權(quán)利要求書： 1.一種窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：包括爐氣循環(huán)裝置（1）、固結(jié)篩分裝置（2）、還原氧化裝置（3）和水合收酸裝置（4），所述固結(jié)篩分裝置（2）包括豎式爐體（21），所述豎式爐體（21）于內(nèi)腔設置有篩分組件（22），所述篩分組件（22）將豎式爐體（21）的內(nèi)腔分隔為上固結(jié)腔（23）和下排灰腔（24），所述爐氣循環(huán)裝置（1）與上固結(jié)腔（23）連通，所述上固結(jié)腔（23）接收外部原料、且上固結(jié)腔（23）與還原氧化裝置（3）連通，所述還原氧化裝置（3）與水合收酸裝置（4）連通，所述豎式爐體（21）頂部設有與上固結(jié)腔（23）相通的進料口（25）和出氣口（26）；所述豎式爐體（21）下方設有與上固結(jié)腔（23）相通的出料口（27）和進氣口（28），所述進料口（25）接收外部原料，所述出氣口（26）和進氣口（28）均與爐氣循環(huán)裝置（1）連通形成循環(huán)氣路，所述出料口（27）與還原氧化裝置（3）連通，所述上固結(jié)腔（23）內(nèi)壁設有用于將球團導向至篩分組件（22）上的導向凸起（29），所述上固結(jié)腔（23）在導向凸起（29）的下方位置形成缺口（231），所述出料口（27）與缺口（231）底部相通，所述進氣口（28）與缺口（231）側(cè)部相通，窯外預熱高溫固結(jié)的溫度為600 1100℃。

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2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述豎式爐體（21）底部設有與下排灰腔（24）相通的排灰口（210）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述篩分組件（22）包括支撐梁（221）和多根棒篩（222），所述支撐梁（221）固裝在豎式爐體（21）的內(nèi)腔，各棒篩（222）呈均勻間隔布置在支撐梁（221）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述支撐梁（221）呈傾斜式安裝在豎式爐體（21）的內(nèi)腔，支撐梁（221）的低位端靠近出料口（27）和進氣口（28），各棒篩（222）沿支撐梁（221）的傾斜面布置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：相鄰的所述棒篩（222）兩端插入豎式爐體（21）的內(nèi)腔之間設置有隔板（223），所述隔板（223）插入豎式爐體（21）的預留孔中固定。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述豎式爐體（21）包括殼體（211），所述殼體（211）內(nèi)部砌有耐火保溫磚（212）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述豎式爐體（21）設置為筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔設置有圓形腔。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述豎式爐體（21）設置為矩形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔設置有矩形腔。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述爐氣循環(huán)裝置（1）包括儲熱式熱風爐（11）、空氣鼓風機（12）和爐氣循環(huán)風機（13），所述空氣鼓風機（12）通過管道與儲熱式熱風爐（11）的進風口連通，所述儲熱式熱風爐（11）的出風口通過管道與豎式爐體（21）的進氣口（28）連通，所述爐氣循環(huán)風機（13）通過管道與豎式爐體（21）的出氣口（26）連通，所述爐氣循環(huán)風機（13）通過管道與儲熱式熱風爐（11）回風口連通，儲熱式熱風爐（11）在燃燒模式下，其廢氣通過廢氣排口排至干燥工序。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：

所述還原氧化裝置（3）包括回轉(zhuǎn)窯體（31）和設置在回轉(zhuǎn)窯體（31）兩端并與回轉(zhuǎn)窯體（31）連通的窯頭箱（32）和窯尾箱（33），所述回轉(zhuǎn)窯體（31）通過接料管（34）與豎式爐體（21）的出料口（27）連通，窯尾箱（33）排氣接口與水合收酸裝置（4）連通。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：

還包括燃氣裝置（5），所述燃氣裝置（5）通過管道與儲熱式熱風爐（11）以及窯尾箱（33）連通。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：

所述窯頭箱（32）設有窯頭燒嘴（35），所述燃氣裝置（5）通過管道燃氣裝置（5）通過管道窯頭燒嘴（35）連通。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：

還包括渣球換熱器（6）和補氣風機（7），所述補氣風機（7）通過管道與渣球換熱器（6）的入氣口（61）連通，所述渣球換熱器（6）的排氣口（62）通過管道與窯頭燒嘴（35）連通，所述渣球換熱器（6）的入料口（63）與窯頭箱（32）的排料接口連通，所述渣球換熱器（6）的排料口（64）外部渣球輸送系統(tǒng)連接。

14.一種窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)方法，其特征在于，用權(quán)利要求1至13中任一項所述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)進行，具體包括以下步驟：S1：原料處理：將磷礦石、碳質(zhì)還原劑、硅石破碎、粉磨后，與粘結(jié)劑粉末一起各自計量按一定比例混合均勻后加適量的水進行造球，然后將球團送入干燥機進行干燥；

S2：固結(jié)篩分：將步驟S1中得到的干球團送入固結(jié)篩分裝置（2）進行高溫固結(jié)篩分，此時，啟動爐氣循環(huán)裝置（1）；

S3：還原、氧化反應：將步驟S2中得到的高溫固結(jié)球團送入還原氧化裝置（3）進行還原和氧化反應；

S4：水合收酸：將步驟S3中得到的窯氣送入水合收酸裝置（4）進行水合吸收，制得磷酸，并回收氟和進行尾氣處理。

說明書： 窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明主要涉及磷酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)方法。背景技術(shù)[0002] 窯法磷酸是上世紀80年代美國OccidentalResearchCorporation(ORC公司)開發(fā)的可直接利用中低品位磷礦用回轉(zhuǎn)窯作為反應器生產(chǎn)高濃度磷酸的工藝技術(shù)(簡稱窯法磷酸工藝，或KPA法)，它將磷礦石、硅石、碳質(zhì)還原劑加皂土制成碳素球團，球團w(P2O5)10％～13，n(CaO)/n(SiO2)為0.26～0.55。在回轉(zhuǎn)窯中還原區(qū)高溫氣體溫度約1350℃時磷蒸氣從料球中逸出，氧化成P2O5，同時放出熱量供給還原反應。氣態(tài)P2O5經(jīng)水合后生成磷酸,循環(huán)吸收后成濃磷酸。[0003] 窯法磷酸的最大優(yōu)點是用一般的生產(chǎn)設備和中低品位磷礦石來生產(chǎn)高質(zhì)量、高濃度的磷酸。與電爐法磷酸相比，能耗大大降低；與濕法磷酸相比，它不受硫資源限制，不產(chǎn)生磷石膏，具有生產(chǎn)工序簡單、投資較少、綠色環(huán)保，產(chǎn)品酸濃度高、質(zhì)量好的特點，該工藝思路顯示了一種良好的工業(yè)應用前景。[0004] 1982年ORC公司進行了Φ0.84m(內(nèi))×9.14m回轉(zhuǎn)窯中試裝置的中間試驗，并進行了磷礦石回轉(zhuǎn)窯還原的數(shù)學模型研究。但他們未認識到工藝過程中P2O5反吸(即：氣相中的P2O5與球團表面的磷礦粉反應生產(chǎn)磷酸鹽在球團表面形成一層富磷的白殼)引起的磷損耗，因此中試效果欠佳。如何在一個回轉(zhuǎn)窯內(nèi)有效地隔離氧化區(qū)和還原區(qū)，使磷的還原和氧化反應同時順利完成，并充分利用其反應熱，與此同時盡量避免P2O5反吸發(fā)生保證磷的還原率，成為了制約窯法磷酸工藝的瓶頸。JosephA.Megy提出過一些改進的技術(shù)方法(參見USP4351809,1982)，用惰性氣體做隔離層，阻止球團與氧化氣氛的窯氣接觸，其具體辦法是在回轉(zhuǎn)窯窯體上鉆許多小孔，不斷地從球料層下方通入惰性氣體，以清洗反應床，防止球團中的炭被氧化。這種用惰性氣體保護的方法取得了一定效果，但是由于采用低溫固結(jié)球團入窯，回轉(zhuǎn)窯預熱段(球團從200℃—1200℃)太長，因此通入預熱段的球團表面的保護氣量很大，不僅成本很高，而且使回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)和操作變得十分復雜。Walter.C.Lapple則采用在料球?qū)由细采w“游離”焦炭粒的方法(參見USP，3241917,1996，以此來保護料球中的炭不被氧化，ORC公司在中試時采用這種方法，雖然加入的“游離”焦炭量為料球量的若干倍，但是在窯體轉(zhuǎn)動過程中，“游離”焦炭與料球分離，保護效果并不明顯。上述這些措施都未取得滿意的結(jié)果，至今未見上述的KPA技術(shù)進行過任何工業(yè)化、規(guī)?；蛏虡I(yè)化的應用。[0005] 鑒于上述問題，我們(長沙礦冶研究院)經(jīng)過反復研究，曾提出過一種克服上述問題的解決方案(參見CN1026403C、CN1040199C號中國專利文獻)，即采用一種雙層復合球團直接還原磷礦石生產(chǎn)磷酸的工藝(簡稱：CDK窯法磷酸工藝)。所謂雙層復合球團，就是在磷礦配碳球團的外表面再包裹上一層主要是含碳的包裹層，就像穿了一層衣服一樣，靠這層“衣服”中的碳與外部氧化性物質(zhì)反應后局部產(chǎn)生CO等還原性氣氛將內(nèi)部的固相還原區(qū)和外部的氣相氧化區(qū)隔開，避免P2O5反吸。中試和半工業(yè)試驗均證明雙層復合球團能解決在一個回轉(zhuǎn)窯內(nèi)有效隔離氧化區(qū)和還原區(qū)的問題。[0006] 然而，我們后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，采用雙層復合球團隔離氧化區(qū)和還原區(qū)付出的代價較高，還引起一系列新的技術(shù)問題，其主要缺陷在于：[0007] 1)多種因素引起的回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈問題，使回轉(zhuǎn)窯難以長周期連續(xù)穩(wěn)定運行，如：[0008] a.復合球團采用200℃左右的低溫固結(jié)，其球團強度低，有害雜質(zhì)(有機物、鈉、鉀等)沒去除，球團在回轉(zhuǎn)窯很長的預熱段(200℃—1200℃)中磨損和不均勻受熱會造成爆裂，產(chǎn)生大量粉料，加上球團中的雜質(zhì)(如K、Na等)也在此過程中揮發(fā)出來，這些粉料、雜質(zhì)與窯氣中的P2O5等反應生成低熔點的磷酸鹽化合物粘附在窯壁，不斷累積造成結(jié)圈；[0009] b.球團包裹層配入了較多的碳，回轉(zhuǎn)窯這種設備難以控制均勻燃燒，易發(fā)生局部超溫引起高溫結(jié)圈。[0010] 2)能耗和成本較高，主要原因如下：[0011] a.球團包裹層配碳量較大，這些碳在窯內(nèi)燃燒需要大量的空氣，并產(chǎn)生大量高溫廢氣從窯尾排出，這不但造成該層配碳的熱能利用率極低(僅高溫尾氣帶出熱就占了該部分碳燃燒熱的60％左右)，而且將大量熱和窯氣帶入后面收酸工序，又必須用冷卻水換掉這部分熱量，還另外增加了能耗和處理成本；[0012] b.球團內(nèi)及包裹層配碳要用成本較高的無煙煤或焦炭；[0013] c.包裹層也增加了球團的煤和硅石用量，增加了渣量，增加了原料成本和生產(chǎn)成本；[0014] d.包裹層強度低，易磨損丟失，造成P2O5反吸到表層磷礦粉中，降低P2O5收率。[0015] 上述的CDK窯法磷酸工藝存在的易結(jié)圈、能耗和成本較高的問題不解決的話，規(guī)模化的工業(yè)生產(chǎn)較難實現(xiàn)。因此，為了提高現(xiàn)有窯法磷酸工藝的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，保證工藝的穩(wěn)定運行，現(xiàn)有的窯法磷酸工藝及關(guān)鍵設備還亟待本領(lǐng)域技術(shù)人員進行繼續(xù)的改進。發(fā)明內(nèi)容[0016] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、節(jié)能環(huán)保、可實現(xiàn)高溫固結(jié)和篩分功能、能簡化工序和降低成本的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)方法。[0017] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：[0018] 一種窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，包括爐氣循環(huán)裝置、固結(jié)篩分裝置、還原氧化裝置和水合收酸裝置，所述固結(jié)篩分裝置包括豎式爐體，所述豎式爐體于內(nèi)腔設置有篩分組件，所述篩分組件將豎式爐體的內(nèi)腔分隔為上固結(jié)腔和下排灰腔，所述爐氣循環(huán)裝置與上固結(jié)腔連通，所述上固結(jié)腔接收外部原料、且上固結(jié)腔與還原氧化裝置連通，所述還原氧化裝置與水合收酸裝置連通。[0019] 作為上述技術(shù)方案的進一步改進：[0020] 所述豎式爐體頂部設有與上固結(jié)腔相通的進料口和出氣口；所述豎式爐體下方設有與上固結(jié)腔相通的出料口和進氣口，所述進料口接收外部原料，所述出氣口和進氣口均與爐氣循環(huán)裝置連通形成循環(huán)氣路，所述出料口與還原氧化裝置連通。[0021] 所述上固結(jié)腔內(nèi)壁設有用于將球團導向至篩分組件上的導向凸起。[0022] 所述上固結(jié)腔在導向凸起的下方位置形成缺口，所述出料口與缺口底部相通，所述進氣口與缺口側(cè)部相通。[0023] 所述豎式爐體底部設有與下排灰腔相通的排灰口。[0024] 所述篩分組件包括支撐梁和多根棒篩，所述支撐梁固裝在豎式爐體的內(nèi)腔，各棒篩呈均勻間隔布置在支撐梁上。[0025] 所述支撐梁呈傾斜式安裝在豎式爐體的內(nèi)腔，支撐梁的低位端靠近出料口和進氣口，各棒篩沿支撐梁的傾斜面布置。[0026] 相鄰的所述棒篩兩端插入豎式爐體的內(nèi)腔之間設置有隔板，所述隔板插入豎式爐體的預留孔中固定。[0027] 所述豎式爐體包括殼體，所述殼體內(nèi)部砌有耐火保溫磚。[0028] 所述豎式爐體設置為筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔設置有圓形腔。[0029] 所述豎式爐體設置為矩形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔設置有矩形腔。[0030] 所述爐氣循環(huán)裝置包括儲熱式熱風爐、空氣鼓風機和爐氣循環(huán)風機，所述空氣鼓風機通過管道與儲熱式熱風爐的進風口連通，所述儲熱式熱風爐的出風口通過管道與豎式爐體的進氣口連通，所述爐氣循環(huán)風機通過管道與豎式爐體的出氣口連通，所述爐氣循環(huán)風機通過管道與儲熱式熱風爐回風口連通，儲熱式熱風爐在燃燒模式下，其廢氣通過廢氣排口排至干燥工序。[0031] 所述還原氧化裝置包括回轉(zhuǎn)窯體和設置在回轉(zhuǎn)窯體兩端并與回轉(zhuǎn)窯體連通的窯頭箱和窯尾箱，所述回轉(zhuǎn)窯體通過接料管與豎式爐體的出料口連通，窯尾箱排氣接口與水合收酸裝置連通。[0032] 還包括燃氣裝置，所述燃氣裝置通過管道與儲熱式熱風爐以及窯尾箱連通。[0033] 所述窯頭箱設有窯頭燒嘴，所述燃氣裝置通過管道燃氣裝置通過管道窯頭燒嘴連通。[0034] 還包括渣球換熱器和補氣風機，所述補氣風機通過管道與渣球換熱器的入氣口連通，所述渣球換熱器的排氣口通過管道與窯頭燒嘴連通，所述渣球換熱器的入料口與窯頭箱的排料接口連通，所述渣球換熱器的排料口外部渣球輸送系統(tǒng)連接。[0035] 一種窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)方法，用上述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)進行，具體包括以下步驟：[0036] S1：原料處理：將磷礦石、碳質(zhì)還原劑、硅石破碎、粉磨后，與粘結(jié)劑粉末一起各自計量按一定比例混合均勻后加適量的水進行造球，然后將球團送入干燥機進行干燥；[0037] S2：固結(jié)篩分：將步驟S1中得到的干球團送入固結(jié)篩分裝置進行高溫固結(jié)篩分，此時，啟動爐氣循環(huán)裝置；[0038] S3：還原、氧化反應：將步驟S2中得到的高溫固結(jié)球團送入還原氧化裝置進行還原和氧化反應；[0039] S4：水合收酸：將步驟S3中得到的窯氣送入水合收酸裝置進行水合吸收，制得磷酸，并回收氟和進行尾氣處理。[0040] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：[0041] 本發(fā)明的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)首次采用豎式爐高溫(600～1100℃)固結(jié)配碳磷礦球團，節(jié)省了空間，整體結(jié)構(gòu)更為簡單緊湊；通過篩分組件豎式爐體的內(nèi)腔分隔為上固結(jié)腔和下排灰腔，將高溫固結(jié)和篩分兩種功能集合在一起，出料可以直接進外部的主反應設備—回轉(zhuǎn)窯，簡化了窯法磷酸工藝的工序。[0042] 本發(fā)明的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)方法，預熱和高溫固結(jié)在窯外進行，優(yōu)化了主反應器回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)和操作條件，能徹底解決原有工藝低溫固結(jié)球團入窯帶來的各種因素引起的回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈問題，使回轉(zhuǎn)窯可以長周期連續(xù)穩(wěn)定運行，使窯法磷酸大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)得以實現(xiàn)。簡化了流程，降低了裝置投資，減少了原料煤和硅石的用量，而且也減少了渣球量，因此生產(chǎn)成本低，極大地提高了窯法磷酸的經(jīng)濟性。窯外預熱固結(jié)設備熱利用率高，能耗比原有窯法磷酸工藝低20～40％。由于采用窯外預熱高溫固結(jié)去除了球團中的大部分雜質(zhì)，因此采用本發(fā)明的工藝方法能生產(chǎn)質(zhì)量接近黃磷爐法磷酸的優(yōu)質(zhì)磷酸，具有很高的經(jīng)濟效益。附圖說明[0043] 圖1是本發(fā)明窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0044] 圖2是本發(fā)明窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)實施例1中固結(jié)篩分裝置的主剖視結(jié)構(gòu)示意圖。[0045] 圖3是圖2的A－A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。[0046] 圖4是圖2的B處放大結(jié)構(gòu)示意圖。[0047] 圖5是本發(fā)明窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)實施例2中固結(jié)篩分裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0048] 圖6是本發(fā)明窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)方法的流程圖。[0049] 圖中各標號表示：[0050] 1、爐氣循環(huán)裝置；11、儲熱式熱風爐；12、空氣鼓風機；13、爐氣循環(huán)風機；2、固結(jié)篩分裝置；21、豎式爐體；210、排灰口；211、殼體；212、耐火保溫磚；22、篩分組件；221、支撐梁；222、棒篩；223、隔板；23、上固結(jié)腔；231、缺口；24、下排灰腔；25、進料口；26、出氣口；27、出料口；28、進氣口；29、導向凸起；3、還原氧化裝置；31、回轉(zhuǎn)窯體；32、窯頭箱；33、窯尾箱；34、接料管；35、窯頭燒嘴；4、水合收酸裝置；5、燃氣裝置；6、渣球換熱器；61、入氣口；62、排氣口；63、入料口；64、排料口；7、補氣風機。

具體實施方式[0051] 以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。[0052] 系統(tǒng)實施例1：[0053] 圖1至圖4示出了本發(fā)明窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)的第一種實施例，包括爐氣循環(huán)裝置1、固結(jié)篩分裝置2、還原氧化裝置3和水合收酸裝置4，固結(jié)篩分裝置2包括豎式爐體21，豎式爐體21于內(nèi)腔設置有篩分組件22，篩分組件22將豎式爐體21的內(nèi)腔分隔為上固結(jié)腔23和下排灰腔24，爐氣循環(huán)裝置1與上固結(jié)腔23連通，上固結(jié)腔23接收外部原料、且上固結(jié)腔23與還原氧化裝置3連通，還原氧化裝置3與水合收酸裝置4連通。使用時，原料先進入固結(jié)篩分裝置2進行高溫固結(jié)，此時，爐氣循環(huán)裝置1對固結(jié)篩分裝置2輸送高溫氣體，經(jīng)篩分組件22進行篩分，篩下產(chǎn)品從下排灰腔24中排出，篩上固體球團從上固結(jié)腔23排出進入還原氧化裝置3進行還原和氧化反應，而后還原氧化裝置3中的氣體進入水合收酸裝置4進行水合吸收，制得磷酸，并回收氟和進行尾氣處理。較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)而言，本發(fā)明首次采用豎式爐高溫(600～1100℃)固結(jié)配碳磷礦球團，節(jié)省了空間，整體結(jié)構(gòu)更為簡單緊湊；通過篩分組件22豎式爐體21的內(nèi)腔分隔為上固結(jié)腔23和下排灰腔24，將高溫固結(jié)和篩分兩種功能集合在一起，出料可以直接進外部的主反應設備—回轉(zhuǎn)窯，簡化了窯法磷酸工藝的工序。[0054] 本實施例中，豎式爐體21頂部設有與上固結(jié)腔23相通的進料口25和出氣口26；豎式爐體21下方設有與上固結(jié)腔23相通的出料口27和進氣口28，進料口25接收外部原料，出氣口26和進氣口28均與爐氣循環(huán)裝置1連通形成循環(huán)氣路，出料口27與還原氧化裝置3連通。該結(jié)構(gòu)中，下部進氣、上部出氣，下部進料、下部出料，使得氣、固相在爐內(nèi)逆流接觸充分，氣流分布均勻，因此，固體球團受熱均勻，且由上而下溫度梯度分布合理，避免球團受熱不均勻引起的爆裂，固結(jié)后球團強度高、質(zhì)量好。[0055] 本實施例中，上固結(jié)腔23內(nèi)壁設有用于將球團導向至篩分組件22上的導向凸起29。該結(jié)構(gòu)中，導向凸起29能夠引導所有球團都經(jīng)過篩分組件22，將碎料篩除，從而保證出料球團的質(zhì)量。

[0056] 本實施例中，上固結(jié)腔23在導向凸起29的下方位置形成缺口231，出料口27與缺口231底部相通，進氣口28與缺口231側(cè)部相通。該結(jié)構(gòu)中，另外進氣口28和出料口27均位于導向凸起29下方的缺口231處，氣體經(jīng)過后分布更均勻。

[0057] 本實施例中，豎式爐體21底部設有與下排灰腔24相通的排灰口210。該排灰口210用于將碎料排出。[0058] 本實施例中，篩分組件22包括支撐梁221和多根棒篩222，支撐梁221固裝在豎式爐體21的內(nèi)腔，各棒篩222呈均勻間隔布置在支撐梁221上。該結(jié)構(gòu)中，支撐梁221為各棒篩222提供安裝基礎，碎料從各棒篩222之間的間隙中篩除落至下排灰腔24，并從排灰口210排出。[0059] 本實施例中，支撐梁221呈傾斜式安裝在豎式爐體21的內(nèi)腔，支撐梁221的低位端靠近出料口27和進氣口28，各棒篩222沿支撐梁221的傾斜面布置。傾斜角為3～30°，具體為20°，這樣設置，使得球團能沿斜面快速的導向至出料口27，提高了效率。

[0060] 本實施例中，相鄰的棒篩222兩端插入豎式爐體21的內(nèi)腔之間設置有隔板223，隔板223插入豎式爐體(21)的預留孔中固定。隔板223的設置，使各棒篩222之間的間距合理可靠，間距設置為5～20mm，具體為10mm。[0061] 本實施例中，豎式爐體21包括殼體211，殼體211內(nèi)部砌有耐火保溫磚212。通過耐火保溫磚212保證了爐內(nèi)溫度的穩(wěn)定性。[0062] 本實施例中，豎式爐體21設置為筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔設置有圓形腔。其結(jié)構(gòu)簡單可靠。[0063] 本實施例中，圓形豎式爐及其操作參數(shù)為：豎式爐規(guī)格： 進氣口28煙氣溫度：900～1000℃，出氣口26煙氣溫度：200～400℃，進氣口28球團溫度：200℃，出氣口

26球團溫度：900～1100℃，處理球團量：30t/h，空塔氣速為0.2～2m/s。

[0064] 本實施例中，爐氣循環(huán)裝置1包括儲熱式熱風爐11、空氣鼓風機12和爐氣循環(huán)風機13，空氣鼓風機12通過管道與儲熱式熱風爐11的進風口連通，儲熱式熱風爐11的出風口通過管道與豎式爐體21的進氣口28連通，爐氣循環(huán)風機13通過管道與豎式爐體21的出氣口26連通，爐氣循環(huán)風機13通過管道與儲熱式熱風爐11回風口連通。該結(jié)構(gòu)中，儲熱式熱風爐11的工作原理如下：儲熱式熱風爐11生產(chǎn)系統(tǒng)采用煤氣\天然氣為熱源，燃燒模式下，儲熱式熱風爐11a/b/c(三個儲熱式熱風爐11并聯(lián))通過燃燒煤氣/天然氣黃磷尾氣，產(chǎn)生高溫煙氣，與爐內(nèi)陶瓷球和爐體熱交換，將熱量釋放并儲存在爐內(nèi)陶瓷球和爐體，出爐煙氣通過廢氣排口排至干燥工序干燥原料球團，燃燒室達到設定溫度(1450℃)時停止燃燒(空氣和燃氣進口閥門關(guān)閉)進入悶爐模式，然后再切換到換熱模式，即：通入固結(jié)循環(huán)爐氣把這些儲存的熱量釋放給固結(jié)循環(huán)爐氣。儲熱式熱風爐系統(tǒng)采用3臺或以上爐子并聯(lián)輪換操作(2燒1送，2燒時間有落差，保證1爐有短時悶爐狀態(tài))，以保證出爐的固結(jié)循環(huán)氣溫度穩(wěn)定在1150±50℃。

[0065] 本實施例中，還原氧化裝置3包括回轉(zhuǎn)窯體31和設置在回轉(zhuǎn)窯體31兩端并與回轉(zhuǎn)窯體31連通的窯頭箱32和窯尾箱33，回轉(zhuǎn)窯體31通過接料管34與豎式爐體21的出料口27連通，窯尾箱33排氣接口與水合收酸裝置4連通。該結(jié)構(gòu)中，豎式爐體21內(nèi)的球團通過出料口27送至接料管34，由接料管34送至回轉(zhuǎn)窯體31內(nèi)進行還原和氧化反應，窯氣從窯尾箱33送至水合收酸裝置4進行水合吸收，制得磷酸，并回收氟和進行尾氣處理。

[0066] 本實施例中，還包括燃氣裝置5，燃氣裝置5通過管道與儲熱式熱風爐11以及窯尾箱33連通。該結(jié)構(gòu)中，通過燃氣裝置5將燃氣送至儲熱式熱風爐11和窯尾箱33，以保持還原性氣氛，防止窯尾上部空間的P2O5反吸到球團表面的磷礦中，形成保護氣幕系統(tǒng)。[0067] 本實施例中，窯頭箱32設有窯頭燒嘴35，燃氣裝置5通過管道燃氣裝置5通過管道窯頭燒嘴35連通。在開窯時烘窯用或在非穩(wěn)態(tài)時燃燒補充熱量、保持回轉(zhuǎn)窯熱平衡。[0068] 本實施例中，還包括渣球換熱器6和補氣風機7，補氣風機7通過管道與渣球換熱器6的入氣口61連通，渣球換熱器6的排氣口62通過管道與窯頭燒嘴35連通，渣球換熱器6的入料口63與窯頭箱32的排料接口連通，渣球換熱器6的排料口64外部渣球輸送系統(tǒng)連接。通過補氣風機7補充反應需要的空氣。

[0069] 系統(tǒng)實施例2：[0070] 如圖5所示，本發(fā)明窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)的第二種實施例，該生產(chǎn)系統(tǒng)與系統(tǒng)實施例1基本相同，區(qū)別僅在于：本實施例中，豎式爐體21設置為矩形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔設置有矩形腔。其結(jié)構(gòu)簡單可靠。[0071] 本實施例中，矩形豎式爐及其操作參數(shù)為：豎式爐規(guī)格：3×4.2×3.6m，進氣口28煙氣溫度：900～1000℃，出氣口26煙氣溫度：200～400℃，進氣口28球團溫度：200℃，出氣口26球團溫度：900～1100℃，處理球團量：30t/h，空塔氣速為0.2～2m/s。[0072] 方法實施例1：[0073] 圖1至圖6示出了本發(fā)明窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)方法的第一種實施例，用上述的窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)進行，具體包括以下步驟：[0074] S1：原料處理：將磷礦石、碳質(zhì)還原劑、硅石破碎、粉磨后，與粘結(jié)劑粉末一起各自計量按一定比例混合均勻后加適量的水進行造球，然后將球團送入干燥機進行干燥；具體為：將磷礦石(含P2O519.23％、SiO235.58％)、煤(含固定碳67.32％、揮發(fā)份10.84％、灰分21.84％)、硅石(含SiO298％)分別破碎、粉磨到80％過200目的細度；然后將磷礦石、煤、硅石三種粉料和粘結(jié)劑膨潤土粉料按1:0.17:0.56:0.035的配料比加入強混機混合均勻后加入到圓盤造粒機造球，在強混和造球過程中不斷噴入水。通過上述方法得到的濕球團直徑

12mm左右，水分含量12％左右，然后進入鏈板干燥機干燥脫水至水分含量為0.5％。處理量為100kg(干球團)/h。

[0075] S2：固結(jié)篩分：將步驟S1中得到的干球團送入固結(jié)篩分裝置2進行高溫固結(jié)篩分，此時，啟動爐氣循環(huán)裝置1；具體為：采用氣密加料系統(tǒng)從進料口25加入到豎式爐(高溫固結(jié)爐)與從下部通入的還原性高溫氣體逆流接觸，球團在1000℃高溫下固結(jié)，停留時間為1h，并將其中的揮發(fā)份和鈉、鉀等易揮發(fā)雜質(zhì)排出到氣相。出豎式爐氣體溫度降低，通過爐氣循環(huán)風機13增壓后小部分引出，大部分進入儲熱式熱風爐11進行換熱，將溫度提高到1150℃后再進入豎式爐，氣體依此不斷循環(huán)進行。儲熱式熱風爐11生產(chǎn)系統(tǒng)采用黃磷尾氣為熱源，燃燒模式下，儲熱式熱風爐11通過燃燒黃磷尾氣，產(chǎn)生高溫煙氣，與爐內(nèi)陶瓷球和爐體熱交換，將熱量釋放并儲存在爐內(nèi)陶瓷球和爐體，出爐煙氣通過廢氣排口排至干燥工序干燥原料球團，燃燒室達到設定溫度(1450℃)時停止燃燒(空氣和燃氣進口閥門關(guān)閉)進入悶爐模式，然后再切換到換熱模式，即：通入固結(jié)循環(huán)爐氣把這些儲存的熱量釋放給固結(jié)循環(huán)爐氣。儲熱式熱風爐11系統(tǒng)采用3臺或以上爐子并聯(lián)輪換操作(2燒1送，2燒時間有落差，保證1爐有短時悶爐狀態(tài))，以保證出爐的固結(jié)循環(huán)氣溫度穩(wěn)定在1150±50℃。[0076] S3：還原、氧化反應：將步驟S2中得到的高溫固結(jié)球團送入還原氧化裝置3進行還原和氧化反應；具體為：將得到的高溫固結(jié)球團在熱態(tài)、隔絕空氣下通過接料管34從窯尾箱33加入回轉(zhuǎn)窯體31，高溫固結(jié)球團在回轉(zhuǎn)窯體31預熱段被進一步加熱，到達還原帶時溫度達到1220～1350℃，磷蒸汽和CO從球團內(nèi)部溢出，進入回轉(zhuǎn)窯上部的含空氣的氧化區(qū)，分別被氧化成P2O5和CO2并放出熱量。高溫固結(jié)球團反應后成為渣球，渣球從窯頭箱32排出，窯氣從窯尾箱33排出。得到渣球81kg/h。

[0077] S4：水合收酸：將得到的窯氣送入水合收酸裝置4進行水合吸收，制得磷酸，并回收氟和進行尾氣處理。具體為：將得到的窯氣送入水化吸收塔，進行常規(guī)的水合吸收，制得磷酸，并回收氟，進行尾氣處理。制得磷酸9.27kg(P2O5)/h。[0078] 采用該方法，預熱和高溫固結(jié)在窯外進行，優(yōu)化了主反應器回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)和操作條件，能徹底解決原有工藝低溫固結(jié)球團入窯帶來的各種因素引起的回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈問題，使回轉(zhuǎn)窯可以長周期連續(xù)穩(wěn)定運行，使窯法磷酸大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)得以實現(xiàn)。簡化了流程，降低了裝置投資，減少了原料煤和硅石的用量，而且也減少了渣球量，因此生產(chǎn)成本低，極大地提高了窯法磷酸的經(jīng)濟性。窯外預熱固結(jié)設備熱利用率高，能耗比原有窯法磷酸工藝低10～20％。由于采用窯外預如固結(jié)去除了球團中的大部分雜質(zhì)，因此采用本發(fā)明的工藝方法能生產(chǎn)質(zhì)量接近黃磷爐法磷酸的優(yōu)質(zhì)磷酸，具有很高的經(jīng)濟效益。

[0079] 方法實施例2：[0080] 圖1至圖6示出了本發(fā)明窯外預熱高溫固結(jié)的回轉(zhuǎn)窯法磷酸生產(chǎn)方法的第二種實施例，該生產(chǎn)方法與實施例1基本相同，區(qū)別僅在于：[0081] S1：原料處理：將磷礦石(含P2O522％、SiO231.27％)、煤(含固定碳72.23％、揮發(fā)份3％、灰分23.32％、硫0.5％，無粘結(jié)性)、硅石(含SiO295％)分別破碎、粉磨到80％過200目的細度；然后將磷礦石、煤、硅石三種粉料按1:0.19:0.75的配料比加入強混機混合均勻后加入到圓盤造粒機造球，在造球過程中不斷噴入球料質(zhì)量比例10％左右腐殖酸鈉的霧狀溶液(控制腐殖酸鈉總加入量1.5～2.5％)。通過上述方法得到的濕球團直徑12mm左右，水分含量12％左右，然后進入鏈板干燥機干燥脫水至水分含量為0.5％。處理量為100kg(干球團)/h。

[0082] S2：固結(jié)篩分：采用氣密加料系統(tǒng)從進料口25加入到豎式爐(高溫固結(jié)爐)與從下部通入的惰性或還原性高溫氣體逆流接觸，球團在1050℃高溫下固結(jié)，固結(jié)停留時間為0.8h，并將其中的揮發(fā)份和鈉、鉀等易揮發(fā)雜質(zhì)排出到氣相。出豎式爐氣體溫度降低，通過爐氣循環(huán)風機13增壓后小部分引出，大部分進入儲熱式熱風爐11進行換熱，將溫度提高到

1200℃后再進入豎式爐，氣體依此不斷循環(huán)進行。儲熱式熱風爐11生產(chǎn)系統(tǒng)采用黃磷尾氣為熱源，燃燒模式下，儲熱式熱風爐11通過燃燒黃磷尾氣，產(chǎn)生高溫煙氣，與爐內(nèi)陶瓷球和爐體熱交換，將熱量釋放并儲存在爐內(nèi)陶瓷球和爐體，出爐煙氣通過廢氣排口排至干燥工序干燥原料球團，燃燒室達到設定溫度(1450℃)時停止燃燒(空氣和燃氣進口閥門關(guān)閉)進入悶爐模式，然后再切換到換熱模式，即：通入固結(jié)循環(huán)爐氣把這些儲存的熱量釋放給固結(jié)循環(huán)爐氣。儲熱式熱風爐11系統(tǒng)采用3臺或以上爐子并聯(lián)輪換操作(2燒1送，2燒時間有落差，保證1爐有短時悶爐狀態(tài))，以保證出爐的固結(jié)循環(huán)氣溫度穩(wěn)定在1150±50℃。

[0083] S3：還原、氧化反應：得到的高溫固結(jié)球團在熱態(tài)、隔絕空氣下通過接料管34從窯尾箱33加入回轉(zhuǎn)窯體31，高溫固結(jié)球團在回轉(zhuǎn)窯體31預熱段被進一步加熱，到達還原帶時溫度達到1220～1350℃，磷蒸汽和CO從強化球團內(nèi)部溢出，進入回轉(zhuǎn)窯體31上部的含空氣的氧化區(qū)，分別被氧化成P2O5和CO2并放出熱量。高溫固結(jié)球團反應后成為渣球，渣球從窯頭箱32排出，窯氣從窯尾箱33排出。得到渣球80kg/h。[0084] S4：水合收酸：具體為：將得到的窯氣送入水化吸收塔，進行常規(guī)的水合吸收，制得磷酸，并回收氟，進行尾氣處理。制得磷酸10.6kg(P2O)/h。[0085] 雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。