一、技術(shù)名稱：黃磷生產(chǎn)過程余熱利用及尾氣發(fā)電（供熱）技術(shù)

二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍： 化工行業(yè) 黃磷生產(chǎn)

三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀

我國(guó)黃磷單位產(chǎn)品平均綜合能耗約為3.2tce左右，每生產(chǎn)1t黃磷產(chǎn)生黃磷尾氣約3000Nm3，約占單位黃磷生產(chǎn)綜合能耗的30%以上。目前，黃磷生產(chǎn)中的尾氣主要用來燒熱水或者做原料烘干使用，其尾氣的利用率不足20%。按行業(yè)年總產(chǎn)能180萬(wàn)t計(jì)算，黃磷生產(chǎn)行業(yè)每年碳排放超過400萬(wàn)t，節(jié)能潛力很大。目前該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量6.7萬(wàn)tce/a，CO2減排約17.7萬(wàn)t/a。

四、技術(shù)原理

通過對(duì)黃磷生產(chǎn)中排放的尾氣進(jìn)行收集、加壓并進(jìn)行凈化處理，再輸送到專用燃燒器中進(jìn)行配風(fēng)旋混燃燒，燃燒后產(chǎn)生的熱量及強(qiáng)腐蝕高溫?zé)煔庠俳?jīng)過耐腐蝕的專用黃磷尾氣鍋爐進(jìn)行換熱，交換后的熱量用于加熱水產(chǎn)生蒸汽或者利用蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，所產(chǎn)蒸汽與電量均用于黃磷生產(chǎn)，降低產(chǎn)品能耗。

黃磷生產(chǎn)過程余熱利用和尾氣發(fā)電（供熱）技術(shù)是對(duì)黃磷尾氣處理、尾氣燃燒熱能、尾氣燃燒后（煙氣中）排放物循環(huán)使用的綜合利用系統(tǒng)，其主要的關(guān)鍵技術(shù)如下：

（1）尾氣凈化技術(shù)。 通過除塵、除酸方式對(duì)尾氣進(jìn)行凈化，凈化技術(shù)采用水洗除塵及堿洗除酸，通過采取合理的凈化方式以及適合的凈化劑，確保在低凈化成本的前提下，使得尾氣中的雜質(zhì)、總硫、總磷的含量控制在合理的范圍之內(nèi)，達(dá)到下述目的：凈化后的尾氣因雜質(zhì)減少避免堵塞燃燒及換熱設(shè)備；減輕尾氣酸性物質(zhì)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕。

（2）專用燃燒器燃燒技術(shù)。 通過專用燃燒器的旋混式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得尾氣與空氣得到充分的混合，確保尾氣燃燒充分，用于提高燃燼率；采用PDI技術(shù)合理配風(fēng)及風(fēng)壓控制，確保尾氣在高溫下的高效燃燒并抑制強(qiáng)酸性物質(zhì)產(chǎn)生；內(nèi)置蜂窩式陶瓷蓄熱技術(shù)用于加強(qiáng)燃燒溫度，提高輻射熱能。

（3）鍋爐的防腐技術(shù)。 鍋爐通過特有的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)確保尾氣燃燒產(chǎn)生的熱量在最大化吸收的前提下，實(shí)現(xiàn)煙氣流動(dòng)無死角，減少腐蝕物質(zhì)堆積，避免形成垢下腐蝕；所有與煙氣接觸的換熱元件均采用耐腐蝕材料；換熱元件表面采用等離子耐腐噴涂進(jìn)行防腐保護(hù)；針對(duì)燃燒后的煙氣不同溫度區(qū)間進(jìn)行分段防腐處理等多種技術(shù)共用，徹底解決尾氣燃燒中對(duì)鍋爐的腐蝕問題。

（4）熱能梯級(jí)利用技術(shù)。 通過采用對(duì)尾氣燃燒后高溫段的熱能回收技術(shù)產(chǎn)生中壓、中溫過熱蒸汽，采用對(duì)尾氣燃燒后低溫段的熱能回收技術(shù)產(chǎn)生低壓飽和蒸汽，形成兩種不同焓能的品質(zhì)蒸汽，即高位熱能與低位熱能；其中高位熱能用于發(fā)電，低位熱能用于黃磷崗位生產(chǎn)所需熱能供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)熱能合理利用及熱效率最大化。

（5）煙氣中的酸物回收技術(shù)。 燃燒后的煙氣中含有大量的酸性物質(zhì)，如磷酸、偏磷酸、氫氟酸、硫酸、亞硫酸等多元酸，這些混合酸液的PH值遠(yuǎn)小于1，形成的強(qiáng)酸性液體會(huì)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，減少設(shè)備的使用壽命；同時(shí)，如果排出到大氣中，會(huì)形成酸雨污染周邊的環(huán)境；通過對(duì)煙氣溫度的控制以及多段綜合回收技術(shù)，使得這些酸性物質(zhì)在露點(diǎn)后被收集，并經(jīng)過沉淀、過濾、濃縮等一系列回收工藝及技術(shù)處理，形成廢酸用于磷化工生產(chǎn)。

該技術(shù)工藝流程主要報(bào)告“黃磷尾氣凈化系統(tǒng)”、“煙氣（燃燒）系統(tǒng)”、“蒸汽系統(tǒng)”和“廢液回收系統(tǒng)”等四個(gè)子系統(tǒng)，各系統(tǒng)的功能及所涉及的技術(shù)說明如下：

（1）黃磷尾氣凈化系統(tǒng)

通過對(duì)黃磷生產(chǎn)電爐的尾氣 采用除塵、酸技術(shù)進(jìn)行凈化，減少了通過對(duì)黃磷生產(chǎn)電爐的尾氣 采用除塵、酸技術(shù)進(jìn)行凈化，減少了通過對(duì)黃磷生產(chǎn)電爐的尾氣 采用除塵、酸技術(shù)進(jìn)行凈化，減少了中雜質(zhì)及酸性物的含量，同時(shí)減輕尾氣燃燒后煙對(duì)鍋爐腐蝕。

（2）煙氣（燃燒）系統(tǒng)

尾氣進(jìn)入鍋爐燃燒的過程中，采用獨(dú)特技術(shù)確保黃磷與空得 尾氣進(jìn)入鍋爐燃燒的過程中，采用獨(dú)特技術(shù)確保黃磷與空氣得到充分混合，通過PDI算法自動(dòng)配比黃磷尾氣與空的風(fēng)量，確保燃燒后盡可能減少?gòu)?qiáng)酸性物質(zhì)的產(chǎn)生，蜂窩蓄熱技術(shù)化鍋爐換效率。

（3）蒸汽系統(tǒng)

專用黃磷尾氣鍋爐對(duì)尾氣燃燒的熱能進(jìn)行高效回收，對(duì)回收的熱量按品位等級(jí)梯級(jí)利用，高品位熱能（過熱蒸汽）用于發(fā)電，所發(fā)電量經(jīng)升變壓后，用于黃磷電爐生產(chǎn)用電，降低黃磷冶煉的生產(chǎn)能耗；低品位熱能（飽和蒸汽）用于黃磷生產(chǎn)或下游產(chǎn)品生產(chǎn)用汽，降低單位產(chǎn)品生產(chǎn)的成本。

（4）廢液回收系統(tǒng)

尾氣燃燒后，煙氣中含有的酸性污染物在降溫中形成酸液，通過對(duì)酸液的集中回收，形成廢酸，用于黃磷下游產(chǎn)品生產(chǎn)，變廢為寶，減少大氣中的酸性物質(zhì)排放的同時(shí)，降低環(huán)境污染。

五、主要技術(shù)指標(biāo)

1．黃磷生產(chǎn)單位綜合能耗下降約15%-30%；

2．凈化成本與替代的技術(shù)相比下降50%以上；

3．系統(tǒng)熱效率較原有的換熱方式提高30%以上。

六、技術(shù)鑒定獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀

該技術(shù)及系統(tǒng)核心裝置獲得1項(xiàng)國(guó)家專利發(fā)明， 3項(xiàng)實(shí)用新型專利。該技術(shù)自2008年開始推廣以來， 已經(jīng)有10多套系統(tǒng)在云南、貴州四川等地的黃磷生產(chǎn)企業(yè)投運(yùn)，穩(wěn)定行達(dá)5年以上，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)。

七、典型應(yīng)用案例

典型用戶：四川林辰實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，綿陽(yáng)啟明星磷化工有限公司、石棉藍(lán)天化工有限責(zé)任公司、貴州開陽(yáng)國(guó)華天鑫磷業(yè)有限責(zé)任公司、貴州福泉華鑫化工有限責(zé)任公司、云南澄江盤虎化工等。

典型案例 1

案例名稱：石棉藍(lán)天黃磷爐尾氣燃燒熱能綜合利用系統(tǒng)

技術(shù)提供單位： 武漢東晟捷能科技有限公司

建設(shè)規(guī)模：2×7500t/a 噸黃磷生產(chǎn)裝置尾氣綜合利用；建設(shè)條件：直接燃空排放生產(chǎn)線。主要技改內(nèi)容：采用黃磷過程余熱利（供）術(shù)對(duì)一臺(tái)黃磷電爐的 50%的黃磷尾氣(約 1500N m3/h) 進(jìn)行余熱利用，所回收能產(chǎn) 生蒸汽用于產(chǎn)工藝段的供熱及化品合成 ；主要設(shè)備為1臺(tái)6T燃黃磷尾氣專用鍋爐。節(jié)能技改投資額300萬(wàn)元，建設(shè)期4個(gè)月。每年可節(jié)能5573tce，年減排1.47萬(wàn)tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為820萬(wàn)元，投資回收期4個(gè)月。

典型案例 2

案例名稱： 澂江龍鳳黃磷生產(chǎn)過程余熱利用和尾氣發(fā)電（供熱）系統(tǒng)

技術(shù)提供單位： 武漢東晟捷能科技有限公司

建設(shè)規(guī)模：2×10000t/a噸黃磷生產(chǎn)裝置尾氣綜合利用；建設(shè)條件：直接燃空排放；主要技改內(nèi)容：采用黃磷尾氣余熱利和發(fā)電（供）術(shù)對(duì)廠區(qū)二臺(tái)黃磷電爐的尾氣約（6000 N m3/h）進(jìn)行余熱綜合利用，其中尾氣在黃磷尾氣專用鍋爐中燃燒產(chǎn)生的壓過熱蒸汽于帶動(dòng)輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，供黃磷裝置使用，產(chǎn)生的飽和蒸汽于熱；主要設(shè)備為2套10t/h黃磷尾氣發(fā)電專用鍋爐及4MW汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)裝置。節(jié)能技改投資額3384萬(wàn)元，建設(shè)期12個(gè)月。每年可節(jié)能1.15萬(wàn)tce，年減排量3.03萬(wàn)tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為1887萬(wàn)元，投資回收期18個(gè)月。

八、推廣前景及節(jié)能減排潛力

黃磷生產(chǎn)過程余熱利用和尾氣發(fā)電（供）技術(shù)廣泛應(yīng)于化工領(lǐng)域，預(yù)計(jì)未來5年，該技術(shù)的行業(yè)推廣比例可達(dá)50%，項(xiàng)目總投資3.6億元，可形成年節(jié)能力達(dá)67萬(wàn)tce，年減排能力為177萬(wàn)tCO2。

(關(guān)鍵字：黃磷 黃磷生產(chǎn))