"磷酸预浓缩法"磷铵节能新工艺及关键技术

首次提出免用生蒸汽的"磷酸预浓缩法"磷铵节能新工艺,以约130℃下氨与磷酸中和反应为内热源的磷酸三效逆流蒸发,末效蒸发温度约55%,总蒸发量751.8 kg/t(产品),中和料浆含水质量分数25%,满足湿法磷酸制磷铵的工艺要求.作为关键技术,尾气余热低温磷酸喷射降膜浓缩和大型装置开发成功并运用于磷酸二铵(DAP)联产磷酸一铵(MAP)工艺,使DAP反应造粒尾气排放湿含量下降50%,MAP节约蒸汽5万t/a.运用该技术改造24万t/a料浆浓缩法MAP装置,实现了蒸汽消耗降低30%、浓缩废气减排30%、产能提高50%,节能减排效益与经济效益同步增长,具有广泛推广应用的价值.     

低温磷酸预浓缩法MAP节能新工艺

磷酸一铵（MAP）是我国氮一磷复合肥的主要品种，全国产能近1千万吨。由湿法磷酸和氨生产MAP，蒸发浓缩是主要的耗能环节。国内外现有磷酸浓缩法和中和料浆浓缩法两种工艺，以蒸汽为主要热源，蒸发尾气排放量0．5～0．8t／每吨产品，温度约80℃，热焓值很大、环境热污染严重。本项目在国内外首次提出回收尾气余热的“低温磷酸预浓缩法MAP节能新工艺”，突破了现有工艺的热力学限制，创造性地使蒸发浓缩温区向下扩展30℃，使尾气冷凝减排和余热回收合二为一，奠定节能的工艺基础。     

磷铵尾气减排节能资源化清洁工艺

以国内某厂60万t/a磷酸二铵(DAP)生产装置尾气的热力学与传质传热推动力特征分析,提出了DAP尾气节能减排资源化联产磷酸一铵(MAP)的清洁生产工艺。工程实践证明了此工艺的安全性与可行性。结果表明:DAP尾气节能减排可以使稀磷酸P2O5质量分数提高约4%,其能量的消减量可替代24万t/a MAP生产装置热能消耗的45%以上,实现了该工艺高效率利用二次能源的工艺集成,消除了"磷铵雨"污染,兼收资源和环境效益。揭示了DAP尾气资源化循环联产MAP清洁生产技术的前景。     

料浆法磷铵干燥尾气洗涤液的回收利用

我厂料浆法磷铵干燥尾气最初设计是用稀磷酸作为洗涤液进行循环洗涤,然后稀磷酸进入中和反应器与氨发生反应.其优点是能充分回收尾气中的氨,提高磷酸温度,洗涤液可完全利用.缺点是磷酸循环洗涤尾气不断吸收尾气中的磷铵粉尘及本身被干燥浓缩,导致磷酸粘度大、固含量高,洗涤液的喷嘴、除沫器、洗涤塔易结垢、堵塞.不仅造成尾气洗涤不完全,P2O5损失,而且清理费时、费力,影响装置开车率.     

磷铵尾气减排与节能的过程分析与实验

分析了60万吨/年磷酸二铵（DAP）生产装置尾气形成“磷铵雨”的热力学机理,提出尾气部分冷凝- 磷酸降膜蒸发过程耦合技术,现场实验证明了该技术的可行性,现场实验获得的P₂O₅质量分数27.1%～41.7%范围内磷酸蒸发浓缩数据,该工艺使尾气湿含量减少至0.065 kg H₂O/kg air。研究了磷酸液膜雷诺数以及磷酸液膜过冷度对磷酸降膜蒸发过程的影响,揭示了在55℃以下低温浓缩湿法磷酸的可能性。这对磷酸浓缩技术很有参考价值。     

DAP尾气循环联产MAP过程分析与现场实验

分析了引进60万吨/年磷酸二铵（DAP）装置尾气排放产生“磷铵雨”污染的热力学机理,主要是尾气湿度过高在烟囱内局部位置产生凝雾.提出尾气脱湿消减质量能量的过程同时成为磷酸一铵（MAP）产品加工过程的循环工艺.计算表明该工艺使尾气湿含量减少至0.065 kg H₂O•（kg air)^-1,所获能量可以替代24万吨/年MAP生产装置热能消耗的45%.尾气部分冷凝-磷酸降膜蒸发过程耦合技术是实现该工艺高效率利用二次能源的关键.现场实验表明耦合过程总的传热系数达500～600 W•m^-2•K^-1,同时具有磷酸浓缩低温、低循环量和扩展蒸发表面的优势,证明了DAP尾气循环联产MAP清洁生产技术的前景.     

磷铵工业尾气脱湿减排机理及清洁工艺

对磷铵(DAP)尾气冷凝脱湿数值模拟,揭示了DAP尾气传热传质过程为雾冷凝和膜冷凝共存的机理。基于模拟分析,提出了利用DAP尾气资源化循环生产磷酸一铵(MAP)的清洁工艺,现场实验证明了DAP尾气部分冷凝-磷酸降膜蒸发过程耦合技术的可行性。实验结果表明:DAP尾气能量的消减量可替代24万t/a MAP生产装置热能消耗的45%以上,展示了利用DAP尾气资源化循环生产MAP清洁生产技术的前景。     

新型热管技术在钛白粉转窑煅烧尾气余热利用上的应用

钛白粉转窑煅烧尾气因为高硫、高湿,其余热的利用一直存在很大的难度,将尾气余热用于浓缩废酸,经济意义不大,企业开始采用导热油技术和重力热管技术将尾气余热用于产生钛白粉生产线急需的大量蒸汽,但是由于导热油的有限传热能力和重力热管换热器的短寿命,一种高换热效率、长寿命、安装灵活的新型径向热管技术开始用于尾气余热的回收。     

1000kt／a粒状DAP联产200kt／a粉状MAP扩能方案剖析

某300 kt/a(P2O5计)磷酸、400×2 kt/a重过磷酸钙(TSP)装置,为适应市场需求,将一套400 kt/aTSP和300 kt/a磷酸装置采用传统的磷酸浓缩工艺,改造为600 kt/aDAP装置,试生产成功、基本达到设计能力后,拟利用仍闲置的400 kt/aTSP,并扩建一套300 kt/a磷酸装置,实现磷酸铵产量翻番的目标.针对传统的磷酸浓缩工艺生产DAP受系统水平衡制约,要求浓磷酸中ω(P2O5)≥48%,浓缩系统加热器中列管易结垢,DAP装置中尾气洗涤系统的开车率也欠高,扩能方案拟采用传统的磷酸浓缩工艺与中和料浆浓缩工艺相结合的新工艺,实现主产粒状DAP、联产粉状MAP,磷酸铵产量翻番.分析了利用该新工艺生产磷酸铵的优点,指出其在实现磷酸铵产量翻番中投资省、能耗低、操作稳定性高,并可消化利用本系统磷酸淤渣、含磷废渣,也为今后调整产品品种、进一步挖潜改造留有余地.     

磷酸自然循环低温蒸发实验研究

国内大型磷酸装置普遍面临浓缩能力不足的问题,回收工艺过程中低温位余热进行稀磷酸低温预浓缩是解决此问题的方案之一。在低于30℃下进行湿法磷酸自然循环浓缩实验研究,获得了彬（P20,）O％～40％的磷酸溶液循环启动工况下垂直上升管内气液两相流沸腾传热平均给热系数377～1047w／（m＾2·K）,与之对应的管内壁温度35～45℃。实验结果表明,磷酸自然循环低温蒸发具有流体动力学稳定性,适于利用低温位热源。     

Specimen heat fluxes for bench-scale heat release rate testing

When a specimen is testd for its heat release rate (HRR) behaviour using a bench-scale such as ISO 5660 or equivalent, one very important test condition is not pre-standaridized and must be set: the heat flux to be imposed on the specimen by the heater. The heat flux cannot be ligitimately standardized, since the value appropriately to be used will differ according to purpose or application. The present paper sets forth the considerations which should govern the correct choice of heat flux. A discussion is given of minimum ignitiability level; statistical variability at low heat fluxes; the ranges of heat fluxes associated with small actual ignition sources; the heat fluxes associated with fires away from the ignition sources, all the way up to fully-involved room fires; the application of the product; and the needs associated with mathematical modeling of room fires. Correlational approaches are also illustrated and contrasted to physics-based ones. Finally, the empirical nature of the present situation is emphasized. Judged from first principles, it would appear that successful prediction of room fire results from bench-scale test data would require both the testing at a large number of different heat fluxes and the use of algorithms to permit time-dependent interpolation. Such algorithms have been proposed; however, some very successful predictions are noted with much simpler techniques.     

用于低温余热回收系统热管换热器传热性能的数值模拟

采用CFX软件Fluent模拟了用于低温余热回收的重力热管内的相变情况及充液率、热管长度比、管中心距对热管换热器传热性能的影响。模拟结果显示,水量一定时,加热段与冷凝段长度相同的热管在不同充液率条件下的传热特性,高充液率的传热能力优于低充液率的传热能力,适宜的充液率为60%~70%。当充液率一定时,加热段的长度小于冷凝段的长度有利于热管传热。当充液率及管长一定时,热管换热器的传热系数随管中心距的增大而减小。将热管换热器数值模拟的总传热系数与理论计算的结果进行对比,实现了特定体系热管换热器的结构优化。     

管式换热器对流给热的强化措施

介绍了管式换热器无相变时强化对流给热的措施。     

花格板换热器的流动与传热

花格板换热器作为一种新型的管壳式换热器,其流动和传热机理研究目前尚未有较深入的研究。通过CFD技术,对花格板换热器的流动和传热性能进行了研究,并将结果与传统的弓形折流板换热器进行了比较,结果表明,在相同的Reynolds数下,花格板换热器的压降仅为折流板换热器的0.45倍左右,而两者的传热系数相差不大,因而花格板换热器的综合性能参数约为折流板换热器的2.2倍左右。     

集群竖埋管地热换热器传热简化分析方法

提出利用几何对称性和部分埋管周围温度场呈近似相同周期性变化的特点,对集群竖埋管地热换热器传热分析进行简化的方法。在有限长线热源模型基础上,以无渗流矩阵形式布置的集群竖埋管地热换热器为例,利用该方法进行简化分析,提出采用代表性埋管矩阵代替原集群埋管地热换热器进行传热分析。结合代表性埋管矩阵和相应工况下的单根埋管传热进行分析,认为可以通过单根埋管的传热影响半径,确定地质条件、埋管几何参数、负荷及运行条件等相同情况下大型集群埋管换热器的代表性埋管矩阵。土壤热导率大小影响代表性埋管矩阵的规模,本文条件下土壤热导率越大,确定的代表性埋管矩阵越小。     

用于空调能量回收的板式脉动热管换热器

为提高脉动热管换热器在空调系统排风能量回收中的换热效率,提出了一种新型并联槽道板式脉动热管及由其组成的换热器。首先对单片热管在空调排风夏季工况下的能量回收情况进行了传热性能实验研究,影响因素包括槽道当量直径、充液率、工质种类、风速、风温、微倾角;然后对一组由7片热管顺排形成的板式脉动热管换热器的换热效率进行了计算。研究表明：新型板式脉动热管的适用工质为R141b,最佳充液率为25%;传热性能随新风温度及风速的升高而增强,新风、排风温差小于6℃时热管不启动;随风速增加,换热量增加,但换热效率有所降低;给定工况下板式脉动热管散热器的换热效率为44.1%;微倾角可使空调能量回收系统在保证良好换热效率的同时实现换季不换向,热管安装宜采用+2°左右的微倾角。     

基于热损失的换热网络夹点设计法

现行的换热网络目标方法,在进行换热网络价格估算时,未考虑热物流的热损失。在真实的设计中,换热器壳体保温后仍与环境温度相差较大,则其热损失不可忽略。文章提出了一个新的基于热损失的换热网络夹点设计法,该方法首先以综合费用最小为目标确定出最小温差,然后建立问题表格确定出夹点位置及最小公用工程消耗,最后再进行换热网络设计。文中采用某石油常减压换热网络系统为典型算例对该方法的前两步进行了分析研究,论证了该方法的必要性及可行性。结果表明:该方法与基本Linnhoff夹点技术法估算的投资费用有较大的差距之外,在一定的最小温差下,其与基本Linnhoff夹点技术法确定的夹点位置不同,公用工程消耗也有较大的差距。     

换热器换热工艺设计智能技术软件

为便于对各类化工换热软件的了解,简介了共6个化工工艺设计及流程模拟通用软件和2个工艺专用软件、3个多功能软件以及1个设备选型软件,综述了智能技术在化工换热器工艺设计分析中应用的通用工艺软件、专用工艺软件、工艺和绘图一体化软件、工艺和强度一体化软件和换热器选型软件等几方面情况。提出了当前换热工艺和智能软件两者结合发展中面临的4个工程课题:设备建造全过程多位一体化软件、换热专业与设备大型化发展的融合、软件优化设计的评估功能、特殊新结构换热器专用工艺软件开发等。     

热管换热器流动与传热的CFD模拟及试验

根据热管换热器结构特点及传热特性,建立了热管换热器壳程流动与传热的三维物理模型。模型中引入了多孔介质模型中的分布阻力和分布热源的概念,通过CFD计算软件模拟研究了热管换热器压力降与温度场分布,模拟研究结果与试验结果吻合良好,为热管换热器的进一步理论研究和推广应用提供了依据。     

板式换热器的换板检修

介绍了板式换热器换板检修时各工序 (特别是清洗和组装时 )的质量控制及用于氧化铝精液、氧化铝母液环境中结垢的一种化学清洗方法