[实用新型]一种磷矿脱碳煅烧装置

说明书

技术领域

本实用新型属于磷矿脱碳煅烧领域。

背景技术

我国磷矿石品位较低，除少数富矿可以直接使用外，大部分需要选矿才能利用，筛选剩下的尾矿则大量堆弃，浪费比较严重。磷矿属于不可再生的资源，对低品位的磷矿资源洗选利用，特别是对低品位的磷矿进行预煅烧是提高黄磷生产的磷回收率，节能降耗的有效措施。磷矿石中碳酸盐的反应为吸热反应，大量碳酸盐的存在会导致煅烧黄磷炉内温度下降。同时，碳酸盐分解后放出的CO₂与磷蒸汽作用生成磷的低价氧化物会带来磷的损失，降低了磷的回收率，碳酸盐的分解还会增加电耗和焦炭消耗量。磷矿中的碳酸盐高温分解造成矿物粒度发生变化，对煅烧炉运行及精制后处理带来困难。因此，预煅烧除去磷矿石中碳酸盐更有利于黄磷生产。然而目前传统生产黄磷方法或未进行预煅烧，或即便是有预煅烧，在装备及换热方式等方面都比较落后，对高温烟气和高温磷矿熟料的热回收率较低，没有真正实现节能降耗的最佳条件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提出一种碳酸盐分解率高，能极大提高后续工艺的磷回收率，并显著实现节能降耗的磷矿预煅烧装置。

本实用新型目的通过下述技术方案来实现：

一种磷矿脱碳煅烧装置，包括依次联通的烟气热回收及磷矿粉预热段、磷矿粉流化煅烧分解段和磷矿熟料冷却及热回收段，所述烟气热回收及磷矿粉预热段包括相连通的至少一级气固分离器，所述磷矿粉流化煅烧分解段为一物料分散流化煅烧装置，所述磷矿熟料冷却及热回收段包括相连通的风冷装置和至少一级气固分离器；各段的各级气固分离器以空气依次流经顺序为序定义为起始的第一级，以及第二、第三级，直至最后的第N级气固分离器，各级气固分离器气体出口与其下一级气固分离器气体进口间管路连通，各级气固分离器固相物料出口与其上一级气固分离器和上上级气固分离器间的气体管路连通；所述磷矿熟料冷却及热回收段的风冷装置的出风口经管路与其第一级气固分离器的气体进口连通，其最后一级气固分离器的气体出口与所述磷矿粉流化煅烧分解段的物料分散流化煅烧装置的空气入口连通，且其第一级气固分离器的固相物料出口与风冷装置的物料入口连通；所述磷矿粉流化煅烧分解段的物料分散流化煅烧装置的气体出口与所述烟气热回收及磷矿粉预热段的第一级气固分离器的气体入口连通，该第一级气固分离器的固相物料出口与所述磷矿熟料冷却及热回收段的第N级气固分离器的气体入口管路连通；所述烟气热回收及磷矿粉预热段包括至少两级气固分离器时，在第N级气固分离器的气体入口管路上设有磷矿粉喂料口，且所述烟气热回收及磷矿粉预热段的第二级气固分离器的固相物料出口与所述磷矿粉流化煅烧分解段的物料分散流化煅烧装置的物料入口连通，或者，所述烟气热回收及磷矿粉预热段包括仅一级气固分离器时，磷矿粉喂料口与所述磷矿粉流化煅烧分解段的物料分散流化煅烧装置的物料入口直接连通。

上述方案中，所述N为正整数，其中“第一级，以及第二、第三级，直至最后的第N级气固分离器”的说法只是说明各气固分离器的命名方式，并不是对其数量的限定。其中，风冷装置作为整个磷矿脱碳煅烧装置的初始风源和磷矿熟料最后冷却及热回收点，既是空气流的起点也是物料流的终点，既提供空气源也提供空气动力，通过空气流和物料流在整个装置内的交汇，一举两得地同时实现初始冷空气流的加热、流化煅烧，最后的热量回收，和初始冷磷矿粉原料的预热、流化煅烧，最后的冷却，也同时实现对磷矿粉原料的最佳煅烧实现高磷回收率和最大化的能量利用率：

1、在高温烟气热回收及磷矿粉预热段，特定设计的多级气固分离系统，实现各个特定级别温度的高温烟气与与其最佳对应的特定级别温度的冷物料的分层组合下的最佳混合、换热，悬浮顺流换热，由此同时实现物料的最佳预热为后续预煅烧打下基础，同时又最大化地回收高温烟气中的热量：

以三级气固分离器为例，经过洗选等前期工艺获得的磷矿粉通过输送装置喂入磷矿煅烧预热系统，磷矿粉流化煅烧分解段的物料分散流化煅烧装置的高温烟气进入第一级气固分离器，物料首先喂入第二、三级气固分离器之间的气体连接管，在连接管内，喂入的冷磷矿粉与第二级气固分离器的出口的较高温烟气充分混合，该较高温烟气流既是冷磷矿粉物料流的第一次预热的热源也是其动力源，同时冷磷矿粉物料流也是该较高温烟气流的第二次冷却的冷源，冷磷矿粉物料流在此完成第一次的悬浮顺流换热，然后气固混合物一同进入第三级气固分离器，在第三级气固分离器内完成气固分离，烟气排出系统，固相物料则通过第三级气固分离器固相物料出口喂入第一、二级气固分离器之间的气体连接管。