基于氧热法的黄磷制备工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112624069A(43)申请公布日2021.04.09(21)申请号201910947932.X(22)申请日2019.10.09(71)申请人车建青地址650032云南省昆明市五华区教场西路荷叶馨园小区6幢2单元101室(72)发明人汤允王勤辉车建青叶超(51)Int.Cl.C01B25/027(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称基于氧热法的黄磷制备工艺(57)摘要本发明要解决的问题是，克服现有技术生产成本较高，副产煤气产量低等不足，提供一种基于氧热法的黄磷制备工艺。所述气流床反应器顶部设有进料喷嘴3，炉子中下部设有磷矿石给料器1，炉子中下部设有合成气出口7，炉子底部设有排渣口6，炉膛内部自上而下分为气化反应区10和熔池反应区11。合成气出口7与带水冷壁筒体相连8，该筒体同时设有给水进口9和蒸汽出口10。水冷壁筒体的合成气出口11与磷矿石/硅石预热器12相连接。利用过量煤炭与氧气发生部分气化反应，产生大量的热量和焦炭，将热量和焦炭用于磷矿石的还原，产生的黄磷升华进入合成气中，然后将合成气中的黄磷进行分离、提纯，副产高品质合成气可以作为化工原料加以利用。CN112624069ACN112624069A权利要求书1/1页1.一种基于氧热法的黄磷制备工艺，主要设备装置包括设置有喷嘴和排渣口的气流床反应器。其特征在于，所述气流床反应器顶部设有喷嘴，氧气与煤粉通过喷嘴进入反应器内，反应器中下部设有磷矿/硅石给料口，磷矿/硅石通过给料口进入反应器，反应器中下部设有合成气出口，反应器内部自上而下分别为煤炭气化反应区和熔池反应区。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的气流床反应器设有排渣口，排渣口与排渣余热回收装置相连。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的合成气出口与带有水冷壁筒体相连，带水冷壁筒体设有合成气进口、出口，给水进口以及蒸汽出口。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于合成气出口与磷矿石预热装置相连，磷矿石预热装置设有合成气进口和出口，磷矿石给料口和出口。5.基于权利要求1所述装置的氧热法制黄磷工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)将过量的煤粉和纯氧通过炉顶喷嘴喷入气流床反应器中，煤粉粒径小于100μm，煤粉和纯氧在反应器上部的气化反应区发生反应，产生合成气和焦炭，并产生大量的热量，氧气和煤炭的质量比例控制在0.5-0.8，反应器常压运行，运行温度为1400℃-1500℃。(2)预热后的磷矿石和/石通过反应器下部的给料口送入反应器的熔池反应区，在高温下磷矿石和硅石变成熔融状态，与来自气化反应区的焦炭发生还原反应，产生含磷合成气、熔渣及磷铁。(3)熔渣通过排渣口排出反应器进入余热回收装置，磷铁进入激冷水池进行水淬，含磷合成气通过反应器下部出口离开反应器，进入水冷壁筒体，冷却水由给水进口进入水冷壁水管中，在筒体内与高温含磷合成气进行换热，经过冷却降温，含磷合成气温度下降，冷却水转化为高温蒸汽。(4)含磷合成气离开水冷壁筒体后送入磷矿石预热器中，用于磷矿石和硅石的预热，并使含磷合成气温度下降。2CN112624069A说明书1/3页基于氧热法的黄磷制备工艺技术领域[0001]本发明涉及黄磷制备领域，特别涉及一种基于氧热法的黄磷制备工艺。技术背景[0002]黄磷是一种极为重要的基础工业原料，广泛地应用于化工、农药等领域，目前我国的黄磷总产量居世界首位，黄磷产地主要位于云南、贵州、四川、湖南四省。目前黄磷的生产工艺主要是高炉法和电炉法。高炉法采用固定床反应器，以空气作为氧化剂与焦炭反应，设备庞大，系统复杂，煤气中CO的含量仅为30％，利用价值较低，因此市场占有率低。而电炉法是将磷矿石、硅石和焦炭的混合料加入电炉内(硅石作为助熔剂，焦炭作为还原剂和导体)，通电提供热能将其熔融，使得焦炭与磷矿石发生还原反应，产生黄磷，黄磷升华进入煤气中，含磷煤气经热量回收、除尘、洗涤冷凝后精制分离得到成品磷。但是通过电炉法获得的黄磷生产成本高，而且副产的煤气产量较低，难以有规模的、经济的用作化工原料。发明内容[0003]本发明要解决的问题是，克服现有技术生产成本较高，副产煤气产量低等不足，提供一种基于氧热法的黄磷制备工艺。[0004]为解决现有技术存在的不足，本发明的解决方案是：[0005]提供一种基于氧热法的黄磷制备工艺，主要设备装置包括设置有喷嘴和排渣口的气流床反应器。[0006]所述气流床反应器顶部设有进料喷嘴，炉子中下部设有磷矿石进料口，炉子中下部设有煤气出口，炉子底部设有排渣口，炉膛内部自上而下分为气化反应区和熔池反应区。[0007]本发明中，所述煤气余热回收装置包括水冷壁筒体和磷矿石/硅石预热器，煤气出口与带水冷壁筒