熱法磷酸反應塔主要科技創(chuàng)新
創(chuàng)新點1：發(fā)明了高效回收黃磷燃燒熱副產(chǎn)蒸汽的雙區(qū)型結構特種燃磷塔，實現(xiàn)了熱法磷酸生產(chǎn)余熱回收效率的突破。
首次提出并實施了具有輻射與對流換熱面的雙區(qū)型結構燃磷塔，它包括充分燃燒區(qū)與強化傳熱區(qū)，黃磷燃燒熱的回收先后在燃磷塔的這兩個區(qū)域完成。其中的充分燃燒區(qū)溫度在700~2000℃，屬高溫區(qū)域，采用膜式水冷壁結構，主要借助輻射方式傳熱；而強化傳熱區(qū)溫度在700℃以下，為相對低溫區(qū)域，在圓筒體內(nèi)布置換熱管束，主要借助對流方式傳熱。采用本項目雙區(qū)型結構燃磷塔后，高溫工藝氣體經(jīng)輻射和對流兩級吸熱，其出口溫度可由原來的700℃下降至450℃左右，從而提高了余熱回收的效率，增加了燃磷塔副產(chǎn)蒸汽的能力與產(chǎn)量，滿足了磷化工生產(chǎn)企業(yè)對副產(chǎn)蒸汽產(chǎn)量的要求，對于磷化工生產(chǎn)企業(yè)的節(jié)能降耗、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。
創(chuàng)新點2：通過結構技術創(chuàng)新，提出了一種熱法磷酸生產(chǎn)熱電自平衡系統(tǒng)技術，解決了副產(chǎn)蒸汽的產(chǎn)量與品位的協(xié)調問題，實現(xiàn)了熱法磷酸生產(chǎn)余熱利用效率的突破。
熱法磷酸生產(chǎn)企業(yè)對燃磷塔副產(chǎn)蒸汽具有不同需求，有的要求增加副產(chǎn)蒸汽的產(chǎn)量，有的要求提高副產(chǎn)蒸汽的品位（即蒸汽壓力），本項目提出了一種熱法磷酸生產(chǎn)熱電自平衡系統(tǒng)的技術。通過對燃磷塔的結構技術創(chuàng)新，實現(xiàn)了增加副產(chǎn)蒸汽產(chǎn)量（熱）與提高副產(chǎn)蒸汽壓力用于發(fā)電（電）之間的熱電平衡。
創(chuàng)新點3：建立了模擬燃磷塔內(nèi)流動、燃燒與傳熱過程相耦合的物理-數(shù)學模型，揭示了特種燃磷塔結構與運行參數(shù)對其性能的影響規(guī)律，實現(xiàn)了對新型特種燃磷塔的參數(shù)優(yōu)化。
在模型驗證與完善的基礎上，分別模擬研究了不同結構設計參數(shù)（包括塔形、塔高、塔徑、噴槍高度、噴槍安裝角度及其數(shù)量）和工藝控制參數(shù)（包括燃磷量、空氣過剩系數(shù)）對燃磷塔內(nèi)流場、溫度場和濃度場的影響規(guī)律，并綜合權衡設備安全性、余熱回收效率、可操可控性、硬件投資、運行經(jīng)濟性、運輸條件等，確定了特種燃磷塔典型系列型號的優(yōu)化方案，從而推動了以增加副產(chǎn)蒸汽產(chǎn)量與提高副產(chǎn)蒸汽品位為導向的熱法磷酸生產(chǎn)節(jié)能減排專用裝備技術的產(chǎn)業(yè)化推廣。
