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C
中华人民共和国国家标准
GB/T28602-2012
磷酸（热法）生产技术规范
Production technical regulation for furnace-process
phosphoric acid
2012-12-01实施
2012-06-29发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T28602—2012
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国化学标准化技术委员会无机化工分技术委员会（SAC/TC63/SC1)归口。 本标准起草单位：云南省化工研究院、中海油天津化工研究设计院。 本标准主要起草人：梅毅、杨亚斌、莫宾、刘幽若、龙萍、李海昆、蔡鸣、李倩、丁灵。
I GB/T28602—2012
磷酸（热法）生产技术规范
1范围
本标准规定了热法磷酸的术语和定义、基本生产技术、设计要求、生产原理、生产过程、产品品质要
求、安全生产事项、污染物排放限值、污染物控制、污染物防治、数据采集与监测采样以及污染物测定方法。
本标准适用于现有、新建（含改、扩建）的热法磷酸生产装置。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T2091工业磷酸 GB/T2589—2008综合能耗计算通则 GB4053.2固定式钢梯及平台安全要求第2部分：钢斜梯 GB4053.3固定式钢梯及平台安全要求第3部分：工业防护栏杆和钢平台 GB7816工业黄磷 GB8978-1996污水综合排放标准 GB/T11893水质总磷的测定钼酸铵分光光度法 GB12348 工业企业厂界环境噪声标准 GB12349 工业企业厂界噪声测量方法 GB/T16157固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 GB16297 大气污染物综合排放标准 GB50016 建筑设计防火规范 GB50187 工业企业总平面设计规范 GB 50489 化工企业总图运输设计规范 HJ/T91一2002地表水和污水监测技术规范
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
资源消耗 resourcesconsumption 生产1t磷酸产品（折85%H，PO.）所消耗的资源量，如黄磷（t/t)、新鲜水（t/t）。
3.2
综合能耗comprehensiveenergyconsumption 生产1t磷酸产品（折85%HPO.）所实际消耗能源的总和，折标准煤（t/t)。
3.3
热法磷酸furnace-processphosphoricacid 以电热法生产的黄磷为原料，经过燃烧、水合而制成的任一浓度的磷酸（含多聚磷酸）。
1 GB/T28602—2012
3. 4
一步法one-stepmethod 黄磷燃烧与五氧化二磷的水合在同一台设备中进行的工艺方法。
3.5
二步法 two-stepmethod 黄磷燃烧与五氧化二磷的水合分别在燃烧塔和水合塔（水化塔）两个设备中进行的工艺方法。
3.6
酸冷流程 星acidcoldflow 用大量的循环磷酸将黄磷反应热移出，再用热交换器通过循环水将磷酸中的热量移出。
3.7
水冷流程 watercoldflow 用循环水通过间接冷却将黄磷反应热从燃烧塔和水合塔（水化塔）移出。
3.8
装置年运行时间installationinannualrunningtime 生产装置每年正常运行的累计时间。
3. 9
新鲜水freshwater 生产中第一次加人的自来水、地下水或未经污染的地表水（江河与湖泊等），不包括重复使用和循环
利用的水。 3. 10
新鲜水用水量freshwaterconsumption 生产装置每生产1t磷酸产品（折85%H;PO.）所消耗的生产用新鲜水量，即每生产1t磷酸产品
（折85%HPO计）需补人生产系统的新鲜水量。 3. 11
尾气吸收 文endgasabsorption 对经过水合塔（水化塔）吸收后的含有少量五氧化二磷和磷酸酸雾的工艺流程末端的气体进行再次
洗涤回收，以提高磷的回收率并减少对环境的污染，达标排放。
4基本生产技术
4.1装置规模
新建、改建、扩建热法磷酸生产装置规模应符合国家相关部门的规定。 4.2工艺装备
工艺装备应包括黄磷液化系统、黄磷燃烧系统、五氧化二磷吸收系统、尾气吸收系统、水循环与处理系统、供热系统、包装系统。
应设置污水处理与回收系统。 采用消音措施，控制噪音污染。
4.3环保要求
新建、改建、扩建热法磷酸生产装置应符合国家环境保护、清洁生产和节能减排的要求，回收利用黄磷反应热，减少能源浪费和热污染
2 GB/T28602—2012
4.4经济技术评价指标
经济技术评价指标包括黄磷消耗、水资源消耗和综合能耗，其消耗定额应符合国家有关规定，国家无规定时企业参照附录A进行自评价。 4.5综合能耗的计算
综合能耗以吨标准煤E计，单位为吨（t)，按式（1)计算：
Z(e: × p.) E=合
..（1)
1 000
式中： n一消耗能源的品种数 e;一一生产和服务活动中消耗的第i种能源实物量的数值； P：一附录B中给出的第i种能源的折算系数，按能源的等价值折算。
5设计要求
5.1总图 5.1.1厂址选择 5.1.1.1 磷酸（热法）生产企业厂址选择应符合GB50187和GB50489的有关规定。 5.1.1.2新建企业厂址的选择，应位于城镇、居住区、其他工业企业全年最小频率风向的上风侧，不应位于窝风地段。且应在它们之间保持足够的卫生防护距离，卫生防护距离宽度应为：平均风速小于 2m/s，间距为1000m；平均风速2m/s~4m/s，间距为800m；平均风速大于4m/s，间距为600m。 5.1.2平面布置
新建磷酸（热法）生产企业平面布置应符合GB50489的有关规定，同时还应符合下列要求： a）按功能分区。在符合生产流程、操作要求和使用功能的前提下，充分利用土地、交通走向，做到
建筑物构形、朝向、布局、空间组合、采光和绿化布置合理，并与周围环境协调统一，生产区应设在全年最小频率风向的上风侧；
b）全厂各装置区之间应形成环形消防通道，合理确定通道宽度，主干道宽度不小于8m，辅道宽
度不小于6m，道路上空净高度主道不小于5m，辅道不小于4m，满足交通运输要求；在满足工艺条件要求前提下，功能分区内各项设施应联合多层布置，力求紧凑、经济、合理，路
c)
线短捷通畅；构、建筑物的外形宜规整； d）黄磷贮存与熔磷区应设置消防栓或消防水池，并保证即使在停电时，消防水源能抵达黄磷贮
存、熔磷与输送区域：
e) 黄磷贮存与熔磷区应设置消防沙池或沙堆，作为贮磷、熔磷设备发生泄漏时的应急处理； f) 应在贮磷与熔磷区的适当位置设置安全应急水池，作为发生人身事故（着火）时的应急处理； g) 黄磷贮存、熔磷区及黄磷燃烧区为甲类火灾危险区域，黄磷贮槽或黄磷堆场与主厂房等构建筑
物的防火间距应在12m以上，黄磷贮槽、黄磷堆场、主厂房与民用建筑物的防火间距应在 25m以上。其他各装置之间的防火间距应符合GB50016的规定；
h）黄磷贮存、熔磷区应设置应急事故处理池，应急事故处理池的设置应符合GB50016的规定。
3 GB/T28602-—2012
5.2工艺设计 5.2.1劳动安全卫生防护设施、环境保护设施和消防设施应做到与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。 5.2.2工艺设计应优化工艺流程，合理优化设备配置，充分考虑安全设施、环保设施和消防设施与工艺装置的结合。 5.2.3工艺设计应采用先进的工艺、设备和黄磷燃烧热能回收装置，做到生产过程自动化，宜采用 DCS集中控制系统。 5.2.4同一性质的生产工艺设备，宜集中布置，并充分考虑操作、检修、安全通道等的间距要求。 5.2.5输磷管线应设置合理的坡度，坡度应不小于1%，确保停止供磷时管道内的黄磷应全部回流至供磷设备内，输磷管线宜采用焊接连接，确需采用法兰连接时，所有连接法兰处均应设置防护罩。 5.2.6在满足安全要求和工艺条件的前提下，燃烧塔与水合塔（水化塔）的布置应紧凑，力求路线短捷通畅。 5.3构建筑物 5.3.1厂房构建筑物应符合安全健康、消防、当地地震等级等相关要求，并具有足够使用的高度和面积，利于通风。 5.3.2磷酸生产区域的地面和墙面应做防酸处理。 5.3.3生产车间地面应平整，易于清扫，清污分流。 5.3.4钢斜梯和操作平台安全要求应符合GB4053.2和GB4053.3的规定。
6生产原理
6.1黄磷燃烧
将熔融黄磷通过磷喷枪雾化，在燃烧塔内与过量空气混合燃烧，生成五氧化二磷（P。O1。）气体。其反应表示如下：
P+502+-→+P,O10+ △H=-24 303.92kJ/kg
6.2五氧化二磷的吸收
黄磷燃烧生成的五氧化二磷（P4O1。）气体与水反应生成磷酸，其反应表示如下：
P,O10↑+6HzO→4H,PO. AH=-1326.54kJ/kg
7生产过程
7.1主要原料质量要求
热法磷酸生产所用的原料工业黄磷应符合GB7816的要求。 7.2主要生产流程 7.2.1熔融黄磷通过磷喷枪雾化后在反应塔内燃烧，控制适宜的反应条件，生成五氧化二磷气体。 7.2.2五氧化二磷气体用水或稀酸循环吸收，控制适宜的工艺条件，得到不同浓度的磷酸。 7.2.3采用不同的化工单元设备进行组合，回收尾气中含有的少量五氧化二磷和磷酸酸雾，得到的稀磷酸返回系统循环，降低黄磷消耗，提高磷的回收率。
4 GB/T 28602—2012
7.2.4一步法工艺流程
一步法热法磷酸生产工艺示意图见图1。
二次空气入口
?黄磷
给磷泵
压缩空气
窗贮磷格
尾气
食
纤维除雾器
分离器
尾气风机
软水
过滤器
水化塔
软水
成品
软水
吸收塔
d 成品泵
成品槽
换热器
循环酸泵
循环酸泵
图1一步法热法磷酸生产工艺示意图
7.2.5二步法工艺流程
二步法热法磷酸生产工艺示意图见图2。
尾气
循环水循环水
纤维除雾器
软水
换热器
分离器
ttro 晟气风机
二次空气入口空气
软水
软水椎
AEE
压缩食
0
软水软水换热器
燃烧塔
过滤器
黄磷
水化塔
给磷泵 循环水泵
成品
风文二磷楼
8 循环酸泵
吸收塔
成品槽
8 循环酸泵
成品泵
图2二步法热法磷酸生产工艺示意图
5 GB/T28602—2012
7.2.6副产工业蒸汽的二步法工艺流程
副产工业蒸汽的热法磷酸生产工艺示意图见图3。
尾气
鱼
循环水循环水
蒸汽出口
安意大不乐
C 分离器
进水
n
纤维除雾器
换热器
软水
中
O 尾气风机
二次空气入口空气
软水
软水槽
8 压缩给磷泵循环水泵贮磷槽
软水软水换热器
过滤器
黄磷 Q
水化塔
成品
吸收塔
3 循环酸泵
成品植
18 循环酸泵
0 成品泵
图3副产工业蒸汽的热法磷酸生产工艺示意图
7.3主要设备性能 7.3.1燃烧水合塔（水化塔）
结构型式：空塔，黄磷燃烧和五氧化二磷的吸收在同一塔内进行。上部为燃烧区，下部为水合区，水合区设有23层吸收喷头。上封头由冷却水冷却，塔壁有挂壁酸保护。燃烧水合塔（水化塔）适用于一步法磷酸生产工艺。
工作压力：微负压。 塔体材质：超低碳奥氏体不锈钢，或与此相当材质的材料。
7.3.2燃烧塔
结构型式：空塔，水冷夹套结构，塔体及上下封头由冷却水冷却，能产生80℃左右的热水。燃烧塔适用于二步法磷酸生产工艺。
工作压力：微负压。 塔体材质：超低碳奥氏体不锈钢，或与此相当材质的材料。
7.3.3特种燃磷塔
结构型式：塔壁为水冷壁结构，根据需要在塔内可加装换热管，上下封头由冷却水冷却，能回收 50%以上的黄磷反应热量并产生蒸汽，特种燃磷塔适用于二步法磷酸生产工艺。特种燃磷塔应按压力容器的管理规定进行设计。
工作压力：微负压塔体材质：超低碳奥氏体不锈钢，或与此相当材质的材料。 6