黃磷尾氣在燃煤蒸汽鍋爐中應(yīng)用的可行性分析

黃磷尾氣在燃煤蒸汽鍋爐中應(yīng)用的可行性分析【摘要】針對(duì)國(guó)內(nèi)黃磷尾氣資源化利用面臨的兩大難題和必需解決的兩個(gè)根本問(wèn)題進(jìn)展了爭(zhēng)論、探討。分析了黃磷尾氣代替燃煤作為蒸汽鍋爐燃料后對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)峻腐蝕的機(jī)理、特征及影響因素，指出尾氣中殘磷是鍋爐腐蝕穿孔的主要緣由。承受專利技術(shù)“一種黃磷尾氣燃?xì)忮仩t換熱主體裝置”制造的不同生產(chǎn)力氣的黃磷尾4保和經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。%InconnectionwithtwomajorobstaclesfacedwithandtwobasicproblemsthatmustbesolvedintheresourceutilizationofyellowphosphorustailgasinChinastudyandinvestigationarecarriedout.Ananalysisismadeofthemechanism,characteristicsandinfluencingfactorsofseriousequipmentcorrosionafteryellowphosphorustailgasisusedforsteamboilerinsteadoffirecoal,anditisindicatedthatitistheresidualphosphorusintailgasthatisthemaincauseofcorrosionperforationoftheboiler.Ayellowphosphorustailgasboiler,whichismadebyutilizingpatenttechnology,“themainheatexchangerdeviceinyellowphosphorustailgasburningboiler”andwithdifferentproductioncapacity,hassolvedcorrosionproblemfundamentally,thelongesttimeofactualoperationismorethan4years,greatachievementsinbothenvironmentalprotectionandeconomicbenefithavebeenattained.《化肥工業(yè)》【年(卷),期】2023(000)001【總頁(yè)數(shù)】4(P1-4)黃磷尾氣;資源化利用;燃煤蒸汽鍋爐;可行性分析孫志立;張冬平【作者單位】550000;昆明鍋爐有限責(zé)任公司云650000【正文語(yǔ)種】中文X701.7AbstractInconnectionwithtwomajorobstaclesfacedwithandtwobasicproblemsthatmustbesolvedintheresourceutilizationofyellowphosphorustailgasinChina，studyandinvestigationarecarriedout.Ananalysisismadeofthemechanism，characteristicsandinfluencingfactorsofseriousequipmentcorrosionafteryellowphosphorustailgasisusedforsteamboilerinsteadoffirecoal，anditisindicatedthatitistheresidualphosphorusintailgasthatisthemaincauseofcorrosionperforationoftheboiler.Ayellowphosphorustailgasboiler，whichismadebyutilizingpatenttechnology，“themainheatexchangerdeviceinyellowphosphorustailgasburningboiler”andwithdifferentproductioncapacity，hassolvedcorrosionproblemfundamentally，thelongesttimeofactualoperationismorethan4years，greatachievementsinbothenvironmentalprotectionandeconomicbenefithavebeenattained.Keywordsyellowphosphorustailgasresourceutilizationcoal-burningsteamboilerfeasibilityanalysis黃磷是磷化工的根底原材料，其下游產(chǎn)品品種繁多，具有較高的經(jīng)濟(jì)延長(zhǎng)價(jià)值。目5010業(yè)，在國(guó)際市場(chǎng)上占具主導(dǎo)地位，其產(chǎn)量、出口量、消費(fèi)量及產(chǎn)能均居世界第1位。13500～14500kW·h)，同10t)。所以，國(guó)內(nèi)黃磷生產(chǎn)實(shí)重要條件。由于黃磷屬資源型、高能耗、對(duì)環(huán)境有影響的產(chǎn)品，2023的高度關(guān)注。黃磷尾氣的物化特性CO，其他雜質(zhì)有無(wú)機(jī)硫(S，H2S，SO2)、有機(jī)硫(COS，CH3SH(P4，PH3)、氟及氟化物(HF，SiF4)、砷及砷化物(AsH3，AsF3，AsCH4，CO2，O2，N21黃磷尾氣利用現(xiàn)狀1t2500～3000m310.5～11.7MJ/m3CO是生產(chǎn)碳一化工產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料氣。2070供漂磷和制磷設(shè)備保溫用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023920kt，黃磷尾氣總3169kt2％，用作黃磷原料烘干、三聚磷酸鈉枯燥和聚合、加熱六偏磷酸鈉和水等熱源的約占尾氣總量的10％～2580％。按此計(jì)算，直接或間接燃燒CO2SO26350kt/a6.9～16.3kt/a，對(duì)環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)峻。另外，用于制備熱水的換熱器承受碳鋼材料制造，不耐腐蝕，安全隱患大(云南某企業(yè)曾發(fā)生自制熱水器爆炸傷人致死事故)，一年需修理更換數(shù)次。因此，多數(shù)黃燃煤本錢較高。黃磷尾氣利用的兩大難題2問(wèn)題和處理本錢問(wèn)題。CO所生產(chǎn)的產(chǎn)品銷售資金占用周期較長(zhǎng)，而且產(chǎn)品受季節(jié)與原料波動(dòng)影響較大。所發(fā)電能供磷爐自用，副產(chǎn)的低壓蒸汽用于黃磷精制、保溫等;對(duì)于一般性的企業(yè)，黃磷尾氣經(jīng)簡(jiǎn)潔除塵后作為燃料取代生產(chǎn)裝置中的燃煤鍋爐，回收利用熱量，具有風(fēng)險(xiǎn)小、見(jiàn)效快、投資本錢回收期短的優(yōu)勢(shì)，對(duì)節(jié)能、降耗和減排具有重大意義。黃磷尾氣在鍋爐中應(yīng)用的回憶部快速穿孔腐蝕而報(bào)廢，已成為制約黃磷尾氣在鍋爐中應(yīng)用的一大難題。24t/h40d，2Ф1000mm(10MPa)的換熱介質(zhì)，在間歇操作狀態(tài)下，運(yùn)行不到13，14t/h，14t/h14t/h1爐膛內(nèi)的換熱管就消滅腐蝕穿孔，煤和黃磷尾氣混燒的鍋爐堅(jiān)持運(yùn)行了半年左右，目前在運(yùn)行的是燃煤鍋爐。腐蝕特征以黃磷尾氣為燃料的鍋爐的腐蝕點(diǎn)大都消滅在高溫爐膛內(nèi)列管的局部，一般呈現(xiàn)蜂7d，31EDS鎂、鋁、鉀、鈣等元素，且硅、磷、硫、鐵等元素含量較試樣原成分有所變化，磷Fe2PFeP的混合物消滅。腐蝕機(jī)理影響鍋爐使用壽命的因素包括物理?yè)p耗和化學(xué)損耗，破壞形式有內(nèi)腐蝕(水側(cè)腐蝕)和外腐蝕(煙側(cè)腐蝕)。對(duì)于燃煤鍋爐，存在高溫腐蝕和低溫腐蝕，高溫腐蝕主要發(fā)0.6～3.0g/m3，有可能是酸性氣體(H2S，SO2，SO32深度和時(shí)間都是沒(méi)有規(guī)律的。黃磷尾氣中殘磷量增加的緣由件發(fā)生了變化，黃磷尾氣中的磷分散成固體顆粒(每隔一段時(shí)間，在尾氣輸送管的U換熱管中的鐵反響生成磷鐵，這是產(chǎn)生腐蝕穿孔的主要緣由。35℃左右，此溫度下尾氣中的殘磷量可把握在＜1.0g/m3，假設(shè)溫度30℃0.4g/m3。但有的企業(yè)不重視該溫度的調(diào)整把握，使出噴淋洗60℃左右，如不實(shí)行過(guò)冷水或其他方法降溫，很難降低黃磷尾氣中的殘磷量。黃磷尾氣在輸送過(guò)程中因壓力(水環(huán)真空泵升壓)、流速和環(huán)境溫度等因素發(fā)生變化，其中的水蒸氣和磷蒸氣連續(xù)分散成為水和磷的固體顆粒，其中相當(dāng)一局部會(huì)黏附在輸送管線內(nèi)壁的外表并漸漸長(zhǎng)大，最終脫離管壁隨尾氣進(jìn)入鍋爐爐膛燃燒。傳統(tǒng)鍋爐爐膛內(nèi)部空間有限蝕現(xiàn)象，其腐蝕反響式如下:P4+8Fe=4Fe2PP4+5O2=2P2O5P2O5+3H2O=2H3PO42H3PO4+Fe2O3=2FePO4+3H2O2H3PO4+2Fe=2FePO4+3H2↑和減緩腐蝕的作用。黃磷尾氣鍋爐化學(xué)腐蝕的防范措施針對(duì)黃磷尾氣中化學(xué)組分、雜質(zhì)含量及用途的不同，可承受物理和化學(xué)相結(jié)合的方法對(duì)尾氣進(jìn)展凈化處理，開(kāi)發(fā)投資和運(yùn)行本錢低的脫除磷、硫等雜質(zhì)的工藝、技術(shù)，以最大限度降低生產(chǎn)本錢，提高黃磷尾氣的回收利用率。1P4Fe輸送管管壁分散的微粒磷。黃磷尾氣替代燃煤用作蒸汽鍋爐燃料的難題破解專利“一種黃磷尾氣燃?xì)忮仩t換熱主體裝置”(ZL202320111879.1)承受一種簡(jiǎn)潔得到了利用。目前，云南已建成投運(yùn)該類型各種生產(chǎn)力氣(4，6，810t/h)的黃204(1CO85％～95CO3強(qiáng)的腐蝕性。經(jīng)濟(jì)可行性的制約，要破解這兩大難題，必需解決環(huán)保問(wèn)題和處理本錢問(wèn)題。方法和途徑。(4)針對(duì)我國(guó)黃磷尾氣大量排放和鋪張的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)黃磷尾氣資源化利用，保護(hù)好我們生存的環(huán)境，已成為寬闊科技工作者共同的責(zé)任和奮斗目標(biāo)?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】［1］孫志立，杜建學(xué).電熱法制磷［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，202316-47，31-90.［2］孫志立.重生疏磷礦加工的科學(xué)合理性 實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)進(jìn)展戰(zhàn)略［J］.化肥工業(yè)，2023(2):1-5.［3］陳善繼.黃磷尾氣的綜合利用［J］.磷肥與復(fù)肥，2023(145-48.［4］匡國(guó)明.貴州省磷化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)進(jìn)展戰(zhàn)略的研討［G］.第四屆全國(guó)磷復(fù)肥/磷化工技術(shù)創(chuàng)(湛化)論壇論文