我国磷酸生产工艺分析与展望

本文分析并比较了湿法磷酸、热法磷酸和窑法磷酸三种磷酸生产工艺,以及影响生产的关键因素。针对生产工艺中存在的问题,提出了磷酸生产工艺的研究方向和发展趋势。

磷矿颗粒流态化特性的实验研究

在高1 m、内径42 mm的流化床中,对粒径54—600μm、密度2 252—2 665 kg/m3的磷矿颗粒的流态化特性进行实验研究。实验结果表明:磷矿颗粒粒径和密度对磷矿颗粒流态化行为有较大影响,床层膨胀比随着磷矿颗粒粒径的增大而逐渐减小。当磷矿颗粒属于Geldart B类颗粒时,流化较好;而当颗粒平均粒径为82μm时,虽然属于A类颗粒,但由于颗粒间力较大,不易流化,出现柱塞状上升、沟流等不正常流化现象,表现出拟C类颗粒的流态化特性。通过测量床层压降,获得了磷矿颗粒的最小流化速度,并与不同的最小流化速度关联式的计算结果进行比较,计算结果显示Thonglimp关联式对B类颗粒更符合实验结果,并提出了适合磷矿颗粒的最小流化速度的关联式。

布风板对磷矿混合颗粒流化特性与还原反应的影响

针对现有窑法磷酸工艺中磷矿还原率低、热质传递差、结圈堵料等问题,将流态化技术应用于磷矿的还原反应。通过对布风板压降、操作弹性、流化质量、高温流态化还原磷矿反应的研究,考察了4种布风板的性能,并与固定床的热模实验结果进行了比较。实验结果表明:随着气速的增加,直孔布风板的压降以二次函数的形式增长,斜孔布风板则呈现一次函数的关系,且斜孔布风板的阻力损失与床层压降均高于直孔布风板;对于圆面斜孔布风板,曲线压力波动最小,流化质量最好;斜孔布风板的磷矿还原率均高于直孔布风板,说明斜孔孔道有利于磷矿的还原反应;在硅钙摩尔比为3.0、反应温度1 300℃时,圆面斜孔布风板的还原率可达98.26%,且流化床还原磷矿较固定床好。

磷矿颗粒在振动场及添加SiO2的流化特性研究

以平均粒径为60μm、密度为2316kg/m3的磷矿颗粒为物料,采用引入振动场及添加SiO2的方法,在内径为42mm的流化床中,考察了不同振幅、SiO2添加量的情况下,磷矿颗粒的流化性能。实验结果表明:振动场与SiO2均可有效消除活塞流、抑制沟流、减小颗粒间的粘性力,显著改善磷矿颗粒的流化质量。在硅钙摩尔比为3.0时,床层膨胀比最大,临界流化速度最低;此外,随着SiO2添加量进一步的增加或降低,改善效果减弱,流化质量下降。但振幅对临界流化速度影响很小,且床层膨胀比随振幅的增加逐渐增大。采用Richardson-Zaki方程进一步对磷矿-SiO2体系分析的结果与实验现象相符。

窑法磷酸工艺研究现状及展望

本文介绍了CDK窑法磷酸和隧道窑窑法磷酸工艺原理及研发历程,指出了目前窑法磷酸工艺中存在的问题及影响生产的关键因素。针对工艺中存在的问题,提出了窑法磷酸工艺的研究方向和发展趋势。