内一氧化碳燃烧加热外筒体表面的旋转密闭的料封旋转筒12内，高温小颗粒料在旋转密闭的料封旋转筒12内翻滚流动吸收高温料封旋转筒12内筒体表面表面上的热量继续加温，达到原料粉中钙与硅的1159℃—1211℃化合反应温度，原料粉中的钙与硅在筒内翻滚流动中化合反应成小颗粒料状硅酸二钙、硅酸三钙。达到1211℃-1231℃小颗粒料中失去钙的五氧化二磷与炭在旋转密闭的料封旋转筒12筒内翻滚流动中置换反应生成一氧化碳气体(一氧化碳气体并在密闭旋转的料封旋转筒内形成一氧化碳还原气氛氛围)与气态单质进入密闭的料封旋转筒12筒内形成筒气。完成反应的高温小颗粒料尾渣匀速进入料封出料器2内，并在料封出料器2内形成动态小颗粒料尾渣料柱体，阻止空气从出料口3进入旋转密闭的料封旋转筒12内，在匀速从料封出料器2的出料口3排出，冷却后作为水泥厂活性掺和材料。

步骤4：将步骤3：中密闭的料封旋转筒12筒内形成的筒气用负压吸引出来进入制磷器内，经循环水从制磷器顶部进入制磷器内喷成的65℃-95℃喷雾水滴冷却吸收混合后落入制磷器下部65℃-95℃的水体中，单质磷重于水(水与单质磷比重约为1、1.8)沉入制磷器内水体下部聚合成重于水的液态黄磷与水分离。上部分离得到的水循环在利用。制磷器中分离得到的气体为一氧化碳气体。下部分离得到的液态黄磷从制磷器底部放出进入隔绝空气的容器内冷却到41℃以下得到黄磷产品。

步骤5：将步骤4：中制磷器内分离得到的一氧化碳气体用负压引出，经除杂、脱水、加压储存后作为生产用一氧化碳气体燃料。

经测定，小颗粒料尾渣中五氧化二磷的含量为1.31％，五氧化二磷收率95％。

从图4的对比可以看出，本工艺中只要加入8％的硅石粉，就能得到最大的黄磷产率。

磷酸生产方法。

实施例3

将步骤1：、步骤4：中制磷器中分离得到的液态黄磷用液态泵加压喷入磷酸生产线中的高温焚烧炉内，让液态黄磷与氧在高温焚烧炉内氧化反应生成气态五氧化二磷并释放出热量，高温气态五氧化二磷受负压吸引从高温焚烧炉顶部引出后从制酸器顶部进入制酸器内。用加压泵把磷酸液加压从制酸器顶部进入制酸器内喷成雾滴冷却制酸器内高温和吸收气态五氧化二磷中的五氧化二磷，成为增量磷酸液雾滴落入制酸器底部储酸容器中聚合成液态磷酸，放出得到高品质磷酸产品。

装置

实施例4

料封反应装置用于黄磷的生产方法或磷酸的生产方法中，包括料封旋转筒12和燃气炉，所述料封旋转筒12位于所述燃气炉中，所述料封旋转筒12，其筒型为圆筒形。

所述燃气炉包括燃气炉外壳8和由所述燃气炉外壳8围合成的燃烧室10，所述燃气炉外壳8的内侧壁设置有燃气炉窑保温层9，用于对燃烧室10进行保温。

所述料封旋转筒12的一端设置有原料进口14、料封喂料器13和筒气出气口15，所述料封旋转筒12的另一端设置有料封出料器2和尾渣粉出料口2，所述料封旋转筒12连接有齿轮结构，所述齿轮结构包括从动大齿轮1、主动小齿轮5和可调转速的动力装置4。

本发明的料封旋转筒12他是通过主动小齿轮5驱动大齿轮1转动，他又与料封喂料器13与料封出料器2共同组成一个转动内部密闭的料封旋转筒12。旋转密闭的料封旋转筒12的外壳表面又能接受燃气炉内一氧化碳燃烧产生的高温热量，又能把外壳接受到的高温热量传递到密闭的料封旋转筒12内筒体表面。又能接受高温混合料粉或高温小颗粒料从料封喂料器13出料口匀速进入旋转的料封旋转筒12内吸收内壁高温热量进行高温化合与置换反应。又能把已完成反应的高温尾渣粉或高温尾渣小颗粒料匀速从旋转的封料旋转筒12筒内排出筒外。

所述料封喂料器13：他的出料端设有静态密封圈与料封旋转筒12的进料端设有的动态密封圈对接形成静、动密封，静、动密封圈对料封喂料器13出料端与料封旋转筒12进料端对接部位进行动态密封，阻止空气从动、静密封接触处进入料封旋转筒12内部。然后用混合料粉或小颗粒料匀速进入料封喂料器13内并在料封喂料器13内形成匀速进出料的动态混合料粉封堵料柱体或小颗粒料封堵料柱体，用动态混合料粉封堵料柱体或小颗粒料封堵料柱体对已开启旋转的封料旋转筒12的进料端进行封赌，阻止空气从封喂料器13的进料口14进入料封旋转筒12内部。

所述料封出料器2：他的进料端设有静态密封圈与旋转的料封旋转筒12的出料端设有的动态密封圈对接形成动、静密封，动、静密封圈对料封旋转筒12出料端与料封出料器2进料端的接触部位进行动、静密封，阻止空气从动、静密封接触处进入料封旋转筒12筒内部。然后用尾渣粉或尾渣小颗粒料匀速进入料封出料器2内，并在料封出料器2内形成动态尾渣粉料封堵柱体或尾渣小颗粒封堵料料柱体，用动态尾渣粉料柱体或尾渣小颗粒料料柱体对旋转的封料旋转筒12的出料端进行封赌，阻止空气从料封出料器2的出料口进入料封旋转筒12内部。尾渣粉与尾渣小颗粒料又能从料封出料器2出料口匀速排出。

所述燃气炉上设置有燃烧室10、燃气进气口7、空气进气调节口6以及燃气尾气出口16，所述燃气进气口7、空气进气调节口6、燃气尾气出口16均与所述燃烧室10相通。

实施例5

黄磷生产线，包括依次设置的混粉器、预热器、料封反应装置以及制磷器，所述制磷器还连接有一氧化碳加压储气站，所述燃气尾气出口16与所述预热器连接，所述筒气出气口15与所述制磷器连接。

所述预热器为卧式旋转筒式预热器。

在本发明中，所述“上”、“下”、“顶”和“底”均以附图所示方位为准。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.窑法预热料封旋转筒内置换生产黄磷的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将磷矿石粉、硅石粉、焦炭粉、催化剂粉按生产要求配合混匀，称为：混合料粉；

步骤2：将混合料粉均匀速进入预热窑内吸收燃气炉内一氧化碳燃烧后产生的热尾气中热量加温，达到857℃-1107℃后，混合料粉中能成为气态的杂物质，成为气态杂物质进入预热窑内形成窑气，窑气受预热窑窑外负压吸引排出预热窑外；

步骤3：将预热后的高温混合料粉从进料口(14)匀速进入料封喂料器(13)内，并在料封喂料器(13)内形成动态封堵料柱体，阻止空气从料封喂料器(13)的进料口(14)进入旋转密闭的料封旋转筒(12)内后，高温混合料粉在匀速喂入已被燃气炉内一氧化碳燃烧加热外筒体表面的旋转密闭的料封旋转筒(12)内，高温混合料粉在旋转密闭的料封旋转筒(12)内翻滚流动吸收高温料封旋转筒(12)内筒体表面表面上的热量继续加温，达到原料粉中钙与硅的1159℃-1211℃化合反应温度，原料粉中的钙与硅在筒内翻滚流动中相互寻找化合反应成粉状硅酸二钙、硅酸三钙，达到1211℃-1231℃失去钙的五氧化二磷与炭在旋转密闭的料封旋转筒(12)筒内翻滚流动中相互寻找置换反应生成一氧化碳气体，一氧化碳气体并在密闭旋转的料封旋转筒内形成一氧化碳还原气氛氛围与气态单质磷进入密闭的料封旋转筒(12)筒内形成筒气，完成反应的高温尾渣粉匀速进入料封出料器(2)内，并在料封出料器(2)内形成动态尾渣料粉料柱体，阻止空气从出料口(3)进入旋转密闭的料封旋转筒(12)内，在匀速从料封出料器(2)的出料口(3)排出，冷却后作为水泥厂活性掺和材料；

步骤4：将步骤3中密闭的料封旋转筒(12)筒内形成筒气用负压吸引出来进入制磷器内，将循环水从制磷器内顶部喷入制磷器内的65℃-95℃喷雾水滴冷却吸收混合后落入制磷器下部65℃-95℃的水体中，单质磷重于水，沉入制磷器内水体下部聚合成重于水的液态黄磷与水分离，上部分离得到的水循环在利用，制磷器中分离得到的气体为一氧化碳气体，下部分离得到的液态黄磷从制磷器底部放出进入隔绝空气的容器内冷却到41℃以下得到黄磷产品；

步骤5：将步骤4中制磷器内分离得到的一氧化碳气体用负压引出，经除杂、脱水、加压储存后作为生产用一氧化碳气体燃料。

2.根据权利要求1所述的黄磷的生产方法，其特征在于，混合料粉：形态为粉状，细度为81目-452目。

3.根据权利要求1或2所述的黄磷的生产方法，其特征在于，将混合料粉制成小颗粒料，形态为圆形状，直径1mm-5mm小颗粒料。

4.根据权利要求1或2所述的黄磷的生产方法，其特征在于，所述预热窑可采用水泥厂水泥生产线中五级旋风预热器与熟料煅烧旋窑生产线作为预热窑或其它卧式旋转筒式预热窑、立筒式预热窑、沸腾炉式预热窑、旋风筒式或多级旋风筒式预热器。

5.根据权利要求1或2所述的黄磷的生产方法，其特征在于，所述预热窑内的热量为一氧化碳气体在燃气炉内燃烧后尾气中的热量，所述一氧化碳气体燃料为黄磷的生产方法中步骤4中制磷器内分离得到的一氧化碳气体，经除杂、脱水、加压储存后的一氧化碳气体燃料。

6.磷酸的生产方法，其特征在于，将权利要求1-5任一项所述的黄磷的生产方法中步骤4中制磷器中分离得到的液态黄磷用液态泵加压喷入磷酸生产线中的高温焚烧炉内，液态黄磷与氧在高温焚烧炉内氧化反应生成气态五氧化二磷并释放出热量，高温气态五氧化二磷受负压吸引从高温焚烧炉顶部出气口引出从制酸器顶部进入制酸器内，加压泵把磷酸液加压从制酸器顶部进入制酸器内，喷成磷酸液雾滴冷却制酸器内高温和吸收气态五氧化二磷中的五氧化二磷，成为增量磷酸液雾滴落入制酸器底部储酸容器中聚合成液态磷酸，放出得到高品质磷酸产品。

7.料封反应装置，其特征在于，用于如权利要求1-5任一项所述的黄磷的生产方法或者权利要求6的磷酸的生产方法中，包括料封旋转筒(12)和燃气炉，所述料封旋转筒(12)位于所述燃气炉中。

8.根据权利要求7所述的料封反应装置，其特征在于，所述料封旋转筒的一端设置有原料进口(14)、料封喂料器(13)和筒气出气口(15)，所述料封旋转筒(12)的另一端设置有料封出料器(2)和尾渣粉出料口(3)，所述料封旋转筒(12)连接有旋转驱动装置。

9.根据权利要求7或8所述的料封反应装置，其特征在于，所述燃气炉上设置有燃烧室(10)、燃气进气口(7)、空气进气调节口(6)以及燃气尾气出口(16)，燃气进气口(7)、空气进气调节口(6)、燃气尾气出口(16)均与所述燃烧室(10)相通。

10.根据权利要求7所述的料封反应装置，其特征在于，料封反应筒(12)为耐高温、耐高温氧化、耐高温腐蚀合金做成，形状为圆形长筒。

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