【摘要】：磷化工是國民經(jīng)濟不可或缺的產(chǎn)業(yè)之一。熱法磷加工的主要產(chǎn)品黃磷是制造高純磷酸和有機磷化學(xué)品的基礎(chǔ)原料,然而,黃磷采用電爐法加熱還原生產(chǎn),能耗高。目前,由于材質(zhì)腐蝕問題,占黃磷生產(chǎn)總能耗32%的黃磷尾氣沒有得到有效利用,制約了熱法磷化工的發(fā)展。本課題針對黃磷尾氣熱能利用低溫(≤300℃)段鍋爐磷酸腐蝕問題,開展了 P2O5-H20體系氣液平衡研究,獲得了低溫下平衡溫度的氣液相組成,依據(jù)所研究的平衡組成,確定了低溫(≤300℃)段鍋爐的幾個典型平衡溫度和對應(yīng)磷酸產(chǎn)物濃度,選取七種材質(zhì)進行了腐蝕性研究。得出的主要結(jié)論如下:通過設(shè)計p2O5-H2O體系氣液平衡裝置,獲得常壓下的低溫(≤300℃)段不同平衡溫度的氣液相組成,繪制P2O5-H2O體系氣液平衡溫度與組成的關(guān)系圖,典型溫度100℃、150℃、200℃、300℃對應(yīng)磷酸的平衡質(zhì)量百分數(shù)分別為17.66%、61.66%、69.60%、75.37%(以 P205計)。利用熱重分析技術(shù)對目標平衡溫度的磷酸進行TG和DTG分析。以正磷酸濃度(H3P04)100%為界,將熱解分為兩種類型。第一個類型為低于100%H3PO4濃度,具有四個熱解溫度區(qū),第一階段對應(yīng)的是正磷酸脫水;第二階段對應(yīng)的是聚磷酸再聚合脫水、少量含磷化合物脫出;第三階段對應(yīng)的是磷酸脫出大量分子迅速揮發(fā);第四個階段為殘留物的揮發(fā)。第二個類型是高于100%H3P04濃度,因聚磷酸含游離水較少,低聚磷酸失重不明顯,隨著濃度升高,聚磷酸失重消失,故聚磷酸在第一個主熱解階段,DTG出峰不明顯或不出峰,而第二個主熱解階段與低于100%H3P04濃度磷酸的熱解區(qū)域相同。最后,研究碳素鋼、09CrCuSb合金、工業(yè)鈦、304、310S、316L、904L于不同平衡溫度下磷酸環(huán)境的均勻腐蝕行為及特征。316L和904L在平衡溫度為100℃、150℃、200℃、300℃下磷酸環(huán)境中均勻腐蝕性能顯著優(yōu)于碳素鋼、09CrCuSb合金、工業(yè)鈦、304、310S,而Ni含量較高的904L具有比316L更強的耐蝕性能。EDS分析表明在150℃和200℃磷酸環(huán)境中,904L生成的綠色鈍化膜富含耐蝕元素Ni,該鈍化膜的形成可抑制腐蝕的進一步發(fā)生。
[Abstract]:Phosphorus chemical industry is one of the indispensable industries in national economy. Yellow phosphorus, the main product of thermal phosphorus processing, is the basic raw material for producing high purity phosphoric acid and organophosphorus chemicals. However, the production of yellow phosphorus is heated and reduced by electric furnace, which results in high energy consumption. At present, due to the problem of material corrosion, the tail gas of yellow phosphorus, which accounts for 32% of the total energy consumption of yellow phosphorus production, has not been effectively utilized, which restricts the development of thermal phosphorus chemical industry. In order to solve the problem of phosphoric acid corrosion of yellow phosphorus tail gas by heat energy at low temperature (鈮，

本文編號：2183357