【正文】 (N) 有效磷以 (P2O5)計 水溶性磷占有效磷百分率 80 75 70 水分 (H2O) 粒度 ()mm 90 80 80 本次設(shè)計采用料漿法工藝 ,磷酸首先送入尾氣洗滌器后，再用泵經(jīng)管反送到中和攪拌槽與氣氨進(jìn)行反應(yīng)，所得的料漿進(jìn)入二效蒸發(fā)器，經(jīng)第一次濃縮后，再進(jìn)入一效蒸發(fā)器。從萃取槽來的磷酸未經(jīng)濃 縮，含量約20%(P2O5)。為避免這一情況，可采用料漿濃縮工藝。磷酸濃縮法對品位較高的礦，較為有利，可利用磷酸濃度高的特點，在同一設(shè)備中很方便地實現(xiàn)高質(zhì)量磷酸一銨、磷酸二銨和高濃度三元復(fù)合肥多種產(chǎn)品的切換。利用 NH3H3PO4H20 三元體系相圖，可以對磷酸銨生產(chǎn)過程進(jìn)行物化分析。中和度指磷酸的氫離子被氨中和的程度，磷酸第一個氫離子被中和時 中和度為 ，生成磷酸一銨；磷酸的第二個氫離子被中和時中和度為 ，生成磷酸二銨。x H2O CaSO4 濕法生產(chǎn)是無機(jī)酸分解磷粉礦，分離出粗磷酸，再凈化后制的磷酸產(chǎn)品。硫酸法的特點是礦石分解后產(chǎn)物磷酸為液相，副產(chǎn)物硫酸鈣是一種溶解度很小的固相。反應(yīng)方程如下： H3PO4(l)+NH3(g)==NH4H2PO4(s) △ H298= —126 kJ H3PO4(l)+2NH3(g)==(NH4)2HPO4(s) △ H298= —203 kJ H3PO4(l)+3NH3(g)==(NH4)3PO4(s) △ H298= —256 kJ 磷酸銨的物理性質(zhì) 純的磷酸銨鹽都是白色晶體，其中以磷酸一銨最為穩(wěn)定，結(jié)晶形態(tài)為正方晶系，加熱到 130℃以上才會分解放出氨，變成焦磷酸甚至偏磷酸；磷酸二銨較穩(wěn)定，結(jié)晶形態(tài)為單斜晶系，當(dāng)溫度達(dá) 90℃時開始分解放出氨，變成磷酸一銨。從化肥的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看，生產(chǎn)高濃度的磷復(fù)肥在中國愈來愈顯得重要。國家原計劃 1998 年化肥生產(chǎn)量 2800 萬噸，比上年略有增加。氮肥、磷肥與鉀肥三大類化肥，是農(nóng)作物需要量最多的三大營養(yǎng)元素肥料，也稱為肥料的三要素或稱大量元素肥料。 我國日益重要的農(nóng)業(yè) 中國是一個人口大國，擁有十幾億人口，而且還有不斷增加的趨勢，因此，食物的來源問題日益嚴(yán)峻，農(nóng)業(yè)的發(fā)展成了必不可少的話題。20℃ 下，每 100 克水中可溶解 克的磷酸一銨。熔點為 190℃ ，易溶于水，微溶于醇、不溶于丙酮， 25℃ 下 100g 水中的溶解度為 ，生成熱 ， 1%水溶液pH 值為 ，呈中性，常溫下穩(wěn)定，無氧化還原性，遇高溫、酸堿、氧化還原性物質(zhì)不會燃燒、爆炸，在水中、酸中具有較好的溶解性，粉狀產(chǎn)品有一定的吸濕性，同時具有良好的熱穩(wěn)定性，并且在高溫下會脫水成黏稠的焦磷酸銨、聚磷酸銨、偏磷酸銨等鏈狀化合物。 關(guān)鍵詞：磷酸一銨；工藝設(shè)計 ；節(jié)能；合理 II Technological design of an 100000t Monoammonium enginerring project （ Ammonium neutralization reaction） Abstract China is a populous country, with billionplus populations, but also the trend of increasing, therefore, the problem of the food source is more and more serious, the development of agriculture became the essential topic. But the total cultivated land will keep dynamic balance. Therefore, increase unit area yield is one of the important ways to increase food production, and reasonable to add fertilizer is directly effective measures to increase the unit area output. Ammonium phosphate pound fertilizer is the most important varieties, high nutrient content, can be used as fertilizer directly. This design is mainly aimed at 100000 t/a granulated monoammonium phosphate process and main equipments, using two effect evaporation achieve energy saving at the same time to ensure the reasonable investment in equipment, adopting deflecting drying integration of shotcrete machine to save the production space, with the circular spiral returns system can solve the problem of the deflecting returns big, reasonable technological process, investment cost is not high. Keywords: monoammonium phosphate。但耕地面積總量將保持動態(tài)平衡。因此，提高單位面積產(chǎn)量是增加糧食產(chǎn)量的重要途徑之一，而合理增施化肥又是提高單位面積產(chǎn)量的直接有效的措施 。Process design。磷酸一銨含有磷和氮兩種營養(yǎng)元素，通常營養(yǎng)元素含量 12520(NPK)或 10500，磷酸一銨鹽能與過磷酸鈣、硫酸銨、硝酸銨、氯化銨和尿素等鹽類混合制成肥料，此類肥料具有良好的物理性質(zhì)，其濕性低，在儲存時不結(jié)塊。 磷酸一銨在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 磷酸一銨 （ MAP）是一種水溶 性速效復(fù)合肥，有效磷（ AP2O5）與總氮（ TN）含量的比例約 :1，是高濃度磷復(fù)肥的主要品種之一。但我國的可耕地面積少，但人口卻不斷遞增。 隨著人口的增長，人民生活水平的提高，對農(nóng)產(chǎn)品的需求都將增加。這與國家計委提出的 20xx 年化肥需求量 4000 萬噸相比尚差 1200 萬噸。 3 第二章 磷酸一銨工藝的路線選擇 磷酸一銨的生產(chǎn)方法 生產(chǎn)磷酸一銨的原料是磷酸和氨，用氨中和磷酸可以生產(chǎn)出磷銨。磷酸一銨和磷酸二銨都是高濃度氮磷復(fù)合肥料。兩者的分離是簡單的液固分離，具有其他工藝方法無可比擬的優(yōu)越性。濕法磷酸比熱法磷酸成本低 20%～ 30%，經(jīng) 適當(dāng)方法凈化后，產(chǎn)品純度可與熱法磷 4 酸相近。2H2O + H3PO4 + 2NH3 == CaHPO4由此可見，中和度實為 NH3 與 H3PO4 的摩爾比。 磷 銨生產(chǎn)工藝 傳統(tǒng)的磷銨工業(yè)生產(chǎn)方法是先將二水物濕法磷酸濃縮到含 P2O5 為 54%(質(zhì)量分?jǐn)?shù) )的濃磷酸或直接用半水物流程所產(chǎn)含 P2O5 為 40%的磷酸為原料，在預(yù)中和槽、管式反應(yīng)器或加壓反應(yīng)器中進(jìn)行氨化，所得氨化料漿再進(jìn)行造粒、干燥制粒狀磷酸一銨，或噴霧干燥制粉狀磷酸一銨。但在磷酸濃縮法中對材質(zhì)要求較高。中和反應(yīng)后，料漿 pH 值約 ，因此 5 料漿濃縮中形成的垢層接近中性，并較為疏松，可以用酸溶掉。常用的反應(yīng)器為常壓式攪拌槽、管式反應(yīng)器、外環(huán)流快速反應(yīng)器。從一效蒸發(fā)器處來的料漿送入收集槽，含水率為 30%左右。 ②濕法磷酸組成表 表 進(jìn)口濕法磷酸組成表 組分 P2O5 SO3 Fe2O3 Al2O3 MgO F 含量 % ③氨利用率為 98%，其中中和工序損失 %，濃縮工序損失 %，干燥工序損失 1%。 ⑦濃縮料漿終點濃度含 H2O 為 25%。上述三項之和即為氨用量 J2。2H2O 的量： AlPO4所以實際需要總 NH3 量為 J3 == 10 以上得進(jìn)如物料總量 ∑ J=J1 +J2=1000+= ⅰ蒸發(fā)水量 C1=(每㎏ NH3 蒸發(fā)㎏ H2O) ⅱ NH3 損失 C2= %= 式中 %為中和工序 NH3 損失。3H2O kg。3H2O 8 H2O 1 合計 100 ⅰ產(chǎn)品含 N 產(chǎn)品含量 N = 14/17 = 產(chǎn)品含 N 百分比為 100%=% ⅱ產(chǎn)品含 P2O5 產(chǎn)品含 P2O5 量為 產(chǎn)品含 P2O5 百分比為 100%=% 所以產(chǎn)品規(guī)格表示為 規(guī)格簡式為 10490 熱量平衡計算 計算條件 （ 1）以 1000kg濕法磷酸為基準(zhǔn)； （ 2） 以上面物料平衡數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)： 14 (3)參考溫度為 0℃ 氨中和系統(tǒng)熱量衡算 與計算有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱（ △ ）如下 表 標(biāo)準(zhǔn)生成熱 名稱 NH3(g) H3PO4(aq) NH4H2PO4(aq) (NH4)2HPO4(aq) △ (kJ/mol) 1435 1560 H2SO4(aq) (NH4)2SO4(aq) H2SiF6(aq) (NH4)2SiF6(aq) 2331 2602 (1)化學(xué)反應(yīng)熱△ rH ① NH3(g)+H3PO4(l)??? NH4H2PO4(aq) △ H1 =1435(–)=mol1 所以 △ rH ={ + + + } 103 = 105kJ (2)氣氨帶入熱 Q1：設(shè)氣氨溫度為 5℃，比熱容為 (㎏ 因此對物料衡算和能量橫算不再作修正。 計算如下： Ⅱ效作熱量衡算 輸入熱量 =料漿帶入熱量 +二次整齊帶入熱量 =F 12H +D1+ 1wh +熱損失 假設(shè) 熱損失為 2% 式中 D2—— Ⅱ效二次蒸汽量， kg 17 2h —— Ⅱ效出口料漿焓， kJ/kg 12H —— Ⅱ效二次蒸汽焓， kJ/kg 1wh —— Ⅱ效蒸汽冷凝焓， kJ/kg F、 D1—— 同上式 由輸入 =輸出 +熱損失 得下式 （ F h2]= D0hw2+D1s；料漿密度 ， ③中和槽容積裝載系數(shù) ④反應(yīng)器高徑比， H總 /D內(nèi) = ⑤中和槽內(nèi)料漿平均停留時間 40min 中和反應(yīng)器計算 （ 1）中和槽尺寸計算 ①中和反應(yīng)器的有效容積 V有效 = 103/ 40/60= ②中和反應(yīng)器的總?cè)莘e V總 =2V有效 = ③中和反應(yīng)器內(nèi)徑 D內(nèi) D內(nèi) = 3??= ③中和反應(yīng)器總高 H總 H總 = = ④中和漿料溢流口高度 h料 h