[发明专利]同时生产黄磷和磷酸的装置和方法

权利要求书

1.一种同时生产黄磷和磷酸的装置，其特征在于，所述装置包括窑体基础、窑体、窑车、轨道、加热段燃烧室、烧嘴、排气口和加料设备，其中窑体安装在窑体基础上，窑车通过轨道穿过窑体往复运动，加料设备设置在窑体外的两侧并且与窑体分离，窑车在第一工作位置和第二工作位置之间移动，窑车的长度大于窑体的长度从而从窑体的任一侧突出，以便通过任一侧的加料设备对窑车加料。

2.根据权利要求1所述的同时生产黄磷和磷酸的装置，其特征在于，烧嘴设置在加热段燃烧室的顶部，烧嘴的端部设置有水冷设备，并且烧嘴包括启动烧嘴、P₂烧嘴和CO烧嘴。

3.根据权利要求2所述的同时生产黄磷和磷酸的装置，其特征在于，排气口设置在加热段燃烧室的两侧并且分别与引风机连接，引风机的下游设置气体分离设备。

4.根据权利要求3所述的同时生产黄磷和磷酸的装置，其特征在于，气体分离设备分别与P₂烧嘴、CO烧嘴、CO₂回收设备、黄磷吸收设备和磷酸吸收设备连接。

5.根据权利要求2所述的同时生产黄磷和磷酸的装置，其特征在于，所述装置还包括分别与启动烧嘴、P₂烧嘴和CO烧嘴连接的O₂供应设备。

6.根据权利要求1所述的同时生产黄磷和磷酸的装置，其特征在于，窑车在加料之后与窑体上部和两侧的间隙为10-20mm。

7.一种使用权利要求1-6任一项所述的装置同时生产黄磷和磷酸的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

i)将磷矿石、硅石和焦炭或原煤磨制成粉末，用粘结剂粘合形成料球并进行烘干；

ii)在窑体的一侧通过加料设备将烘干的料球装入窑车；

iii)使装有料球的窑车通过轨道从第一工作位置穿过窑体朝向第二工作位置移动，在加热段燃烧室使用启动烧嘴用火焰加热至1200-1400℃，使加热段燃烧室区域内的料球发生还原反应生成P₂蒸汽和CO气体；

iv)在窑车移动的过程中，通过排气口负压抽引使生成的P₂蒸汽和CO气体流动通过窑车中的未反应床层的料球，对未反应床层的料球进行预热之后从排气口排出；

v)通过气体分离设备分离P₂蒸汽和CO气体，将一部分P₂蒸汽和全部CO气体分别送回P₂烧嘴和CO烧嘴，与来自O₂供应设备的O₂发生氧化反应同时充当加热燃料，形成P₂O₅气体和CO₂气体；

vi)通过气体分离设备分离P₂O₅气体和CO₂气体；

vii)当窑车到达第二工作位置时，卸出反应完全的料球，通过加料设备重新加料之后使窑车反向移动并且继续进行上述步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，控制窑车的移动速度使得窑车中的料球在加热段燃烧室中停留25-35分钟。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将步骤v)中分离的另一部分P₂蒸汽送往黄磷吸收设备，将步骤vi)中分离的P₂O₅气体送往磷酸吸收设备，将步骤vi)中分离的CO₂气体送往CO₂回收设备。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，控制排气口使得高温反应气体流动通过窑车中的未反应床层的料球并且降温至500℃以下排出。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤iii)中在加热段燃烧室使用启动烧嘴用火焰加热至1350℃。