电炉生产黄磷的能耗分析与节能潜力
科技成果——冷捣糊整体优化成型筑炉节能技术

科技成果——冷捣糊整体优化成型筑炉节能技术适用范围钢铁、有色、化工行业适用于铁合金、黄磷、稀土金属等冶炼电炉行业现状目前我国铁合金年产量约7000万t,黄磷年产量约400万t。
铁合金生产综合电耗约为4200kWh/t,每年电耗约2940亿kWh,黄磷冶炼电耗为14000kWh/t,每年电耗约560亿kWh,能耗巨大。
传统的铁合金炉和黄磷炉是用碳砖砌筑而成,碳砖之间用电极糊连接,因碳砖与连接糊的质量和材料性质差异及碳砖规格本身的局限性,施工过程相对复杂,且连接糊薄弱处易破损,电流分布不均匀,导致电炉电耗高、寿命短。
冷捣糊整体优化成型筑炉技术采用先进的筑炉工艺,可有效降低加工电耗,延长炉体的使用寿命,实现节能。
成果简介1、技术原理采用冷捣糊进行整体筑炉,材料质量均匀结构致密,可筑成所需的各种结构,不同材料能无缝粘接,可避免传统筑炉工艺连接糊易破损及电流分布不均匀的问题,同时可增强炉体的保温性能,改善电炉的热平衡,有效降低加工电耗,并延长炉体的使用寿命。
2、关键技术(1)冷捣糊制备技术采用石墨化无烟煤和复合粘结剂,按照特定比例配料、混捏、凉料,制成专门用于电炉高温内衬的筑炉冷捣糊材料。
(2)整体筑炉技术将冷捣糊材料按照一定的压缩比,利用高速振动机械对分层铺设的冷捣糊进行捣筑成型,通过层层复压,形成糊料的无缝捣筑并使冷捣糊捣固体获得较高的体积密度,使电炉高温内衬部分的炉底、炉壁成为一个整体。
(3)烘炉技术采用高温结焦及电极焙烧方式,对冷捣糊整体成型筑炉的电炉进行烘炉处理。
3、工艺流程冷捣糊整体成型优化筑炉技术工艺流程图主要技术指标1、降低电炉电耗:3.5%-8%;2、电炉使用寿命:≥3年。
技术水平该技术于1999年通过由贵州省化工厅和贵州省磷化工协会组织的工业化成果鉴定,并于同年获得贵州省科技进步三等奖。
该技术还获得国家发明专利1项,实用新型专利2项。
目前已在全国推广使用十余年,广泛用于铁合金、黄磷、稀土、铝电解等行业,用户数量达100多家。
黄磷电炉短网与节电

黄磷电炉短网与节电
祝庆生
【期刊名称】《贵州化工》
【年(卷),期】1995(000)004
【摘要】短网是电炉变压器向电炉输送电能使之作功的关键,对电炉的生产运行好坏与节电情况影响很大。
车文从节电的角度出发,对短网提出一些探讨。
【总页数】4页(P43-46)
【作者】祝庆生
【作者单位】贵州磷酸盐厂,贵阳,550018
【正文语种】中文
【中图分类】TQ126.316
【相关文献】
1.6MVA电炉铜管短网与铜排短网的rn 比较及改进措施 [J], 杨树德
2.节电新探对热处理电炉的节电改造 [J], 朱仰山
3.论电石短网的重要性:谈来宾煤矿电石厂5kt/a电炉短网改造的效果和体会[J], 包继和
4.关于黄磷生产效益与电炉容量关系的探讨——兼论降低黄磷电炉电耗的途径 [J], 李发谋
5.黄磷电炉智能化节电技术 [J],
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2022年行业分析国内黄磷市场八大因素发展迅猛

国内黄磷市场八大因素发展迅猛黄磷是一种极重要的基础工业原料,主要用于化工、农药等多个领域。
目前我国的总产量居世界首位,共有黄磷生产厂上百家,生产装置主要分布在云南、贵州、四川、湖南四省,云、贵、川三省黄磷生产力量超过全国80%。
由于黄磷的生产会消耗大量的能源,并对四周环境带来极大影响,属于高能耗、高污染的产业,所以发达国家将黄磷生产转移到进展中国家。
目前世界黄磷总生产力量超过240万吨/年,其中我国黄磷生产力量已经超过200万吨/年,约占世界总生产力量的83%左右。
2022年我国黄磷总产能200万吨,当年产量83万吨,实现销售收入124.5亿元,利润24.6亿元。
因此我国已是世界上最大的黄磷生产、消费和出口国家。
八点缘由充分证明我国黄磷生产有了快速进步一、大型黄磷电炉国产化技术普遍在行业内推广,国产电炉装置已达1万吨/年及以上,并能长期稳定运行,综合能耗低于进口电炉。
二、装置自动化掌握进展很快,现有黄磷装置多数已实现DCS掌握。
三、磷矿粉烧结造粒技术、焦炭黏结造粒技术已取得突破,并实现了工业化。
四、黄磷尾气电除尘技术,黄磷尾气净化综合利用技术取得突破,其中黄磷尾气作综合利用技术推广进展快,目前行业尾气综合利用率已突破30%。
尾气经初步净化用作锅炉或下游磷化工产品的热源、用于生产甲酸、甲酸钠等化工产品的技术成熟,能够长期稳定运行。
五、黄磷脱砷除杂生产高纯磷制备技术。
六、磷渣热能回收及利用技术,磷渣用于生产微晶玻璃工业化试验装置取得进展,但大规模工业化生产技术需要突破。
七、污染物治理取得了较大的进展,目前含单质磷污水已全部实现密闭循环,一些企业达到生产污水全部循环;泥磷实现企业内处理,利用;绝大多数企业磷渣实现综合利用。
八、实现了磷化工与硅化工、煤化工、碳一化工、氯碱化工、建材等产业耦合共生技术等。
部分共生耦合技术进展模式已在一部分工业园区初现,拉长了产业链、拓宽了产品幅。
但距离真正的绿色环保的生产还有一系列的技术经济问题需要突破。
云南省黄磷行业节能降耗实施意见

云南省黄磷行业节能降耗实施意见文章属性•【制定机关】云南省人民政府•【公布日期】2007.06.29•【字号】云政办发[2007]145号•【施行日期】2007.06.29•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】节能管理正文云南省黄磷行业节能降耗实施意见(云政办发[2007]145号二00七年六月二十九日)为了推进黄磷产业结构调整,规范行业发展秩序,提高产业效益和企业竞争力,实现节能降耗的目标,现对黄磷行业节能降耗提出如下实施意见:一、黄磷行业节能降耗现状全省黄磷行业现有147台黄磷炉,总变压器容量194.6万千伏安,总设计生产能力95.6万吨,全省黄磷实际产能超过120万吨。
2006年黄磷产量达到37.84万吨,在2005年的基础上增长28.8%,超历史最好水平,全年平均市场价格维持在10300元/吨。
全年新增能耗近20万吨标准煤,新增磷渣量380万吨,向大气排放尾气近10亿立方米,排放二氧化硫量5500吨,氟化物450吨,元素磷55吨。
由于2007年电力供给形势进一步好转,有68.65万吨已经公告淘汰的设计能力在丰水期期间开足生产,黄磷产量有可能在2006年基础上进一步增长。
在全球市场对黄磷需求逐年降低的情况下,我省黄磷产量快速增长,不仅将造成黄磷市场价格进一步下滑,而且对完成节能降耗的约束性指标造成更大的压力。
二、发展目标和节能降耗指标(一)2010年全省黄磷行业发展目标1.继续保持黄磷产能和产量、能耗和污染物排放、质量和效益全国领先水平。
全省黄磷设计生产能力控制在80万吨/年以内,黄磷实际产量约占国内总产量的45%以上。
2.下游产业链得到延伸。
以黄磷为原料,进一步发展精细磷系列产品,黄磷就地加工量占实际产量的35%以上。
3.培育“云南黄磷”统一品牌。
通过调控、协调和行业自律,不断规范市场竞争行为,促进统一品牌对外销售,力争实现统一品牌对外销售比例达60%以上。
4.进一步提高生产集中度。
工业炉节能潜力和节能途径

工业炉节能潜力和节能途径摘要:随着科学技术的进步,工业炉已被普遍地运用到了许多不同的领域,如冶炼、制造制作。
它们的类型繁杂,能耗也相当可观,因此,对其进行节能技术的改造与应用,是保证产品质量、减少生产成本、优化资源配置、改善劳动环境以及推进绿色可持续发展的重要因素。
通过对工业炉的研究,发现了几种有效的节能措施,本文将进行详述。
关键词:工业炉节能途径节能潜力一、引言随着社会的进步,工业炉的节能和环境友好性对于实现经济的可持续发展至关重要。
我国拥有数十万台各种类型的工业炉,其中以机械行业炉为主,比例高达66%,而且,在这些工业炉中,以燃烧炉为主的比例也超过了55%。
此外,这些工业炉也是一个消耗巨头,在整个消费品类的消费量中排名25%。
在工业炉的运行过程中,燃烧炉的使用量的运行成本中所起的作用是非常重要的,它们的比例高达92%,分别是固态、液态和气态。
因此,工业炉的可持续发展具有重要的意义,可以采取许多措施来实现这一目标。
二、工业炉的分类与简介工业炉种类很多,用途各有不同。
按工艺特点可以分为加热炉和熔炼炉;按使用的能源种类不同又可分为燃料炉和电加热炉;按工作时的炉内温度可以分为高温炉、中温炉和低温炉;按热工操作制度又包括连续式工作炉和间歇式工作炉等。
三、当前工业炉主要存在的问题及节能潜力(一)燃气炉存在问题燃气工业炉中高能耗的加热炉、热处理炉主要共性问题为以下方面。
烟气余热均未得到充分利用,加热炉离炉烟气温度高达600~700℃,热处理离炉烟气温度高达450~500℃,烟气排放温度较高,热能回收率低;部分炉在燃烧器的选型和配置上不恰当,与炉型结构不匹配,能耗较高;控制系统落后,空/燃比失调,炉温均匀性差,锻造加热炉仍为手动控温,操作上存在很大的安全隐患,而且炉温的宽幅波动,会影响产品的加热质量,并造成能源的严重浪费;热处理炉均缺少炉压测控装置,无法根据炉子升温、保温阶段供热负荷的变化控制炉膛压力,多数的加热炉烟道设计不合理,排烟不畅,造成炉压失控,炉口大量向外蹿火,炉门残缺不齐,散热损失很大;仍有大量炉采用砖砌结构,蓄热损失严重;大部分炉子缺少可靠、有效的炉门压紧机构,炉体密封性差,炉子不能发挥其最佳性能,能耗较高。
剖析我国当前黄磷生产及消费状况

剖析我国当前黄磷生产及消费状况摘要:在化工生产中,黄磷作为一种最基本的化工原料,有着广泛的用途,在中国有非常大的消费市场。
中国不仅是黄磷的消费大国,也是黄磷的出口大国,尤其是近几年,随着世界经济的发展,能源的快速开发和使用,使得国外一些国家将黄磷的来源指向中国,国外的黄磷生产量在逐渐的下降,而中国的黄磷生产量在逐渐的增加。
为此文本针对当前我国黄磷的生产以及消费状况进行分析研究。
关键词:黄磷生产现状消费状况黄磷是化工生产中的一种原料,又称为白磷,在各个方面有非常广泛的用途。
随着世界各国经济的发展,黄磷的消费市场在不断的增加,但是在世界经济发展的过程中,对环境的危害和破坏非常的严重,为了适应绿色生产这一主体,国外其他国家的黄磷生产在不断的下降,将黄磷的来源指向中国这个黄磷出口大国。
一、黄磷产品的生产及发展现状随着世界各国能源供应的紧张,环保概念的提出,黄磷在国外的生产量逐渐的下降,而在中国的生产量却是逐年的上涨。
中国是黄磷生产第一大国,每年黄磷的生产量占世界排名的第一位,虽然中国是世界上黄磷的生产大国和消费大国,但是中国并不是黄磷生产和消费强国,中国的黄磷生产技术相对落后,很多技术都是从国外引进的,与国外其他国家的黄磷生产技术相比,中国的黄磷生产使用的是小型制磷电炉,磷矿石的加工非常的简单,而且黄磷生产中的自动化水平较低,生产的黄磷产品较为单一,生产结构不合理,有非常严重的环境污染[1]。
而外国黄磷的生产,自动化生平非常高,生产环境好,对环境造成的污染小等,所以和国外其他国家的黄磷生产相比,黄磷生产结构单一,环境污染严重,能耗高等。
在以上和国外黄磷生产技术相比之下,中国黄磷生产技术较低,但是国外一些国家黄磷生产量在不断的降低,他们将黄磷的来源指向中国,这就为中国的黄磷产品提供了广阔的市场,同时也加重了中国黄磷生产带来的环境污染。
从中国黄磷生产行业对黄磷进行分析,中国黄磷生产厂家众多,但是生产规模较小,黄磷生产企业分布分散,集中度较低,在国内外科学技术进步和发展中,中国黄磷生产生产规模在逐渐的扩大,单台电炉生产量占黄磷总产能的24.0%,占黄磷装置总产能的75.0%,从这些数据上来看,单台电炉生产,符合我国黄磷行业的实际情况,可以将世界黄磷的发展潮流进行体现。
与黄磷生产装置有关的制磷电炉规模问题探析

化氢 1 ta工程装置投资为 6 0 1 /, k 00万元左右 , 氟硅
酸 (8 ) 1 0 1% 以 0 2
率 达 3 .3 。 3 3%
吨计 , 位 销 售 成 本 为350 单 0
吨 , 常年 份 利 润 总额 为 200万元 , 资 利 税 正 0 投
维普资讯
1 概 况
近 几 年来 , 少人 认 为 规模 小 的制 磷 电炉 投 资 不 效 益差 , 规模 越 大 的制 磷 电炉 其 综 合技 术 经 济 指 标 就越好 。但 笔者 不 是很赞 同这 种看 法 。 黄 磷 生产装 置 大小在 技 术经济 方 面 的区别 与合 成氨工 业 的大 氮肥 与小 氮肥 是完 全不 同 的 。小 氮肥 与大氮 肥 的合成 氨 的综 合 能耗 差 异悬 殊 : 氮 肥 的 小 能耗 ( 吨氨 计 ) ( .4— .7 是 7 5 83 )×1 k , 30k a 0 J而 0 t / 大型 合成 氨装 置 的仅 ( . 3—4 1 )×1 k , 者 29 .9 0 J两 相差 1倍 以上 。19 90年 , 吨 合 成 氨 的成 本 , 氮 每 大
计 参数 , 即可大 规模 推广 应用 。 目前生 产无 水氟 化 氢 的主要 生产工 艺路 线 为利 用 浓硫 酸分 解 莹石生 产 氟化氢 。无水 氟化 氢 的市场 销 售价 为 5 0 0 0 吨 。经 测算 : 如果 利 用 湿 法磷 酸 生 产装 置所 副 产 的 氟硅 酸 生 产 无 水 氟 化 氢 , 30 以 0 k aPO 湿 法磷 酸生 产装 置 为例 , 以生 产 无水 氟 t / 可
氟化 硅循 环 到氟硅 酸 吸收 系统 或直接 制 造气 相 白炭 黑 和无水 氟 化氢 。 此 技 术 经 过 与 中吴 晨 光 化 工 研 究 院 的专 家 交
我国火电厂能耗现状及节能潜力分析(全文)

我国火电厂能耗现状及节能潜力分析XX:一、前言我国能源的匮乏与环境承载能力的下降,给经济的进展带来了很大挑战。
节能降耗是经济社会进展的长远方针,更是一项紧迫的任务。
火力发电企业同样如此,要高度重视节能措施的推广和利用。
二、火电厂节能概述和特点1、火电厂节能概述火电厂节能是指在火电厂运行期间,优化火电厂内各生产环节、各治理部门的生产治理活动,以尽可能少的能源消耗,提供尽可能多的电能。
火电厂消耗的主要能源包括煤炭,电能,水和其他能源。
由于本论文以燃煤电厂为研究对象,所以把煤炭,电能和水作为主要节能研究对象。
2、火电厂节能的特点(1)系统性。
所谓系统性,是指火电厂节能是一个整体的系统,它存在于火电厂生产治理的各个环节。
它包括了火力发电中的各种资源的节约,包括燃煤的节约,厂用电的节约水资源的节约等,不管从哪个角度,总可以将其组织的比较条理,易于分析。
(2)全面性。
火电厂节能不仅仅局限在某一方面,还注重节能对火电厂整体的影响,比如通过治理政策和规章的制定可以提高员工的节能意识,进而影响整个电厂发电能耗。
任何一个环节的改进都应该与其他环节相配合、相适应,否则反而会影响整体的节能效果。
总之,火电厂节能不是单纯意义上的节约,而是包括了一系列相关配套的技术、措施、政策,是全面的、综合的节约能源。
(3)复杂性。
复杂性是指火电厂节能包括火电厂内各种能源的节约,各种能源在各个环节的耗用情况不同,不仅在耗用量,耗用有效程度等方面不同,它们在节能指标的体现和选取上存在着很大的差异,电厂生产耗用能源的种类的多样性决定了火电厂节能的复杂性。
三、火电厂节能中普遍存在的问题1、对节能的重视不够,目前我国大多数火电厂沿袭传统治理和设计思想,过于注重安全但节能与经济性考虑不够,改造空间很大,主要是领导认识不够。
2、体制陈旧,不能激发企业和干部职工的节能热情。
目前我国电厂的考核性指标,仍然沿用原有模式,即对安全、可靠性方面考核的多,对节能、环保方面考核的少,而且大多是鼓舞性的,没有否定性的。
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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2009年第28卷增刊·94·化 工 进 展电炉生产黄磷的能耗分析与节能潜力田 萍1,徐 兵1,张琦弦2,莫晓兰1,梁玉祥1(1四川大学化工学院,四川 成都 610065;2四川大学轻纺与食品学院,四川 成都 610065)摘 要:对某厂年产3000 t 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1500 t 左右的废热能量可以被回收,另外可回收黄磷190 t 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一种重要方法。
黄磷是典型的高能耗、高排放的双高产品,近年来产能的快速增长使行业节能减排任务艰巨,目前各级政府、行业组织和生产企业都十分重视黄磷产业的节能减排工作。
根据本文作者深入调查,对电炉法生产黄磷的相关参数作了仔细的分析。
1 某厂概况某厂拥有两套(同时开)运行的电炉,年处理量达3000 t 以上,其工艺流程如图1。
黄磷生产工序工艺流程为传统的电炉法,在2008年实际生产情况的基础上,作者收集了一系列的有关数据,对电炉法生产黄磷流程进行了仔细分析,利用化工操作单元的相关知识,对其能量利用进行了一系列的计算,发现最近一年黄磷生产线的煤和电消耗总量为7040 t (以折标煤计),其中高达3833 t 的热量未能被回收利用。
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术,回收这部分热量,理论上一年可以节约能量1450 t ,回收黄磷192 t ,产生效益可达257万元以上,抛开成本也可获利110万元。
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;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”分析工艺的能耗情况2.1 工艺介绍电炉生产黄磷的主要反应方程式:4Ca 5F(PO 4)3+21SiO 2+30C =3P 4+30CO+SiF 4+20CaSiO 3如图1,磷矿石、硅石和焦炭经分别破碎以后,按一定比例进行配料,混和均匀,通过皮带传送机送入提升斗中,运到两边的进料斗槽里,接着进入电炉进行反应。
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220~350 V。
在电炉内各电极间产生电弧,使炉内温度维持在1350~1450 ℃。
在此条件下磷矿被硅石和碳还原,生成含磷蒸气的炉气和熔融的炉渣。
炉气(约含质量分数为25%的磷,其余主要为CO和少量的H2S、CO2、N2、PH3、SiF4)由导气管引出,反应产生的炉渣(SiO2、CaO、As2O3等氧化物)和磷铁(Fe2O3被C还原后和P化合后的生成物)由出渣口排出进行相应的冷却。
而炉气进入冷凝塔(三个串联的空塔),依次用热水和冷水喷淋,热水塔使磷蒸气冷凝下来,形成粗磷;冷水塔则用于洗涤尾气(主要含CO),然后随管道排出作为甲酸钠的生产原料。
粗磷进入精制锅,用热水槽提供的热水进行保温(60~80℃),使其静置分离。
热水槽由锅炉通过加热水产生蒸气进行加热。
合格的黄磷作为最终产品进行包装或用于生产赤磷,而剩余物泥磷被排出作为生产磷酸的原料。
表1煤电消耗能源品种燃料煤电黄磷 57.3t·a-1 5685.5×104 kW·h·a-1表2煤电能耗的折标当量值能源介质实物量折标准煤/t燃料煤57.3 t 52电 5685.5×104 kW·h·a-16987.66企业自耗能总量 7039.662.2对系统物料、能量分析CO磷蒸气炉渣图2 物料流程图根据图2及表2中的相关析标数据,进行物料衡算。
(1)物料衡算输入物料:w磷矿石+w硅石+w焦炭=10+2.5+2=14.5t输出物料:w CO+w磷蒸汽+w炉渣=2.37+1.055+11=14.425t故有:w磷矿石+w硅石+w焦炭≈w CO+w磷蒸汽+w炉渣(2)能量衡算原始数据:生产1 t黄磷需要磷矿m l=10 t,焦炭m2=2 t,硅石m3=2.5 t;产生泥磷150 kg,电炉耗电 14×104 kW·h/d,电炉温度t=1350℃;炉渣温度1350 ℃;炉气冷凝后温度60 ℃;8~9 t黄磷/8 h,生产时间8 h/d,6 t热水/d;热水温度t l=60 ℃;年产黄磷3452 t为了方便计算将各个物质的比热和熔化焓分别用字母表示如下:比热容:磷C p1,硅石C p2,焦炭C p3,磷蒸气C p4,磷固体C p5,一氧化碳C p6,水C p7熔化焓:磷r1,硅石r2化学反应方程式:4Ca5F(PO4)3+30C+21SiO2→3P4+30CO+20CaSiO3+SiF4(3)热量衡算(以生产1 t黄磷计算)①电量的横算选取电炉为控制对象。
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′Q′=14×104×3600/8.5=5.929×107 kJb. 用于加热物料所需能量Q1Q1=(m3×Cp3+m3×Cp3+m3×Cp3)×(t-t常)=(10×103×1.27+2.5×103×0.79+2×103×0.81)×(1350-25)=2.16×107 kJ表3黄磷工艺计算参数表名称比热容/kJ·kg-1·℃-1融化焓/ kJ·kg-1·℃-1磷 1.27 483.6硅石0.79 236.75焦炭0.81磷蒸气0.542磷固体0.192一氧化碳 1.14水 4.2黄磷的摩尔蒸发焓r= 475kJ/(kg·K)图3 黄磷生产能量流程图化工进展 2009年第28卷·96·c. 用于熔化物料所需热量Q2Q2=r1×m1+r2×m2 =483.67×10×103+236.75×2.5×103=5.43×106 kJ总能量Q=Q1+Q2 =2.16×107+5.43×106 =2.71×107 kJ 耗能比例w=Q/Q′=2.71×107/(5.929×107)×100% =45.7%d. 主反应放出能量Q R约占总能耗的12%,其它副的吸热反应消耗能量占总能耗的8%,可以相互抵消一部分,剩余4%的热量可以为物料升温和熔化提能。
e. 电炉能量的有效利用率x=w-4%=45.7%-4%=41.7%一年电炉耗能总量=14×104/8.5×3452=5685.6×104kW·h=6987.66t 一年需要的有效能量=6987.66t×41.7%= 2913.85tQ损失=Q′ ×(1-41.7%)=4073.81t②能源煤的衡算热水槽内加热热水至60℃耗需要能量Q3:Q3=Cp7×m×(t l-t常) =4.2×6×103/8.5×(60-25) =1.04×105kJ 一年消耗能量=1.04×105×3452=3590.08× 105kJ=13tQ损失=52-13=39 t(4)黄磷的损失衡算根据该厂实际情况:600 kg泥磷生产1 t含70%的磷酸。
因此泥磷中磷含量w=70%×103×31/(98×600)× 100%=36.9%;生产1 t黄磷有150 kg泥磷,则泥磷中含磷量m=150×36.9%=55.35kg;则一年泥磷中磷含量为 3452×55.35kg=192t(5)黄磷能耗计算黄磷综合能耗=(52+6987.66)×103/3452=2039kg电单耗=14×104kw·h/8.5=1.65×104煤单耗=51.9t/(0.8×3452)=18.8 kg3 结果与讨论3.1结果通过热量横算,该工艺在生产黄磷理论耗煤为13 t/a,耗电的理论值为2913.85 t/a。
每年损耗的煤有39 t,电损耗为4073.81 t。
实际消耗量与理论消耗相差很大,热量浪费严重。
该厂的黄磷的综合能耗为2039 kg,与国外先进生产工艺的能耗指标1610 kg,差距很大。
黄磷的生成是在电炉内进行的,电炉以原料电阻和电极电弧的形式将电能转换成热能,使炉料熔融,因此电炉为主要耗能设备。
电炉的实际利用率为41.7%,与世界先进水平55.5%相比差距也很明显。
3.2原因分析通过对某厂的能源调用情况的调查与计算分析可知,该厂在能源利用方面还存在这许多漏洞。
生产工艺上主要有以下几点能源的浪费。
(1)电炉生产过程中,每吨黄磷将产生11 t 左右的硅钙炉渣(其主要化学组分:SiO239.7%;CaO48.99%;P2O5,2.7%;SiO2/CaO=0.81),温度高达1300℃以上。
目前黄磷生产行业处理硅碳炉渣大多采用的湿法出渣,该工艺比较简单,采用循环冷却水将高温(1300℃左右)炉渣直接接触进行冷却,这样炉渣的高温显热全部被浪费。
这部分热量也是导致电炉黄磷工艺能耗较高的主要部分。
(2)在制磷生产中,由于原料的加工和输送、混合中的碰撞和摩擦以及化学反应中一些组分在高温时的挥发,尤其在生产操作不正常时,将会产生大量粉尘。
因此,必然有许多粉尘进入炉气而被带入冷凝系统。
炉气中粉尘含量为50~150 g /m3。
这样,炉气如不经过除尘而直接进入冷凝系统,会造成大量的泥磷,带来磷损失。
(3)该厂在黄磷生产工艺中,将产生的磷等高温气体直接用水冷凝,既浪费水资源,给排水系统造成负担,同时冷凝过程中所放出的显热也随水在空气中散失造成热量的浪费。