黄磷尾气用于烘干的热能计算及烘干机的选型
黄磷尾气发电项目方案(新)2
黄磷尾气发电项目建议书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、H 2、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。
黄磷尾气发电项目建议书黄磷尾气的热值约为2716大卡，和11MJ。
浅析电炉黄磷尾气发电污染物排放标准
浅析电炉黄磷尾气发电污染物排放标准作者：潘悝来源：《科技风》2018年第32期摘要：電炉黄磷工业由于尾气用途不同，采用的排放标准不同。
本文分析在满足达标的前提下采取什么排放标准更合理经济。
关键词：电炉黄磷；废气；排放标准1 黄磷尾气产生量及组成电炉法生产黄磷过程中每吨黄磷副产尾气2500～3000m3，尾气主要成是CO。
按尾气通过3.4级冷凝塔后尾气中其他杂质含量：磷（P4）0.5～1.0g/m3、氟（F）0.4～0.5g/m3、硫（S）0.6～3g/m3、As～0.07g/m3；还有痕迹量的pH3。
硫主要为硫化氢（H2S）和有机硫，氟主要为四氟化硅（SiF4）和氟化氢（HF）。
热值为10.7～12.6MJ/ m 3（2500.3000千卡/米3）。
2 黄磷尾气利用途径黄磷尾气利用主要分三大类。
2.1 用作化工产品原料利用黄磷尾气中的CO生产甲酸、草酸、保险粉（连二亚硫酸钠）、甲醇等化工产品。
2.2 用作燃料黄磷尾气CO燃烧后产生的热量烘干磷渣微粉、矿石、煤丁；用作三聚磷酸钠或六偏磷酸钠聚合热源；作锅炉燃料烧蒸汽及发电等。
2.3 火炬用气电炉黄磷生产过程中必须保持电炉微正压在操作，若负压吸入空气会引起电炉爆炸。
因此用约10%的黄磷尾气作安全火炬用气。
3 黄磷尾气发电污染物排放标准现以黄磷尾气发电污染物采用不同标准分析如下：3.1 直排式电炉黄磷尾气发电采用蒸汽锅炉或燃气轮机组是按蒸汽锅炉单台出力来确定标准的。
燃气直排出力大于65t/h是采用《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223.2011），出力小于65t/h 是采用《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271.2014）二类区Ⅱ时段。
3.2 发电-烘干式电炉黄磷尾气燃烧发电后的废气仍有300～400℃，为了综合利用热能，将这部分废气作矿石或煤丁的烘干热源。
排放标准采用《大气污染物综合排放标准》（GB16297.1996）二级。
电炉黄磷尾气发电-烘干流程示意图见右图。
黄磷尾气热值计算
黄磷尾气（煤气）理论产生量与热值计算书
1、以2007年焦煤成品磷单耗为基准
焦炭实际单耗：0.564t；焦炭折算固定碳含量84%单耗：0.546t
白煤实际单耗：1.187t；白煤折算固定碳含量84%单耗：1.067t
该计算只考虑煤气中CO和H2，其余成分由于含量较低，且对热值贡献低，不予考虑。
磷矿中约占6%的碳酸盐在高温下生成的CO量暂不予考虑。
2、生产一吨黄磷产生CO的量
吨黄磷消耗焦煤固定碳量：（0.546t+1.067t）×84%=1.355t
焦煤在生产过程中参加反应后全部生成CO，如下式：
5C + P2O5 5CO + 2P
产生CO的质量为：1.355t×28/12=3161.5Kg
产生CO的体积为：3161.5×22.4/28=2529.2Nm3
3、生产一吨黄磷产生煤气的量
按分析数据，CO量与H2量的比例为5：1，那么H2的体积为：
2529.2Nm3/5=505.84Nm3
生产一吨黄磷CO与H2产生量为：2529.2Nm3+505.84Nm3=3035.04Nm3
按CO量与H2量占尾气总量的95%计算：
吨磷产生的煤气量为3035.04Nm3/0.95=3194.78Nm3
4、生产一吨黄磷产生煤气的热值
（2529.2×3021Kcal+505.84×2581Kcal）/3035.04Nm3=2947.67Kcal/Nm3。
黄磷尾气发电项目方案2
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。
(工艺技术)2020年黄磷工艺规程
黄磷工艺规程1 主题内容与适用范围本标准规定了黄磷的规格、质量要求、生产方法、工艺技术条件、生产控制与检验及安全生产的基本原则。
本标准适用于本厂黄磷生产。
2 引用标准GB7816-87 工业黄磷ZBD51001～51003-86 磷矿SH-QB398-87 焦炭YB2416-81 硅石3 产品说明3.1 名称工业黄磷3.2 分子式、结构式、原子量及分子量3.2.1 分子式P43.2.2 分子构成pPP p3.2.3 原子量30.97383.2.4 分子量123.89523.3 物理性质3.3.1 外观纯品磷是白色蜡状有光泽的固体，由于光和热的作用及杂质的影响而呈浅黄色、黄色、淡青色、红色、棕红色或黑色。
3.3.2 气味纯品磷是无气味的，但由于空气中氧的作用则生成磷的低级氧化物，故经常带有蒜臭味。
3.3.3 比重黄磷的比重随温度的升高而减少。
常温时，固体黄磷比重为1.83；44.1℃熔点时，液体黄磷的比重为1.75；281℃沸点时，黄磷的比重为1.53。
3.3.4 溶解度黄磷在水中的溶解度很小，每100克水中只溶解0.0003克，它难溶于酒精、甘油，能溶于苯、甲苯、醚及松节油，最难溶于二硫化碳。
液氨、液态的二硫化碳也是较好的溶剂。
3.5.5 熔点黄磷的熔点是44.1℃，熔化潜热为20.93KJ/kg。
3.5.6沸点黄磷的沸点为281℃，汽化潜热为579.761 KJ/kg。
3.3.7 自然性黄磷自燃点为35～45℃，暴露于空气中易自燃并生成五氧化二磷和磷的低级氧化物。
为了防止其自燃，必须隔绝空气，在贮存或运输的过程中应浸放在水下面。
3.3.8露点磷蒸汽的露点与磷蒸汽分压、电炉炉气组成有关，一般低于180.7℃。
3.3.9 毒性黄磷剧毒，对人的致死量为0.1克。
人经常吸入磷蒸汽和它的低级氧化物能引起慢性中毒，导致下鄂骨严重坏死、牙病和慢性支气管炎等疾病。
大量的磷蒸汽能使人急性中毒，被磷烧伤的伤口很久才能痊愈。
黄磷生产过程余热利用及尾气发电(供热)技术
1.黄磷生产过程余热利用及尾气发电（供热）技术一、技术名称黄磷生产过程余热利用及尾气发电（供热）技术二、技术所属领域及适用范围化工行业黄磷生产三、与该技术相关的能耗及碳排放现状我国黄磷单位产品平均综合能耗约为3.2tce左右，每生产1t黄磷产生黄磷尾气约3000Nm3，约占单位黄磷生产综合能耗的30%以上。
目前，黄磷生产中的尾气主要用来烧热水或者做原料烘干使用，其尾气的利用率不足20%。
按行业年总产能180万t计算，黄磷生产行业每年碳排放超过400万t，节能潜力很大。
四、技术内容1. 技术原理通过对黄磷生产中排放的尾气进行收集、加压并进行净化处理，再输送到专用燃烧器中进行配风旋混燃烧，燃烧后产生的热量及强腐蚀高温烟气再经过耐腐蚀的专用黄磷尾气锅炉进行换热，交换后的热量用于加热水产生蒸汽或者利用蒸汽带动汽轮机发电系统发电，所产蒸汽与电量均用于黄磷生产，降低产品能耗。
2. 关键技术黄磷生产过程余热利用和尾气发电（供热）技术是对黄磷尾气处理、尾气燃烧热能、尾气燃烧后（烟气中）排放物循环使用的综合利用系统，其主要的关键技术如下：（1）尾气净化技术通过除尘、除酸方式对尾气进行净化，净化技术采用水洗除尘及碱洗除酸，通过采取合理的净化方式以及适合的净化剂，确保在低净化成本的前提下，使得尾气中的杂质、总硫、总磷的含量控制在合理的范围之内，达到下述目的：净化后的尾气因杂质减少避免堵塞燃烧及换热设备；减轻尾气酸性物质对系统设备的腐蚀。
（2）专用燃烧器燃烧技术通过专用燃烧器的旋混式结构设计，使得尾气与空气得到充分的混合，确保尾气燃烧充分，用于提高燃烬率；采用PDI技术合理配风及风压控制，确保尾气在高温下的高效燃烧并抑制强酸性物质产生；内置蜂窝式陶瓷蓄热技术用于加强燃烧温度，提高辐射热能。
（3）锅炉的防腐技术锅炉通过特有的设计结构确保尾气燃烧产生的热量在最大化吸收的前提下，实现烟气流动无死角，减少腐蚀物质堆积，避免形成垢下腐蚀；所有与烟气接触的换热元件均采用耐腐蚀材料；换热元件表面采用等离子耐腐喷涂进行防腐保护；针对燃烧后的烟气不同温度区间进行分段防腐处理等多种技术共用，彻底解决尾气燃烧中对锅炉的腐蚀问题。
黄磷尾气的热能利用_余晨
磷肥与复肥
第 25 卷第 5 期
Phosphate ＆ Compound Fertilizer
67
பைடு நூலகம்
◆副产品综合利用◆
黄磷尾气的热能利用
余晨
（中国石化集团南京设计院 昆明分院，云南 昆明 650041）
［摘 要］黄磷尾气的综合利用首先建立在净化工艺前提下，作为碳一化工原料，对尾气净化深度要求较高， 且投资巨大，不适宜中小黄磷生产企业推广；而作为燃料，则对尾气净化深度要求相应较低，更加符合我国黄磷行 业的实际。通过对燃烧气腐蚀机理的分析，认为其对热回收设备的腐蚀以高温腐蚀为主，且尤以磷化物、硫化物型 高温腐蚀为其主要特征。只要选择适宜的净化工艺，并采用合理的热回收设备，完全能够充分利用黄磷尾气的热 能，以生产中低压蒸汽，为化工生产提供低成本热能。
3） 磷化物型高温腐蚀 尾气中的 PH3、P2 和 H2S、S 的性质基本相同，其造成的高温腐蚀也基 本类似。但由于 PH3、P2 的化学活性更强，故所造 成的金属高温腐蚀也更加严重。
3Na2S2O7 ＋ Fe2O3 → 2Na3Fe（SO4）3。
复合硫酸盐不像 Fe2O3 那样在换热器表面形成 稳定的保护膜，在钾盐存在的条件下，其熔点低于 552 °C，如有少量金属元素锂存在，其熔点甚至可 以降至 217 °C。因此，当硫酸盐沉积厚度增加，表 面温度升高至熔点温度时，换热器表面 Fe2O3 氧化 保护膜被复合硫酸盐溶解破坏，使换热器表面金属 铁的氧化腐蚀加速。硫酸盐型高温腐蚀同样也存在 于普通燃煤锅炉中，而非黄磷尾气所特有。
［关键词］黄磷尾气；热能利用；燃烧气腐蚀机理；尾气净化；预防和缓解腐蚀措施 ［中图分类号］X781 ［文献标识码］A ［文章编号］ 1007 － 6220（2010）05 － 0067 － 05
(完整word版)黄磷尾气利用——尾气蒸汽锅炉技术
黄磷尾气利用——尾气蒸汽锅炉技术彭元洪，万源，刘新坤，唐运忠，张朝坤（湖北兴发化工集团股份有限公司，湖北宜昌，443700）摘要：介绍了兴发集团开发的一种黄磷尾气蒸汽锅炉新技术。
黄磷尾气含有高浓度的一氧化碳，具有很高的热值，但是由于含有难以净化去除的磷、硫等杂质，大多被用来烧制热水和烘干原料等，利用率和价值很低。
该技术通过一种采用将燃烧和换热蒸发分开进行的低压蒸汽锅炉结构，解决了磷、硫等杂质对设备构成的腐蚀，可以稳定生产出蒸汽供厂内其他工序使用。
通过运行，各项技术指标均达到设计能力。
该技术的成功运用实现了节能减排，提高了黄磷尾气的利用价值，为黄磷尾气利用提供了一条可行的新途径。
关键词：黄磷尾气蒸汽锅炉腐蚀节能减排Phosphorus exhausts utilization:a boiler technology for exhaust steamPen yuanhong, Liu xinkun, Wan yuan, Tang yunzhong, Zhang chaokun (Hubei Xingfa Chemicals Group Co. ltd, Yichang 443700, China) Abstract: A new technology developed by Xingfa Group for phosphorus exhausts in stream boiler was introduced. Yellow phosphorus containing high levels of carbon monoxide emission, it’s have high calorific value, but due to purify the phosphorus removal contain impurities such as sulfur, mostly used to burn to making hot water and drying materials, utilization and value is very low. A low pressure steam boiler structure which separated burning and heat exchanging used in this new technology, as a result, the problem of equipment corrosion due to combustion of impurities, such as phosphorus，sulfur was resolved, and it can provided stability steam for other worked procedure in factory. It was proved that all technique indexes reached the designed capabilities. Thus, the new technology realized the energy conservation and emission reduction,enhanced the yellow phosphorus exhaust use value, provided a new route for efficient utilization of phosphorus exhausts.Key words: yellow phosphorus tail gas; steam boiler; corrosion; energy conservation and emission reduction.1黄磷尾气利用现状每生产1吨黄磷，大约副产尾气2500～3000 m3。
黄磷工艺物料平衡设计
黄磷工艺物料平衡设计在黄磷工艺中，物料平衡设计是关键环节之一，直接影响到生产效率、产品质量以及环保性能。
本文将详细介绍黄磷工艺物料平衡设计的八个方面。
1.原料输入黄磷工艺需要的原料主要包括磷矿、焦炭、硅石等。
每种原料都有一定的质量要求，如磷矿的含磷量、硅石的含硅量等。
原料的输入方式通常为间歇式投料或连续式投料，需根据具体工艺条件进行选择。
2.反应过程反应过程是黄磷工艺的核心环节，包括反应器的类型选择、规格确定、操作方式设定、反应温度和压力控制等。
在实际生产过程中，反应器的理论转化率一般为90%-95%，实际转化率则根据具体工艺条件而定。
3.产品输出黄磷工艺的产物主要为黄磷和副产物。
黄磷的质量要求需满足国家相关标准，而副产物的种类和数量则与原料和反应过程有关。
产品输出方式一般采用连续式出料或间歇式出料。
4.能耗计算黄磷工艺的能耗主要包括电、水、燃料等。
在物料平衡设计过程中，需要对各种能源的消耗量进行计算，并分析能源利用效率，以实现节能减排的目标。
5.三废处理黄磷工艺产生的三废主要包括废气、废水和废渣。
在物料平衡设计中，需要对三废的处理方式、处理工艺和设计参数进行明确规定，同时应确保环保设施的可靠性、有效性，以实现零排放或低排放。
6.设备选型根据工艺特性和建设条件，选择合适的设备对于黄磷工艺物料平衡设计至关重要。
这包括设备的规格、型号、数量以及质量要求等。
此外，设备维护管理方式也是选型过程中需要考虑的因素。
7.操作优化为了提高生产效率和产品质量，对黄磷工艺的操作进行优化也是必要的。
这包括优化反应参数、改进操作流程、提高自动化水平等。
在物料平衡设计过程中，应充分考虑如何通过操作优化，实现生产效率和产品质量的提升。
8.安全控制安全控制是任何工业生产过程中不容忽视的一环。
在黄磷工艺物料平衡设计中，需要采取一系列安全措施，如设置安全设施、提供个人防护用品、制定应急预案等，以确保生产过程中的安全。
同时，针对可能发生的突发状况，应预先制定应急预案，以减小事故发生的可能性及其带来的影响。
【CN109780856A】一种煅烧磷矿窑尾气用于干燥磷精矿粉的方法【专利】
发明内容 [0003] 本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种煅烧磷矿窑尾气用于干燥磷 精矿粉的方法，其可节约能源，避免大气污染，利于环境的可持续发展。 [0004] 本发明的技术方案是：一种煅烧磷矿窑尾气用于干燥磷精矿粉的方法，包括以下 步骤： [0005] 磷矿原矿进入所述回转煅烧窑的尾部的预热系统，随着所述回转煅烧窑的转动， 磷矿向所述回转煅烧窑的头部运动； [0006] 将煤粉经喷煤机自所述回转煅烧窑的头部进入所述回转煅烧窑； [0007] 经煅烧后的磷矿从所述回转煅烧窑的窑头排出，进入冷却机中用空气冷却后排 出； [0008] 空气与煅烧矿换热后的热空气从所述回转煅烧窑的窑头排出或抽出并引至磷精 矿干燥筒。 [0009] 可选地，煤粉通过风扫磨煤设备磨成煤粉后随空气经所述喷煤机由窑头喷入所述 回转煅烧窑的头部。 [0010] 可选地，所述回转煅烧窑的煅烧温度为900～1100℃，所述回转煅烧窑30～45％的 热风从所述回转煅烧窑的窑头引至磷精矿干燥筒。 [0011] 可选地，磷矿经所述回转煅烧窑煅烧后从窑头排出经冷却、湿法球磨、浸取脱钙、 镁，过滤制得磷精矿。 [0012] 可选地，所述磷精矿含水量10～14％。 [0013] 可选地，所述磷精矿干燥筒的磷精矿入料量为10至30T/h ,所述回转煅烧窑引出的 热空气进入所述磷精矿干燥筒时的优选温度为500～900℃。 [0014] 可选地，经所述磷精矿干燥筒干燥后的磷矿粉含水量小于1 .5％。 [0015] 可选地，所述回转煅烧窑引出的热风进入所述磷精矿干燥筒时的优选温度为650 ～850℃。 [0016] 可选地，所述回转煅烧窑中35％至45％的热风从所述回转煅烧窑的窑头引至磷精 矿干燥筒。 [0017] 可选地，所述磷精矿干燥筒连接有除尘装置，除尘收集的粉料直接返回至成品料 仓。
黄磷培训教材
泥磷回收（包括转炉蒸磷和磷泥制酸）增加装烟气收集设施，避免 车间烟气的无组织排放。并对排放烟气进行收集，并配备尾气治理设施进 行治理后达标排放。
检查厂区所有管道、沟渠、各种折流池、循环水池的渗漏情况，对 有渗漏情况的部位进行堵漏和防渗处理；同时对厂区路面进行硬化，对企 业原料堆场、黄磷渣堆存场、水淬渣池周边、各种池体周边、泥磷回收环 节周边设置围堰，并进行有效防渗漏处理。
大部分企业都建设了雨污分流系统，仍然有部分企业存在雨污分流 管道不清晰，初期雨水切换阀门处于常闭并能及时切换等细节问题；少数 企业未建设初期雨水收集池，有部分企业虽然建设了初期雨水收集池，但 池体容量不能满足收集前15min雨水的需求，或者初期雨水收集池已盛满 废水和杂物，不能起到收集初期雨水的作用。大部分企业未建设废水处理 站。
淬渣水是否有循环回用系统； 磷渣残留水是否全部循环导入淬渣池； 是否有管道明渠将淬渣出 水导出；
受磷槽冷凝水流向，是否回用； 精制槽漂洗水流向，是否回用； 是否有管道明渠将冷凝水、漂洗水导出；
泥磷回收装置的运行情况； 泥磷制酸系统的运行情况； 泥磷回收后残渣的处置情况；
淬 泥渣 磷水 暂是 存否 区有 域循 的环 废回 水用 收系 集统情；况； 磷 泥渣 磷残 暂留 存水 区是 域否 的全 废部 水循 流环 向导；入淬渣池； 是否有管道明渠将淬 泥渣 磷出 区导域出废；水导出；
黄磷企业的折流池（包括含磷污水循环池和磷泥沉降池）的水温较 高，同时还会有元素磷自燃等情况发生，存在含磷污染物无组织排放问题。 因折流池水蒸汽无组织排放的同时会挟带大量含磷污染物，导致折流池也 成为黄磷企业无组织排放的重点环节。
绝大部分企业均已建设泥磷回收环节（包括转炉蒸磷和泥磷制酸）， 但在泥磷回收过程中，转炉或烧酸烟气存在无组织排放，大部分企业未对 该环节的无组织排放问题进行有效整治。
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黄磷尾气用于烘干的热能计算及烘干机的选型摘要：黄磷尾气中含有80%-85%的一氧化碳，是一种燃值很高的气体，本文通过物料衡算和热量衡算介绍了黄磷尾气用于烘干确切的量，并通过尾气提供的热量对烘干机进行选型计算。
关键词：黄磷尾气；物料衡算；热量衡算；烘干机选型由于黄磷尾气含有磷、硫、砷、氟等杂质及较多水分，不净化直接作为燃气使用，对结构复杂的热工设备会产生较为的严重腐蚀。
所以直接燃用未净化的黄磷尾气，其热工设备结构不能复杂，无材料保护的受热金属构件要求便于更换。
这就制约了黄磷尾气热能利用效率地提高和热能利用途径的拓，目前我国的多数黄磷厂尾气除用于原料的烘干外都是直接燃烧，这种直接燃烧放空不仅浪费资源且污染环境，近年来，很多化工企业在逐步寻求黄磷尾气净化后作为化工原料合成多种化工产品及作为燃料用于发电。
黄磷尾气用于原料的烘干一直是黄磷尾气最直接的用途，不仅不需要净化对设备也无特殊要求，一直是黄磷尾气的最大用途，云南南磷集团在弥勒巡检司电厂拥有一座135MW发电机组，根据国家《关于加快关停小火电机组若干意见的通知》要求：“‘十一五’期间，在大电网覆盖范围内逐步关停以下燃煤（油）机组（含企业自备电厂机组和趸售电网机组）：单机容量5万千瓦以下的常规火电机组；运行满20年、单机10万千瓦级以下的常规火电机组；按照设计寿命服役期满、单机20万千瓦以下的各类机组；供电标准煤耗高出2005年本省（区、市）平均水平10%或全国平均水平15%的各类燃煤机组；未达到环保排放标准的各类机组；按照有关法律、法规应予关停或国务院有关部门明确要求关停的机组。
”该发电机组的规模属于国家关停之列，但其服役期尚未达到设计寿命。
为使该发电机组在有效使用期限内，继续发挥装置能力。
公司决定将其改造为用黄磷尾气作为辅助劣质煤燃烧热电联产装置。
将公司5万吨/年黄磷产能转移至巡检司电厂附近，用黄磷生产所副产的尾气作为燃料发电，所发电再回于黄磷电炉自用，这样不仅节能减排，还提高产品的附加值，降低综合能耗，如何合理分配黄磷尾气用于烘干的量就成了一个一个问题，下面我们以南磷年产五万吨黄磷装置为例，计算黄磷尾气用于烘干的量是多少。
1.原料用量通过物料平衡算出年产5万吨黄磷所用原料如下表：表二：年产5万吨黄磷原料用料表（kt/a）将上表转换成小时消耗量，一年按6000小时计则：表三：年产5万吨黄磷原料用料表（t/h）2.物料衡算和热量衡算为确保生产能顺利进行，原料烘干机初步设计为5台，如下表：表四：烘干机一览表.2.1磷矿石物料衡算和热量衡算以一台烘干机为例，已知条件：处理量取中间值G1=30t=30000kg/h,磷矿的密度ρs=2250kg/m³比热容Cs=0.8kJ(kg.℃),堆积密度ρs1=1400kg/m³ 温度为t0=20℃，磷矿初始含湿量ω1=13%，最终湿度ω2=3%，用热空气进行干燥（黄磷尾气直接燃烧加热，同时用鼓风机吹入空气），环境温度t设为20℃，热空气入口温度t1=700℃。
出口气速u=1.5m/s,采用并流干燥。
(1)物料衡算①水分蒸发量=2783.5kg/h②产量G2=G1-W=30000-2783.5=27216.8 kg/h③绝干物料G=G1(1-ω1)=30000(1-0.12)=26400 kg/h（2）热量衡算查手册知：水的比热容cw=4.19kJ/（kg.℃），水蒸气比热容cw1=1.886kJ/（kg.℃），水在0℃的汽化潜热r0=2504 kJ/（kg.℃）,空气比热容cg=1.05 kJ/（kg.℃）。
查干燥器设计手册有经验公式，干燥器进口的热空气温度有如下经验关系t2=0.05t1+64.5所以t2=0.05700+64.5=99.5℃磷矿干燥所需要的热量主要有三部分组成①磷矿中水分蒸发所需要的热量Q1=W(r0+cw1t2-t0cw)Q1=2783.5(2504+1.886-204.19)=7258969.96kJ/h②磷矿升温所需要的热量Q2=G2cs(t2-t0)Q2 =27216.80.8(99.5-20)=1730988.48 kJ/h③产品磷矿中残留水分升温所需热量Q3=G2ω2cw(t2-t0)Q3 =27216.80.03(99.5-20)=271981.56 kJ/h考虑热损失，取热损失系数为1.25则烘干磷矿所需的热量Q=1.25(Q1+Q2+Q3)=1.25(7258969.96+1730988.48+271981.56)=11577425.01 kJ/h热源提供的热量Q0 = Q==13110156.55 kJ/h所以磷矿烘干机所需热源Q磷=Q0=13110156.55 kJ/h2.2焦炭物料衡算和热量衡算已知条件：处理量取中间值G1=30t=30000kg/h,焦炭的密度ρs=500kg/m³【1】比热容Cs=1.2kJ(kg.℃) 【1】, 堆积密度ρs1=750kg/m³【1】温度为t0=20℃，焦炭初始含湿量ω1=10%，最终湿度ω2=1%，用热空气进行干燥（黄磷尾气直接燃烧加热，同时用鼓风机吹入空气），环境温度t设为20℃，热空气入口温度t1=700℃。
出口气速u=1.5m/s,采用并流干燥。
(1)物料衡算①水分蒸发量=2727.3kg/h②产量G2=G1-W=30000-2727.2=27272.8 kg/h③绝干物料G=G1(1-ω1)=30000(1-0.10)=27000 kg/h（2）热量衡算查手册知：水的比热容cw=4.19kJ/（kg.℃），水蒸气比热容cw1=1.886kJ/（kg.℃），水在0℃的汽化潜热r0=2504 kJ/（kg.℃）,空气比热容cg=1.05 kJ/（kg.℃）。
查干燥器设计手册有经验公式，干燥器进口的热空气温度有如下经验关系t2=0.05t1+64.5所以t2=0.05700+64.5=99.5℃焦炭干燥所需要的热量主要有三部分组成①焦炭中水分蒸发所需要的热量Q4=W(r0+cw1t2-t0cw)Q4=2727.3(2504+1.886-204.19)=7112408.4kJ/h②焦炭升温所需要的热量Q5=G2cs(t2-t0)Q5=27272.8 1.2(99.5-20)=2307278.88 kJ/h③成品焦炭中残留水分升温所需热量Q6=G2ω2cw(t2-t0)Q6=27272.80.01(99.5-20)=90847.1 kJ/h考虑热损失，取热损失系数为1.25则烘干焦炭所需的热量Q8=1.25(Q1+Q2+Q3)=1.25(7112408.4+2307278.88+90847.1)=9510534.34 kJ/h焦炭备用一台烘干机，所以焦炭所需热量Q9=2 Q8=19021068.68 kJ/h热源提供的热量Q焦= Q==21539261.79 kJ/h所以整个原料烘干系统所需的总热量Q总=Q磷+Q焦=kJ/h+21539261.79kJ/h=60869731.44 kJ/h2.3结论黄磷尾气的热值约为10000KJ/Nm3，则单位所需尾气量为V===6086.97Nm3/h每生产一吨黄磷可产生2500～3000Nm3的尾气, 取最小值，一顿黄磷产生2500 Nm3尾气，则年产5万吨黄磷的单位产气量V1如下：V1=2500=20833.3 Nm3/h所以黄磷尾气用于原料烘干的量占总尾气的百分比为=29.2%烘干机选型验算3.1转同干燥机直径D的验算以一台磷矿烘干机为例子；前面算出磷矿烘干机所需热源Q0= 13110156.55 kJ/h则所需要的空气量为:L= ==18364.56kg/h空气的密度随温度的变化关系用如下经验表达式:ρg = (kg/m³)当t2=99.5℃时，ρg = =0.953 kg/m³水蒸气密度随温度的变化关系用如下经验表达式:ρw = (kg/m³)当t2=99.5℃时，ρw = =0.537 kg/m³)因烘干机下料出和热空气进口处敞开不完全封闭，所以空气会漏入，故取空气漏入量系数为1.2所以空气体积V1=1.2=1.2=23124.31m³/h水蒸气的体积V2 = ==5183.43 m³/h气体总体积Vg=V1+V2=23124.31+5183.43=28307.74 m³/h转筒直径D=u:操作气速；u=1.5m/s k:考虑抄板等影响的有效截面系数，k=0.8-1.0,取k=0.85则D= ==2.8m3.2转同干燥机长度L0的验算干燥剂属于直接加热型；所以其传热量Q传=haV(△tm)= haL0D(△tm)其中ha-----容积传热系数，W/(m³.℃)；V-----干燥器的有效容积，m³；△tm------干燥器对数平均温差，℃此次设计采用的是尾气直接燃烧加热空气，属于并流传热，对于并流干燥有经验公式黑田经验公式HaD=2.0X103(FρS)0.7GM0.3但因计算数据与测量结果偏差较大，这一领域研究正待完善，所以对于常规直接加热的转同干燥机容积传热系数ha=400~850kJ/（m3h ℃），转同直径大取小值，转同直接小取大值，无实际设计参考数据时取ha=650 kJ/（m3h ℃）为宜干燥器对数平均温差△tm有如下经验公式，==1.5 ~ 2.0式中t1、t2 分别为空气的进出口温度，lt为转筒有效长度，m,Gm′为湿空气质量流率，kg/(mCh1为干空气的比热容，J/(kg.℃)，取值为2.0.所以由==1.5 ~ 2.0→△tm= ==300℃Q传=haV(△tm)= haL0D(△tm) →L0== =24通过计算，烘干机型号选择如下表五：烘干机型号一览表4结语通过物料衡算和热量衡算得出黄磷尾气用于原料烘干的量约占总尾气的30%，电炉法生产黄磷，每生产一吨黄磷便可产生2500～3000Nm3的尾气，其中CO含量大于80%，热值约为10000KJ/Nm3。
目前我国100多家黄磷厂家中，多数厂家都将剩余的70%尾气直接燃烧放空，这不仅浪费资源，同时也污染环境，所以在尾气的净化利用方面有待提高。
参考资料1.于才渊王宝和王喜忠《干燥装置设计手册》化学工业出版社北京2005年5月2.梁英教车萌昌《无机物热力学手册》东北大学出版社沈阳1993年8月3.刘光启马连湘刘杰《化学化工物性数据手册》有机卷化学工业出版社北京2002年5月4.刘光启马连湘项曙光《化学化工物性数据手册》无机卷化学工业出版社北京2002年5月。