一种带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧工艺与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧工艺与系统，包括如下步骤：第一级出窑烟气热回收：在助燃风换热单元内，出窑烟气将入窑三次风加热至600～900℃后引入回转窑窑头内，出窑烟气降至600～800℃，实现烟气热量第一级回收；第二级出窑烟气热回收：出助燃风换热单元的烟气进入生料预热单元，加热生料，使生料从常温加热至500～700℃，烟气降至300～500℃，实现烟气热量的第二级回收；生料煅烧：经预热后的粉状生料入回转窑煅烧，制备脱氟磷酸三钙熟料；熟料冷却：出窑脱氟磷酸三钙熟料经窑头冷却机冷却后，制成成品。本发明专利技术实现了烟气热焓回收，降低了系统热耗，减少了回转窑热负荷，提升了窑系统产量。提升了窑系统产量。提升了窑系统产量。

【技术实现步骤摘要】
一种带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧工艺与系统


[0001]本专利技术涉及磷酸三钙生产
，特别是涉及一种带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧工艺与系统。

技术介绍

[0002]脱氟磷酸钙是一种性能优良的无机饲料添加剂，用于禽畜具有显著的增产、增重效果。我国饲料磷酸盐的生产起步较晚，从60年代开始研究生产，而真正开始生产和使用是在80年代末期，经过90年代的快速发展，装置能力由几万吨增加至上百万吨，目前国内已建成的装置生产能力已超过100万吨，成为仅次于美国的世界第二大饲料磷酸盐生产国。虽然国内饲料磷酸盐依靠资源优势和能源优势发展较快，但仍然存在产品初级、技术落后、布局分散、应用面窄等问题。磷酸法脱氟磷酸钙的生产是一个非常复杂的多相反应过程，反应中脱氟程度的高低是影响产品质量合格与否的关键。脱氟磷酸钙的生产有烧结脱氟法和熔融脱氟法两种，其基本原理都是在高温下蒸汽脱氟。由于熔融法以低品位磷矿为原料，杂质多、能耗大，产品质量差，作饲料级产品通常达不到要求，现已逐步被淘汰。烧结脱氟法是将磷矿粉及添加剂在高温下进行烧结，与水蒸气接触反应而脱氟，是目前世界上广泛采用的方法。
[0003]脱氟磷酸三钙的生产工艺一般采用高温法，其中磷矿钠盐磷酸烧结法工艺在欧美、日本等发达国家技术完善产品质量可靠，生产规模较大，其生产企业和技术主要集中在几个大公司，如美国PCS、IMC公司和日本小野田化学株式会社，是国际主流生产工艺。在脱氟磷酸三钙的生产上我国与国外相比仍然存在较大差距，表现在我国脱氟磷酸钙产量低，装置规模小，尚未发展形成规模化产业。
[0004]脱氟磷酸三钙的焙烧温度一般高达1400℃以上，现有工艺一般采用干法回转窑煅烧。从矿山开采出的天然矿石，通过选矿提升五氧化二磷含量后，添加少量的工业级硫酸，经过计量混合成球，然后送入回转窑用煤焦油加热煅烧发生高温反应，脱出磷矿中的氟，生成磷酸三钙、磷酸钠钙及其它磷酸盐组成的复合型钙磷矿物饲料添加剂。该工艺中，入窑生料需造粒成球，导致窑内燃料燃烧产生的热量传递到物料的速度慢，料球煅烧脱氟时间长，限制了回转窑的产量；且出回转窑烟气温度往往高达700℃以上，烟气带出系统的热焓很高，导致热损失占整个烧成热耗的40％左右；同时，由于入窑物料未经过预热处理，物料入窑后需经过长时间的预热烘干，回转窑内热负荷相对较大，从而限制了回转窑的能力提升，导致烧结法制脱氟磷酸三钙生产线规模相对较小，能耗高、污染大、生产成本高。
[0005]综上，现有技术存在的问题是：
[0006](1)现有工艺采用回转窑煅烧脱氟磷酸三钙，出窑烟气带出大量的热量，未得到有效地回收利用，导致烧成系统热耗高，燃料消耗量大。
[0007](2)现有工艺中，入窑生料需造粒成球，窑内燃料燃烧产生的热量传递到物料的速度慢，料球煅烧脱氟时间长，限制了回转窑的产量。
[0008](3)现有工艺中，入窑生料未经过预热处理，物料入窑后需经过长时间的预热烘
干，回转窑内热负荷相对较大，从而限制了回转窑的能力提升。
[0009]因此，针对现有回转窑煅烧脱氟磷酸三钙的工艺，有必要开发一种可实现烟气热焓回收，降低系统热耗，减少回转窑热负荷，提升窑系统产量的磷酸三钙煅烧工艺及系统。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的之一在于提供一种带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧工艺，该工艺通过在窑尾增加带多相联合换热回收烟气热焓的工序，将出窑高温烟气通过气
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气换热和气
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料换热处理后，烟气热量传递到入窑助燃风和入窑生料，实现了烟气热焓回收，降低了系统热耗，减少了回转窑热负荷，提升了窑系统产量。
[0011]本专利技术的另一目的在于提供一种带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧系统。
[0012]本专利技术是这样实现的，一种带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧工艺，包括如下步骤：
[0013]第一级出窑烟气热回收：出窑烟气经烟气进口进入助燃风换热单元，入窑三次风经助燃风进口进入助燃风换热单元，出窑烟气的热量将入窑三次风加热至600～900℃后引入回转窑窑头内，出窑烟气从800～1000℃降至600～800℃，实现烟气热量第一级回收；
[0014]第二级出窑烟气热回收：出助燃风换热单元的烟气进入生料预热单元，加热生料，使生料从常温加热至500～700℃，烟气从600～800℃降至300～500℃，实现烟气热量的第二级回收；
[0015]生料煅烧：经预热后的粉状生料入回转窑煅烧，制备脱氟磷酸三钙熟料；
[0016]熟料冷却：出窑脱氟磷酸三钙熟料经窑头冷却机冷却后，制成成品。
[0017]优选的，还包括出窑烟气除尘：出窑烟气在进入助燃风换热单元之前，先经窑尾旋风收尘器进行收尘处理，收集的粉尘返回回转窑，除尘后的烟气再进入助燃风换热单元。
[0018]优选的，所述入窑三次风为空气。
[0019]优选的，入生料预热单元的生料为粉状，细度为80um筛余小于50％。
[0020]一种带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧系统，包括回转窑、冷却机、窑尾烟室、助燃风换热单元和生料预热单元，所述窑尾烟室、回转窑和冷却机依次相连，所述窑尾烟室的烟气出口与助燃风换热单元的烟气进口相连，所述助燃风换热单元的烟气出口与生料预热单元底端的烟气进口相连，所述述助燃风换热单元的助燃风出口与回转窑的窑头罩相连，所述生料预热单元底端的出料口与所述窑尾烟室相连，所述回转窑的窑头处设置有窑头燃烧器。
[0021]优选的，所述助燃风换热单元的烟气进口与窑尾烟室的烟气出口之间设置有窑尾旋风收尘器，所述窑尾旋风收尘器的烟气进口与窑尾烟室的烟气出口相连，所述窑尾旋风收尘器的烟气出口与助燃风换热单元的烟气进口相连，所述窑尾旋风收尘器的出料口与窑尾烟室相连。
[0022]优选的，所述助燃风换热单元包括气
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气换热器，所述气
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气换热器的烟气进口与窑尾烟室的烟气出口相连，所述气
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气换热器的烟气出口与生料预热单元的烟气进口相连，所述气
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气换热器的助燃风出口与回转窑的窑头罩相连。
[0023]进一步优选的，所述气
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气换热器的助燃风进口的管道上设置有进风阀门和风机，气
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气换热器的助燃风出口的管道上设置有出风阀门。
[0024]优选的，所述生料预热单元包括至少一级旋风预热器，所述旋风预热器包括旋风筒、及连接旋风筒的风管和料管。
[0025]本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0026]1、本专利技术通过在窑尾设置多相联合换热将出窑烟气热焓充分回收。其中，第一级换热为气相
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气相换热，将高品位烟气热量传递到入窑三次风，提升窑内助燃风温度；第二级为气相
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固相换热，将降温后的烟气热量传递到入窑生料，提升入窑生料的温度。通过两级换热热回收，降低了回转窑内热负荷，减少了烟气带走的热损失，从而降低了窑系统热耗，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧工艺，其特征在于：包括如下步骤：第一级出窑烟气热回收：出窑烟气经烟气进口进入助燃风换热单元，入窑三次风经助燃风进口进入助燃风换热单元，出窑烟气的热量将入窑三次风加热至600～900℃后引入回转窑窑头内，出窑烟气从800～1000℃降至600～800℃，实现烟气热量第一级回收；第二级出窑烟气热回收：出助燃风换热单元的烟气进入生料预热单元，加热生料，使生料从常温加热至500～700℃，烟气从600～800℃降至300～500℃，实现烟气热量的第二级回收；生料煅烧：经预热后的粉状生料入回转窑煅烧，制备脱氟磷酸三钙熟料；熟料冷却：出窑脱氟磷酸三钙熟料经窑头冷却机冷却后，制成成品。2.如权利要求1所述的带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧工艺，其特征在于，还包括出窑烟气除尘：出窑烟气在进入助燃风换热单元之前，先经窑尾旋风收尘器进行收尘处理，收集的粉尘返回回转窑，除尘后的烟气再进入助燃风换热单元。3.如权利要求1所述的带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧工艺，其特征在于，所述入窑三次风为空气。4.如权利要求1所述的带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧工艺，其特征在于，入生料预热单元的生料为粉状，细度为80um筛余小于50％。5.一种带多相联合换热的低能耗磷酸三钙煅烧系统，其特征在于，包括回转窑、冷却机、窑尾烟室、助燃风换热单元和生料预热单元，所述窑尾烟室、回转窑和冷却机依次相连，所述窑尾烟室的烟气出口与助燃风换热单元的烟气进口相连，所述助燃风换...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭学平，陈昌华，赵琳，武晓萍，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：