Китай обладает самыми богатыми в мире ресурсами фосфатов. Его запасы, производство и доля рынка желтого фосфора занимают первое место в мире. В процессе плавки желтого фосфора образуется большое количество хвостовых газов, богатых CO и имеющих относительно высокую теплотворную способность. Однако из-за сложного состава хвостового газа желтого фосфора, сложности очистки и высоких инвестиций большинство производителей желтого фосфора напрямую выпускают хвостовой газ для сжигания. Возьмем для примера 2008 год. Фактическая мощность производства желтого фосфора в Китае составила 824 тонны, а выбросы хвостовых газов — примерно 2,23 миллиарда кубических метров. Прямое сжигание и выброс означают потерю 235 ПДж тепловой энергии. С другой стороны, Видео-презентация 1 это приведет к напрасной трате энергии и ресурсов; с другой стороны, это приведет к загрязнению окружающей среды, что не отвечает национальным требованиям по энергосбережению, охране окружающей среды и развитию экономики замкнутого цикла. Особенно после введения в действие «Условий доступа к промышленности по производству желтого фосфора» в 2009 году было четко оговорено, что хвостовой газ желтого фосфора не может быть напрямую сброшен для сжигания. Его необходимо рационально использовать за счет использования ресурсов, а комплексный коэффициент использования хвостовых газов на новых объектах должен достигать более 90%. Таким образом, извлечение и использование хвостового газа желтого фосфора поднялись на беспрецедентный уровень.
02. Утилизация хвостового газа желтого фосфора
Если хвостовой газ желтого фосфора можно будет рационально использовать, он станет ценным вторичным ресурсом. Поскольку он богат CO, его теплотворная способность составляет 10,5-11,7 МДж/м³, что намного выше, чем у полуводяного газа, и его можно использовать в качестве топлива. Между тем, CO, H и другие вещества в отходящих газах желтого фосфора также являются отличным химическим сырьем, а каналы комплексного использования очень обширны.
(1) Выбросы при прямом сжигании
Из-за сложного состава хвостовых газов желтого фосфора, с большим разнообразием вредных примесей, его очистка и разделение несколько затруднены. Кроме того, процесс очистки сложен, а инвестиции в проекты очистки велики, что в некоторой степени препятствует эффективной утилизации хвостового газа желтого фосфора. Вначале большинство производителей желтого фосфора напрямую сжигали и выбрасывали его, особенно на некоторых небольших предприятиях. Этот метод очистки был очень распространенным, и некоторые даже сбрасывали его напрямую, не сжигая, что приводило к потерям энергии и загрязнению окружающей среды. Условия доступа для предприятий по производству желтого фосфора, изданные в 2009 году, прямо запрещают этот метод очистки хвостовых газов.
(2) В качестве топлива
Из-за высокой теплотворной способности хвостового газа с желтым фосфором температура смешанного дымового газа, образующегося при сжигании, также относительно высока, и его можно использовать в качестве источника тепла для замены угля. Его можно использовать для сушки сырья, такого как фосфоритная руда и кокс, нагрева воды для процесса производства желтого фосфора, сухого фосфата и т. д. Его также можно использовать для агломерации сырья. Дымовой газ после охлаждения за счет поглощения тепла затем очищается на установках пылеочистки и выбрасывается, что в конечном итоге приводит к преобразованию отходов в сокровища и обратному вспомогательному производству. В целом этот метод позволяет значительно снизить энергопотребление при производстве желтого фосфора и минимизировать загрязнение, вызванное прямым выбросом хвостовых газов в окружающую среду. Он также имеет такие преимущества, как простая технология процесса, низкие требования к производственному оборудованию, низкие инвестиции и удобное управление. Очевидным недостатком является то, что потенциал хвостовых газов не используется полностью, а добавленная стоимость получаемой тепловой энергии невелика.
03. Производство электроэнергии из хвостовых газов с желтым фосфором
Технология производства электроэнергии из хвостового газа желтого фосфора является технологией использования энергии. Путем сбора, сжатия и очистки отходящих газов, выделяющихся при производстве желтого фосфора, он направляется в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, смешивается с воздухом и затем сжигается. Газ с высокой температурой и высоким давлением, образующийся при сгорании, заставляет поршень двигателя внутреннего сгорания двигаться вперед и назад. С помощью механических конструкций, таких как шатуны, линейное возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, тем самым генерируя механическую энергию, а затем преобразуя ее в электрическую энергию.
Эта технология снижает загрязнение от источника, позволяет избежать неорганизованных выбросов выхлопных газов или отходящих газов и остатков отходов, образующихся в результате факельного сгорания, снижает затраты на последующую охрану окружающей среды и обеспечивает беспроигрышную ситуацию с экономическими и экологическими выгодами. Это важный путь к «зеленой» трансформации промышленности желтого фосфора.
