热法磷酸燃磷塔余热利用的技术研究

摘要

该文以热法磷酸生产工艺中的燃磷塔为研究对象,针对中国目前此类设备存在的能源浪费问题,通过对国内外现有燃磷塔的分析研究,提出了一种改造方案:将磷燃烧塔的水冷夹套变成副产蒸汽的辐射受地面,使燃磷塔在完成化工反应生产的同时,发生蒸汽而变成了一台特种燃磷锅炉.文中将新型燃磷塔与普通工业锅炉进行对比,发现两者在本体结构、传热特性、设计目的等方面存在着较大差别,因此在燃磷塔的设计过程中绝不能照搬普通水管锅炉的经验公式,必须根据热法磷酸生产的实际工况进行适当的修正.文中详细分析了燃磷塔内的燃烧过程,建立了磷燃烧过程的数学模型,并用软件对其进行数值模拟,得到了炉内速度场、温度场、热流场的分布状况.在此基础上,结合实际工艺条件提出了一种传热系数工程的计算方法,并与燃磷量240kg/h的新型燃磷塔实侧数据进行了对比分析,说明提出的工程计算方法切实可行,可用于工程设计.论文还从水循环和材料防腐两个方面进行考虑,讨论了燃磷塔安全运行的问题.

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1.1磷酸生产的两条工艺路线

1.2湿法生产工艺流程

1.3热法生产工艺流程与主要设备

1.3.1热法磷酸生产的基本原理

1.3.2热法磷酸的生产工艺

1.3.3两种制酸工艺的选择

1.3.4燃烧水合二步法工艺流程与关键设备

1.4目前研究热点

第二章国外热法磷酸燃磷塔能量综合利用情况

2.1磷酸的分类

2.2国外燃磷塔能量综合利用的方案

2.2.1方案1

2.2.2方案2

第三章云南中试基地5000T/年燃磷塔能量利用设计方案

3.1国内燃磷塔

3.2热法磷酸余热生产装置结构型式

3.3新型燃磷塔

3.3.1新型燃磷塔结构特点

3.3.2新型燃磷塔与普通工业锅炉比较

3.3.3两种不同的支撑形式

3.4改造前后的节能效果分析

第四章 燃磷塔的燃烧过程分析

4.1雾化燃烧过程的组织

4.2燃磷塔内燃烧过程的数值模拟

4.2.1数学模型

4.2.2燃磷塔内燃烧过程的数值模拟结果

4.2.3小结

第五章燃磷塔传热过程分析

5.1影响炉内传热的因素

5.2炉膛传热计算方法

5.2.1锅炉的传热

5.2.2燃磷塔传热过程简化模型

5.2.3理论燃烧温度和烟气排放温度

5.3燃磷塔传热系数计算的工程方法

5.4计算方法的工程应用

5.4.1新型燃磷塔传热系数的理论计算

5.4.2理论计算结果的校核

第六章 燃磷塔其他技术问题

6.1燃磷炉的水循环

6.1.1循环回路

6.1.2自然循环工作原理

6.1.3水循环可靠性指标

6.2腐蚀问题

6.2.1电化腐蚀的种类

6.2.2腐蚀防护

结论与展望

参考文献

致谢