汽-汽再热器内流动与换热特性数值研究

为了揭示汽-汽再热器的换热特性，本文首次通过三维数值模拟的方法对汽-汽再热器内的流动、换热及熵产特性进行了研究。结果显示，当高温蒸汽流速较小时，高温蒸汽侧进口处的温度梯度较大，而低温蒸汽侧出口处的温度变化不明显；随着高温蒸汽流速增大，高温蒸汽沿流程的温度梯度逐渐减小，低温蒸汽出口平均温度逐渐增大，同时换热器内局部熵产值逐渐增大；随着管壳式换热器隔板数的增加，低温蒸汽出口平均温度逐渐增大，但增幅逐渐减小。     

萃取法脱除湿法磷酸金属阳离子新工艺开发

针对云南云天化集团生产的湿法磷酸中金属阳离子含量较高的问题，研发了一种溶剂萃取法脱除金属阳离子净化湿法磷酸的新工艺，并完成了1 000 t/a（以五氧化二磷计）萃取法脱除湿法磷酸金属阳离子的中试实验。考察了萃取时间、萃取温度、搅拌转速和相比对萃取效果的影响，确定了较优工艺条件：反应时间为20 min、反应温度为60℃、搅拌转速为400 r/min、相比（萃取剂与磷酸的体积比）为3。中试实验结果表明，净化后的湿法磷酸MER（湿法磷酸中的杂质系数）值可从0.114降到0.06以下，三氧化二铁、氧化铝、氧化镁的脱除率可分别达到88.37%、48.93%、45.33%。经过洗涤五氧化二磷总收率可达到98.46%。净化1 t湿法磷酸（以五氧化二磷计）所消耗的物料成本为222.5元。中试实验结果证明，这种脱除湿法磷酸中金属阳离子的净化新工艺是可以进行工业化应用的。实验结果可为工业放大提供可靠的依据。     

硝磷酸氨法净化生产磷酸二氢铵工艺研究

针对硫酸法湿法磷酸生产磷酸二氢铵副产磷石膏的问题，基于硝酸法冷冻母液深度脱硝后的净化液，采用氨中和工艺生产工业级磷酸二氢铵，系统研究了反应温度、磷酸浓度、反应时间、搅拌速率、pH、杂质离子浓度等因素对于氨中和工艺的影响。结果表明，氨中和过程中杂质离子生成磷酸盐沉淀影响磷收率，且杂质离子之间主要以形成复盐沉淀互相影响。通过对比氨中和后滤液的成分可得出最佳工艺条件：P₂O₅质量分数为15%、反应温度为85℃、搅拌速率为250 r/min、反应时间为40 min、pH为4.3，最后以最佳工艺条件制备的磷酸二氢铵产品达到一级产品标准要求。     

硝酸分解磷钾矿的浸出工艺及动力学

针对硫酸法湿法磷酸工艺分解磷钾矿难以实现工业规模化连续生产的问题，提出了硝酸法加工磷钾矿的新技术。研究了反应温度、液固质量比、硝酸质量分数、颗粒细度等因素对硝酸浸出磷钾矿中磷浸出率的影响，结果表明：磷浸出率随着反应温度、液固质量比、硝酸质量分数的增加而增加，而随着磷钾矿粒度和磷酸浓度的增加而减小；在温度为50℃、液固质量比为7.3∶1、硝酸质量分数为40%、反应时间为1 h条件下，磷、钾浸出率分别为96.62%、2.45%，实现了磷的高效浸出和磷钾元素的分离。动力学分析表明，磷元素的浸出属于固体产物层扩散控制，活化能为4.77 kJ/mol，研究结果可为磷钾矿的利用提供新思路。     

响应曲面法优化硝酸钙镁溶液脱钙工艺研究

针对硝酸预处理磷矿后的钙镁溶液难以利用的问题，提出利用硫酸作为脱钙剂的思路，基于嵌在OLI Studio 11.0软件中的混合电解质模型（MSE）进行了热力学分析，采用响应曲面（Box-Behnken）法对硝酸预处理磷矿后的钙镁溶液脱钙工艺进行优化。实验考察了反应温度、反应时间、硫酸用量、硫酸浓度、原料液中氧化钙浓度和镁钙物质的量比等因素对脱钙反应后滤液中镁钙质量比（即镁钙比）的影响。对镁钙比影响较大的因素进行响应曲面实验设计，得出各因素与镁钙比关联的数学模型，并预测最优条件下的镁钙比。响应曲面实验结果表明：在反应温度为40℃，硫酸用量为理论用量的115%，氧化钙质量分数为12%时，滤液中镁钙比最高，此时预测值为16.35，实验平均值为13.52。