净化黄磷尾气燃气发电系统设计
黄磷尾气发电项目方案(新)
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第一章概述我国是黄磷、电石、碳化硅的生产大国,而黄磷、电石、碳化硅的生产是高耗能大户,同时在生产中要产生大量的高含CO的尾气,以黄磷生产为例,每生产一吨黄磷,就要副产2500~3000m3尾气,尾气中CO的含量一般都在80%以上,如此巨大的尾气量,而目前在这些企业中80%以上的尾气都是直接排入大气中,造成了很大的能源、资源的浪费和严重的环境污染。
节能减排,建立环境友好型的文明社会是我国的基本国策,随着环境保护政策的落实和加强,尾气回收利用势在必行,并关系到企业的生存和发展。
多年来黄磷尾气、电石尾气、碳化硅尾气等没有能很好的回收利用的根本原因是尾气回收净化技术比较复杂,投资较大。
这类尾气中除含有大量的CO、CH4、H2、CO2等有用气体外,还含有一定量的硫化物、磷化物、砷化物、氟化物等有害物质和大量的粉尘,用简单的过滤除尘、水洗、碱洗法制得的净化尾气达不到化工合成工艺气的要求,只能用作燃料,经济效益不佳。
近十多年来我国许多科研单位、高等院校、生产企业、设计公司等都在致力于尾气回收净化和综合利用的研究和开发工作,并取得了可喜的成果,技术日趋成熟,并建立起多处示范性装置,运行良好。
利用尾气回收,变废为宝,虽然尾气回收净化需要一定的投资,但其生产成本远低于直接用煤、气、油生产的产品,而且解决了环境污染的大问题。
1.1 项目申请单位情况概述及编制依据1.1.1 项目申请单位概况**化工企业现有两台/套1万吨/年黄磷生产系统,可年生产成品黄磷(五氧化二磷)2万吨,年产值****万元。
1.1.2 项目概述该企业年产黄磷2万吨,每生产一吨黄磷可产生黄磷尾气(CO 95%)3000NM3,全年副产尾气2×3000=6×107NM3,除部分尾气用于矿石烘干和工艺加温外,剩余部分全部燃烧(点天灯)外排,此工艺不仅浪费了资源也污染了环境。
黄磷尾气的热值约为2716大卡,和11MJ。
如果用黄磷尾气作燃料供发动机发电1NM3尾气可发电1KW/H,目前公司全年副产尾气约2万吨×3000=6×107 NM3,除去用于黄磷原材料工段烘干矿石和工艺加温外,剩余黄磷尾气量约为5000nm3/h(co100%),可以组建一座装机容量为5000kw的机组。
黄磷尾气发电项目方案2
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黄磷尾气发电项目建议书 西安瑞驰节能责任有限公司第一章 概 述我国是黄磷、电石、碳化硅的生产大国,而黄磷、电石、碳化硅的生产是高耗能大户,同时在生产中要产生大量的高含CO 的尾气,以黄磷生产为例,每生产一吨黄磷,就要副产2500~3000m 3尾气,尾气中CO 的含量一般都在80%以上,如此巨大的尾气量,而目前在这些企业中80%以上的尾气都是直接排入大气中,造成了很大的能源、资源的浪费和严重的环境污染。
节能减排,建立环境友好型的文明社会是我国的基本国策,随着环境保护政策的落实和加强,尾气回收利用势在必行,并关系到企业的生存和发展。
多年来黄磷尾气、电石尾气、碳化硅尾气等没有能很好的回收利用的根本原因是尾气回收净化技术比较复杂,投资较大。
这类尾气中除含有大量的CO 、CH 4、H 2、CO 2等有用气体外,还含有一定量的硫化物、磷化物、砷化物、氟化物等有害物质和大量的粉尘,用简单的过滤除尘、水洗、碱洗法制得的净化尾气达不到化工合成工艺气的要求,只能用作燃料,经济效益不佳。
近十多年来我国许多科研单位、高等院校、生产企业、设计公司等都在致力于尾气回收净化和综合利用的研究和开发工作,并取得了可喜的成果,技术日趋成熟,并建立起多处示范性装置,运行良好。
利用尾气回收,变废为宝,虽然尾气回收净化需要一定的投资,但其生产成本远低于直接用煤、气、油生产的产品,而且解决了环境污染的大问题。
1.1 项目申请单位情况概述及编制依据1.1.1 项目申请单位概况**化工企业现有两台/套1万吨/年黄磷生产系统,可年生产成品黄磷(五氧化二磷)2万吨,年产值****万元。
1.1.2 项目概述该企业年产黄磷2万吨,每生产一吨黄磷可产生黄磷尾气(CO 95%)3000NM3,全年副产尾气2×3000=6×107NM3,除部分尾气用于矿石烘干和工艺加温外,剩余部分全部燃烧(点天灯)外排,此工艺不仅浪费了资源也污染了环境。
黄磷尾气发电项目方案设计(新)2
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实用文档第一章概述我国是黄磷、电石、碳化硅的生产大国,而黄磷、电石、碳化硅的生产是高耗能大户,同时在生产中要产生大量的高含CO的尾气,以黄磷生产为例,每生产一吨黄磷,就要副产2500~3000m3尾气,尾气中CO的含量一般都在80%以上,如此巨大的尾气量,而目前在这些企业中80%以上的尾气都是直接排入大气中,造成了很大的能源、资源的浪费和严重的环境污染。
节能减排,建立环境友好型的文明社会是我国的基本国策,随着环境保护政策的落实和加强,尾气回收利用势在必行,并关系到企业的生存和发展。
多年来黄磷尾气、电石尾气、碳化硅尾气等没有能很好的回收利用的根本原因是尾气回收净化技术比较复杂,投资较大。
这类尾气中除含有大量的CO、CH4、H2、CO2等有用气体外,还含有一定量的硫化物、磷化物、砷化物、氟化物等有害物质和大量的粉尘,用简单的过滤除尘、水洗、碱洗法制得的净化尾气达不到化工合成工艺气的要求,只能用作燃料,经济效益不佳。
近十多年来我国许多科研单位、高等院校、生产企业、设计公司等都在致力于尾气回收净化和综合利用的研究和开发工作,并取得了可喜的成果,技术日趋成熟,并建立起多处示范性装置,运行良好。
利用尾气回收,变废为宝,虽然尾气回收净化需要一定的投资,但其生产成本远低于直接用煤、气、油生产的产品,而且解决了环境污染的大问题。
1.1 项目申请单位情况概述及编制依据1.1.1 项目申请单位概况**化工企业现有两台/套1万吨/年黄磷生产系统,可年生产成品黄磷(五氧化二磷)2万吨,年产值 ****万元。
1.1.2 项目概述该企业年产黄磷2万吨,每生产一吨黄磷可产生黄磷尾气(CO 95%)3000NM3,全年副产尾气2×3000=6×107NM3,除部分尾气用于矿石烘干和工艺加温外,剩余部分全部燃烧(点天灯)外排,此工艺不仅浪费了资源也污染了环境。
黄磷尾气的热值约为2716大卡,和11MJ。
如果用黄磷尾气作燃料供发动机发电1NM3尾气可发电1KW/H,目前公司全年副产尾气约2万吨×3000=6×107 NM3,除去用于黄磷原材料工段烘干矿石和工艺加温外,剩余黄磷尾气量约为黄磷尾气发电项目建议书5000nm3/h(co100%),可以组建一座装机容量为5000kw的机组。
黄磷尾气的净化工艺与综合利用
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黄磷尾气的净化工艺与综合利用黄磷是工业生产的重要原料,由黄磷制成的中间产品广泛用于化肥、医药试剂、洗涤剂、食品添加剂、防火剂等工业生产,黄磷也是国防工业的重要原料。
现代工业生产黄磷一般可分为电炉法、高炉法。
电炉法与高炉法相比,具有更高的经济效益和更成熟的工业技术,因而得到广泛使用尤其在西南地区,电力资源丰富,电炉法制磷更是得到飞速发展。
磷化工是云、贵、川、鄂等省的重要支柱产业,目前我国黄磷生产企业已有130多家,黄磷产量已达到80万t/a。
到2005年,仅云、贵、川、鄂四省黄磷总生产能力可达85~90万t/a,产量可超过70万t/a。
黄磷尾气也成为这些省份的主要大气污染源,同时又是不可多得的二次资源。
以云南为例,全省共有大小黄磷电炉100多座,黄磷年生产能力45万t,占全国黄磷生产能力的50%以上。
理论上每生产一吨黄磷可副产含85%~95%的一氧化碳气2 500~3 000 mN3,按此计算,云南省黄磷电炉每年至少可产生纯CO 9.56亿mN3,折合CO2排放量188万t/a。
若将这些富含CO的黄磷尾气净化后用于生产碳一化工产品,仅云南省每年就可创造产值110亿元人民币,并且每年可减少1820 t磷、1271 t硫的排放]。
黄磷尾气除富含CO外,主要含有磷、硫、砷、氟等杂质,其中砷和氟通过水洗和碱洗很容易除去。
磷主要以PH3和P4形式存在,硫主要以H2S形式存在]。
黄磷尾气成分如下:CO 85%~95% , CO2 1%~4%, O2约1%, H2 1%~8%, CH4约0.3%, N22%~5% , H2O约5%, H2S 800~3000 mg/m3, P4、PH3 500~1300mg/m3 , HF~1200 mg/m3,AsH3 70~80 mg/m3。
20世纪80年代以来,随着碳一化工技术的飞速发展,尤其在一氧化碳羰基合成技术方面所获得的进展,利用CO制造甲酸甲酯、二甲醚、醋酸、甲醇、碳酸二甲酯等各种极有经济价值的有机化合物已成为可能,已开发出可替代传统工艺的绿色合成工艺。
利用黄磷尾气发电
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收稿 : 2 0 1 4 - 0 5 - 2 2
作者简介 : 杨 毅( 1 9 6 4一) , 男, 高级工程师。
2 0 1 4年第 4期
杨
毅等 : 利 用黄磷尾 气发 电
・ 5 5・
再 由重力除尘器除去剩余 的灰尘 。该流程处理工 艺 简单 , 投 资小 , 但 只 能除去 黄磷 尾气 中的灰 尘 和
2 0 1 4年 0 8月
云 南 化 工
Yu n n a n C h e mi c M T e c h n o l o g y
Aug. 201 4
第4 l卷 第 4期 d m: 1 2 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 4 - 2 7 5 X . 2 0 1 4 . 0 4 . 0 1 5
是典型的资源消耗型产业 。 国内黄磷生产绝大多数都使用 电炉法生产黄
磷 。每生 产 l t 黄磷 约 产 生 2 5 0 0—3 0 0 0 m 的黄
并根治黄磷尾气直排燃烧 的顽疾 , 该企业结合 自 身情况 , 提出了新建黄磷尾气发电节能减排综合
利用 项 目。
磷尾气 。黄磷 尾气的主要成分为 C O( 质量分数 占8 5 %左 右 ) , 杂质 主要有 磷、 硫、 砷、 氟 等。其 中, 砷和氟可通过水洗和碱洗 的方法 比较容易就 除去 , 磷、 硫则难 以去除 , 因此 , 通 常只能 将尾 气作 为 泥磷 蒸 馏 、 磷 矿 和焦 炭 干燥 的 低 级 燃 料 使 用 。 目前 , 黄磷尾气 的利用率仅为 2 0 %~ 2 5 %, 多余
・
Vo 1 . 4 1. No . 4
环保节能 ・
利 用 黄磷 尾 气发 电
杨 毅, 何 衍 玉
燃气发电系统的优化设计
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燃气发电系统的优化设计一、燃气发电系统的基本流程燃气发电系统是一种高效、环保的发电系统,其基本流程包括燃气供应系统、燃气发电系统和废气处理系统。
(一)燃气供应系统燃气供应系统是燃气发电系统的核心部分,主要负责为燃气发电机组提供燃气。
一般采用管道输气,燃气通过管道进入气体调压箱,在箱内进行调节后送至燃气发电机组。
(二)燃气发电系统燃气发电系统包括燃气发电机组、控制系统、冷却系统和吸热系统。
其中,燃气发电机组是整个系统的核心部分,其利用燃气燃烧产生热能驱动发电机发电。
(三)废气处理系统废气处理系统是燃气发电系统不可或缺的部分,主要作用是处理燃气发电过程中产生的废气,将废气中的有害物质净化、分离或回收利用,以达到环保的目的。
二、燃气发电系统的优化设计燃气发电系统的优化设计是为了提高系统性能,降低成本,具体包括以下几个方面的内容。
(一)燃气供应系统的优化设计燃气供应系统是燃气发电系统的核心部分,优化设计应考虑以下几个方面的问题:1. 确定最佳燃气供应方式。
不同的燃气供应方式对燃气发电系统的运行效率和成本影响很大,应根据实际情况选择最佳的燃气供应方式。
2. 提高燃气供应效率。
燃气输入燃气调压箱之前,采取净化过滤、除水除油等处理措施,提高燃气供应效率。
3. 降低燃气成本。
通过选择优质燃气供应商、制定合理的燃气采购计划等措施,降低燃气成本。
(二)燃气发电系统的优化设计燃气发电系统是整个系统的核心部分,优化设计应考虑以下几个方面的问题:1. 提高燃气的利用效率。
通过提高燃烧温度、优化燃气混合比等措施,提高燃气的利用效率,降低系统运行成本。
2. 降低系统能耗。
通过选择能耗低、性能稳定的发电机组,优化系统运行参数等措施,降低系统能耗,提高系统性能。
3. 提高系统稳定性。
通过设置安全保护装置、加装稳压器等措施,提高系统的稳定性和安全性。
(三)废气处理系统的优化设计废气处理系统是燃气发电系统的环保部分,优化设计应考虑以下几个方面的问题:1. 最大限度减少废气排放。
黄磷尾气净化处理工艺探讨
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CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2021,31(3)黄磷尾气净化处理工艺探讨周明灿 中国成达工程有限公司 成都 610041摘要 本文介绍黄磷尾气的特点、利用现状及现有净化处理工艺,并提出一种石灰-浓硫酸法黄磷尾气净化处理工艺,说明该技术的工艺流程和特点。
关键词 黄磷尾气 净化 浓硫酸氧化净化 有害组分的无害固化周明灿:高级工程师。
2006年毕业于南京工业大学化学工程与工艺专业。
从事化工项目的咨询、设计和项目管理工作。
联系电话:18328092045,E-mail:184557065@qq com。
黄磷是一种基础化工原料,广泛运用于生产赤磷、磷酸和有机磷化合物。
黄磷生产主要采用电炉法工艺,即将一定粒度的磷矿石、硅石、焦炭按照一定比例混合后投入电炉,隔离空气,使其在1400~1500℃高温下发生分解和还原反应。
典型的反应方程式如下:4Ca5F(PO4)3+30C+21SiO→ 23P4↑+30CO↑+20CaSiO3+SiF4↑高温炉渣从炉眼排出,生成的黄磷(蒸气)与CO、SiF4等从反应熔区逸出,穿越进料床层降温后从电炉上部排出,经洗涤冷凝得到粗磷,粗磷精制得到黄磷产品,洗涤冷凝回收黄磷后的气体即为黄磷尾气。
每生产一吨黄磷,将产生2500~3000Nm3的黄磷尾气。
1 黄磷尾气的特点黄磷生产是一个矿石加工过程,生产原料(磷矿石)含有多种杂质元素,导致黄磷尾气成分复杂。
电炉法生产黄磷的过程中,碳酸钙等盐类以及矿石中的其它金属氧化物在高温下发生分解和还原反应,故黄磷尾气中的介质多为还原态形式,主要含CO,典型组分见表1。
表1 黄磷尾气典型组分组分%(Mol)(g/Nm3)COCO2O2其它硫磷砷氟含量85~952~40.1~0.53~50.3~0.60.5~1.00.07~0.080.4~0.5 黄磷尾气含有85%~95%(体积含量)的CO,可以作为碳一化工,尤其是羰化反应的原料。
黄磷尾气净化方法的探讨
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,
P4 02化剂2 +5 催  ̄ P
O
( 适合 于尾气 中杂质含量较高或尾气量较大 的情况 b )
2 H 3 P o
PH , +2o
PO 3 O 2 H2
H3 4 PO
图 3 变温和变压吸附净化黄磷尾 气流程 变 温吸附脱磷 工序是 在常温下 直接 吸附杂质
2 小 结
黄磷尾气 的净化方法有 多种 ,各 种特点不一 , 其 中催化氧化法与传统的净化工艺相 比,具有 以下
几个优点 :
广价值 。 参考文献
(] 曾之平 ,等 . 生产尾 气净 化现状 与改进 建议 , 1 黄磷
无机 盐工 业 ,19 () 8 3 . 925:2 - 0
2 1 正 01
新 疆 有 色 金 属
黄磷尾气净化方法 的探讨
吴 鹏
( 新疆有 色金属研究所 鸟鲁木 齐 800) 300
摘 要 黄磷尾气 中富含一氧化碳 ,直接排放 不仅造 成污染还浪费资源 。如能将黄磷尾气中的主要杂质硫化氢 和磷化氢去 除,则 可
成 为碳化 工的原气 。
13 催 化氧 化 法【 . ” 1
催化剂表面。经净化后的尾气经冷却塔 9 冷却后送
碳化工工段使用。
2 1 年 01
新 疆 有 色 金 属
图 5黄磷尾 气催化氧化净化工艺流程
1 .安全水封 ;2 环 真空泵 ;3 水 . 碱洗塔 ;4 . 旋风除雾器 ;5 . 钠氏泵 ;6 . 预热器;7 . 反应器 ;8 . 抽风机 ;9 . 水洗冷却塔
19 () 6 4 . 9 4 3 :4- 7
[0 1]宁平 ,H n Jr Br as o a ,王 学谦 等.催化氧化净化 - g t [1 满昌 ,宁平, . 1]吴 等 黄磷尾气净化方法探讨 , 磷肥与
净化黄磷尾气燃气发电系统设计

5000Nm3/h净化黄磷尾气燃气发电系统设计课程设计报告The design of 5000Nm3/h yellow phosphorus exhaust gas purification power system目录1 综述 (4)1.1课题研究背景 (4)1.1.1国内外黄磷产业现状 (4)1.1.2 黄磷尾气的综合利用现状 (4)1.2 燃气发电意义及发展趋势 (5)1.3 燃气轮机简介 (5)1.3.1 燃气轮机的工作原理 (5)1.3.2 燃气轮机的结构 (6)1.4 燃烧室 (7)1.4.1 燃烧室的基本概念 (7)1.4.2 燃烧室的结构 (7)1.4.3 燃烧室的基本性能指标 (8)1.4.3 燃烧室气流的组织 (8)2 燃烧室的热力过程 (9)2.1 混合气完全燃烧的理论空气量 (9)2.2 过量空气系数 (10)2.2.1 过量空气系数的影响 (10)2.2.2 过量空气系数的计算 (11)2.3 混合气完全燃烧产物的组分 (12)2.4 燃气热值计算 (13)3 燃烧室设计 (13)3.1 燃烧室基本尺寸的确定 (13)3.1.1火焰筒直径和长度 (13)3.1.2 燃烧室长度和直径的计算 (14)3.1.3 隔热套直径的计算 (15)3.1.4 燃烧区与掺冷区长度计算 (16)3.2 燃烧室部件设计 (16)3.2.1 一次配气机构 (16)3.2.2 燃气的混合机构 (17)3.2.3 火焰筒壁的冷却机构 (18)3.2.4 点火机构 (18)3. 3燃烧室测量系统 (18)3.4 外壳设计 (20)3.4.1 材料的选取 (20)3.4.2 壳体厚度 (21)3.4.3 壳体质量 (21)3.5 封头设计 (22)3.6 法兰的选型 (22)3.7 水压试验 (23)3.8 含氧报警仪 (23)4设计总结表 (24)4.1 基本情况表 (24)4.2 技术特性表 (24)5 收获与体会 (25)6 致谢 (25)参考文献 (26)摘要:黄磷尾气富含一氧化碳,且含有硫、磷、砷、氟、氰化物和原料粉尘等杂质,它的排放既污染了环境又造成资源浪费。
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5000Nm3/h净化黄磷尾气燃气发电系统设计课程设计报告The design of 5000Nm3/h yellow phosphorus exhaust gas purification power system目录1 综述 (4)1.1课题研究背景 (4)1.1.1国内外黄磷产业现状 (4)1.1.2 黄磷尾气的综合利用现状 (4)1.2 燃气发电意义及发展趋势 (5)1.3 燃气轮机简介 (5)1.3.1 燃气轮机的工作原理 (5)1.3.2 燃气轮机的结构 (6)1.4 燃烧室 (7)1.4.1 燃烧室的基本概念 (7)1.4.2 燃烧室的结构 (7)1.4.3 燃烧室的基本性能指标 (8)1.4.3 燃烧室气流的组织 (8)2 燃烧室的热力过程 (9)2.1 混合气完全燃烧的理论空气量 (9)2.2 过量空气系数 (10)2.2.1 过量空气系数的影响 (10)2.2.2 过量空气系数的计算 (11)2.3 混合气完全燃烧产物的组分 (12)2.4 燃气热值计算 (13)3 燃烧室设计 (13)3.1 燃烧室基本尺寸的确定 (13)3.1.1火焰筒直径和长度 (13)3.1.2 燃烧室长度和直径的计算 (14)3.1.3 隔热套直径的计算 (15)3.1.4 燃烧区与掺冷区长度计算 (16)3.2 燃烧室部件设计 (16)3.2.1 一次配气机构 (16)3.2.2 燃气的混合机构 (17)3.2.3 火焰筒壁的冷却机构 (18)3.2.4 点火机构 (18)3. 3燃烧室测量系统 (18)3.4 外壳设计 (20)3.4.1 材料的选取 (20)3.4.2 壳体厚度 (21)3.4.3 壳体质量 (21)3.5 封头设计 (22)3.6 法兰的选型 (22)3.7 水压试验 (23)3.8 含氧报警仪 (23)4设计总结表 (24)4.1 基本情况表 (24)4.2 技术特性表 (24)5 收获与体会 (25)6 致谢 (25)参考文献 (26)摘要:黄磷尾气富含一氧化碳,且含有硫、磷、砷、氟、氰化物和原料粉尘等杂质,它的排放既污染了环境又造成资源浪费。
为了改善黄磷尾气的综合利用现状,本文对黄磷尾气净化发电进行了介绍。
主要针对发电系统中燃气轮机燃烧室进行了概述,综述圆筒型燃烧室的原理、结构及其性能,并进行各部分设计计算,绘制了其结构图。
关键词:黄磷尾气发电燃气轮机燃烧室Abstract: Carbon monoxide emission, and rich in yellow phosphorus containing sulphur, phosphorus, arsenic and fluorine, cyanide andraw materials, its impurities such as dust emission is theenvironment and resource waste. In order to improve thecomprehensive utilization yellow phosphorus exhaust emission ofChina, this paper introduces the purification power. Mainly aimedat generating system for gas turbines in the combustion chamber,this paper summarized the principle of cylinder combustion,structure and properties, and the design calculation, each partdrawing for its structure.Keywords: yellow phosphorus exhaust generating gas turbine chamber1 综述1.1课题研究背景1.1.1国内外黄磷产业现状黄磷是重要的基本化工原料之一,用途十分广泛。
其生产方法有高炉法和电炉法两种,因高炉法的技术经济指标差等原因,国内外都用电炉法生产。
近十年来,随着世界各国能源供应日益紧张,电价逐渐上涨,环保要求不断提高,国外黄磷生产规模和产量逐年下降,磷化工格局已开始发生变化,其中心逐步移向我国。
与国外对比,我国黄磷工业的特点是:国产化小型制磷电炉多,原料加工简单化,自动化水平低,产品单一,污染较严重;一些引进装置用的磷矿通过预处理,人炉的炉料质量好,磷炉的电耗较低(13000~13500 kW·h/t,P 计),自动化水平较高,操作环境较好、污染较少,但生产成本仍较高,电炉开工率较低。
产品单一、结构不合理、劳动生产率低、经济效益较差,环境污染较严重是我国黄磷生产普遍存在的问题。
目前,全世界黄磷生产能力2200 kt/a以上,我国黄磷生产能力约1750kt /a,约占全球黄磷生产总能力的77%。
2006年我国黄磷产量为830.7 kt,其中出口79 kt,创汇131325.60万美元。
我国已是世界上黄磷生产和出口大国,但不是强国。
1.1.2 黄磷尾气的综合利用现状1. 多数低附加值利用和放空燃烧目前,中国多数黄磷生产厂家将未净化尾气代替煤作燃料,用于干燥生产黄磷的原料(磷矿、焦炭和硅石)、蒸馏“泥磷”回收磷和烧热水等,若以利用部分的有效热量计,尾气有效利用率≤20%,80%属浪费型燃烧或放空燃烧。
从国外引进的黄磷生产装置其黄磷尾气主要用于烧结磷矿,有效利用率较高。
2. 少量用作清洁燃料有些黄磷和磷酸盐生产企业将尾气多次水洗除去原料粉尘和部分化学杂质硫化物、磷化物等,以净化尾气代替煤气作燃料,用于磷酸盐生产过程的干燥和脱水工序(如三聚磷酸钠),尾气利用价值和利用率较高,但中国具备此类使用条件的企业不多。
3. 少量用作高附加值产品的原料以净化尾气作原料生产甲酸钠及其下游产品甲酸、草酸等的企业目前有6家,因其黄磷产能小,所以尾气利用量占中国排放总量的比例小。
1.2 燃气发电意义及发展趋势黄磷尾气主要成分是CO,另外还有氮气、氢气、二氧化碳、磷化氢、硫化氢、二氧化硫、砷化氢、氟化硅等杂质。
它是一种易燃、易爆、有毒气体,因此如何回收综合利用黄磷尾气从资源,以及环境保护的角度都是令人关注的问题。
目前,利用其净化后气体燃气发电已成为一种有效途径。
通常燃气发电方式有3种:1.作为蒸汽锅炉的燃料燃烧 ,生产蒸汽带动蒸汽轮机发电;2.在燃气轮机内燃烧带动发电机发电 ,其特点是要求燃气压力在 0.098~2.92MPa之间,气化气也不需要冷却,但有灰尘、杂质等污染问题;3.在内燃机内燃烧带动发电机发电,这种方式应用广泛,而且效率较高,但对气体要求严格,气化气必须经净化及冷却。
现今都在向燃气—蒸汽联合循环发电方向发展。
1.3 燃气轮机简介1.3.1 燃气轮机的工作原理燃气轮机是以空气为介质靠高温燃起推动涡轮(透平)机械连续做工的大功率、高性能动力机械。
它主要是由压气机、燃烧室和透平三大部件组成,再配以进气、排气、控制、传动和其他辅助系统。
当机组启动成功后,压气机连续不断地从外界大气中吸入空气并增压,不断喷入燃烧室的燃料与空气混合后点火、燃烧,高位高压燃气在透平中做功,降压降温的气体经喷管或排气装置直接排入大气,或引入废热锅炉,回收部分余热后再排入大气。
燃气在透平中所做的机械功,2/3左右被用来代动压气机,消耗在压缩空气上;剩余的那部分功,则通过机组的输出轴带动外界的各种负荷,使发电机发电。
上述过程就是燃气轮机将燃料化学能转化为机械功的工作原理。
1.3.2 燃气轮机的结构燃气轮机主体结构主要有三部分:(1)压气机(空气压缩机);(2)燃烧室;(3)透平段(动力涡轮)。
燃烧室和透平段不仅工作温度高,而且还承受燃气轮机在起动和停机时,因温度剧烈变化而引起的热冲击,工作条件非常恶劣,故它们是决定燃气轮机寿命的关键部件。
为确保有足够的运行寿命,这两大部件中工作条件最差的零部件如火焰筒和透平叶片等,须用镍基和钴基合金等高温材料外加耐温涂层来实现,同时还必须用空气冷却技术来降低工作部件表面的温度。
图以为燃气轮机的循环过程:图一燃气轮机循环1.4 燃烧室1.4.1 燃烧室的基本概念燃气轮机燃烧室是指使喷入的燃料与从压气机来的高压空气混合燃烧从而形成高温燃气的设备。
它能在近乎等压的条件下把燃料中的能量释放出来,直接加热工质(空气)以提高其做功能力。
通常,它是用钢板和高温合金板料制成的。
燃烧过程为了适应燃气轮机轻小的特点,燃烧室的尺寸都必须设计得比较紧凑,一般它在单位时间和单位体积内能够燃烧释放出比常压锅炉大10~300倍的热量,因而燃烧过程是在高热强度、高速流动的连续气流中进行的。
此外,由于进入燃气透平的燃气初温的限制,供给燃烧室的空气流量与燃料流量的比值总是比理论燃烧条件下的配比关系大得多,而且气流的温度、压力和流速都随燃气轮机负荷的改变而发生较大幅度的变化,有时还要求同一个燃烧室能够兼烧多种燃料。
这些特点使得燃烧过程甚难组织,为此必须采取特殊措施。
否则,燃烧室会被烧坏,火焰容易被吹灭,燃料不能完全燃烧,火焰会伸得过长而烧毁燃气透平。
通常,燃烧室有圆筒型、分管型、环管型和环型之分。
1.4.2 燃烧室的结构1.外壳燃烧室外壳是由耐热钢板焊件制成的圆筒,外壳的支撑与联接常常用波纹管、导销、套管火弹簧支座,保证自有膨胀补偿和对中。
有时在外壳内壁还衬有一层隔热屏,以降低温度,增加燃烧区的温度。
2.火焰筒是用 1.5mm~3mm厚的耐热合金板料碾压、焊接拼成的几段圆筒,总的长径比1/d≈1~3各段圆筒用3个径向销定位,支在外壳中并能维持同心膨胀。
火焰筒壁上设计有许多气孔或气缝,火焰筒前部有空气扩压段。
火焰筒把进气空气分配成几股,以保证适当的燃烧混合比。
3.火焰稳定器位于燃烧区的前端,大都为环状,围绕喷燃嘴安装,用来降低燃烧区局部流速(小于15~25m/s)和形成回流,使空气与燃料增加接触,并使熄火。
火焰稳定器的形式主要有旋流片和碗式两类,可单个是用,也可以多个并列或同心组合应用,以改善燃烧过程。
4. 燃料喷嘴由燃料系统供应的燃料,通过燃料喷嘴按所需要的流量、匀细度及方向喷出,以便同第一股空气混合燃烧。
5. 点火设备启动时应用电火花塞、炽体或小喷嘴火炬点火。
几个燃烧室并联时,只需其中一两个燃烧室有点火设备,其余的可用贯通燃烧区的传焰管(联焰管)传递火焰着火。
点火设备要位于气流速度较低处,并且要提供足够的能量才能点着。
6. 观察孔燃烧室上有若干个观察孔,人眼或光电管可透过观察孔玻璃以便监视火焰状况。