目前，我國(guó)黃磷生產(chǎn)企業(yè)約150多家，生產(chǎn)能力達(dá)到150萬(wàn)噸，占世界黃磷生產(chǎn)能力的70%以上，已成為名副其實(shí)的第一大產(chǎn)磷國(guó)，出口國(guó)和消費(fèi)國(guó)。
但是，我國(guó)黃磷產(chǎn)業(yè)的設(shè)備裝置與國(guó)外相比，黃磷裝置技術(shù)工藝水平滯后，要想企業(yè)真正做到節(jié)排降耗、節(jié)能減排、就只能走采用新技術(shù)、新工藝整合提升的這一步，使企業(yè)免遭淘達(dá)。同時(shí)，充分利用尾氣、尾渣這些廢棄資源，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化組合，提升企業(yè)品質(zhì)，使我國(guó)磷化工企業(yè)真正走向現(xiàn)代化企業(yè)之路。
貴州康格力炭素材料有限公司正在實(shí)施的大中型黃磷電爐采用自焙電極技術(shù)，就是利用多年的技術(shù)積累，有效的利用、整合了近些年來(lái)磷化工行業(yè)的技術(shù)使用成果，致力于黃磷裝置的技術(shù)進(jìn)步和提升，致力于磷化工企業(yè)的技術(shù)發(fā)展進(jìn)步、節(jié)能減排和磷化工裝置技術(shù)工藝水平的提升。
利用大中型黃磷電爐自焙電極技本(整合技術(shù))新建或技改黃磷裝置，是目前黃磷轉(zhuǎn)置走向技術(shù)進(jìn)步，冶煉工藝趨向合理，實(shí)現(xiàn)原料精料入爐，有效達(dá)到節(jié)能降耗和降低黃磷生產(chǎn)成本的實(shí)用技術(shù)。
大中型黃磷電爐采用自焙電極技術(shù)是實(shí)現(xiàn)黃磷裝置工藝技術(shù)水平提升，使其裝置大型化的一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，該技術(shù)的使用是一個(gè)為國(guó)家實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、為黃磷企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗并能極大的降低生產(chǎn)成本，實(shí)施技術(shù)方和資金投入方都能獲取豐厚市場(chǎng)利益的技術(shù)
黃磷爐專用TZH自焙電極技術(shù)概況
黃磷爐采用自焙電極技術(shù)是為適應(yīng)我國(guó)磷爐大中型化、規(guī)范化和技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的要求而創(chuàng)新推出的又一新技術(shù)，黃磷爐用自焙電極技術(shù)的開發(fā)使用，直接反應(yīng)在國(guó)家調(diào)整企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，國(guó)家的資源政策等等因素之下，我國(guó)磷化工企業(yè)為降低生產(chǎn)運(yùn)行成本，亦以發(fā)展的一種新的大型礦熱電爐冶煉生產(chǎn)的工藝技術(shù)。
大中型磷爐采用自焙電極技術(shù)，雖在我國(guó)早有先例，如廣西柳城1975年建成的兩臺(tái)15000KVA磷爐，只因受制于當(dāng)時(shí)的技術(shù)工藝，設(shè)備、特種炭素自焙糊等因素達(dá)到未能良性運(yùn)轉(zhuǎn)。之后，國(guó)內(nèi)于上世紀(jì)八十年代、九十年代相繼引進(jìn)國(guó)外54000KVA和80000KVA等使用自焙電極的大型礦熱電爐，結(jié)束了我國(guó)無(wú)大型礦熱電爐的歷史。但引進(jìn)的大型自焙電極磷爐投資建設(shè)成本極高，如上列兩臺(tái)引進(jìn)的自焙電極磷爐投資均在人民幣10億元以上，這對(duì)國(guó)內(nèi)磷化工行業(yè)而言，投資成本巨大。(雖說(shuō)引進(jìn)磷爐的磷產(chǎn)量較高，單臺(tái)日產(chǎn)接近100噸黃磷產(chǎn)品)。
為了發(fā)展中國(guó)的磷化工產(chǎn)業(yè)，走我國(guó)大型磷電爐自焙電極之路，貴州康格力炭素材料有限公司會(huì)同相關(guān)公司和相關(guān)的工程技術(shù)人員勇于學(xué)習(xí)，精于研究，大膽創(chuàng)新，研制成功了黃磷爐專用的(1000～1700MM)的THZ～自焙電極糊。該黃磷專用自焙電極糊的研制成功為黃磷裝置工藝系統(tǒng)整合技術(shù)的使用開辟了道路。
自焙電極技術(shù)在四川化工公司30000KVA磷爐上的使用，必將打破國(guó)外對(duì)我國(guó)磷爐大型化及其工藝技術(shù)的發(fā)展封鎖，為中國(guó)磷化工電爐技術(shù)的做出新的貢獻(xiàn)。
一般意義上的自焙糊又稱電極糊，廣泛用于大、中、小型鐵合金冶煉爐，用來(lái)冶煉鋁、鎳、鐵合金、電石等產(chǎn)品。
本黃磷爐專用非標(biāo)TZH自焙電極糊是與上述自焙電極糊不同技術(shù)含量，不同經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的特制糊，本專用糊所制電極材料應(yīng)具有較高品質(zhì)的物理化學(xué)特性，對(duì)制糊材料有嚴(yán)格的要求；
黃磷電爐生產(chǎn)中，磷礦石的品位在生產(chǎn)中是一個(gè)重要指標(biāo)，生產(chǎn)中對(duì)其有較嚴(yán)格的要求。在實(shí)際生產(chǎn)中混合料中的五氧化二零含量每降低1%，每噸磷消耗電力增加約在300～500度。磷回收率下降0.5%左右，生成的爐渣量也增加。其品位的波動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致爐況不穩(wěn)定，影響操作。
磷礦石粒度對(duì)反應(yīng)的影響主要有三個(gè)方面：
①影響爐氣阻力大小；
②影響爐料的導(dǎo)電率及爐料分布；
③影響反應(yīng)速度；
還原劑(無(wú)煙煤、焦煤)對(duì)反應(yīng)的影響
還原劑在磷爐反應(yīng)中一方面參與反應(yīng)，另一方面是起到導(dǎo)電的作用。所以，煤的種類，加工對(duì)焦炭的性能影響較大，而其用量、粒度、又直接影響到磷爐內(nèi)部的反應(yīng)。
炭量用量的多少直接影響電爐的操作，電極的位置、爐渣含磷量，磷鐵含磷量，磷礦石的還原率以及電爐的使用壽命。炭的配比值過(guò)大，爐料導(dǎo)電能力增加，電極提高，爐內(nèi)壓力大，氣體含塵量多、爐底溫度低、出渣困難。炭的用量不足，爐內(nèi)還原反應(yīng)差，爐渣含磷量高，帶走熱量多，電耗增加，磷收率下降。由于炭的用量不足，磷酸三鈣會(huì)與炭素爐襯發(fā)生反應(yīng)，腐蝕爐膛，危及爐子壽命。
自焙電極技術(shù)的應(yīng)用及運(yùn)行成本
自焙電極技術(shù)應(yīng)用于大中型黃磷電爐相對(duì)于其使用石墨電極，從磷爐的設(shè)計(jì)到工藝控制都有較大的差別，尤其在運(yùn)行成本上，自焙電極技術(shù)技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)，采用自焙電極技術(shù)，還可以極大的提高和改善磷爐的冶煉工藝，操作工藝、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等等。如以一臺(tái)20000KVA磷電爐為例；
1)、該爐如使用石墨電極，以每年耗用250噸為準(zhǔn)，按現(xiàn)行市場(chǎng)價(jià)每噸20000(綜合價(jià))元計(jì)價(jià)，僅此一項(xiàng)，年需投入運(yùn)行成本500萬(wàn)元。
2)、該爐如使用自焙電極技術(shù)，以每年耗用400噸磷爐專用TZH自焙電極為準(zhǔn)，年需投入220萬(wàn)元。
通過(guò)上列(1)、(2)的運(yùn)行成本的比較，采用自焙電極技術(shù)每年可為企業(yè)降低運(yùn)行成本約300萬(wàn)元。
黃磷生產(chǎn)節(jié)能降耗途徑及整合技術(shù)的應(yīng)用
如何降低黃磷生產(chǎn)成本說(shuō)到底是一個(gè)系統(tǒng)工程，每噸黃磷的理論電耗指標(biāo)約為6500KV.H。但實(shí)際生產(chǎn)中的電耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這個(gè)數(shù)據(jù)。在有關(guān)的參考文獻(xiàn)中，通過(guò)對(duì)其熱平衡進(jìn)行測(cè)試后，電爐黃磷生產(chǎn)中熱損失部分(變壓器、短網(wǎng)、爐蓋、爐殼)占總能耗的10%—13.8%，其數(shù)量不小。另外，由于受到設(shè)備制造、裝置投資、工藝及技術(shù)條件等因素的影響，再加上爐渣所帶走的熱量最大達(dá)到29%，因而降低渣溫，減少渣量是降低能耗的有效途徑。
黃磷電爐采用整合技術(shù)進(jìn)行新建、技改是節(jié)能降耗的較好途徑。在實(shí)際的技術(shù)使用上，這些技術(shù)可分為以下幾種；
1、優(yōu)化爐體的幾何尺寸。
2、采用高效節(jié)能的保溫材料，以增加磷爐的保溫性能。如爐蓋可采用耐高溫整體澆注材料后(這類澆注材料里面可添加紅柱石等不定型耐火材料)，可以去掉爐蓋上的不銹鋼爐蓋。其爐體亦可采用整體澆注，以增加整個(gè)爐體的保溫性能，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
3、采用泥磷內(nèi)循環(huán)回收技術(shù)，以降低電耗。
4、采用三組變壓器供電，縮短短網(wǎng)行程，優(yōu)化電路控制系統(tǒng)。
5、原料采用精料入爐，增加焙燒系統(tǒng)。
6、通過(guò)自焙糊電極技術(shù)與上例技術(shù)的整合，可為每噸黃磷節(jié)能降耗800—1000元，企業(yè)可從此技術(shù)進(jìn)步中獲取極大的收益。
黃磷尾氣磷渣的綜合利用
目前，大多數(shù)黃磷企業(yè)對(duì)黃磷尾氣的利用還停留在烘干原料上，其能用量?jī)H占其排放量的20%左右。如能回收利用，即可清潔環(huán)境，又可生產(chǎn)甲酸鈉，代替燒堿、純堿生產(chǎn)五鈉和甲酸等項(xiàng)高附值的產(chǎn)品，其經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。
磷渣的用途可以生產(chǎn)高溫水泥、保溫材料、微晶玻璃等材料，若能綜合利用得法，必將步入再生資源利用的良性軌道，走向循環(huán)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展之路。 |
