水冷生产热法磷酸流程的特点是：液态磷的燃烧单独在燃烧室内进行，燃烧过程中所发生的热量用水移去；冷却后气体中的P2O5与水化合生成磷酸；在材料上使用较多的石墨板(管)和碳砖；气体冷却器的冷却面积小，1万吨／年规模的冷却面积仅为100m2。
液态磷经喷嘴送入磷燃烧室，并用压缩空气或蒸汽使磷雾化，管道和设备均用蒸汽或热水保温，维持60℃以上防止液态磷凝固。
燃烧室为圆柱形，室壁及底均用石墨砌成。燃烧室顶盖用钢板制造而衬高铝水泥和高铝砖。磷喷嘴与酸冷法相似。燃烧室的温度很高，约1000℃，故室外必须喷淋水冷却，室壁因积聚一层缩合磷酸液膜而得到保护。也有采用卧式的石墨燃烧室，两端均装有燃烧喷嘴。燃烧室的燃烧强度取决于磷的雾化和空气的供应。
燃烧室出来的气体进入到管式石墨冷却器，气体在管间，冷却水在管内，并可在器外喷淋水。经过冷却后气体从800℃降到180℃。冷却后的气体进入水化塔。塔为圆柱形，塔上部装3层喷嘴，将P205水化成磷酸。从水化塔出来的气体温度约100℃，进入三段并联的电除雾器，回收气体中夹带的酸雾。水化塔中得到的磷酸浓度为75％～95％H3PO4，其量约占总量的55％。从电除雾器得到的磷酸浓度为90％～95％，约占45％，两者合并就是80％～85％H3P04成品磷酸。
水冷法每生产1t 85％H3P04磷酸约需黄磷273kg、空气1715m3。磷酸回收率比酸冷法略低一些，约98％。
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