[实用新型]黄磷尾气净化发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种尾气净化发电装置，具体涉及到一种利用黄磷尾气净化发电的装置。

背景技术

黄磷是一种非常重要的、无法替代的化工原料，用它作原料可以生产出磷酸、农药、洗涤剂、磷肥等数百种产品，广泛使用在肥料工业、食品工业、医药工业、农药工业、电子工业、纺织工业、饲料工业、玻璃工业、冶金工业和陶瓷工业等，在国防工业上也有重要地位；但它的生产过程却是高能耗和高污染的。所谓高能耗，因为每生产一吨黄磷至少要消耗14000千瓦时电和1.6吨焦炭，所以有些地方将它称为“载能工业”，在能源越来越紧的时代，黄磷生产常常作为限产对象；所谓高污染，是它在生产过程中，要产生许多的废气、废水、废渣。

目前我国的黄磷总产量达180万吨，居世界首位。黄磷生产企业约150家，生产装置主要分布在云南、贵州、四川、湖北四省。黄磷生产需要消耗大量的能源，并对周围环境带来极大影响，是典型的资源型产业。黄磷生产能耗大、成本高，已成为制约磷化工发展的主要因素。

目前国内外企业绝大多数都使用电炉法生产黄磷。其生产原理是将磷矿石和还原剂焦丁在电炉的高温下起还原反应，将五氧化二磷中的磷还原成单质磷，同时产生出大量的尾气。每生产1吨黄磷约产生2500～3000标准立方米的黄磷尾气，除了20％～25％的黄磷尾气用于烘干原料外，大部分都放空燃烧掉。这种生产方式除了浪费大量的能源外，还排放大量二氧化碳，污染环境。目前黄磷的吸收系统都无法将烟气里的磷吸收干净，总有少量的磷、硫化氢和磷化氢在排空后燃烧成五氧化二磷、二氧化硫，遇水后变成磷酸、硫酸，形成酸雨，对环境造成危害，同时造成CO资源严重浪费。

在当前资源短缺、能源紧张、环境污染严重的情况下，黄磷尾气的净化与综合利用，是黄磷生产实现节能减排、清洁生产的一个重要途径。

根据国家工业和信息化部公告产业[2008]年第17号《黄磷行业准入条件》要求，磷炉尾气不得直排燃烧，必须实现能源化或资源化回收利用。鼓励黄磷生产企业利用磷炉尾气作为热源生产精细磷酸盐或发电。

黄磷尾气中含有85％～95％的CO，既可作为燃料，也可作为化工原料，综合利用的途径很广，但由于黄磷尾气中含有磷、硫、砷、氟等有害、腐蚀成分。把它当发电燃气利用，会燃烧生成CO₂、SO₂、H₂S、PH₃、P₂O₅等，其中P₂O₅和SO₂遇到空气会生成腐蚀性极强的磷酸和硫酸，而且PH₃和H₂S使金属材料发生严重的高温硫化、磷化及氧化等多种腐蚀，导致发电装置部件材料腐蚀失效，设备寿命大大缩短。如四川川投公司，曾以黄磷尾气作为燃料用于两台4t锅炉，但使用40天就将两台锅炉都烧穿了；江苏南京化工研究院，用黄磷尾气作为换热器的换热介质，在间歇操作状态下，不到一个月换热管也发生腐蚀穿孔。

专利CN102678195A提供了一种黄磷尾气多气源燃烧发电系统，主要解决现有黄磷尾气燃烧发电技术与设备因黄磷制磷电炉单台产能小、数量多、分布广、尾气难收集而导致系统无法长时间稳定运行和尾气燃烧锅炉易受腐蚀的问题。其包括尾气净化装置、湿式储气罐、四段式燃气锅炉、汽轮机发电装置、烟气处理装置和PLC自动控制系统，湿式储气罐实现了多气源尾气的缓冲收集与调压输出，四段式燃气锅炉抗气体腐蚀性强，能够持续为汽轮机发电装置提供高质干蒸汽。

专利CN1814547A公开了一种电炉法生产黄磷的尾气余热综合平衡利用系统，所解决的技术问题是提供一种能够将黄磷尾气热能高效、安全地综合利用与发电、原料烘干、生产用水的完整平衡利用集成技术。该集成系统在满足黄磷生产原料烘干热能需要外，尽可能多发电工黄磷电炉用电。其包括尾气预处理净化子系统、蓄热式燃烧换热子系统、余热锅炉子系统、供黄磷生产原料烘干用热风子系统、供黄磷生产用热水子系统、汽轮机发电子系统、供配电及自动控制子系统。该尾气余热综合平衡利用系统的主要特征在于采用蓄热式燃烧换热系统，尾气燃烧产生的烟气不与锅炉受热面金属管道接触，杜绝尾气含有的P₂、PH₃、H₂S、HF、SiF₄、As等有害气体对锅炉受热面的高温腐蚀，主要解决黄磷尾气燃烧锅炉易受腐蚀的问题。

实用新型内容