摘 要
传统的热法磷酸生产是一个高耗能与二氧化碳排放的行业。本项目集成创新，提出了国内外首创的拥有我国自主知识产权的发明专利技术。并实施了产业化。将高耗能的生产转变成节能减排的生产方式。它对引领该行业以节能减排为中心的技术改造起到了关键作用。已被全国23家企业应用于46套热法磷酸生产系统中，生产规模达到约200万吨/年，约占全国生产能力(约300万吨/年)的67%。取得了显著的经济效益。根据12家企业提供的最近三年财务证明表明，采用本发明技术的新增销售额已达28.6亿元，创汇760万欧元，新增利润5.2亿元，新增税收4.86亿元，节支总额2.26亿元。与此同时还取得了显著的节能减排的社会效益。已节约标煤35万吨，节水701万m3，节电1425.4万Kwh，减少CO2排放67万吨。获得了包括“国家技术发明二等奖”与“第十一届中国专利优秀奖”在内的8项奖励。
关键词：热法磷酸、节能减排、余热回收、余热利用
Abstract:
A method of recycle and utilization of waste heat from burning elemental phosphorus in preparing phosphoric acid is proposed. A device for recycle of waste heat is installed in phosphoric burner. By using this device, a lot of heat energy released by the spontaneous combustion of elemental phosphorus can be recycled to produce steam-gas with pressure of 5-39kg/cm2, which can melt the elemental phosphorus from solid state to liquid state. As a result, the steamboiler and recycle system of cooling water left out both. The thermal energy released in preparing phosphorus acid is recycled and utilized effectvely. Therefore, the sources of energy and resources of coal are both saved, the heat pollution is avoided, and the production cost of phosphoric acid is decreased. The basic principle and method for recycle of waste heat in phosphoric burner are presented in detail.
一、 热法磷酸生产余热回收与利用发明技术概述
热法磷酸可以达到99.99%以上的高纯度，因而它是国民经济中不可缺少的重要基础化工原料[1]，如高新技术领域中的发光材料，抗甲流N1H1疫苗“达菲-磷酸奥司他韦(奥尔菲)”等生物制剂都需要使用高纯度的热法磷酸做原料。然而，传统的热法磷酸生产也是一个高耗能与排放二氧化碳的行业。不符合节能减排的国策要求。
(1).传统的热法磷酸生产工艺原理及其不足
热法磷酸的生产工艺主要包括冶炼(从磷矿中提取单质磷)，黄磷燃烧(生成五氧化二磷)，水化(被水化成高浓度的磷酸)三个工艺过程。在本发明技术之前，国内外普遍使用的热法磷酸生产都采用传统的由H.S. Winnicki提出的一步法工艺流程[2]，即，将磷的燃烧与五氧化二磷的水化在同一设备中进行。其工艺流程如图1 所示。
1燃烧塔 2喷枪 3喷枪喷嘴 4环形溢流槽 5缓冲池 6导管 7换热器
8气体出口管 9文丘里洗涤器 10除沫器 11循环水 12稀磷喷嘴
图1. 一步法热法磷酸生产流程原理示意图
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