1、 防城港市环境科学研究所 1 2 项目概况 2.1 工程基本情况 （ 1）项目名称：防城港泛林工业有限公司 年产三万吨多聚磷酸及配套磷酸钠盐项目 。 （ 2）建设单位：防城港泛林工业有限公司 （ 3）建设地点：该项目建于广西防城港市港口区渔洲城工业集中区内。项目地理位置详见附图一。 （ 4）建设性质：该项目为新建。 （ 5）行业类别：化工。 （ 6）项目投资：项目总投资 2800万元，其中环保投资 133.5万元，环保投资比例 4.8%。 （ 7）占地面积： 35019m2。 （ 8） 产品方案 本项目的产品方案为 年产 95%-115%多聚磷酸 3万吨、磷酸钠盐 1万吨 。 多聚磷酸产品质量
2、指标见表 2-1。 表 2-1 多聚 磷酸质量指标 序号 项 目 单位 指标 1 外观 无色透明或略带浅色稠状液体 2 色度 20 3 砷（以 As 计） % 0.0001 4 氟（以 F 计） % 0.001 5 重金属（以 Pb 计） % 0.001 6 氯化物含量（以 Cl 计） % 0.0005 7 硫酸盐含量（以 SO4 计） % 0.005 8 易氧化物（以 H3PO4 计） % 0.012 （ 9）劳动定员及生产制度 劳动定员：本项目拟定员 108人，其中 车间 人员 82人，管理人员 26人。 生产制度：年生产天数 300天， 生产车间及有关科室等实行三班制。采取替班轮休。管理
3、部门和技术人员实行日班工作制。 防城港市环境科学研究所 2 （ 10）建设进度 项目建设周期分为建设前期工作、设计工作和建设期等阶段，本项目建设期总时间约为 半 年。 2.2 项目工程内容及总平面布置 2.2.1 项目工程组成 本 项目 工程由 主体工程 、 公用及 辅助工程、办公生活设施 及环保工程 组成。 主体工程：磷酸生产 车间 、磷 酸罐区、地下黄磷库 、磷酸盐车间 等。 公用及辅助工程：污水处理 系统 、供配电设施工程、供水设施工程、机修车 间等。 办公生活设施：办公楼、宿舍、食堂、绿化及消防设施等。 环保工程： 污水处理设施及冷却水循环系统、工艺尾气回收处理装置、热能回收装置、化粪
4、池及绿化工程等。 项目主要工程情况见表 2-2。 表 2-2 主要建构筑物情况 类别 建构筑物名称 规格 （ m m） 占地面积 （ m2） 备注 主体工程 工业磷酸车间 50 30 1500 现浇钢筋砼框、排架结构 食品磷酸车间 66 21 1386 现浇钢筋砼框、排架结构 食品磷酸车间 42 18 756 现浇钢筋砼框、排架结构 食品磷酸车间 66 21 1386 现浇钢筋砼框、排架结构 亚磷酸车间 40 44 1760 现浇钢筋砼框、排架结构 磷酸盐车间 40 44 1760 现浇钢筋砼框、排架结构 磷酸罐区 50 15 750 钢筋砼结构 地下黄磷库 50 14 700 钢筋砼结构 辅
5、助工程 变 配电 间 6 8 48 砖混结构 机修车间 40 10 400 砖混结构 厂内道路及停车场等 水泥混凝土路面 办公生活设施 办公宿舍楼 30 8 240 砖混结构 中心化验楼 12 18 216 砖混结构 环保工程 污水处理池 12 16 192 1 套 冷却水池 12 16 192 1 个 防城港市环境科学研究所 3 消防水池 D 12m 1 个 工艺尾气回收处理装置、热能回收装置 1 套 化粪池 1 座 绿化工程 15014 2.2.2 项目总平面布置 该项目平面布置分生产区、公用工程及辅助生产区、生活及办公区等 。 项目总平面布 置见附图六。 （ 1）生产设施布置 该项目磷酸
6、厂房布置在厂区 西 北面 和东北面 ，包括 燃烧管 、 水合塔 、供磷桶、成品槽、配电室等装置；磷酸厂房西 南 面为地下黄磷库、磷酸 罐区 和 污水处理系统 。 （ 2）办公、生活设施布置 该厂综合办公设施布置在厂区 西南 面，包括综合办公楼、停车场等。生活设施布置在厂区 北 面，包括 中心化验楼 、食堂 、 停车场等。 （ 3）运输道路 根据厂区功能及运输需要， 厂区内设有机车道路及人行道路，机动车路面宽 8m，可供 30 吨载重车及货车通行。生产区域内人行道宽 4m，能让叉车、搬运车通过 。 2.3 主要生产设备 项目主要生产设备见表 2-3。 表 2-3 主要生产设备一览表 序号 名 称
7、 单位 数量 备 注 1 熔磷槽 个 1 碳钢 2 燃烧管 个 2 碳钢夹套 3 水合塔 个 2 碳钢夹套 4 浓 酸泵 台 2 5 脱气塔 个 2 不锈钢 6 酸循环槽 个 2 不锈钢 7 酸循环泵 台 2 耐酸泵 8 旋风除雾器 个 2 不锈钢 9 文氏除雾器 个 2 不锈钢 防城港市环境科学研究所 4 10 引风机 台 2 不锈钢 11 脱砷槽 个 1 不锈钢 12 脱砷泵 台 1 13 集酸槽 个 1 不锈钢 14 酸输送泵 台 1 15 尾气烟囱 个 1 不锈钢 16 磷酸贮罐 个 2 不锈钢 17 过滤机 台 1 18 板式换热器 台 2 不锈钢 19 工业酸贮槽 台 1 不锈钢
8、20 高 位槽 个 1 不锈钢 21 冷酸塔 个 1 不锈钢 22 锥形双螺旋混合机 台 2 23 螺旋输送器 台 1 2.4 主要原辅材料及动力消耗 2.4.1 主要原材料规格及特性分析 （ 1）原材料规格 本项目所需主要原材料为黄磷，年消耗量为 9600t。辅助材料 主要为磷酸包装用聚乙烯塑料桶，规格为 35kg/桶， 330kg/桶 。黄磷主要特性及规格见表 2-4。 表 2-4 黄磷主要特性及规格 纯度 不溶物 （ %） 熔点 沸点 自燃点 含砷量 (ppm) 毒性 99.9% 0.03 44.1 281 35 40 115 剧毒 （ 2）原材料特性分析 物理化学特性 黄磷为无色至黄色
9、蜡状固体，有蒜臭味，在暗处发淡绿色磷光。 难溶于水，微溶于醇，能溶于苯、甲苯、醚及松节油中，最易溶于二硫化碳和液氨中；黄磷的熔点为 44.1 ，沸点 281 ，相对密度为 1.82；黄磷极易自燃，其自燃点为 35 45 ，防城港市环境科学研究所 5 因此，在贮存时，均应置于水面下，与空气隔绝。黄磷的化学性质活泼，除碳、硼、硅以外，大部分元素均能与它直接化合。黄磷在 230 260 下隔绝空气长时间加热而制得红磷；在高温高压下 能转化成黑磷。 用途 主要用于生产热法磷酸、三氯化磷等磷化物及制造敌非百虫、甲胺磷、杀虫脒、杀螟松等有机磷原料，还广泛用于军事、冶金、医药等行业。 毒性分析 黄磷属于一类
10、 A级无机剧毒物品 ， 急性吸入中毒表现有呼吸道刺激症状、头痛、头晕、全身无力、呕吐、心动过缓、上腹疼痛、黄疸、肝肿大。重症出现急性肝坏死、中毒性肺水肿等。口服中毒出现口腔糜烂、急性肠胃炎，甚至发生食道、胃穿孔。可致皮肤灼伤，磷经灼伤皮肤吸收引起中毒，重者发生中毒性肝病、肾损 害、急性溶血等，以致死亡。人致死量为 0.1g。 2.4.2 主要原辅材料用量及动力消耗 本项目 主要原辅材料及动力消耗见表 2-5、表 2-6。 表 2-5 95% 115%多聚磷酸的主要原料、燃料、动力消耗指标（以 95%磷酸为例） 序号 名 称 单 位 消耗定额 (吨产品 ) 备 注 1 黄 磷 t 0.32 2
11、P2S5 kg 0.6 3 电 kW h 75 4 水 t 3.5 表 2-6 磷酸钠盐的主要原料、燃料、动力消耗指标（以磷酸氢钠为例） 序号 名 称 单 位 消耗定额 (吨产品 ) 备 注 1 磷酸 t 0.81 2 纯碱 t 0.75 3 电 kWh 100 4 水 t 4.5 防城港市环境科学研究所 6 2.5 公用及辅助工程 2.5.1 给排水 （ 1）给水 本项目厂址位 于 防城港市港口区渔洲城工业园内，厂区生活及部分生产用水由渔洲城工业园自来水管网供给。厂区生产用水大部分为循环冷却水，设有独立的循环冷却水系统。本项目用水量：生产用新鲜水： 6m3/h；循环冷却水系统补充水： 8 m
12、3/h；生活用水： 3 m3/h。循环冷却水： 200 m3/h。 新鲜水用水由厂区 给水管网直接供给。生产车间排出的热水利用余压直接进入冷却塔，冷却后进入循环水池，由循环水泵抽送到装置循环使用。 玻璃钢冷却塔处理能力为 200 m3/h，为中温型工业用冷却塔。 厂区内给水管网为枝状布置，管材采用焊接钢管和热镀锌钢管 。 （ 2）排水 雨水和生产排水实行清污分流，雨水经排污沟渠汇入工业园区排水系统排放，生产废水循环使用，少量泄漏的污水经污水处理装置处理后返回生产装置使用，生活污水经处理后排放工业园区排水系统统一排放。 2.5.2 供电方案 项目建 在 防城港市港口区渔洲城工业园区内。经供电部门
13、同意， 从 防城港市港口区渔洲城工业园内变电站提供二回路 10kV 高压线路至本项目厂区新建总配电室。 根据工艺，水道专业提供的电气条件采用需要系数法进行负荷计算，全厂用电设备安装容量为 906kW，常用为 801kW，计算容量 550kW。本工程用电负荷等级为三级。 本项目 在 防城港市港口区渔洲城工业园区分别设置一座 10/0.4kV 变电站，外电源由开发区变电所以 10kV专用架空线引来。变电站内设 S9 800kVA和 S9 400kVA节能型电力变压器各一台，配电室内安装低压配电屏以树干式或放射式向用电设备供电。 2.5.3 供热 本项目采用黄磷燃烧放出的热能产生 热水 供热。项目用
14、汽单位没有蒸发浓缩等单元操作，能耗比较少。 2.5.4 消防 本项目中磷酸生产车间主要原料黄磷是一级易燃品，生产使用的火灾危险类别为甲类，所以地下黄磷库、磷酸车间熔磷工段厂房按甲类防火要求进行设计，磷酸防城港市环境科学研究所 7 属于非燃物质，生产火灾的危险类别为丁类，所以其它厂房按丁类防火要求进行设计。地下黄磷库是厂区内消防的重点，属于火灾危险区。黄磷火灾的最佳灭火方法是隔绝空气和降温。露天消防栓适合于地下黄磷库安全消防。 故在周围布置有室外消火栓和小口径胶管接头，以及清水灭火器。厂区消 防管网与给水管网合用，采用双回路供水，其中一路为开发区自来水管网供水，一路为厂区消防水泵供水，用阀门分隔
15、，以保证消防用水的安全性。室外消防用水量按 20l/s，室内消防用水量按 10l/s考虑，消防管道流速 2.5m/s。消防水泵为立式离心泵 (一台 )，水量为 72 m3/h 时扬程为 47m，配电机功率 18.5kW。消防水泵设在泵房内。本设计在厂区共有 4 个室外消火栓， 50 个干粉灭火器。 2.5.5 自控 根据厂方的具体情况及工艺要求，本项目的自控方案较简单，只设置了就地温度及压力显示，对燃烧炉的温度，既集中显示记录， 亦设就地显示。 考虑到磷酸的特性，所有温度检测仪的保护管要用 316L 不锈钢钢材质，就地压力显示用不锈钢压力表。仪表用电源为 220VAC，由电气专业提供，仪表用电
16、源约300W。 2.5.6 防雷 变配电装置和用电设备及厂房建筑物等均按设计规划要求进行防雷接地和工作接地，及保安接地。 2.6 贮运工程方案 2.6.1 贮存工程 该项目主要生产原料黄磷使用 ISOTanker 标准罐封装贮存于地下黄磷库， 地下黄磷库建有容积 600 m3 的 黄磷罐 2 个。 成品磷酸建有 容积 700 m3 的磷酸 罐 2 个，可满足生产所需。项目主要原料 、成品贮存量见表 2-7。 表 2-7 项目主要原料、成品贮存量表 序号 货物名称 最大 贮存量（ m3） 贮存设施 1 黄磷 1200 地下黄磷库 2 磷酸 2100 磷酸贮 罐 3 纯碱 专用编织袋 4 磷酸钠盐
17、 专用编织袋 防城港市环境科学研究所 8 2.6.2 运输工程 项目 建成投产后，年货运进出总量为 49021.3 吨，其中运入量为 17118 吨，包括：黄磷、五硫化二磷、纯碱；运出量为 31903.3 吨，包括：多聚磷酸、磷酸钠盐、废渣。进厂原料及出厂产品主要靠内河水路、铁路及公路运输。 该厂主要货物运输量见表2-8。 表 2-8 主要货物运输量表 序号 货物名称 运量 (吨 ) 物料状态 包装形式 (运输方式 ) 运输方式 1、运 入 1 黄 磷 9600 固 体 专用铁桶 公 路 2 五硫化二磷 18 固 体 专用塑料桶 公 路 3 纯碱 7500 固 体 专用编织袋 公 路 合 计
18、17118 2、运 出 1 多聚磷酸 21900 液体 专用塑料桶 公 路 2 磷酸钠盐 10000 固体 专用编织袋 公 路 3 废 渣 3.3 固体 散装 公 路 合计 31903.3 总运输量 49021.3 防城港市环境科学研究所 9 3 工程分析 3.1 生产工艺流程 3.1.1 工艺技术的比较与选择 磷酸的生产工艺主要有湿法磷酸 和 热法磷酸。 （ 1）湿法磷酸生产工艺技术 湿法磷酸是用硫酸直接与磷矿发生反应，生成磷酸和硫酸钙，经分离精制而制得磷酸。湿法磷酸工艺流程长、投资大、质量差，但其生产成本低，所以湿法磷酸的产量占磷酸产量的大部分，产量大于热法磷酸。湿法磷酸 80%用于肥料，
19、不作为商品直接出售，产量主要随着肥料产量的增加而增长。近年由于技术的发展才逐步应用 于其它工业、饲料业、食品行业和制备各种磷酸盐等。但由于湿法磷酸产品的浓度低，而且含氟较高，精制比较困难，所以产品的应用范围有限。湿法磷酸的生产原料主要是磷矿，原料的运输量比较大，只适宜在磷矿原产地生产，且副产品大量的磷石膏和废渣难以处理。 （ 2）热法磷酸生产工艺技术 热法磷酸是以黄磷为原料，经过氧化燃烧、水合吸收而制得磷酸。热法磷酸的生产工艺在国内是成熟的工艺技术，目前国内热法磷酸的年产达 70 万吨。电子级磷酸主要是在热法磷酸的基础上再进行提纯工艺，将热法磷酸中的重金属杂质去除。磷矿在原产地还原成黄磷后，再
20、运 往磷酸工厂，可大大减少运输量，缩短液体磷酸产品的运程。高浓度食品级磷酸的产品浓度高、杂质少，特别是重金属元素含量很少，主要用于高端工业的生产工艺中。高浓度食品级磷酸的吸收和除雾技术已经很成熟，高浓度食品级磷酸生产的环境污染问题随着技术的提高现已得到很好的解决，杜绝了酸雾的外排污染。 3.1.2 本项目采用的工艺技术 本项目 主要 产品为高浓度 多聚 磷酸，采用热法磷酸生产技术。 热法磷酸的生产成本较高，磷矿在原产地还原成黄磷后，再运往磷酸工厂，可以大大减少运输量，缩短液体磷酸产品的运程。由于热法多聚磷酸的产品浓度高、 杂质少、特别是氟及重金属元素含量很少，可以生产出适合于各种质量标准的磷酸
21、盐产品，所以大部分作为商品磷酸出售。热法磷酸的吸收和除雾技术已经很成熟，热法磷酸生产的环境污染问题随技术的提高现已得到很好的解决。为了提高磷酸的收率，现已发展了喷防城港市环境科学研究所 10射除雾技术，同时杜绝了酸雾的外排污染。 3.1.3 生产原理及工艺流程 本项目 生产技术采用燃烧 水合 酸雾捕集二步法热法 生产多聚磷酸 ，并用热法磷酸生产热能回收技术对生产过程中产生的热能回收利用。 磷酸钠盐是采用磷酸跟纯碱反应，能过控制 PH 来得到不同成分的磷酸钠盐。 多聚磷酸生产工 艺流程为用热水将 ISOTanker 标准罐装黄磷熔融，自流入地下黄磷库。黄磷的熔融及地下黄磷库均用水隔绝空气。液体黄
22、磷利用压力差定量流入燃烧塔与大量空气接触，发生燃烧反应，生成五氧化二磷，并放出热量，使燃烧塔内温度升高，再加上空气的过量进入，保证了黄磷完全转化为五氧化二磷。反应放出的热量由燃烧塔夹套冷却水带走，以维持反应的正常温度。五氧化二磷与过量的空气自燃烧塔顶流出并进入水合塔。工艺水由水合塔顶喷入并用塔中的除雾器回收的稀磷酸，同时部分水转为蒸汽与五氧化二磷反应生成偏磷酸等，最后转为磷酸。由于水合塔用夹套冷 却水冷却，部分稀酸自塔内壁流下进入集酸槽，部分酸雾则进入除雾器。除雾器冷凝下来的磷酸与水合塔底流出磷酸合并进磷酸循环槽，然后泵送入贮罐。自除雾器出口的废气中极少量的磷酸雾和水蒸汽在尾气处理工段转化成稀
23、磷酸，最后排放的废气主要为较低温度水气和的空气，达标后放空。磷酸产品的浓度由喷入水合塔顶的水量控制。 本项目选用水冷法工艺流程，制备磷酸中各反应式如下： 首先用大量的空气对液体黄磷进行氧化，生成磷酸酐 P2O5，反应式为： P4 + 5O2 2P2O5 + 热量 （磷）（氧） （五氧化二磷） 产生的热量使炉体升温，在 700时，五氧化二磷与一个水分子结合生成偏磷酸： P2O5 + H2O 2HPO3 （五氧化二磷）（水） （偏磷酸） 在 450时，五氧化二磷与二个水分子结合成焦磷酸： P2O5 + 2H2O H4P2O7 （五氧化二磷）（水） （焦磷酸） 在 230时，五氧化二磷与三个水分子结合成正磷酸： P2O5 +3H2O 2H3PO4 （五氧化二磷）（水） （正磷酸） 在高温段生成的偏磷酸和焦磷酸再与水结合生成正磷酸：
