恭喜贵州航天迈未科技有限公司许洋获国家专利权
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龙图腾网恭喜贵州航天迈未科技有限公司申请的专利一种用于联产黄磷和合成气的气化还原装置和方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN111394133B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202010330541.6,技术领域涉及:C10J3/20;该发明授权一种用于联产黄磷和合成气的气化还原装置和方法是由许洋;毛炜;赵静一;王明坤设计研发完成,并于2020-04-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于联产黄磷和合成气的气化还原装置和方法在说明书摘要公布了: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。
本发明授权一种用于联产黄磷和合成气的气化还原装置和方法在权利要求书中公布了:1.一种气化还原装置实施联产黄磷和合成气的方法,其特征在于,所述方法包括磷煤气化还原反应过程和排渣过程;所述磷煤气化还原反应过程包括如下步骤:A1:将磷矿石、无烟煤和硅石经过破碎、磨粉并按磷矿石:无烟煤:硅石的质量比为(30-80):(10-30):(10-20)混合制成磷球球团,再将制得的磷球球团以及原料煤和或焦炭分别通过进料口(12)投料进反应室(11)中,其中,磷球球团置于磷料层(112)上,原料煤和或焦炭置于煤料层(111)上;A2:将水蒸气和高纯氧气,分别通过进气口(13)通入反应室(11)中,氧汽比为1.1Nm3kg,位于反应室(11)下部的煤料层(111)在反应室(11)的底部与氧气接触、燃烧产生高温炉气向上流动;A3:随着炉气向上流动,带动反应室(11)内部整体的热量流动和循环,同时促进反应室(11)中的物料充分混合、接触,反应室(11)内的压力为1-10MPa、温度为1200-1600℃,磷球球团中的磷矿石被还原成单质磷,反应过程中产生的含磷炉气从出气口(14)排出;所述排渣过程包括如下步骤:S1:在磷煤气化还原单元正常运行时,点火枪(23)引燃环形烧嘴(211)喷出的燃料和空气的混合气体,在燃烧状态时,对熔渣出口(151)处的渣料进行二次气化,二次气化产生的烟气被密封在由烟气罩(25)和激冷水(22)形成的气化空间中并经烟气冷却盘管(26)排出激冷单元,通过控制通入环形烧嘴(211)的混合气体量,保持烟气罩(25)内的压力P1大于熔渣池(15)内的压力P2,且差值P1-P2为5-16.3Kpa,此时,固态渣料出口为封闭状态;S2:随着熔渣池(15)内承接的渣料增多,烟气罩(25)与熔渣池(15)的压力差值P1-P2逐渐减小,当压力差值低于5Kpa时,停止向环形烧嘴(211)通入混合气体,二次气化未完全燃烧掉的渣料通过熔渣出口(151)排出、落入激冷水(22)中冷却形成固态渣料,再经由固态渣料出口(24)排出,待排渣过程结束后,重复S1和S2步骤;其中,所述方法利用一种用于联产黄磷和合成气的气化还原装置,所述气化还原装置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;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;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Jkg;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Jkg;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kgm3;d——反应单元的直径,单位为m;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,在燃烧状态时,对所述熔渣出口(151)处的渣料进行二次气化,从而保持所述熔渣出口(151)始终处于不堵塞的状态;所述烟气罩(25),用于形成气化空间,通过下方的激冷水(22)的液封效果将二次气化产生的烟气密封在所述烟气罩(25)中;所述烟气冷却盘管(26),连接于所述烟气罩(25)的上方,用于将二次气化产生的烟气排出所述激冷单元。
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