电炉生产黄磷的能耗分析与节能潜力

《电炉生产黄磷的能耗分析与节能潜力》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化工进展·94·CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS2009年第28卷增刊电炉生产黄磷的能耗分析与节能潜力11211田萍，徐兵，张琦弦，莫晓兰，梁玉祥12（四川大学化工学院，四川成都610065；四川大学轻纺与食品学院，四川成都610065）摘要：对某厂年产3000t黄磷电炉生产工序中热量供应情况进行了全方面了解和调查，利用化工原理“三传一反”的相关知识，通过调查对数据进行了整理和分析，发现有1500t左右的废热能量可以被回收，另外可回收黄磷190t左右。根据该厂目前的情况，提出了利用干法出渣法、添加电除尘器和列管换热器回收废热，整

2、个电炉生产工序全年可产生100多万元的节能效益。关键词：黄磷；电炉法；干法出渣；节能目前，电炉生产黄磷仍然是黄磷生产工艺的序工艺流程为传统的电炉法，在2008年实际生产情一种重要方法。黄磷是典型的高能耗、高排放的况的基础上，作者收集了一系列的有关数据，对电双高产品，近年来产能的快速增长使行业节能减炉法生产黄磷流程进行了仔细分析，利用化工操作排任务艰巨，目前各级政府、行业组织和生产企单元的相关知识，对其能量利用进行了一系列的计业都十分重视黄磷产业的节能减排工作。根据本算，发现最近一年黄磷生产线的煤和电消耗总量为文作者深入调查，对电炉法生产黄磷的相关参数7040t（以折标煤计

3、），其中高达3833t的热量未能作了仔细的分析。被回收利用。所以本文作者提出一系列的修改意见，如采用干法出渣、列管式换热器及静电除尘器等技1某厂概况术，回收这部分热量，理论上一年可以节约能量某厂拥有两套（同时开）运行的电炉，年处理1450t，回收黄磷192t，产生效益可达257万元以量达3000t以上，其工艺流程如图1。黄磷生产工上，抛开成本也可获利110万元。7788669955101016222223112121231312121417442424221515202011331918图1电炉生产黄磷的流程简图1—磷矿石，硅石，焦炭；2—破碎机；3—皮带；4—产品黄磷；

4、5—洗气塔；6—尾气；7—喷水管；8—轨道；9—热水槽；10—混合气体出口；11—石墨电极；12—泥磷；13—电炉；14—出渣口；15—配料斗槽；16—进料斗槽；17—废渣冷却槽；18—皮带；19—提升斗；20—循环水槽；21—循环水泵；22—污水处理槽；23—分离槽；24—精馏槽2利用化工操作单元的“三传一反”分4Ca5F(PO4)3+21SiO2+30C=3P4+30CO+SiF4+20CaSiO3如图1，磷矿石、硅石和焦炭经分别破碎以后，析工艺的能耗情况按一定比例进行配料，混和均匀，通过皮带传送机2.1工艺介绍送入提升斗中，运到两边的进料斗槽里，接着进入电炉生产黄磷

5、的主要反应方程式：电炉进行反应。料斗严密盖紧，以免空气漏入而使增刊田萍等：电炉生产黄磷的能耗分析与节能潜力·95·磷燃烧。三相电炉的操作电压为220～350V。在电原始数据：生产1t黄磷需要磷矿ml=10t，焦炉内各电极间产生电弧，使炉内温度维持在1350～炭m2=2t，硅石m3=2.5t；41450℃。在此条件下磷矿被硅石和碳还原，生成含产生泥磷150kg，电炉耗电14×10kW·h/d，磷蒸气的炉气和熔融的炉渣。炉气（约含质量分数电炉温度t=1350℃；为25%的磷，其余主要为CO和少量的H2S、CO2、炉渣温度1350℃；炉气冷凝后温度60℃；8～N2、PH3、Si

6、F4）由导气管引出，反应产生的炉渣9t黄磷/8h，生产时间8h/d，（SiO2、CaO、As2O3等氧化物）和磷铁（Fe2O3被6t热水/d；热水温度tl=60℃；年产黄磷3452tC还原后和P化合后的生成物）由出渣口排出进行为了方便计算将各个物质的比热和熔化焓分别相应的冷却。而炉气进入冷凝塔（三个串联的空塔），用字母表示如下：依次用热水和冷水喷淋，热水塔使磷蒸气冷凝下来，比热容：磷Cp1，硅石Cp2，焦炭Cp3，磷蒸气形成粗磷；冷水塔则用于洗涤尾气（主要含CO），Cp4，磷固体Cp5，一氧化碳Cp6，水Cp7然后随管道排出作为甲酸钠的生产原料。粗磷进入熔化焓：磷r1，硅

7、石r2精制锅，用热水槽提供的热水进行保温（60～化学反应方程式：80℃），使其静置分离。热水槽由锅炉通过加热水4Ca5F(PO4)3+30C+21SiO2→3P4+30CO+20CaSiO3+SiF4产生蒸气进行加热。合格的黄磷作为最终产品进行（3）热量衡算（以生产1t黄磷计算）包装或用于生产赤磷，而剩余物泥磷被排出作为生①电量的横算选取电炉为控制对象。产磷酸的原料。根据以上原始数据表3及图3，进行计算如下。a.电炉实际耗能（电能）Q′表1煤电消耗47Q′=14×10×3600/8.5=5.929×10kJ能源品种燃料煤电b.