制磷电炉导电材料技术参数选用分析

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中国制磷技术的创新、发展与思考

中国制磷技术的创新、发展与思考

的经 济实 力 、 理水 平等 都还 存在 不少 问题 , 分老 管 部 企 业设 备 陈 旧 、 缺 资 金 , 力进 行 技 术 改 造 , 产 又 无 生 成 本 增加 ; 的企业 仓促 上 马 , 划欠 周到 , 有 规 设计 、 设 备 选 型不合 理 、 配 套 , 量 、 耗 无 法 达 到设 计 指 不 产 消
际竞 争 力和可 持续 发展 的后 劲 。
于牵强。在上世纪 8 0年代 昆明草铺大黄磷建厂前 期赴欧美 、 加拿大等国考察中, 也未 曾听过有类似的
成功 技术 和制 磷工 艺 介 绍 , 别 是 大黄 磷 的 国际招 特 标失 败后 , 曾一 度 打算 国 内 自行 设计 或 与 国外 黄磷 企业 合作 设计 1 2 ta的黄磷 电炉 , 网上查新 0— 0k/ 在
回路 ) 。后 续 资料没 有介 绍 该 制磷 电炉 的改 造建 设 、 产是 否成 功顺 利 , 没有 相关 的工 艺技 术和 实 投 更 际生 产 的综 合 经济 技 术 指 标 等情 况 的报 导 , 仅 是 仅 提到 有这 么一 回事 而 已。故 而就 因此推 断 国外早有
然而 , 由于 国内黄磷 生产 的准入 门坎较 低 , 主 业
收 云南 1 0 V 50 0k A三 相 3根 0 m 石 墨 电极 制 om
2 国 内外多电极 电炉专利技术对 比
2 纪 四五十 年代 , 国 阿尔 德 布 里 的一个 制 0世 英
磷 厂 为 了利 用 闲置 的 2台变 压器 ( 台容量 约 30 0 单 0
k A) 将原 来 三相 3根 电极 的制磷 电炉 改造 为 一 台 V , 呈 六 角形 布置 的三 相 6根 电极 制 磷 电 炉 , 用 两 台 利
硫磷 设计 与粉体 工程

石墨电极在黄磷冶炼中的应用

石墨电极在黄磷冶炼中的应用

石墨电极在黄磷冶炼中的应用近年来我国的黄磷企业迅速扩增,其产品不仅遍及全国各地,而且已形成了大量出口的趋势。

黄磷冶炼行业的崛起,为炭素厂家又增加了一大市场。

仅我国西南地区年产黄磷制品就近百万吨,年耗石墨电极约3万t。

因此,石墨电极如何适用于电炉冶炼黄磷的技术课题,已经提到电极生产厂家的面前。

人造石墨电极具有良好的导电、导热、耐高温氧化、耐腐蚀性能,是黄磷冶炼炉理想的导电电极。

石墨电极的生产工艺过程,一般是将石油焦、沥青焦等炭质原料经煅烧后,再加粘结剂沥青进行混捏、凉料后经挤压成型而形成生制品,生制品再经过1 300 ℃焙烧后成为半成品,半成品再经过2 300 ℃石墨化、机械加工而得到石墨电极成品。

目前,炭素企业生产的石墨电极,其部分规格的理化指标列于表1。

表1 石墨电极的主要理化指标规格/mm 品种电阻率/μΩ.m 体积密度/kg/cm3 抗折强度/MPa 弹性模量/GPa 热膨胀系数/×10-6/℃灰分/%本体接头本体接头本体接头本体接头本体接头600 UHP 6.5 4.5 1.66 1.75 10.0 18.0 14.0 22.0 1.40 1.20 0.5500 HP 7.0 6.5 1.60 1.70 9.8 14.0 12.0 14.0 2.20 2.40 0.3500UHP NP 9.0 8.5 1.52 1.68 6.4 12.7 9.3 13.7 2.90 3.20 0.51 黄磷冶炼与石墨电极的消耗工业上依黄磷冶炼中的热源不同,黄磷冶炼方法可分为电炉法和高炉法。

目前我国的黄磷冶炼工业主要以电炉法为主,这种冶炼方法实收率高,产品纯度高。

电炉法生产是将磷矿石、硅石和焦炭的混合料加入电炉内,由通过炉盖的石墨电极(作为导电极)将电能转变成热能,从而把混合料加热至熔融状态,使元素磷升华后再将含磷气体进行冷凝、分离和精制而得到元素磷。

黄磷冶炼的工艺过程如图1。

在黄磷冶炼过程中,关键是电炉操作,而对石墨电极的操作又是其中最重要的环节。

电热法制磷

电热法制磷

电热法制磷
电热法制磷
磷是一种重要的化学物质,被广泛用于肥料、橡胶、塑料、药品、食品等行业。

然而,传统的磷生产方法会产生大量的二氧化硫和废水污染环境,使得磷化工工业早已成为环保界的“头号罪犯”。

因此,电热法制磷技术的应用为实现清洁生产提供了一种新思路。

电热法制磷技术是将富含磷的矿石在电弧炉中加热,使其熔化。

利用铝作还原剂,矿石中的磷酸根离子被还原成单质磷,与铝形成AlP 配合物,然后通过水解得到磷化氢。

最后,在反应釜内,磷化氢被氢化成白色固体磷块,在高温下熔融成为液态磷,再通过加工制成不同用途的产品。

电热法制磷技术具有以下优点:
1.清洁环保:电热法制磷过程中不需要添加其他化学剂,不会产生化学废水和二氧化硫等有害气体,几乎不会对环境造成污染。

2.资源利用:传统磷矿资源日益枯竭,而电热法制磷技术可利用含磷废水、废渣、垃圾等资源,实现磷资源的有效利用和再利用。

3.高效节能:电热法制磷技术可利用废热回收,降低能源消耗,提高能源利用效率。

4.产物质量高:电热法制磷生产的磷块质量高,纯度达到99.99%以上,且无杂质。

5.生产成本低:电热法制磷技术操作简单,维护成本低,与传统工艺相比,资金投入少,经济效益明显。

电热法制磷技术具有广泛的应用前景,可用于生产食品级磷酸三钠、技术级磷酸三钠、磷酸铵、磷酸钙、磷酸二铵等多种物质,并可广泛应用于社会各个领域。

目前,我国的电热法制磷技术在研发和应用方面还有待提高,需要进一步改进、推广和应用,以更好地服务于社会生产和环境保护。

硫铁矿渣显热回收利用的探讨

硫铁矿渣显热回收利用的探讨

利用硫铁矿 渣显热的途径 , 阐述 了利用硫铁矿 渣显热进行原料 干燥的方案 , 并进行 了热 平衡 计算 , 为 , 认
采 用 该 方 案 可 回 收利 用硫 铁 矿 渣显 热 约 6 % , 理 论 上 讲是 可行 的 。 5 从
关键词 : 硫铁矿渣 ; 热回收 ; 显 热平衡 ; 节能 ; 探讨 中图分 类号 : 7 10 x 8 .6 文献标识码 : B 文章编号 :09—10 (0 1 0 0 3 o l0 9 4 2 1 ) 6— 0 6一 6
只能 浪费 , 因此推 广受 到 限制 … 。 现 有正 在开 发 的炉渣热 能 回收方法 可概 括为 两
用于氧化镍矿的干燥和煅烧过程 , 达到节约总能耗
2 % 的效 果 。 3
4 硫铁矿制酸的原料干燥与排渣 工艺
4 1 原 料 干燥工 艺 .
大类 : 介质换热法和化学反应法 。介质换热法是利 用高炉渣与介质接触或辐射进行热交换 , 然后利用 高温介质能量发电或他用。化学反应法是利用高炉 渣显热能量促使化学反应进行 , 以回收利用高炉渣 余热。介质换热法主要有 : 日本的内冷转鼓法 、 转轮 粒化法 、 风淬法及英 国的离心转盘法 , 以上方法经过 小型试验或工业化试验 , 但技术还不成熟 , 有的效率 低, 有的影响炉渣性 能降低附加值 , 有的投资大等 等, 未能推广 。化学反应法 目前还处 于理论探 索阶

3 ・ 6
硫磷设计与粉体工程 SP&B HR LT DE GN E IG M E 气E N IE RN
2 1 第 6期 0 1年
硫铁 矿渣 显 热 回收 利 用 的探 讨
刘伟庆
( 中国石化集团南京工程有限公司, 江苏 南京

黄磷工艺规程

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、原子量及分子量分子式P4分子构成pPP p原子量30.9738分子量123.89523.3 物理性质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。

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。

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。

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、液态的熔点黄磷的熔点是44.1℃,熔化潜热为20.93KJ/kg。

沸点黄磷的沸点为281℃,汽化潜热为579.761 KJ/kg。

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。

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℃。

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。

磷蒸汽在空气中的最大允许浓度为0.03mg/m3。

同素异形体黄磷的四种同素异型构体:白磷、赤磷和黑磷。

3.4 化学性质磷溶解在热的浓碱溶液中生成磷化氢和次磷盐酸。

例如:磷在氢氧化钾水溶液中加热生成磷化氢气体和次磷酸甲,反应式如下:P4+3KOH+3H2OPH4↑+3KHPO4磷容易被空气氧化磷在干燥空气中充分燃烧生成磷酸酐(P2O5)P2+5O52P2O5磷在不充足的干燥空气中燃烧生成压磷酸酐(P4O6)P4+3O2P4O6或(2P2O3)磷能和卤素(F、Cl、Br、I)直接作用,生成正三价和正五价的卤素化合物。

大型制磷电炉的原料加工处理

大型制磷电炉的原料加工处理

大型制磷电炉的原料加工处理1大型制磷电炉的原料加工处理电热法制磷工业中,磷矿原料的优劣直接影响着产品的质量与磷收率、生产状况、耗电量以及对周边环境的污染程度。

因此,各国制磷科技人员都十分重视改善磷矿内在质量来满足生产、环保的要求。

欧美等国家的大型制磷电炉的入炉原料都采用热处理的方法,如烧结法、球团法、瘤结法、压制团化法等,不直接使用块矿入炉。

苏联经过数十年的研究开发,已掌握了使用于大型制磷电炉的多种原料预处理方法,并积累了各种物料在大型制磷电炉中长期稳定运行的经验。

然而原料预处理方法的选择,主要是取决于磷矿的物化特性与方法的经济性。

为了保证炉内气流分布均匀,使其发挥更有效的热传递,所以大规模生产黄磷企业一般很少采用天然块矿,而是将磷矿进行预处理后才入炉。

其目的是:(1)可将砂状或碎粉状磷矿成形为合适的粒度。

破碎筛分下来的粉矿、机械强度很差的风化矿,经过预处理都可用来生产黄磷。

(2)在磷炉尾气还没规模化回收利用前,使用廉价的热源进行热处理,降低单位成本消耗,并使成形后的物料具有满意的机械强度和物化特性。

(3)原料经热处理后,提高了入炉物料中磷的品味,减少了其中的杂质含量。

例如,一部分低熔点及碳酸盐的分解逸出率可达到95%以上,对减少泥磷量,提高磷收率,减轻对环境的污染起到了事半功倍的作用。

1.1 烧结法磷矿烧结过程就是将一定数量的焦粉(0~3mm)与磷矿粉(0~10mm)均匀混合,经喷水润湿造球后布料在烧结台车上,借助点火烧嘴将其中的燃料焦粉点燃,在抽风机的作用下形成负压,依靠从大气吸入粉尘的空气自发的继续燃烧,从而使烧结面由上往下逐渐推移直至底部。

焦粉燃烧产生的热量将混合料加热到1250℃左右,完成物料的脱水,并使其中的碳酸盐、有害杂质等逸出,形成强度较高含低共熔点化合物的烧结料。

要使烧结料起到预处理的目的,必须确保两个条件:一是单位面积上的通风量;二是点火烧嘴的燃烧高温条件必须足以是台车上的物料烧透。

制磷电炉选定几何尺寸时应考虑磷矿石的化学组成

制磷电炉选定几何尺寸时应考虑磷矿石的化学组成
还 有 着得 天独 厚 的 电 力资源 ,可 以水 电 火 电并举 , 除 了西 电东送 之外 , 内电 力还 十分 富 足 。为贵 州 省 省 以 电炉 制 磷 为 龙 头 的磷 化 工 基地 的建 设 与 发 展 提 供 了全 面 的有利 条件 。 贵州 省 的 电炉制磷 虽 然起 步较 晚 , 在近 十几 但
发 与设 计 , 当推 南京 化 工集 团 与南 化设 计 院 了 。全 国各 种规 格 的制 磷 电炉几 何尺 寸 的选定 , 技 术 都 其 来 源 于南化 设 计 院 。 国 内常 见制 磷 电炉 的几 何 尺 是
寸 如表 1 所示 。
贵 州 省是 我 国磷矿 资 源 的富有 之 一 , 磷矿 的 远 景储 量 为 4 O亿 吨 ,截 至 2 0 0 0年 末 ,保 有 储 量 为 2 . 1 吨 , 次于 云南 和 湖北 两省 , 全 国的第 3 56 亿 仅 居
关 键 词 制 磷 电 炉 内径 内 高 磷 矿 石 化 学 组 成 电炉 电耗
中 图分 类 号 T 2 . 1 Q16 3 6
居 于 全 国的首 位 。此外 , 贵州 的煤炭 储 量为 4 0亿 9
1 引 言 在 国 内 最 先对 电炉 制 磷 和 制 磷 电 炉 的 技 术 开
吨, 居全 国第 4位 , 居 江南 1 而 O 发 展 较 快 的云 南 引 进技 术 或 购 买 图纸 的 , 在投 产 以后 , 多 或多或 少 的存 在着 大
3 % 的富矿 为 4 6亿 吨 ,占全 国富矿 总 量 的 4 % , 0 . 3
表 1 国 内制 磷 电炉 几何 尺寸 表

些 不 够理 想 的问题 。
2 贵 州引进 的制磷 电炉存在 的 问题
贵 州省 引进 的制磷 电炉 ,虽说 有 一部 分 是请 云 南省 化 工 院等单 位 来设 计 的 ,还有 的是 买 云 南 的图 纸 ,照搬 在 云南很 成 功 的设计 与 技术 ,在 较 小 的炉

电热法制磷用成型炉料的可行性分析

电热法制磷用成型炉料的可行性分析

2 选用成 型炉 料的理论依据
电炉制磷 中反应 物 的相互 扩散 是碳 和磷 酸盐 化 学 反应 的 限制条 件 , 就 是 说 扩 散 速度 限制 了化 学 也
物的扩散速度来决定 的。如果参加反应的组分预先
粉 碎得 很 细并且 成 型 , 反应 速度 显 著增加 , 程完 则 进 全 彻底 。上 世 纪五 六 十 年 代 , 德 国和 美 国的 制磷 在 工 厂 中 , 开展 了大规 模 的磷 矿 烧 结 和 成 型 炉料 的 就
硫 磷设 计 与粉体 .  ̄ rl - 21 0 1年 第 5期
SP & B MH L E E RE AT D NGI ERI NE NG ・41 ・
电热 法 制磷 用成 型 炉 料 的可 行 性 分 析
孙 志立 , 贺宏 雷, 李志 国
( 湖北神农架丰源磷化有限公 司, 湖北 神农架 42 0 ) 4 4 0
摘 要: 通过对成 型炉料 的特性及其制磷反应机理 的分析 , 证 了用成型 炉料 制磷 的 可行 性 , 出 论 提
了 在成型炉料制备中对炉料黏合剂、 湿度和压力等参数的选择 , 并认为这是保证成型炉料质量和取得最
佳 效 果 的 关键 。
关键词 : 电炉制磷 ; 反应机理 ; 成型炉料 ; 选择 ; 参数 效果分析
从 电热 法制 磷 的热力 学 、 动力 学分 析 , 学反 应 化 的必备条件是在原子 、 分子和离子之间进行 。为 J
试验 , 前苏联黄磷方面的专家 ห้องสมุดไป่ตู้ 学者尼 ・ ・ 尼 波斯特
里科 夫 等在 同时期 也共 同研 究 了制磷 电炉 炉料 的成 型 方法 … 。湖 北 神 农 架 丰 源 磷 化 公 司 是 湖 北 省 行

关于炉料中“焦比”对电炉制磷影响的探讨

关于炉料中“焦比”对电炉制磷影响的探讨
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硫 磷 设 计 与 粉 体 I 程 20 0 2年 第 3期
S P & BM H RELATED ENG I NEER I NG
关 于炉 料 中“ 比" 电炉 制磷 影 响 的探讨 焦 对
顾 志 勤
( 京化 学工业有 限公 司磷肥 厂 , 苏 南京 南 江 2 04 ) 1 0 8
和炉料必 须符 合 电工 方 面 的 要求 , 即炉 料 应具 有 一
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硫 磷 设 计 与 粉 体 I 程

2 ・
SP& B E A E NG N E I MH R L T D E I E R NG
表 1 制 磷 电炉 热 平衡 测 试 值 ( %计
硅 石 的 软 化 温 度 和 熔 化 温 度 之 间 . 110~ 1 5 为 5 0 3
℃ , 动 性 较 差 ; 四层 为熔 融 炉 渣 层 , 度 约 为 流 第 温 10 0℃ ; 五层 是磷铁 层 , 度 约1 0 4 第 温 0℃ 因此制 4 磷 电炉 是一 个集 化 工 、 工 、 热 电工 为 一 体 的综合 体 ,
矿 热 炉 。 炉 内 充 满 着 炉 料 ( 格 磷 矿 、 石 和 焦 炭 按 合 硅

定的导 电性 。被 加热 的 物料 本 身 就是 发 热 体 , 电流 通过炉料将 电能 转换 成 热能 , 炉 料 熔 化并 提 供 化 使
学 反 应 所 需 的 热 量 பைடு நூலகம் 电 炉 还 需 具 备 可 靠 的 电气 绝 缘 性能 , 免 磁损 及满足 安全 用 电等要求 。 避
摘 要 :根据制磷 电妒的构造和运行特 点, 引入 丁炉料焦 比的概 念。阐述 丁磷矿和 焦炭的化 学
组 成 对 妒 料 焦 比 的 影 响 . 电能 转 换 成热 能过 程 出发 . 讨 丁妒 料 焦 比 和 炉 料 电 阻率 ( 池 电 担 率 ) 操 从 探 熔 、

黄磷电炉电极消耗控制

黄磷电炉电极消耗控制

黄磷电炉电极消耗控制黄磷电炉是用于生产黄磷的重要设备,而电极作为电炉的关键组成部分之一,其消耗情况对电炉的稳定运行和生产效率起着至关重要的作用。

因此,对于黄磷电炉电极的消耗控制是非常重要的。

黄磷电炉电极的消耗主要包括电极表面的磨损和电极材料的氧化损耗。

电极表面磨损主要是由于电极与熔融的黄磷和其他杂质之间的摩擦和冲击造成的。

而电极材料的氧化损耗则是由于炉内高温气氛中的氧气与电极材料发生反应导致的。

为了控制黄磷电炉电极的消耗,首先需要选择合适的电极材料。

电极材料应具有较高的耐磨性和耐氧化性能,能够在高温环境下长时间稳定运行。

常用的电极材料有石墨、碳素和硅碳化物等。

这些材料具有较好的物理和化学性质,能够满足电炉工作的要求。

需要合理控制电极与黄磷及其他杂质的接触情况。

电极与黄磷及其他杂质的接触面积越大,电极的磨损就越严重。

因此,在电炉的操作过程中,应尽量减少电极与黄磷和其他杂质的接触时间和接触面积。

可以通过调整电极的位置和角度,以及优化黄磷的喷射方式来实现。

还可以通过改变电极的结构和形状来减少电极的磨损。

例如,可以在电极表面涂覆一层耐磨涂层,以增加电极的耐磨性能。

还可以设计电极的形状,使其与黄磷和其他杂质的接触情况更加均匀,减少磨损的集中程度。

对于电极材料的氧化损耗,可以通过控制炉内气氛的成分和温度来实现。

在电炉的操作过程中,应尽量减少炉内的氧气含量,以降低电极材料的氧化速度。

同时,还可以控制炉内的温度,使其保持在合适的范围内,以减缓电极材料的氧化过程。

通过选择合适的电极材料、优化电极与黄磷的接触情况以及控制炉内气氛的成分和温度等措施,可以有效控制黄磷电炉电极的消耗。

这不仅可以提高电炉的生产效率和稳定性,还可以降低生产成本,提高经济效益。

因此,黄磷电炉电极消耗控制是电炉操作和管理中的重要环节,需要给予足够的重视和关注。

与黄磷生产装置有关的制磷电炉规模问题探析

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
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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

电炉法制磷过程中的危险有害因素分析

电炉法制磷过程中的危险有害因素分析

电炉法制磷过程中的危险有害因素分析电炉法制磷过程中的危险有害因素分析工艺流程简介工业黄磷呈石蜡状,谈黄色至微黄绿色,带有蒜臭味;黄磷的自燃点为35℃~45℃,暴露于空气中易自燃并生成P2O5和磷的低级氧化物。

为了防止其自燃,必须隔绝空气,在存储或运输过程中应浸放在水面下;黄磷剧毒,对人的致死量为0.1g。

人经常吸入磷蒸汽和它的低级氧化物能引起慢性中毒,导致下颚骨严重坏死、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,被磷烧伤的伤口不易愈合。

一般采用电炉法进行黄磷生产。

工艺流程为:将符合生产工艺要求的磷矿石、硅石和焦碳按所需比例混合在一起,通过皮带输送机、斗式提升机送至炉顶料仓,再经下料管连续缓慢地加入到密闭的电炉内。

由电炉变压器通过电极输入三相电流,在电炉内以电阻为主和电弧为辅形成热能,将炉料加热,使炉料熔化并进行化学反应,生成磷蒸气、CO、SiF4、炉渣和磷铁等产物。

含磷炉气经导气管进入3个串联的冷凝塔,分别与热水和冷水顺流、逆流接触,达到冷却、除尘和收磷的目的。

被冷凝的黄磷液体依次进入受磷槽、粗磷槽和精制槽,最后在精制槽中经过加热、漂洗、静沉、保温后,得到液态成品黄磷,再经虹吸管进入计量槽和包装铁桶中。

从冷却塔出来的尾气一部分作为标志性火炬燃烧,大部分经水封和水环式真空泵输送到尾气净化利用系统,用于原料工段干燥窑的磷矿石烘干。

从冷却塔出来的含磷污水经污水沟流到污水处理站,经处理后返回系统循环使用。

电炉定时排除的熔融炉渣流入淬冷水池,再经抓斗天车装入汽车,运至废渣场。

炉底排出的熔融磷铁经自然冷却成型后外销。

为了进行安全生产,有必要对该厂电炉法生产黄磷过程中的各种危险有害因素进行分析。

下面从原料准备、电炉制磷、黄磷精制、成品包装等4个主要工序进行分析。

原料准备过程中主要危险有害因素分析2.1火灾爆炸原料回转干燥窑以煤气为燃烧介质。

在生产过程中若供气突然中断,导致窑内熄火,操作人员未关闭燃气入口阀。

年产量一万吨黄磷电炉设计中技术优化探讨

年产量一万吨黄磷电炉设计中技术优化探讨

年产量一万吨黄磷电炉设计中技术优化探讨黄磷是一种极重要的基础工业原料,用于化肥,食品,电子工业等等方面。

但是黄磷是高能耗产品,能源短缺是全社会目前面临的重要问题,如何合理有效地用能即高效率用能,已成为二十一世纪全球实现可持续性发展可供选择的方法之一,也是有识之士共同关注的问题。

主要阐述了作为化工行业的设计院,为了贯彻落实黄磷产业政策,促进磷化工及相关行业可持续发展的现实要求,先后对黄磷电炉进行了扩能技改设计。

在设计过程中,通过对炉体尺寸的扩容,底板的调整,测温口位置的改变,炉盖的优化和改变,达到提高黄磷生产率,降低成本的目的。

标签:黄磷;制磷电炉;创新;优化1 概述黄磷是一种极重要的基础工业原料,主要用途是制成热酸和磷酸盐,用于肥料、食品、医药、农药和电子工业。

黄磷生产一般采用电炉法,将磷矿石、硅石和焦炭按一定比例及粒度混合后放入电炉,利用电炉产生的高温将矿石熔化、分解,并发生一系列的氧化还原反应,气态的单质磷随炉气一并进人冷却、洗涤系统,单质磷被分离出来。

但是黄磷是高能耗产品,能源短缺是全社会目前面临的重要问题,如何合理有效地用能即高效率用能,已成为二十一世纪全球实现可持续性发展可供选择的方法之一,也是有识之士共同关注的问题。

所以,为促进产业结构升级,有效遏制黄磷行业盲目投资,制止低水平重复建设,依据国家有关法律法规和产业政策,按照“控制总量、节约资源、降低能耗、保护环境、持续发展”的原则,云南省经济委员会发布并于2005年9月1日起执行的云南省黄磷行业准入条件中指出,单台磷炉容量在5500KV A、设计生产能力在2000吨/年以下的装置不得进行扩能改造。

单台磷炉容量在10000KV A、设计生产能力5000吨/年以下的装置,必须在2007年底前进行扩能改造;同时,必须配套改造原料加工、尾气利用、泥磷回收、污水处理等关键工序,合理利用余热、炉渣等资源。

磷化工作为云南省支柱产业之一,是一项高能耗、高污染的行业,因此节能降耗就成为磷化工企业降低产品成本、提高经济效益的有效手段之一。

磷矿石理化特性对电炉制磷生产操作的影响

磷矿石理化特性对电炉制磷生产操作的影响
硅 酸钙 , 使反 应 在较低 温度 下 向生成 磷 的方 向进行 。 从 SO 一C O系统 的熔 点 图可 以看 出 , 渣 的熔 点 i a 炉
下 , 一些 其 他 的 副反 应 发 生 , 如 C C 有 例 a 和 C , aP
决 定 于其 中 m( i / C O) 比值 , SO )m( a 的 即所谓 的炉 渣 酸度 指标 , SO 一C O二元 系统 图 中有两 个 低 在 i: a
硫磷 设 计 与粉体 工程 2 1 第 5期 0 0年
S P & B L E NGI ER NG MH RE AT D E NE I ・3 ・ 3
磷 矿 石 理 化 特 性 对 电炉 制磷 生产 操 作 的影 响
陈善 继
( 中国石化 集 团南京 设计 院 , 江苏 南京

204 ) 10 8
关 , 实做 好 精料 入 炉 , 切 注意 安 全 生产 。 关键词 : 电炉 制磷 ; 矿 石 物 性 ; 产 操 作 磷 生 中图 分 类 号 :Q163 T 2.l 文 献 标 识 码 : B 文 章 编 号 :0 9—10 ( 00 0 0 3 0 10 94 2 1 )5— 0 3— 8
耗约 为 1 W ・ / g 4k hk 。 上述 还原 反应所 需 的碳 一般 由炉料 中的焦炭 等 提供 , 电极 也 参 与 了 还 原 反 应 , 过 其 所 占的 比例 不
甚小 。
料 现象 时有发 生 , 甚至 发生 炉 内小爆 炸 , 断石 墨 电 折 极 而造成 死炉 , 重 影 响 制 磷 电 炉正 常 生 产 。本 文 严 阐述 磷矿 石 的物性 对 电炉 制 磷操 作 的影 响 , 大 家 供
3 i4+( SF n+2) O— } H2

黄磷电炉电极消耗控制

黄磷电炉电极消耗控制

黄磷电炉电极消耗控制
黄磷电炉电极的消耗控制是指控制电炉电极的使用量,以避免过度消耗和浪费。

黄磷电炉的电极是用于传导电流和加热黄磷炉料的关键部件,因此电极的消耗与电炉的效率和产量密切相关。

以下是一些黄磷电炉电极消耗控制的方法和措施:
1. 电极材料选择:选择质量好、耐高温、抗腐蚀能力强的电极材料,可以减少电极的磨损和消耗。

2. 电极形状设计:设计电极的形状和结构,使其能够均匀地传导电流和加热黄磷炉料,避免产生热点和电极的不均匀消耗。

3. 电极冷却系统:安装冷却系统,通过循环冷却水或其他冷却介质,降低电极的工作温度,减少电极的热膨胀和消耗。

4. 操作维护规范:严格按照操作规程操作电炉,避免产生过大的电流和电压冲击,减少电极的受损和消耗。

5. 定期检修和更换:定期检查电极的磨损情况,及时更换磨损严重的电极,以保证电极的正常工作和延长电极寿命。

6. 控制电流和炉温:合理控制电流和炉温,避免过高的电流和炉温导致电极的过度消耗和损坏。

通过以上措施,可以有效控制黄磷电炉电极的消耗,提高电炉的使用寿命和运行稳定性。

三相六电极在黄磷电炉中的应用

三相六电极在黄磷电炉中的应用

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收稿日期: 811/ J 1= J 1/ 作者简介: 舒龙 ( , 男, 湖北兴山县人, 湖北兴发化工集团 /@4> J ) 有限公司总经理, 高工, 长期从事磷酸盐生产和管理工作。
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舒龙等: 三相六电极在黄磷电炉中的应用
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第&期
速度,为有效地控制炉渣含磷量及酸度创造了条 件。二是可以消除炉内死角区域, 减少了炉内挂料 层及炉料结拱桥塌料的机会, 为电炉长周期安全运 行奠定了基础。 三是有效地减小了电极电流密度。 经 测 算 , 采 用 三 根 "I$$ 55 电 极 , 电 流 密 度 为 O= !L P 65# ,而采用六根 "&$$ 55 电极的电流密度 则仅为 I= # Q I= CL P 65# 。 这样, 采用六根电极, 不仅 减小了电极电流密度,增加了电极强度,降低了电 极消耗, 而且也减少了因炉内塌料而造成电极折断 事故。 四是提高了电炉功率因数, 提高用电质量, 为 提高电炉功率负荷创造了条件。经测算, 三相三根 电极电炉功率因数 3;8" R $= "I Q $= "",三相六根 电极电炉功率因数 3;8" R $= OI Q $= O"。 ?@ ABBCD! 黄磷装置的基本情况 >E ? 主要技术参数的确定 制磷电炉常用的二次电压和二次电流, 是电炉 > 参数中两个最基本、 最重要的参数。电炉的基本几 何参数的确定, 也完全出自这两个基本参数。三相 是按 六电极 %I &$$JKL 黄磷电炉使用的二次电压, ! 黄磷 炉普 遍采 用的 S# R T,( ’ 这一 公式 进行 计算 的。式中 T, 是系数, 一般采用 T, R %B= I> ’ 为变压 器容量。通过对本地区常用的磷矿、 焦炭各组份的 分析及电网供电情况的变化及三相六电极在炉内 比较适合 做功的原理, 我们采用 T, R %= !& Q %= BC, %I &$$JKL 黄磷电炉。 %I &$$JKL 黄磷电炉主要技术参数如下: 电炉参数 二次电压 二次电流 电极中心直径 电炉直径 电极直径 电极根数 炉内高度 %I &$$JKL !C&K %# $$$ Q %! $$$L ! B$$ 55 " C$$ 55 &$$ 55 I根 & !$$ 55 >E F

制磷电炉的操作电压

制磷电炉的操作电压

制磷电炉的操作电压
祝庆生
【期刊名称】《磷酸盐工业》
【年(卷),期】2004(000)004
【摘要】制磷电炉的操作电压的高低直接关系到电炉运行的优劣影响到单位产品的电耗,电极消耗和制磷电炉的寿命。

本文通过实例来讨论操作电压的选定。

【总页数】5页(P15-19)
【作者】祝庆生
【作者单位】贵州磷酸盐厂550018
【正文语种】中文
【中图分类】TQ126.316
【相关文献】
1.磷矿石理化特性对电炉制磷生产操作的影响 [J], 陈善继
2.制磷电炉的操作电压 [J], 祝庆生
3.制磷生产中焦丁用量及其粒径与电炉操作的关系 [J], 蔡培建
4.制磷电炉变压器二次电压计算 [J], 毛福兴
5.电炉变压器操作过电压机理分析及其防范措施 [J], 毛建中
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30A e 采用 的是石 墨 电极 。2 纪 7 . / m , 0世 0年 代我
材料。虽然石墨电极 的允许电流密度较大 , 如直径 50m 0 m普通功率 的石墨电极允许最大电流密度为 1 A e 但多数制磷电炉实 际选用的电极 电流密 5 /m , 度一般只有 5— / m 。有 的厂家喜欢选用高功 6A e
位过低 , 消耗等量电极电能产 出的黄磷减少 ; 渣中残
2 1 年 第 6期 01
孙志立 . 制磷电炉导电材料技术参数选用分析
・ 5・ 3
磷过高 , 工艺配 比失控 , 收率下降 ; 磷 焦炭质量不达
标, 粒度过大或过小 , 配人量过多或过少 ; 操作调节 控制不当, 炉内起 弧严重 ; 电极熔池高低不平 , 内 炉 料层下料不均匀 , 因受力失衡而使电极折断等因素,
采用插入 法并按 最低 的消耗增 量估算 , 选用 直径 50m 的石 墨 电极 比直 径 60m 的 吨磷 增 加 电 0 m 0 m
极 消耗 如下 :
定功率时的电极 电流密度高达 95A c . /m 。国内外 生产经验都证实电极 电流密度越高则 电极消耗量越 大, 它们之间是成正 比的关系 ; 并且电极阻抗引起的 电热 损失 随着 电极 电 流密 度 的 提高 而增 加 ( 般 不 一
3 1 实例 分析 .
选 用直径 60mm 比 50m 电极 每小 时节 电 : 0 0 m
43 9 J . 3—2 0 6 D 8 . 2=1 3 3 W ・h 2 . lk
每天节电:133 2 = 994 W ・ 2. 1 4 2 5.4k h x 2 0 V 5 0k A制磷 电炉每小时产磷 14t 0 . , 用直径 50m 的 电极 吨磷 增加 电耗 为 0 m
6x 2×(./ 0 )× 0×(72 7 l 0 )× .5 66 10 1 3 9/ o 09 0
=2 0 6 W ・h 8 . 2k
电极从 把持 器 ( 瓦 部 分 ) 面 伸 人 到 炉 内生 铜 下
料层表面的距离在 2m左右, 电流在这段长的电极 上流过所产生的热量是无用 的。下面 以云南某公司 新建 的 、 ( 3 磷炉 变压器 相 同 ) 台 2 0 V 4 两 500k A制 磷电炉为例分析说明问题。
术指标的优化测算对 比。 32 电极 阻抗 引起 的 电热 损失对 比 .
普通石 墨电极按 1 0 20 0 用为 19 1 万元。 2 .2
吨计 , 全年节约 费
上世纪 8 0年代初 , 原化工部为了推动黄磷企业 搞好节能降耗工作 , 在南化院举办学术交流培训班 , 其 中对选用不同直径的石墨电极进行 了计算对 比分 析, 现参照原计算公式 , 2 0 V 以 50 0k A制磷 电炉选 用直径 50m 0 m和 60m 0 m的石墨电极为例, 其电阻
磷的电极消耗量可小于 2 g如果电极电流密度提 5k , 高到 6 7A e 每吨磷 的电极 消耗量 将大于 4 ~ /m , 0

了 自己独创的制磷专利技术 。
其原因是电极 电流密度过大 , 接头处 电阻率增
以前用直径 60m 0 m的石墨电极只能设计建造
5 0 V 0k A的制磷电炉, 0 现在可 以设计 1 00k A 5 0 V 制磷电炉 , 电炉容量增加了 2 ; 倍 若用增加电极组数

3 ・ 4
硫 磷设 计 与粉体 工程 SP&B H R L T DE GN E IG M E A E N IE RN
2 1 第 6期 0 1年
制磷 电炉 导 电材料 技术 参 数 选 用 分 析
孙 志 立
( 云南会 泽澜 沧江磷 业有 限公 司 , 南 会泽 云

6 40 ) 520
加, 过分发热导致机械强度 下降 , 抗氧化性能减弱 , 电极易折断 ; 其次 , 制磷电炉的电极深插炉料中, 炉 内自由长度较长 , 过高的电极 电流密度势必会增加
电极 的电能损失 , 导致产品的能耗增加。 实际生产 中, 各种类 型制磷电炉 电极的单耗差 别较大 , 磷矿石的化学组分 、 品位高低 、 石墨 电极的
验数 据显 示 : 电极 电 流密度低 于 5A e 时 , 吨 当 / r a 每
2 世纪 9 0 O年代 以后 , 国外 的制磷 电炉 由于种 种 原 因大部 分都 已停运 , 没有新 的工 艺技术 出现 。 再
在 世界 黄磷 生产格 局变 化 的同时 , 国异军 突起 , 我 有
13 3 / . 2 . 1 1 4=8 . 8 k ・ 8 0 W h
该公司两台制磷 电炉选用的是长春三鼎生产 的 有载 调 压 变 压 器 , 有 3 共 5级 ( 级 开 关 , 指 档 分 又
位 ) 级 间 的 电压 差 在 1 , 0—1 最 低 3 对 应 的 1V, 5级
要: 介绍 了电热法制磷 电炉导 电材料技术参数的选用及效果 , 通过 电极 阻抗 引起 的电热损 失和
电 电流密度 差异增加 的电极 消耗 对比, 出制磷 电炉 电 极 指 极技 术参数选择 得合适 , 可以提 高多 电极制磷
电炉生产操 作效果 , 达到节能降耗 、 增加 综合 经济效益 的 目的。
率的石墨电极 , 虽然制磷电炉的电流强度大, 但通过 电极的电流密度并不高 , 没有必要使用价格较高 的 高功率石墨电极 L 。2 3 0世纪 9 j 0年代初, 云南滇东
某厂为了扩大制磷电炉容量 , 1 00k A制磷 电 在 5 0 V 炉上采用 日本产 的直径 60m 2 0 m( 4英寸 ) 石墨 电 极, 将电极电流密度 由常规 的 5— /m 提高 到 6A e 8 5A e 最大 94A e 。虽然后来 贵州 陆续 . /m ( . / m ) 建了 l 3台类似的制磷 电炉 , 但由于其工艺及技术经 济指标等的不足 , 9 年 以后就逐渐被多电极制磷 17 9
( 72 7 3 / 3 2× . 4 = . / r 3 9 / ) ( 0 3 1 ) 6 6A e a
m m的石墨电极 , 了考虑电极电流密度在合适的 除 范 围 内, 要考 虑 电 极 阻抗 所 引 起 的 电热 损 失 。现 还 在黄磷行业使用的石墨电极是依照冶金部的行业标 准, 一般都选用普通功率的一级品, 相对应的工业硅 炉、 矿热炉用的石墨 电极电阻率指标分别 为不大于
A。笔 者认 为有 载调压 变 压器 的电 压级 数 没有 必 要
若电价按 05 .
( 瓦 ・ 计 , 台电炉全 千 时) 每
年可节约电费 4.4万元。 40
33 电极 电流 密 度差异 增加 的 电极 消耗量 .
设置得这么多 , 档位多的初衷是便于烘炉 , 二次电压 选择太密 , 对方便生产操作带来的意义并不大 , 反而 给设备一次性投资增加了费用 , 从经济学和设备 的 技术含金量分析评价都是一种追求高 、 、 大 全的盲 目
浪 费 ; 次对 以后 的生 产 会 不 断增 加 运 行 成 本 。3 其 、 4 制磷 电 炉 均选 用 直 径 50mm 的石 墨 电极 , 额 0 在
根据美国 T A的经验 , V 对恒定容量制磷 电炉来 讲, 电极 电流密度从 3 1 /r 升至 62A c 其 . Ae a . /m , 吨磷的电极消耗量 将从 1. g升至 4 . g J 15k 4 1k 。
通过以上保守的估算可知, 0 V 2 00k A制磷电炉 5 若选用直径 60m 0 m的石墨电极 , 比选用直径 50 要 0 m m的生产每吨黄磷节约成本 13 1 元 , 7.6 一台2 0 5 0 0 k A制 磷 电炉 每 年节 约费 用 为 191 4.4= V 2.2+ 40
关键词 : 电炉; 制磷 电极 ; 参数优化 ; 效果分析
中图分类号 :Q 2 . 1 T 16 36 文献标识码 : B

文章编号 :0 9—10 (0 1 0 0 3 0 10 94 2 1 )6— 04- 3
1 概 述
自18 年电热法制磷获得专利权并 推广 电热 89 法生产黄磷至今 , 世界 电热法制磷技术经历 了一个 实践 、 索 、 破、 摸 突 改进 到 完 善 和 创 新 的 长 期 过 程¨ 。笔者分析 了世界各 国在制 磷 电炉设计 电极 j 电流密度选用的有关数据和资料 , 发现各 国所选用 的电极电流密度都很谨慎 , 安全系数比较大 , 一般是 20 2 5A e , . — . / m 按现在 的生产经验对其评价都 有些偏低 。 建国初期我国一穷 -f 、 - 百废待兴 , l 工业基础十 分薄弱 , 仅在 四川长寿有一台 10k 的单相电炉 。 0 W 当时国内制磷 电炉推荐 的电极 电流 密度是 25— .
量 , 可 以设 计 建 设 2 0 V 或更 大 的制 磷 还 500 k A
电炉 。
2 制磷 电炉导 电材料选 用及效 果
现在国内建设 的多 电极制磷 电炉 , 不管 1 0 500 k A还是 2 0 V V 5 0k A的都使用石墨 电极作 为导 电 0
质量好坏、 以及工艺调整、 生产操作控制条件选择的 差异等 , 都会影响到吨磷的电极 消耗量。如炉料品
易 引起重 视 ) 在 电极 直 径 的 选 择 时 应 进 行 经 济 技 ,
[15 ( . — . ) ×(. 66 = 07 g 1./ 6 2 3 1 ] 95— . ) 1.6k 若选用直径 60m 0 m电极 , 每台磷 炉一年可少
消耗 电极为
1 . 6 ×1 0 07 0 0 0=1 7 6 0 k 0 0 g=1 7 6 t 0 .
电炉 所取代 。
国自 行设计建设的广西柳城磷酸盐厂 1 0 V 500k A 制磷电炉, 经过多方实践把电极 电流密度提 高到 4 6A e 并 采用 自焙 电极 。 /m ,
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