【正文】 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 33 取 u=，所以： 則 124 4 . 4 8 2( ) 2 . 1 63 . 1 4 1 . 1 8Dm???? 取 D=； 筒體長度 L 筒體長度按式 41 計算 [15]: 24DVL ??? ? （ 41） AWV ??? （ 42） 式中 ?V ——干燥器容積， m3 W——干燥脫水量， Kg/h； A——干燥強度， Kg/(m3 閃蒸室高徑比取 H/D 閃 = 則正常生產(chǎn)時所需閃蒸室截面積 A 為： 2 0 04 6 2 0 mA ?? 所以閃蒸室內(nèi)徑： mD ??? 實際生產(chǎn)中由于開車時料漿濃度很低，傳熱系數(shù)很大，水分蒸發(fā)量比正常生產(chǎn)時大得多，因此一般將閃蒸室內(nèi)徑要適當放大一些，故選用 。 傳熱面積計算 傳熱面積 S 為：由傳熱基本方程式 TKSQ ?? 得： 6 0 080700 8 6 5 3 1 3 4 mTK QS ?????? 所以實際需要傳熱面積為 2S = S 1 . 1 5 = 1 4 2 . 1 3 1 . 1 5 1 6 3 . 4 5 m實 ? ? ? 管數(shù)計算 選用 ? 252mm 鉬二鈦不銹鋼管，管長 6000mm。取 d 葉 /D=1/3， ??葉d ，取 ； (2)攪拌槳葉轉(zhuǎn)速 n 葉 。 式中 ——蒸汽在 220℃ 下的比熱， kJ/（ kgK）； ——磷酸氫二銨的比熱， kJ/（ kgK） ?????氣Q 式中 [15]： —— 二氧化碳的比熱， kJ/（ kgK。 計算中所用到的分子量，查得 [21]： P2O5 分子量 142； H3PO4 分子量 98； HNO3 分子量 63； NH3 分子量 17； Ca(NO3)2 分子量 184。料漿從蒸發(fā)器出來其含水量則可降低到約 10%[14]。所以要求反應槽內(nèi)的溫度控制在 50～ 65℃ 之間，壓力為常壓。故所用硝酸濃度，一般以用 52％ 或更濃一些的硝酸為好，如對冷凍法來講，為了使硝酸鈣濃度較大，便于結(jié)晶析出。在有害氣體或粉塵逸出的工序，則應戴上防毒面具，對一些易燃易爆物品一定要注意防火防爆。小于 4 毫米的粒子在下層篩子中再次進行篩分，其中小于2 毫米的粒子即為細粒，落入下層篩網(wǎng)下面，將其再送入雙軸造粒機中作為返料進行造粒，小于 4毫米大于 2毫米的粒子則停留于兩層篩網(wǎng)當中，然后任其流出，即成為合格產(chǎn)品。 (3)中和濃縮 分離硝酸鈣后的母液，在二至四個帶有渦輪攪拌槳串聯(lián)的中和槽中用氣態(tài)氨中和，蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 8 渦輪攪拌槳的轉(zhuǎn)速為每分鐘 350 轉(zhuǎn)，如在三只氨化中和槽中中和，則每只槽中料漿的停留時間均為 45 分鐘，三只中和槽內(nèi)氨化后的 pH 值分 別依次為：（ 1） ～ (2)～(3)～ ,為此則這三只槽內(nèi)中和所用氨的量的分配比依次為（ 1） 65%，（ 2） 25%， （ 3） 10%。間接冷凍法中冷卻蛇管表面易形成硝酸鈣結(jié)晶的 “ 結(jié)垢 ” 而引起的傳熱系數(shù)降低的問題也得到了解決。關于冷凍時間，它包含著降溫速度和冷凍持續(xù)的時間兩種意義，過快的降溫易使結(jié)晶細小，這可由 加入晶種的方法加以解決，但實際上在連續(xù)生產(chǎn)中均有晶種存在，故只要冷凍時間不要過短，即可獲得較大的硝酸鈣結(jié)晶，一般直接冷凍以 2小時左右冷凍時間為好，但間接冷凍約需 小時以上。西德的好埃區(qū)斯特烏德法和捷克人發(fā)明后來由法國人獲得專利的卡吞巴赫 許茲法，在這些改良的冷凍法中，現(xiàn)在采用較多的是挪斯克法 ，這是一個間壁冷凍分解液的方法，它采用的冷凍溫度為 5℃ ，這樣可使磷的水溶率增加到 80～85amp。 混凝法 (1)簡述 常見的混凝法有硝酸﹣硫酸法與磷酸﹣ 硝酸法兩種，此外還有硝酸﹣硫酸鹽法、碳化法、溶劑萃取法等。同時，氮素又是植物葉綠體的重要成分，缺乏氮素，葉綠素含量就會減少，光合作用就會顯著降低，氮素營養(yǎng)如能滿足需要，植物就會長得植株高大、枝條粗壯、莖葉繁茂。 1974 年原化學工業(yè)部組織了 3000t／ a 硝酸磷肥中間試驗裝置的建設，采用間接冷凍工藝。 34 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） III 5. 輔助設備設計 32 已知數(shù)據(jù) 29 濃 縮蒸發(fā)器 16 中和段物料衡算 根據(jù)此法的工藝流程，對整個裝置進行了物料衡算和能量衡算，并在物料和能量衡算的基礎上對主要設備進行了設計及選型，給出了帶控制點的工藝流程圖和主體設備裝備圖，同時對本流程的 “三廢 ”治理和生產(chǎn)過程的安全問題作了相關論述。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設計（論文）使用授權聲明 本人完全了解 濱州學院 關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定。 3 “三廢 ”治理 及存在的環(huán)境風險 23 濃縮段能量衡算 29 厚度計算 30 傳熱面積計算 31 干燥器 36 6. 總結(jié) 在此基礎上，出現(xiàn)了許多冷凍法的改良流程和其他生產(chǎn)硝酸磷肥的工藝。而一般土壤中氮磷鉀的含量遠不夠供應，必須通過施肥來補充，故通常稱氮、磷、鉀做為肥料的 “ 三要素 ” 。而且，合理的滿足植物對磷的需求，可以有效地促進根系的發(fā)達，增強植物吸收和利用土壤中各種養(yǎng)分的能力，加速生長發(fā)育，提高抗寒、抗病、抗旱的性能，提高果實成熟。 (2)混凝法生產(chǎn)硝酸磷肥裝置工藝 裝置分濕線和干線兩部分，濕線包括一段酸解、結(jié)晶沉淀、石膏過濾、二段酸解、中和、蒸發(fā)。4H2O 結(jié)晶后） 理論 水溶性P2O5＼總P2O5 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 5 凍的溫度、酸解所用硝酸的濃度、硝酸的用量以及冷凍的時間等對此均有不同程度的影響，而這些因素的影響，除冷凍時間外，其他諸因素之間，還有相互影響。中和器可以是圓形的或者 U 型的攪拌槽，物料在氨化器內(nèi)扥停留時間約為 2～ 小時，在此時間內(nèi)達到生成磷酸一銨的氨化度情況下，不會有氨逸出。 ② 冷卻和結(jié)晶完全連續(xù)操作，并易于達到全自動操作，傳熱和結(jié)晶效率高，冷卻劑的循環(huán)量小，形成的結(jié)晶粒度也較均勻，液固分離后的 52OP 損失減少到 ～ %,而一般流程 52OP 損失 高的可達 ～ 1%。至塔底時顆粒的溫度已降至約為 90℃ ，然后將其在回轉(zhuǎn)式冷卻筒中用空氣冷至 40～ 45℃ ，冷卻后的物料進行篩除細粉和大顆粒，合格顆粒再在滾筒內(nèi)用相當于復肥重量 2～ %的硅藻土等調(diào)理劑進行補粉處理，然后即成為成品。由于整個操作過程都會遇到一系列有害的氣體、液體、和固體，以及傳動設備如電動機、皮帶等，在操作中 必須十分重視勞動保護和技術安全，操作人員必須嚴格遵守車間規(guī)定的安全操作規(guī)程。在冷凍法硝酸磷肥的工業(yè)生產(chǎn)中，每分子 P2O5 的磷礦以過量 分子硝酸的酸用量來分解，分解前后物料的組成可以如下表示 [1]: 在工業(yè)生產(chǎn)條件下，一般均按連續(xù)式分解磷礦，通常用兩個或兩個以上的圓筒形攪拌槽進行操作，經(jīng)過計量的磷礦和硝酸加入第一個槽中或先在漏斗形預混器中先將酸和礦粉預混均勻后進入第一分解槽。結(jié)合本工藝要求磷礦顆粒直徑控制在 1～ 4mm。也可根據(jù)使用的磷礦和最終產(chǎn)品的質(zhì)量要求將硝酸鈣轉(zhuǎn)化后的溶液過濾、分離 碳酸鈣 ,將硝銨溶液濃縮到 92%后返回到母液中和工序或濃縮工序 ,調(diào)整中和料漿的粘度和產(chǎn)品的 N/ P2O5比。該干燥器采用爐氣與物料逆向流動，使物料中的水分蒸發(fā)被爐氣帶走，起到干燥的作用。 故蒸發(fā)水量為 x t/h，則： %128,39 ?? ?? x x ?x 各組分的量如表 36 所示： 表 36 干燥段物料衡算 表 輸 入 輸 出 組分 F（ t/h） 組分 F（ t/h） 料漿量 出料量 返料量 160 水蒸氣 爐氣 爐氣 合計 合計 能量衡算 分別對反應器、中和器、濃縮器和干燥器作能量衡算，以 1h 及 0℃ 的生成焓為基準。 3P2O5 分子量 2Ca 5F(PO4)3分子量）； 504—— 氟磷灰石的分子量。K）； ——氨氣的比熱， kJ/（ kgK）； 輸出的熱量為： 損氣蒸氣料 Q ???? 1 2 2 0 5 2 6??? ? TcmQ pp p料 1 6 1 4 2 7 ?????? TmcQ p蒸氣 式中 [8] ——過熱蒸汽的比熱， kJ/（ kgs；料漿密度 kg/L； (3)中和槽容積裝載系數(shù) ； (4)中和時水分蒸發(fā)量 5620kg/h； (5)中和槽通氨量 4930kg/h； (6)中和槽內(nèi)料漿平均停留時間 50min。 濃 縮蒸發(fā)器 由于磷銨料漿粘度大，易結(jié)垢，為 了便于清洗，采用單程大管徑列管式加熱器。故加熱器外殼內(nèi)徑 D 外 為： D ( 2 1 1 ) 3 2 7 0 0 m m外 ? ? ? (3)加熱器封頭高 H 查上下封頭曲邊高為 175mm，直邊高 25mm。 已知數(shù)據(jù) (1)進入干燥器物料 F1=；密度 1? = t/m3； (2)出干燥器物料 F2= t/h；密度 2? = t/m3； (3)脫水量 W= t/h。 其中 [15]: 。 干燥器 本設計采用的是返料造粒方法，于是干燥量較大，所以選擇的是轉(zhuǎn)筒干燥器。標準正三角形 排列取 355 根，其中 8 根作拉桿，管子實際為 347 根，管層數(shù)為 11 層，對角線上的管數(shù)為 21 根，管子中心距為 32mm。 (4)攪拌理論功率 N： WN )60 ( 53 ?????? 中和器溫度與壓力 設計溫度為： 120+20=140℃ 已知料漿的密度為 Kg/L， Pv=（表壓）； 則工作壓力： 361 . 4 1 1 0 9 . 8 1 2 . 3 0 . 2 1 1 0vP g h PMPa???? ? ? ? ? ?? 查得設計壓力為工作壓力的 110%，則設計壓力為： P = 1 . 1 = 1 . 1 0 .2 4 2 = 0 . 2 6 6 M P a設 P ? 由于料漿對鋼材的腐蝕不大，溫度為 140℃ ，壓力也不大的情況下，材質(zhì)選為鉬二鈦不銹鋼。K）； 設損失的熱量為輸入蒸氣的 2%，則： ?損Q 把各物料帶入的能量歸結(jié)于表 310： 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 27 表 310 干燥段能量平 衡表 輸 入 輸 出 組成 kJ 組成 kJ 料漿帶入 出料帶出 返料帶入 氣化熱 7762880 爐氣帶入 15441984 爐氣帶出 熱損失 合計 合計 蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文） 28 4. 主要設備的計算及選型 流程中涉