第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在食品三聚磷酸鈉的生產(chǎn)過(guò)程中，世界各國(guó)通常采用兩種生產(chǎn)工藝，即用熱法磷酸與純堿中和，稱為熱法磷酸工藝；采用濕法磷酸與純堿中和，稱為濕法工藝。我國(guó)三聚磷酸鈉生產(chǎn)工藝以熱法為主，黃磷和純堿是生產(chǎn)三聚磷酸鈉的主要原料,隨著磷礦石,天然氣、原鹽、煤、電,物流等因素的影響，產(chǎn)品的原料和能耗呈上升趨勢(shì),產(chǎn)品的生產(chǎn)成本增加。濕法工藝的成本優(yōu)勢(shì)將會(huì)體現(xiàn),但其功能性凈化酸應(yīng)用比例有限，靠濕法酸完全取代黃磷生產(chǎn)五鈉的工藝僅僅是個(gè)開始,企業(yè)還需加大科研投入來(lái)解決相關(guān)技術(shù)難題。

為了解決熱法磷酸工藝一方面融磷需要鍋爐產(chǎn)生蒸汽來(lái)加熱，而另一方面磷燃時(shí)釋放的大量熱量被白白浪費(fèi)掉，還要消耗大量的電能和水資源，用能極不合理的問(wèn)題，目前由清華大學(xué)和云南省科委的省校合作項(xiàng)目“熱法磷酸余熱利用”就是針對(duì)原工藝中用能的不合理現(xiàn)象，把磷燃燒產(chǎn)生的熱量加以利用，產(chǎn)生蒸汽供工藝的其他方面的使用。該項(xiàng)目由清華大學(xué)、云南化工 研究 所、江蘇工業(yè)學(xué)院和浙江大學(xué)四個(gè)單位共同完成，其中關(guān)鍵性子科題“特種燃燒爐設(shè)計(jì)”由江蘇工業(yè)學(xué)院承擔(dān)?，F(xiàn)該項(xiàng)目已通過(guò)云南省科委專家鑒定，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，工業(yè)性推廣正在進(jìn)行，部分已經(jīng)投入運(yùn)行，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

由于我國(guó)磷礦資源絕大部分是高雜質(zhì)含量的中、低品位磷礦，給濕法磷酸凈化帶來(lái)困難。10多年來(lái)，我國(guó)許多科研單位開展了濕法磷酸凈化的 研究 工作，但迄今尚未形成大規(guī)模工業(yè)化，究其原因主要是萃取劑價(jià)格昂貴、回收困難，造成生產(chǎn)成本過(guò)高。四川大學(xué)和貴州宏福實(shí)業(yè)開發(fā)有限公司合作開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的濕法磷酸凈化技術(shù)，該工藝包括預(yù)處理、脫硫、過(guò)濾分離、萃取、深脫硫、洗滌、反萃和濃縮等過(guò)程。該工藝磷酸凈化率為70%～80%，磷的總得率99%，溶劑消耗量6kg/t。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程

1、生產(chǎn)工藝

1）熱法磷酸工藝

熱法磷酸工藝即以電熱法生產(chǎn)的黃磷為原料，經(jīng)過(guò)燃燒水合而制成含量85%的磷酸。帶有熱能回收裝置的熱法磷酸生產(chǎn)工藝通常采用兩步法，即磷的燃燒和P2O5的水合分別在兩個(gè)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行。其中，P2O5水合設(shè)備與傳統(tǒng)的水化塔相似；燃磷設(shè)備內(nèi)設(shè)置換熱管，以回收磷的燃燒熱并副產(chǎn)蒸汽。燃磷設(shè)備的技術(shù)關(guān)鍵在于如何既防止換熱管被高溫P2O5氣體腐蝕，又能提供良好的傳熱條件。各國(guó)專利技術(shù)都是通過(guò)控制工藝條件，使換熱管表面形成一層特殊的磷化物來(lái)加以保護(hù)。原德國(guó)赫司特集團(tuán)對(duì)其一步法7萬(wàn)t/aH3PO4裝置進(jìn)行了改造，即在原燃燒水化塔前面增設(shè)一個(gè)塔，專供燃磷使用，原有的燃燒水化塔則改為單純的水化塔，兩塔的頂部以管道相連接，把燃磷塔產(chǎn)生的含磷氣體導(dǎo)入水化塔進(jìn)行水化。磷燃燒塔內(nèi)鋼管表面沒(méi)有任何防腐襯里，而是通過(guò)控制工藝條件，來(lái)防止鋼管被腐蝕。

2）大型濕法磷酸工藝

濕法磷酸工藝即由磷礦石經(jīng)過(guò)無(wú)機(jī)酸（主要是硫酸或鹽酸）分解，先制得肥料用粗磷酸，再經(jīng)各種步驟凈化除雜，最后濃縮制成純度與熱法工藝相當(dāng)?shù)墓I(yè)級(jí)磷酸。目前主要的凈化方法有化學(xué)沉淀法、離子交換樹脂法、結(jié)晶法、溶劑沉淀法和溶劑萃取法。溶劑萃取法具有所得產(chǎn)品純度高、生產(chǎn)工藝和設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單、能耗低、原料消耗少、生產(chǎn)能力大、分離效果好、回收率高、環(huán)境污染少、生產(chǎn)過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與連續(xù)化，而且有利于資源的綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，因而引起了廣泛的關(guān)注。目前，溶劑萃取法已成為國(guó)外凈化濕法磷酸的最有效方法之一，許多發(fā)達(dá)國(guó)家已正式采用溶劑萃取法生產(chǎn)工業(yè)級(jí)和食品級(jí)磷酸。

第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 分析

1、高新技術(shù)發(fā)展

高新技術(shù)是國(guó)際國(guó)內(nèi)區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)的前沿和焦點(diǎn)。食品級(jí)三聚磷酸鈉企業(yè)的建設(shè)和項(xiàng)目的選擇，既要適應(yīng)國(guó)情，更要跟蹤時(shí)代，盡可能采用當(dāng)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，使其具有前瞻性。例如，濕法磷酸的凈化技術(shù)，精細(xì)綠色合成技術(shù)等，這些體現(xiàn)了當(dāng)代三聚磷酸鈉發(fā)展的高新技術(shù)，既要加強(qiáng)引進(jìn)，為我所用；更要自主創(chuàng)新，發(fā)展新技術(shù)，提高競(jìng)爭(zhēng)力。

2、窯法磷酸技術(shù)

該技術(shù)能充分利用中低品位磷礦和一般的生產(chǎn)設(shè)備來(lái)生產(chǎn)工業(yè)磷酸，因而引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。但由于多方面的原因，尤其是反應(yīng)工程技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有解決好，未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，因此加強(qiáng)對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，通過(guò)試驗(yàn)設(shè)置和模擬工作環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)該工藝的突破是 行業(yè) 技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。

3、發(fā)展節(jié)能環(huán)保技術(shù)

在磷化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的廢氣、廢水和含砷廢渣，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)及節(jié)能力度的日益增加， 行業(yè) 生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意發(fā)展節(jié)能環(huán)保技術(shù)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，降低污染量，增加廢水處理后回收利用裝置及熱能回收利用裝置。
 

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