一种用于联产黄磷和合成气的气化还原装置和方法.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CN111394133A(43)申请公布日2020.07.10(21)申请号202010330541.6C10J3/82(2006.01)(22)申请日2020.04.24C01B3/50(2006.01)C01B25/027(2006.01)(71)申请人贵州航天迈未科技有限公司C01B25/047(2006.01)地址550300贵州省贵阳市开阳县城关镇开州大道204号交通局二楼(72)发明人许洋毛炜赵静一王明坤(74)专利代理机构北京中慧创科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11721代理人由元(51)Int.Cl.C10J3/20(2006.01)C10J3/30(2006.01)C10J3/34(2006.01)C10J3/72(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图3页(54)发明名称一种用于联产黄磷和合成气的气化还原装置和方法(57)摘要本发明提供一种用于联产黄磷和合成气的气化还原装置，其包括磷煤气化还原单元和激冷单元，所述磷煤气化还原单元与所述激冷单元上下相连通，其中，所述磷煤气化还原单元：实现所述磷煤气化还原单元内各物料的气化还原反应，得到含磷炉气；所述激冷单元：用于将磷煤气化还原反应过程中形成的渣料冷却成固态并排出。本发明还提供一种利用所述气化还原装置实施联产黄磷和合成气的方法。本发明是一种能量利用率高、工艺优化、节能环保、成本更低的技术。CN111394133ACN111394133A权利要求书1/3页1.一种用于联产黄磷和合成气的气化还原装置，其特征在于，包括磷煤气化还原单元和激冷单元，所述磷煤气化还原单元与所述激冷单元上下相连通；所述磷煤气化还原单元：实现所述磷煤气化还原单元内各物料的气化还原反应，得到含磷炉气；所述激冷单元：用于将磷煤气化还原反应过程中形成的渣料冷却成固态并排出。2.根据权利要求1所述的气化还原装置，其特征在于，所述磷煤气化还原单元包括自上而下依次设置的进料口(12)、反应室(11)和熔渣池(15)；所述进料口(12)，位于所述反应室(11)的上方，用于为所述磷煤气化还原反应提供固体物料；所述反应室(11)的侧下方设置有进气口(13)，用于为所述磷煤气化还原反应提供气体物料；所述反应室(11)的侧上方设置有出气口(14)，用于导出所述含磷炉气；所述熔渣池(15)，位于所述反应室(11)的正下方，用于承接所述磷煤气化还原反应中形成的渣料并排出到位于所述熔渣池(15)下方的所述激冷单元。3.根据权利要求2所述的气化还原装置，其特征在于，所述反应室(11)中设置有至少一层煤料层(111)和至少一层磷料层(112)，所述煤料层(111)和所述磷料层(112)以间隔铺设的方式布置，所述煤料层(111)包括原料煤和/或焦炭，所述磷料层(112)包括磷球球团，其中，所述磷料层(112)和所述煤料层(111)的料层高度比设置如下：其中：H1——每小时消耗的磷料层高度，单位为m；H2——每小时消耗的煤料层高度，单位为m；Q——生产单位质量产品黄磷需要的热量，单位为J/kg；q——单位质量的原料煤和/或焦炭与氧气反应放出的热量，单位为J/kg；M——产品黄磷的质量，单位为kg；a——原料煤和/或焦炭中的碳含量，％；b——原料煤和/或焦炭中的碳的转化率，％；ρ——原料煤和/或焦炭的堆积密度，单位为kg/m3；d——反应单元的直径，单位为m。4.根据权利要求2所述的气化还原装置，其特征在于，所述磷煤气化还原单元还包括进料导管(16)；所述进料导管(16)位于所述进料口(12)的正下方，用于将所述固体物料竖直导入所述反应室(11)中。5.根据权利要求2所述的气化还原装置，其特征在于，所述熔渣池(15)为倒锥形结构，上部用于承接来自所述反应室(11)的熔渣，下部设有熔渣出口(151)，所述熔渣出口(151)与所述激冷单元相连通，用于排出所述渣料。2CN111394133A权利要求书2/3页6.根据权利要求5所述的气化还原装置，其特征在于，所述激冷单元位于所述磷煤气化还原单元的下方，通过法兰与所述磷煤气化还原单元连接，所述熔渣出口(151)穿过法兰直通所述激冷单元，使所述渣料排出到所述激冷单元。7.根据权利要求6所述的气化还原装置，其特征在于，所述激冷单元自上而下包括燃烧室和激冷室；所述燃烧室的上部设置有环形气道(21)、位于所述环形气道上的环形烧嘴(211)、点火枪(23)、烟气罩(25)和烟气冷却盘管(26)；所述环形气道(21)，用于向所述环形烧嘴(211)通入燃料和空气的混合气体；所述环形烧嘴(211)，用于向所述熔渣出口(151)喷射所述混合气体；所述点火枪(23)，用于引燃所述环形烧嘴(211)喷出的所述混合气体，在燃烧状