【正文】 除了以上兩種基本生產(chǎn)方法外，國(guó)內(nèi)外已有不少科研部門(mén)對(duì)窯法磷酸進(jìn)行了研究，并取得了可喜 的成果。沉降池底流中和渣漿，經(jīng)真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾脫水，所得酸濾餅再利用或排放，濾液返回污水處理系統(tǒng)。 生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水中也含有氟化物，磷酸鹽； pH 在 — 2之間。 設(shè)計(jì)范圍 第 19 頁(yè) 共 22 頁(yè) 本設(shè)計(jì)范圍為裝置區(qū)的室內(nèi)外給排水，循環(huán)水站。 儀表選型 (1)變送采用電容式變送器。 附屬設(shè)備的選型與計(jì)算 水環(huán)式真空泵 [10] SZ型水環(huán)式真空泵及壓縮機(jī)用于吸，壓縮空氣或其他無(wú)腐蝕性，不溶于水，不含有固體顆粒的氣體，氣體溫度在 20～ 40℃為宜。 h）； ∴ A 一洗 =23630/(1210 )=(m2) (3)二次洗滌區(qū)的面積： 其過(guò)濾常數(shù) K 二洗 由下式確定： K 一洗 μ 一洗 ＝ K 二洗 μ 二洗 (式中： —— 考慮到濾布上濾餅密實(shí)度的系數(shù) ) 代入數(shù)據(jù)求得： K 二洗 ＝ m2/h 代入恒壓過(guò)濾方程式求得： q 二洗 ＝ （ m3/m2 (6)三洗洗液汁底部由平底改成斜底，以防洗液堵塞。濾盤(pán)的翻轉(zhuǎn)是裝在濾盤(pán)大端的，翻盤(pán)又和滾輪通過(guò)曲線(xiàn)導(dǎo)軌來(lái)控制的。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)備，石墨列管換熱器，軸流泵，氟回收及配套設(shè)備。 K。 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 )： ； 第 13 頁(yè) 共 22 頁(yè) H2SO4（溶液）： ； H2O（液體）： ； HF（氣體 ） ： 由此可得： Q 反應(yīng) =13350 327 1000/504 ≈ 106J ((247。 Y+ 解得： X= Y= (19)吸干濾液含 P2O5(kg) 32%= (20)吸干溶液與一次洗滌混合液含 P2O5(kg) %= (21)回磷酸量 (kg) 178–= 含 P2O5： 32%= 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。 (24)過(guò)濾機(jī)漏氣量： 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。 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。 (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。 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。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。21冷凝 水池 。11,12氣液分離器 。3鼓風(fēng)機(jī) 。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。 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。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)。 第 5 頁(yè) 共 22 頁(yè) (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。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)。 (3)成品包裝袋 采用規(guī)格為 50kg 的編織袋，外購(gòu)。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。 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。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。無(wú)霜期為 220 天左右。s， μ 三洗 =103Pa 1濾餅含液量（以干磷石膏為準(zhǔn)） %； 過(guò)濾后濾餅 一次洗滌后濾餅 二次洗滌后濾餅 三次洗滌后濾餅 1洗液濃度（ P205） %：一次洗液 二次洗液 三次洗液 1返回淡磷酸的溫度（ ℃ ）； 61 1萃取槽排出料漿的溫度（ ℃ ）； 75 1萃取槽 排出廢氣的溫度（ ℃ ）； 55 1料漿循環(huán)比： 69 1磷灰石分解率（ %） 1萃取槽排出廢氣的相對(duì)濕度： .93 1料漿在萃取槽中的停留時(shí)間： 6 小時(shí)。I CO２ SiO2 MgO 硫酸用量：為理論用量的 102% 硫酸濃度：含 H2SO4 98% 轉(zhuǎn)化率： % 洗滌效率： % 料漿液固比： 成品稀磷酸濃度：含 P2O5 32% 氟逸出率（ %）：二水法： 半水法： 45。 2原料硫酸溫度： 22℃ ； 2過(guò)濾 常數(shù)： qe=； K 過(guò)濾 =； K 一洗 =。 建廠地理位置概況 本設(shè)計(jì)中廠區(qū)在海州區(qū)內(nèi)， 地理位置優(yōu)越， 靠近連云港新浦 市區(qū)， 臨近 連云港港口，廠區(qū)內(nèi)可設(shè)置鐵路專(zhuān)用線(xiàn)與東隴海國(guó)鐵接軌，有優(yōu)越的運(yùn)輸條件。通過(guò)水路運(yùn)輸，在碼頭卸貨，再通過(guò)公路運(yùn)輸?shù)竭_(dá)廠區(qū)。 境內(nèi)河流縱交錯(cuò) ， 水陸交通便利 ， 連云港白塔埠機(jī)場(chǎng)距海州 25km， 有飛往上海、廣州、廈門(mén)、北京、沈陽(yáng)等地的航班。從分布看，以湖北、云南為多，分別占 22%和21%； 貴州、湖南次之。 礦體延深 550 m 多 ，平均厚度23m。由底部流出的稠漿也流入稠漿槽。 排放磷石膏最簡(jiǎn)單的方法是把石膏用水調(diào)成稀漿 (一般石膏 10%)，再把石膏漿經(jīng)泵送到水流量大的河流或海洋里。 操作制度 本裝置磷酸每天三班連續(xù)操作，每年運(yùn)行 300 天，每天運(yùn)行 即每年運(yùn)行 6750h。外來(lái)硫酸的裝卸站臺(tái)及罐區(qū)緊臨鐵路，且于磷酸裝置硫酸中 間罐區(qū)僅一路之隔，磷礦庫(kù)在磷酸廠北側(cè)，因磷精礦用汽車(chē)運(yùn)輸入廠，這樣汽車(chē)運(yùn)距短，不用穿過(guò)廠區(qū)，第 6 頁(yè) 共 22 頁(yè) 僅磷石膏需用汽車(chē)運(yùn)至尾礦堆場(chǎng)，而磷石膏堆放根據(jù)工藝要求只能布置在磷酸廠房南面，緊臨鐵路，如果磷石膏的有了新的開(kāi)發(fā)和利用可以直接用火車(chē)運(yùn)走。目前世界各國(guó)大多采用濕法，并不斷研究濕法磷酸的提純技術(shù)以達(dá)到以較低的生產(chǎn)成本制得純度較高的磷酸。 2H2O + HF 二水物流程的反應(yīng)機(jī)理和工藝條件與半水物流程，無(wú)水物流程等截然不同，這就是濕法磷酸生產(chǎn)流程要以硫酸鈣結(jié)晶水形式來(lái)分類(lèi)的原因。8文丘里吸收塔 。 17液封槽 。首先是 P2O5轉(zhuǎn)化率低，影響經(jīng)濟(jì)效益，在一般控制條件下，轉(zhuǎn)化率可降至 92%～ 94%，其實(shí)，介穩(wěn)定 的半水物結(jié)晶在操作運(yùn)轉(zhuǎn)中，常會(huì)帶來(lái)許多難以預(yù)期和克服的麻煩。 該流程的特點(diǎn)是： ①全系統(tǒng)只經(jīng)一次過(guò)濾，所以是“一步法 ” 的再結(jié)晶流程，轉(zhuǎn)化過(guò)程的磷酸濃度與分解過(guò)程基本相同； ②只能得到與二水物相似的磷酸濃度； ③結(jié)晶轉(zhuǎn)化過(guò)程是由二水物脫 水轉(zhuǎn)化成半水物，這種從溶液中析出的半水物為α型(α CaSO4 綜上所述，選擇二水物流程生成磷酸是最好的工藝流程。萃取槽排出的含氟氣體通過(guò)文丘里吸收塔用水循環(huán)吸收，吸收液用氟吸收循環(huán)泵送至文丘里吸收塔進(jìn)行循環(huán)吸收，凈化尾氣經(jīng)排氣機(jī)和排氣筒排空。各洗液進(jìn)入氣液分離器的相應(yīng)格內(nèi) ，被分離出的液體經(jīng)三洗泵，二洗泵將洗液相繼返回過(guò)濾機(jī)洗滌濾餅，一次洗液將由泵全部送至萃取槽。 (9)機(jī)械損失（ P2O5）： 3 % (10)水份蒸發(fā)量（以 100kg 磷礦為基準(zhǔn)）： ；如采用真空冷卻，則冷卻器中的蒸發(fā)水量占 80%。 s；(28)密度：成品磷酸 1260kg/m3；一洗液 1210kg/m3；二洗液 1060kg/m3；三洗液 1020kg/m3 按照上述已知條件，計(jì)算物料平衡如下 (以 100kg 磷礦來(lái)計(jì)算 ) [5] [6]： (1)硫酸用量 (kg) 100%的 H2SO4 100 102% 98/56= 98%的 H2SO4 (2)逸出氣體量 (kg) CO2： 100 %= F ： 100 % %= 以 SiF4計(jì)算 104/76= H2O： 合計(jì)： ++= (3)磷石膏值 (kg) 100 % +100 %= 其中總含 P2O5： 100 %(% %)= 未分解 P2O5： (%)= 水溶性 P2O5： = (4)生成 循環(huán) 料漿量 (kg) (+1)= 液相量： = 含 P2O5： 32%= (5)成品磷酸量 (kg) 第 11 頁(yè) 共 22 頁(yè) 100 % % % (1003)%247。 K； 30—— 夏季月平均溫度，即車(chē)間熱負(fù)荷最大期間的溫度℃ ) Q 硫酸 =120xx 22≈ 106J(—— 98%H2SO4的比熱， kJ/kg K； —— 0℃和 105Pa時(shí)的空氣密度， kg/m3； 4242—— 30℃ 空氣中飽和水蒸氣的分壓 Pa； —— 空氣的相對(duì)濕度； —— 30℃時(shí)水蒸氣的焓， kJ/kg） 所以，萃取槽的總收入熱量為： Q 收入 =+++++ =+ 第 14 頁(yè) 共 22 頁(yè) (2)支出熱量： 帶走的熱量是下列熱量總和：送去過(guò)濾的料漿（ Q 料漿 ）；從萃 取槽排出的氣體（ Q 氣體 ）和熱損失（ Q 熱損 ）。 15731 18 (101323 ) =在一個(gè)圓環(huán)形柜架上設(shè)置了 20 個(gè)梯形濾盤(pán)。濾布的固定采用平壓板結(jié)構(gòu)，安裝可靠，拆卸