DOC《申报云南省科技奖励公示材料》

申报云南省科技奖励公示材料 项目名称:热法磷加工热能回收与利用新技术及其产业化

一、项目基本情况 成果登记号:1492015Y0002 项目名称 热法磷加工热能回收与利用新技术及其产业化 候选人 梅毅,杜强,宁平,杨亚斌,王政伟,莫宾,何锦林,宋耀祖,梁慧力,龙萍,马航,蔡鸣,张宇秋 候选单位 昆明理工大学,云南省化工研究院,武汉东晟捷能科技有限公司,常州大学,浙江诚泰化工机械有限公司,清华大学 推荐单位(盖章) 云南省教育厅 推荐专业(学科)评审委员会 项目所属学科1 化学工程 项目所属学科2 无机化学工程 项目所属学科3 环境工程学 主题词 所属国民 经济行业 制造业 任务来源 省级科技计划 自选 计划下达单位/ 部门 云南省科技厅 计划名称和编号 云南省科技计划项目《大型热法磷酸装置热能利用技术开发及应用示范》(项目编号:2008AA008) 横向:《8*2800kg/h燃磷量热法磷酸生产热能回收产生中压蒸汽技术转让》(合同编号:2009-5301-01-000433);

《黄磷炉尾气燃烧热能综合利用系统及装置购销合同》等 项目开始时间 2008年 项目结束时间 2014年12月 密级/期限(年) 定密机构 成果应用于生产时间 2010年 成果应用单位 数量

14 成果类别 应用技术类 授权发明 专利(项)

4 授权的其他 知识产权(项)

11

二、项目简介 (限1000字以内) 科技进步奖应包含项目主要技术内容、授权专利情况、技术经济指标、应用推广及效益情况等内容.

针对热法磷加工(黄磷与热法磷酸生产)热能回收与利用过程中,黄磷尾气燃烧腐蚀设备,黄磷反应热副产蒸汽压力低等问题,通过实验室研究、中试、生产试验与生产验证,在国内外首次攻克了热法磷加工热能回收与利用中的腐蚀与控制的关键核心技术,创造性地设计、制造了黄磷尾气燃气锅炉和回收黄磷反应热副产中压蒸汽的特种燃磷塔. 本项目的原始创新性体现在以下三个方面: (1)首次系统研究了磷燃烧后的P4O10与H2O的反应产物及其性质,并在国内外首次提出利用P4O10与H2O反应产物物理性质的差异来控制并防止高温酸性气体对设备材质的腐蚀,形成了本项目的关键核心技术,为黄磷尾气燃气锅炉和特种燃磷塔的工程化开发提供了理论基础和设计依据. (2)在国内外首次开发了具有分段式结构且实现热能梯级利用的黄磷尾气热能回收与利用系统 采用控制不同温度区间、低P4O10/H2O(wt) 反应产物的露点腐蚀温度,辅以涂层防腐技术,确保黄磷尾气燃烧热能回收与利用系统长周期稳定运行.该系统包括分段式黄磷尾气燃气锅炉和余热回收装置,其关键技术包括:①旋混式专用燃烧器;

②由蜂窝式陶瓷蓄热器与膜式喷涂水冷壁管构成的高温燃烧室(高温辐射段);

③具有A型结构的对流过热蒸汽段和具有喷碳防腐的对流饱和蒸汽段;

④低温段废液回收与处理系统;

⑤多级控制双向保护自动控制系统.该系统在燃气锅炉产出中压(2.5MPa,385℃)过热蒸汽,余热回收装置产出低压(1.0MPa)饱和蒸汽,形成了4~20 t/h专用燃气锅炉系列,热能利用率达90%. (3)在国内外首次开发了利用黄磷燃烧热副产中压蒸汽及其大型化技术的热能回收与利用系统 以高温、高P4O10/H2O(wt)反应产物在≤490℃下形成固体结膜物的防腐机理为核心,开发了利用黄磷燃烧热副产中压蒸汽的特种燃磷塔结构创新与装备技术,关键技术包括:①内外联通的双环形上集箱;

②具有多排管多集箱的大型化装备技术;

③下集箱与上升管的锥体连接及其独立冷却小水箱;

④具有半圆型冷却盘管的上封头及具有内外承压的镶嵌式中空下封头等.副产蒸汽压力从原来的≤1.2MPa提高到3.9MPa,最大单系列磷酸装置能力达100kt/a. 本项目已获授权发明专利4项,实用新型专利11项,主编、参编专著各1部,主持制定国家标准1项.整体技术处于国际先进、国内领先水平.在14个企业,26套装置上获得了应用,占国内黄磷总产能的9%,占热法磷酸总产能的21%.2012~2014年,副产蒸汽461万吨,新增利润9.2亿元,折合节约标煤59.5万吨,节水486万m3,节电1958万kW.h,减排CO2 156万吨;

取得了显著的经济和社会环境效益. 候选人贡献情况: 梅毅 提出整体创新思路并组织实施(主要技术创新点

1、

2、3);

主持磷燃烧后的P4O10与H2O的反应产物及其性质研究,并在国内外首次提出利用P4O10与H2O反应产物物理性质的差异来控制并防止高温酸性气体对设备材质的腐蚀,形成了本项目的关键核心技术(主要技术创新点1);

主持编制了我国首部磷酸(热法)生产技术规范国家标准(GB/T28602-2012);

主持编制了《黄磷反应热的回收与利用》专著;

作为第二编写人员,参与编撰《现代磷化工技术和应用》专著. 杜强 主持具有分段式结构且实现热能梯级利用的黄磷尾气热能回收与利用系统的技术开发(主要技术创新点2);

参与黄磷尾气燃烧后的P4O10与H2O反应产物及其性质研究,并将研究成果应用于黄磷尾气热能回收与利用系统的技术开发(主要技术创新点1);

主持黄磷尾气燃气锅炉、余热回收装置的设计、制造与推广(主要技术创新点2). 宁平 提出黄磷尾气中主要杂质对锅炉材料的腐蚀机理,利用温度和锅炉材料材质差异,控制高温酸性气体对设备材质的腐蚀,为本成果关键核心技术(主要技术创新点1)的提出提供了理论依据;

主持黄磷尾气净化技术研究以满足黄磷尾气燃气锅炉的要求(主要技术创新点2);

编写《黄磷反应热的回收与利用》专著. 杨亚斌 参与磷燃烧后的P4O10与H2O的反应产物及其性质研究(主要技术创新点1);

作为第二分项目负责人,参与利用黄磷燃烧热副产中压蒸汽及其大型化技术的热能回收与利用系统技术开发,负责黄磷燃烧热副产中压蒸汽及其大型化技术的热能回收与利用的技术推广和现场服务(主要技术创新点3);

参与编制磷酸(热法)生产技术规范国家标准(GB/T28602-2012);

主持《现代磷化工技术和应用》热法磷酸章节的编写. 王政伟 承担利用黄磷燃烧热副产中压蒸汽及其大型化技术的热能回收与利用系统特种燃磷塔的设计工作(主要技术创新点3);

参与特种燃磷塔整体结构方案的工程化开发研究(主要技术创新点3);

参与项目的技术推广与服务工作. 莫宾 参与特种燃磷塔的总体结构讨论,对关键承压管道进行热应力分析;

负责整个工艺装置的水平衡设计;

编制 工艺技术及安全规程 ,参与项目现场服务,负责装置的化工投料试生产与考核工作(主要技术创新点3);

参与编制磷酸(热法)生产技术规范国家标准(GB/T28602-2012);

参与《现代磷化工技术和应用》热法磷酸章节的编写. 何锦林 参与关键设备副产中压蒸汽及其大型化特种燃磷塔总体方案的论证(主要技术创新点3);

担任特种燃磷塔制造总负责人,全面领导、指挥、协调特种燃磷塔的制造(主要技术创新点3);

参与成果推广、设备安装、调试等现场服务. 宋耀祖 负责热法磷加工热能回收与利用新技术及其产业化技术方案、数值模拟计算的审查、校核,承担传热计算与分析(主要技术创新点

2、3);

参与磷燃烧后的P4O10与H2O的反应产物及其性质研究,参与防腐技术的研究(主要技术创新点1);

参与特种燃磷塔总体方案设计和讨论(主要技术创新点3). 梁慧力 参与关键设备副产中压蒸汽及其大型化特种燃磷塔的结构设计,负责特种燃磷塔制造工艺的制定(主要技术创新点3);

担任大型化特种燃磷塔制造技术总负责人,负责制造工艺流程、工装设计、质量计划、检验计划等制造技术文件的策划和审核(主要技术创新点3). 龙萍 参与磷燃烧后的P4O10与H2O的反应产物及其性质研究(主要技术创新点1);

主持项目的分析与检测方法研究及其分析测试工作(主要技术创新点2,3);

参与编制我国首部磷酸(热法)生产技术规范国家标准(GB/T28602-2012). 马航 参与磷燃烧后的P4O10与H2O的反应产物及其性质研究工作,主持特种燃磷塔结膜物中试试验(主要技术创新点1);

并结合产业化装置运行数据,对的形成原因、控制方法和防腐效果开展研究,掌握了通过工艺控制实现塔内结膜物有效防腐的技术方法,为解决黄磷燃烧热副产中压蒸汽产业化装置的防腐问题提供了技术支撑(主要技术创新点1). 单位贡献: 单位:昆明理工大学,云南省化工研究院,武汉东晟捷能科技有限公司,常州大学,浙江诚泰化工机械有限公司,清华大学 昆明理工大学 主持磷燃烧后的P4O10与H2O的反应产物及其性质研究,并在国内外首次提出利用P4O10与H2O反应产物物理性质的差异来控制并防止高温酸性气体对设备材质的腐蚀,形成了本项目的关键核心技术,为 热法磷加工热能回收与利用新技术及其产业化 项目奠定了理论与技术基础,为本项目的研究及其产业化做出了原创性贡献;

参与 热法磷加工热能回收与利用新技术及其产业化 的技术与设备开发;

主持撰写《黄磷反应热的回收与利用》专著;

主持项目技术开发工作. 云南省化工研究院 参与磷燃........