美国大部分生产商采用稀硫酸溶解磷矿石生成磷酸,副产石膏(1磅磷酸约产生3.8 磅石膏)的工艺,少量生产商通过燃烧自然界中的磷生产磷酸。该反应属放热反应,反应过程只需要22Btu/lb的能量输入,不包括矿石还原、洗涤、固体输送等机械能量输入。硫酸与水混合产生热量,通过冷却带走这些热量。几乎所有的内部有效能损失都是在下面的工艺单元产生的:两股冷却流混合形成的混合流产生高温流出物,然后高温流出物被冷却至接近冷却水的温度。几乎所有的能量和外部有效能损失都与酸冷却器相关,而且损失较少。大部分磷酸生产工艺都包括固液分离和传输过程,且均为低能量操作过程。
单位换算:
1桶原油=5.8×106英热单位(Btu)
1吨标准煤=2.406×107英热单位(Btu)
1磅(lb)=0.4536kg
1英热单位(Btu)=1055.06焦耳(J)
(胡艳红摘译自《Chemical Bandwidth Study——Exergy Analysis: A Powerful Tool for Identifying Process Inefficiencies in the U.S. Chemical Industry》,此书中译版《化工过程能源效率研究报告》已于近日出版发行,有需要者请拨打订购热线:010-64428173;联系人:闫玉香)
图1 磷酸生产工艺能效分析
表1 磷酸生产工艺能效分析 Btu/lb
磷酸生产工艺 能量 % 外部有效能 内部有效能 总有效能 %
操作单元 损失 损失 损失 损失
反应过程 418 88 9 229 238 85
产品纯化 57 12 0 41 41 15
合计 475 100 9 270 279 100