实习报告

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学号: 07410224
常州大学
毕业实习(调研)总结报告
(2011届)
题目热法磷酸炉内燃烧的数值模拟研究
学生张成
学院石油工程学院专业班级热能072 校内指导教师纪国剑专业技术职务讲师
校外指导老师专业技术职务
二○一一年六月
本学期我的毕业设计任务是热法磷酸炉内燃烧的数值模拟研究。

为了更好的认识与了解专业知识,并拓展实际的知识面,同时对本设计有个更形象、直观的认识与了解,我们毕业设计小组在指导老师的带领下,去江苏江阴澄星磷化工股份有限公司进行了参观实习。

作为一次大学生与实际应用的直接接触,必将对以后的专业学习乃至个人发展都将有所帮助。

江阴澄星实业集团有限公司创办于1984年,起步于磷化工产业。

集团目前拥有独资和控股的独立法人企业50个,下设磷化工事业部、石油化工事业部、煤化工事业部、商贸事业部、综合事业部等五个事业部。

集团控股的上市公司-江苏澄星磷化工股份有限公司是中国最大的精细磷化工产品生产和出口企业,2003年被评为"国家级高新技术企业"。

磷化工系列产品年综合生产能力达100万吨,主要产品有黄磷、五氧化二磷、磷酸、多聚磷酸、磷酸氢钙、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸氢镁、二氧化硅、轻质碳酸钙、以及其他各种磷酸钠盐、钾盐、钙盐、镁盐等,有工业级、食品级、试剂级、牙膏级、药用级、电子级等各种不同规格的品种。

通过这次实习,使得我们对以前印象模糊的热法磷酸炉有了进一步的了解,使我们的设计更加合理,有效,对我们的设计过程很有帮助。

我们了解到热法磷酸的基本原理、基本设备。

其基本工艺流程如下图:
图1:热法磷酸工艺流程图
1熔磷槽 2熔磷槽冷却水管道 3喷磷枪 4压缩机5燃磷塔 6工艺气体输送管道7水化塔 8磷酸出口9下联箱 10上联箱 11上升管 12蒸汽管道13水冷 14冷却管道 15汽包给水管道 16导汽管17汽包 18下降管 19外供蒸汽管道 20循环水
第一步:固态的单质磷在熔磷槽1中被高温蒸汽融化成液态的单质磷。

在压缩机4的作用下,液态单质磷经过喷磷枪3进入燃磷塔5.第二部磷在燃磷塔5中燃烧生产五氧化二磷,并释放大量的热量。

第三部,五氧化二磷经过管道6从燃磷塔的出口进入水化塔7,被水吸收生成高浓度的磷酸,然后从水化塔的出
口8输出,该工艺将回收反应热所产生的一部分蒸汽通过蒸汽管道12供给自身工艺流程中的熔磷槽1使用,将固态单质磷融化成液态单质磷,从而使液态单质磷通过喷磷枪进入燃磷塔燃烧。

这样,去掉了原工艺中必须的为熔磷槽1提供蒸汽的燃煤锅炉。

另一部分工业蒸汽可以通过蒸汽管道19供燃磷工艺中的其他工艺使用。

该工艺的最大特点是在生产热法磷酸的同时,能够副产压力为0.5-3.9MPa的蒸汽,既节省了能源与煤资源,又减少了二氧化碳的排放。

关键设备-特种燃磷塔
这种特种燃磷塔,采用了燃磷塔与膜式换热器相结合的整体设计方案。

它能最大限度地提高反应热回收效率。

所设计的特种燃磷塔同时具备两个功能:其一,能满足磷化工生产的要求,相当于化工设备中的一个反应塔。

其二,能满足反应热回收的要求,相当于热工设备中的锅炉。

特种燃磷塔的结构如图2所示。

图2:特种燃磷塔结构图
1下联箱 2下降管 3上升管 4上联箱5燃磷塔出口 6汽包 7蒸汽出口 8补给水进口9导汽管 10燃磷塔壁面保温层 11喷磷枪 12下封头 13支架(裙座)
它是将化工反应塔结构要素与工业锅炉结构要素相结合起来的一种创新设计。

它不仅能生产热法磷酸的工艺气体——五氧化二磷,而且还可以产生蒸汽。

燃磷塔的壁面是由一系列水管所组成的上升管3与强化换热翅片组成一个膜式换热器。

喷磷枪11设置在燃磷塔侧面的下部,液态的单质磷与助燃的空气在压缩机的作用下,经喷磷枪11进入燃磷塔内自燃。

在生成五氧化二磷的同时释放出大量的热能。

这些热能通过辐射换热的形式被设置于燃磷塔壁面的一系列上升管3内的水所吸收。

上升管内的水因吸收热量而汽化,形成汽水混合的两相流体。

因而,在下降管2和上升管3之间存在的密度差产生了一个使水自然循环的驱动力。

它驱动水在汽包6—下降管2—下联箱1—上升管3—上联箱4—导汽管9—汽包6之间进行自然水循环。

这样,上升管3内的水受热汽化并进入汽包6,经汽水分离后产生的蒸汽从出口7输出。

从而实现了热法磷酸生产的热能回收与利用。

实际的燃磷塔为:
图3:燃磷塔整体布置图
图4:磷雾化及与空气混合装置
液磷从熔磷槽内导出,通过管道送入喷磷枪,高温蒸汽管道进来的高温蒸汽与其混合,使液磷得到雾化,目的是能够使磷与压缩空气得到充分的预混。

预混合后的磷由喷枪喷入炉膛,大量二次空气同时进入,磷在炉膛下部剧烈燃烧。

图5:喷磷枪 高温蒸汽管
液态磷管道
压缩空气管
空气管道
喷磷枪
学习的最终目的就是应用,只有将学习的理论知识与生活实践相联系,将学习的理论知识运用到社会实践中,学习才能达到最终的目的。

这次实习,虽然看似简单的参观,但他对于一个人的认识起到了很大的作用。

他开阔了我们的视野,让我们对事物有了更加具体的认识。

通过理论知识的学习,我们了解的只是一个模糊的概念,很难对事物本身有一个清晰的认识和具体的了解,而实践才能让我们看清事物本身。

总之,这次实习,让我认识到了实践的重要性,进一步巩固和加深了所学的理论知识,也让我树立起不断学习,不断实践,不断将理论与实际联系的目标。