【正文】 15a,15b,15c,15d濾洗液中間槽 。10排氣筒 。6盤(pán)式過(guò)濾機(jī) 。2硫酸泵 。 (1)二水物流程 硫酸分解磷礦制濕法磷酸時(shí)，控制硫酸鈣以二水物 (石膏 CaSO4 濕法磷酸工藝流程 [3] 濕法磷酸生產(chǎn)中，用來(lái)分解磷礦的無(wú)機(jī)酸有硫酸、硝酸、磷酸、鹽酸、氟硅酸等。而濕法磷酸是由酸性較強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸分解磷礦而得。 3 工藝設(shè)計(jì) 生產(chǎn)工藝綜述 本設(shè)計(jì)采用錦屏精選礦及外購(gòu)商品硫酸制成濃度約為 32% P2O5的稀磷酸。 廠區(qū)地形平坦，最高為 ，最低為 左右，鐵路軌頂標(biāo)高 ～ 之間，故廠區(qū)低洼，經(jīng)常積水，為保證雨天不積水，廠區(qū)標(biāo)高需抬高到 ～ 。 2 總圖運(yùn)輸 概述 錦屏鎮(zhèn)屬近郊區(qū)，位于風(fēng)景秀麗的錦屏山南麓。 萃取磷酸的生產(chǎn)，由于反應(yīng)生成硫酸鈣結(jié)晶中的水合物形成不同而有多種流程，其中二水物流程比較成熟，而且對(duì)磷礦的品位和類(lèi)型的適應(yīng)性較廣，因而在國(guó)內(nèi)外獲得廣泛的采用。 產(chǎn)品方案和技術(shù)指標(biāo)等 產(chǎn)品的方案及建設(shè)規(guī)模 (1)產(chǎn)品名稱(chēng)：磷酸 副產(chǎn)品：磷石膏 (2)設(shè)計(jì)規(guī)模：磷酸 , 21000 t(P2O5計(jì) ) (3)產(chǎn)品規(guī)格：磷酸， P2O5約 % 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 (1)技術(shù)方案的選擇在已學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，力求先進(jìn)，運(yùn)行可靠，護(hù)理，維修方便，年 產(chǎn) 21000tP2O5 濕 法磷酸生 產(chǎn) 工 藝設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 23 頁(yè) 以期取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 (3)廢渣 萃取磷酸過(guò)濾機(jī)排出的磷石膏是推存還是綜合利用，往往是大，中型磷酸項(xiàng)目建設(shè)的重大研究?jī)?nèi)容之一。該清液繼續(xù)用來(lái)沖洗濾盤(pán)的濾布，循環(huán)使用。 (2)廢水 磷酸生產(chǎn)中當(dāng)濾盤(pán)翻轉(zhuǎn)傾倒石膏后，殘存在濾盤(pán)濾布上的磷石膏需用水沖洗，以使濾布再生。 (2)硫酸 本設(shè)計(jì)采用濃度為 %H2SO4，由火車(chē)送來(lái)，卸車(chē)后貯存在硫酸大罐中，經(jīng)泵送至本裝置硫酸計(jì)量槽內(nèi)。分布于海州至大浦一帶，主要工業(yè)礦體集中在錦屏、陶灣、新浦、大浦、顧莊等地，王寨、小李莊、穆跳、新浦南部也有礦點(diǎn)。 我國(guó)重要磷礦床有云南昆陽(yáng)磷礦、貴州開(kāi)陽(yáng)磷礦、 湖北王集磷礦、湖南瀏陽(yáng)磷礦、四川金河磷礦、江蘇錦屏磷礦等。全國(guó) 26 個(gè)省 (區(qū) )有磷礦產(chǎn)出。城西有全市 最大的薔薇河 。平原占總面積 80％ 。 水： 水質(zhì)： 濁度≯ 20mg/L 水壓： MPa 水量： 常態(tài) t/h； 最大 139 t/h；消防 54 t/h 用電設(shè)備臺(tái)數(shù)： 149 臺(tái) 蒸汽：壓力： MPa(表壓 ) (表壓 ) 氣量： 8 t/h 廠址的選擇依據(jù) 廠址的選擇是工業(yè)基本建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 公路： 廠區(qū)鄰近公路路面寬敞，可容納兩輛裝運(yùn)卡車(chē)并排而行，路面結(jié)構(gòu)為水泥路，交通便利。年降雨量為 1000mm 左右。 純凈的濕法磷酸是無(wú)色的，但由于一般都含有一些雜質(zhì)，因而濕法磷酸一般呈灰色，視雜質(zhì)含量的多少其灰色或深或淺。濕法磷酸主要用于生產(chǎn)重過(guò)磷酸鈣和磷酸銨類(lèi)肥料，還可以用來(lái)生產(chǎn)各種工業(yè)磷酸鹽及磷飼料 [1]。無(wú)霜期為 220 天左右。 水路： 廠區(qū)不僅臨近 薔薇河 、鹽河，且濱臨黃海，水路的運(yùn)輸能力很好，在各個(gè)季節(jié)，行道寬度、水深變化情況不大。廠址選擇工作的好 壞對(duì)工廠的建設(shè)進(jìn)度、投資數(shù)量、經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境保護(hù)等方面會(huì)帶來(lái)重大的影響。 地區(qū)南側(cè)有錦屏山、白虎山，東部有較著名的孔望山、石棚山等 。 水文、地質(zhì)條件 潛表地下水初見(jiàn)水位一般，適宜建造廠房，地質(zhì)堅(jiān)硬，對(duì)混凝土基礎(chǔ)無(wú)腐蝕性。探明儲(chǔ)量的礦區(qū)有 412 處 ，總保有儲(chǔ)量礦石 152 億噸 ， 居世界第 2 位。磷礦礦床類(lèi)型以沉積磷塊巖型為主，儲(chǔ)量約占 80%； 多為 磷灰石礦床、沉積變質(zhì)型磷礦床次之；鳥(niǎo)糞型磷礦探明儲(chǔ)量極少。 海州式磷礦礦體形態(tài)呈層狀、似層狀、透鏡狀，產(chǎn)于大理巖、云母片巖中，與圍巖呈過(guò)渡關(guān)系，規(guī)模大者斷續(xù)長(zhǎng) 20xxm 多 ，一般長(zhǎng) 200～ 800m。 (3)成品包裝袋 采用規(guī)格為 50kg 的編織袋，外購(gòu)。沖洗后產(chǎn)生含有少量磷石膏的含 P2O5,F 的污水，將污水封閉循環(huán)使用，即將沖洗濾盤(pán)后的污水通過(guò)稀漿槽經(jīng)旋流器將少量顆粒較大的磷石膏先行分離進(jìn)入稠漿槽，含有細(xì)小磷石膏顆粒的漿液 (沉降速度很慢 )，由漩流器頂部流出流入混合槽，在此加入已配制好的絮凝液，使污水中的 石膏細(xì)顆粒形成絮團(tuán)狀沉降，然后進(jìn)入沉降槽進(jìn)行第二次分離。而一、二分離后所得的含 P2O F及含石膏固相達(dá) 25～35%的稠漿，用泵送至過(guò)濾機(jī)的二洗區(qū)，由于此時(shí)濾盤(pán)上已有一定厚度的濾餅，故稠漿中的石膏會(huì)覆蓋在濾餅的表面，而含 P2O F 的污水進(jìn)入磷酸液相系統(tǒng)。因?yàn)榱资嗯欧帕看?，常年堆存不但占用大量土地，耗用巨額資金，而且處理不好會(huì)于推存過(guò)程造成水溶性 P2O5,F 對(duì)環(huán)境的污染。 (2)磷酸的主要設(shè)備立足于國(guó)內(nèi)自己開(kāi)發(fā)，制造， 運(yùn)行可靠。本設(shè)計(jì)的萃取磷酸的生產(chǎn)采用傳統(tǒng)的二水物流程。歷史悠久，古跡眾多，資源豐富，交通便捷，東臨運(yùn)輸繁忙的東鹽河，西傍景色如畫(huà)的薔薇河地理位置十分優(yōu)越，距市政府所在地 5km，距連云港市民航機(jī)場(chǎng) 8km，距中國(guó)八大港口之一連云港港口 20km，連徐、同三高 速公路交匯于此，東隴海鐵路延伸至鎮(zhèn)區(qū)。 總平面布置 從工廠的組成 、運(yùn)輸、氣 象及地質(zhì)等情況，共排三個(gè)方案，均以磷酸為主體，其他輔助裝置圍繞磷酸裝置布置，經(jīng)過(guò)比較差異不大，僅是物料輸送皮帶機(jī)的長(zhǎng)短和管線(xiàn)長(zhǎng)短而已，最終經(jīng)過(guò)比較確定此方案為初步設(shè)計(jì)總平面布置，該方案的特點(diǎn)是物料輸送距離最短，主廠房布置在地質(zhì)條件較好之地段，污水處理站和污水排放泵房布置在磷酸廠房東側(cè)，有利于污水排放。 生產(chǎn)方法和工藝流程的選擇與評(píng)述 磷酸的基本生產(chǎn)方法有熱法和濕法。其優(yōu)點(diǎn)是成本低；缺點(diǎn)是產(chǎn)品的濃度低，雜質(zhì)含量高，提純困難。用這些酸與磷礦反應(yīng)都生成磷酸和氟化氫，而不同的酸根則與磷礦中的鈣結(jié)合生成不同的鈣鹽。 2H2O)形式沉淀的工藝流程稱(chēng)為二水物流程，反應(yīng)式如下： Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 10H2O ＝ 3H3PO4 + 5CaSO43鼓風(fēng)機(jī) 。 7氟吸收液循環(huán)泵 。11,12氣液分離器 。16,18水環(huán)式真空泵 。21冷凝水池 。 然而，作為工業(yè)化裝置，半水物流程也有它的不足。由于只安排了最后一次過(guò)濾，這就決定了前，后兩個(gè)過(guò)程的磷酸濃度相同，或基本相同。磷礦在分解過(guò)程中酸化，并首先析出二水物，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中又脫水轉(zhuǎn)化為半水物。 第二，全系統(tǒng)的熱過(guò)程不盡合理，如在分解過(guò)程中為了形成二水物結(jié)晶相對(duì)比較低的溫度，需移走大量的熱，但在轉(zhuǎn)化過(guò)程中為了二水物的脫水，又需加大量的熱來(lái)提高脫水的溫度。 第四，在轉(zhuǎn)化過(guò)程的溶液中，形成的半水物“過(guò)渡脫水 ” 成無(wú)水物的趨勢(shì)是存在的。 (2)磷酸工段 由原料工段送來(lái)的磷精礦、硅藻土經(jīng)螺旋計(jì)量后由埋刮板送入脫氟工段。 為了降低萃取槽中料漿的溫度，用鼓鳳機(jī)送入空氣冷卻。 萃取料漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾所獲的濾液，通過(guò)氣液分離器分離后，液體即為成品磷酸，并進(jìn)入濾洗液中間槽，由立式泵送入淡磷酸中間槽使用。與此同時(shí)，稠漿中的石膏亦被濾出，并與大宗石膏一起被排除。 真空泵冷卻水集中在冷卻水池，通過(guò)泵送至冷凝器作冷卻水。 I： ； CO２ ： ； SiO2： ； MgO： (2)硫酸用量：為理論用量的 104% (3)硫酸濃度：含 H2SO4 98% (4)轉(zhuǎn)化率： % (5)洗滌效率： % (6)料漿液固比： (7)成品稀磷酸濃度：含 P2O5 30% (8)氟逸出率（ %）：二水法： ；半水法： 45。 (24)過(guò)濾機(jī)漏氣量： s； μ 三洗 = 103Pa Y+ 解得： X= Y= (19)吸干濾液含 P2O5(kg) 30%= (20)吸干溶液與一次洗滌混合液含 P2O5(kg) 19%= (21)回磷酸量 (kg) –= 含 P2O5： 30%= 熱量平衡計(jì)算 [7] 在工藝概述中已經(jīng)闡述的那樣采用鼓鳳機(jī)吹入空氣帶走萃取槽中的熱量。另外，還有空氣（ Q 空氣 ）即： Q 進(jìn) =Q 磷礦 +Q 硫酸 +Q 淡磷酸 +Q 反應(yīng) +Q 稀釋 +Q 空氣 下面分別求每一項(xiàng)帶入的熱量： Q 磷礦 =12190 30≈ 106J (—— 磷精礦比熱， kJ/kg 2H2O+3H3PO4+HF+q2 根據(jù)蓋斯定律： q2=(5 +3 +)(+5 +10 )=327(kJ/mol) q2=327（ kJ/mol）上式中反應(yīng)物和生成物的生成熱（ kJ/mol）： (固體 )： ； H3PO4（溶液）： ； Ca5F(PO4)3(固體 )： ； H2SO4（溶液）： ； H2O（液體）： ； HF（氣體 ） ： 由此可得： Q 反應(yīng) =12190 327 1000/504 ≈ 106J ((247。 98= 106 J 進(jìn)入萃取槽空氣帶入的熱量： 年 產(chǎn) 21000tP2O5 濕 法磷酸生 產(chǎn) 工 藝設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 23 頁(yè) Q 空氣 = 30 V +4242 18 V /(101323 ) = (式中： —— 空氣熱容， kJ/kg K。 55 + V自廠房的左端至右端（向北看）按照工藝流程順序布置以上工序的設(shè)備：萃取槽，過(guò)濾機(jī)及配套設(shè)