【正文】 P2O5總收率。 (4)原料需要量 名稱及規(guī)格 單位 每小時量 7 磷精礦 (P2O5 ： %) t 硫酸 (% H2SO4 ) t 包裝袋 (50kg/個 ) t 2 裝置的運輸量： 運入：磷礦 硫酸 包裝袋 13500t/y 運出：磷酸（ P2O5計） 48003t/y 磷石膏 244245t/y 原材料的供應(yīng)與產(chǎn)品貯存、運 輸條件 廠區(qū)布置如圖（附后） [2] “ 三廢 ” 治理 (1)廢氣 磷礦中含有 F約 %，在磷礦萃取反應(yīng)時，氟的分布因磷礦種類及所用的工藝不同而有所不同，以二水法為例，呈氣態(tài)逸出的氟約占磷礦含氟量的 2～ 12%，留在磷酸中的約為 20～ 75%，石膏中約占磷酸含氟量的 15～ 25%，排出的氟的形態(tài)，主要以四氟化硅 (SiF4)存在，排出的氣量同反應(yīng)熱的排出方式有關(guān)。我國 磷礦的成礦時代主要為震旦紀(jì)和早寒武世，前震旦紀(jì)、古生代也有磷礦產(chǎn)出。無洪水，泥石流，滑坡等危害，地震基本烈度符合化學(xué)工廠選址 的原則。 地理位置、地形地貌 國家四大磷礦之一的錦屏磷礦位于海州區(qū) ，其 地形以平原為主，境內(nèi)地 勢低平，平原高山齊觀，河湖丘陵、灘涂俱備，平均海拔為 5m。四季分明，氣候宜人。s。 料漿的密度（ kg/m3） :1530 2夏季最高月平均溫度（ ℃ ） :30 2不考慮萃取槽中的熱量損失； 2噴嘴風(fēng)壓：廢氣溫度為 60℃ 時取 50006000Pa，廢氣溫度為 55℃ 177。 二、設(shè)計條件： 原料磷礦的主要成分（ %）： P2O5 F CaO Fe2O3 Al2O3 Amin（按過濾機總面積計算）。濕法磷酸主要用于生產(chǎn)重過磷酸鈣和磷酸銨類肥料，還可以用來生產(chǎn)各種工業(yè)磷酸鹽及磷飼料 [1]。 水路： 廠區(qū)不僅臨近 薔薇河 、鹽河，且濱臨黃海，水路的運輸能力很好，在各個季節(jié)，行道寬度、水深變化情況不大。 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 。探明儲量的礦區(qū)有 412 處 ，總保有儲量礦石 152 億噸 ， 居世界第 2位。 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，與圍巖呈過渡關(guān)系，規(guī)模大者斷續(xù)長 2020m多 ，一般長 200～ 800m。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，即將沖洗濾盤后的污水通過稀漿槽經(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。因為磷石膏排放量大，常年堆存不但占用大量土地，耗用巨額資金，而且處理不好會于推存過程造成水溶性 P2O5,F 對環(huán)境的污染。本設(shè)計的萃取磷酸的生產(chǎn)采用傳統(tǒng)的二水物流程。 總平面布置 從工廠的組成 、運輸、氣象及地質(zhì)等情況，共排三個方案，均以磷酸為主體，其他輔助裝置圍繞磷酸裝置布置，經(jīng)過比較差異不大，僅是物料輸送皮帶機的長短和管線長短而已，最終經(jīng)過比較確定此方案為初步設(shè)計總平面布置，該方案的特點是 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。其優(yōu)點是成本低；缺點是產(chǎn)品的濃度低，雜質(zhì)含量高，提純困難。 2H2O)形式沉淀的工藝流程稱為二水物流程，反應(yīng)式如下： Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 10H2O ＝ 3H3PO4 + 5CaSO4 7氟吸收液循環(huán)泵 。 16,18水環(huán)式真空泵 。 然而，作為工業(yè)化裝置，半水物流程也有它的不足。磷礦在分解過程中酸化，并首先析出二水物，在轉(zhuǎn)化過程中 又脫水轉(zhuǎn)化為半水物。 12 第四，在轉(zhuǎn)化過程的溶液中，形成的半水物“過渡脫水 ” 成無水物的趨勢是存在的。 為了降低萃取槽中料漿的溫度，用鼓鳳機送入空氣冷卻。與此同時，稠漿中的石膏亦被濾出，并與大宗石膏一起被排除。I CO２ SiO2 MgO (2)、 硫酸用量：為理論用量的 103% (3)、硫酸濃度：含 H2SO4 % (4)、轉(zhuǎn)化率： 98% (5)、洗滌效率： % (6)、料漿液固比： (7)、成品稀磷酸濃度：含 P2O5 33% (8)、氟逸出率（ %）：二水法： 半水法： 45。 (25)、原料硫酸溫度： 29℃ ； (26)、過濾常數(shù)： qe=； K 過濾 =； K 一洗 =。 Y+ 解得： X= Y= (19)吸干濾液含 P2O5(kg) 33%= (20)吸干溶液與一次洗滌混合液含 P2O5(kg) %= (21)回磷酸量 (kg) –= 含 P2O5： 33%= 熱量平衡計算 [7] 在工藝概述中已經(jīng)闡述的那樣采用鼓鳳機吹入空氣帶走萃取槽中的熱量。 98= 106 J 進(jìn)入萃取槽空氣帶入的熱量： Q 空氣 = 30 V +4242 18 V /(101323 ) = (式中： —— 空氣熱容， kJ/kg?K； —— 0℃和 105Pa 時的空氣密度， kg/m3； 4242—— 30℃空氣中飽和水蒸氣的分壓 Pa； —— 空氣的相對濕度； —— 30℃時水蒸氣的焓， kJ/kg） 所以，萃取槽的總收入熱量為： Q 收入 =+++++ =42020106J+ (2)支出熱量： 帶走的熱量是下列熱量總和：送去過濾的料漿（ Q 料漿）；從萃取槽排出的氣體（ Q 氣體）和熱損失（ Q熱損）。 過濾機 [8， 9] 該機系水平回轉(zhuǎn)翻盤式連接真空過濾設(shè)備。 (3)濾板四周采用條加契緊扶壓緊，避免因螺釘固定造成四角蹺曲而漏氣并損壞濾布的弊病。 20 解： 主過濾區(qū)的必需面積： A 主濾 =G 主濾 /q 主濾 (m2) G 主濾 —— θ時間的濾液量 (m3)。 性能范圍 氣量： ～ m3/min 真空度： 700～ 760 mmHg 壓力： 0～ kg?f/cm3 本設(shè)計中根據(jù)過濾機的漏氣量 m3/ m2?min，則過濾機總漏氣量為， =108m3/ min 根據(jù)漏氣量查 設(shè)計手冊 得： 選用型號為 SK120的水環(huán)式真空泵，其主要參數(shù)： 轉(zhuǎn)速： 490 r/min 電動機： 185 kW 22 口徑： 300 mm 供應(yīng)量： 200 L/min 自動控制要求 控制水平和 范 圍 控制水平 (1)在萃取區(qū)域設(shè)置了控制室，其它區(qū)域分別設(shè)置就地設(shè)置操作儀表盤，實現(xiàn)集中控制操作或就地集中操作。 復(fù)雜控 制系 統(tǒng) 礦粉和 H2SO4比例調(diào)節(jié) 。 消防系統(tǒng)采用低壓消費制，室外為地上式消火栓，室內(nèi)主要廠房內(nèi)設(shè)小型滅火器。 在本設(shè)計中由于氣量不大，故采用真空冷卻流程，流程簡述如下： 萃取反應(yīng)槽 液相界面上的氟氣體送入尾氣吸收塔，用水吸收后放空，而萃取料漿在真空室內(nèi)閃蒸時產(chǎn)生的含氟水蒸氣則在冷凝器內(nèi)被冷凝。焦炭及其他輔助原料按要求分別粉磨，由微機控制磷石膏按一定比例配合混合，混合后的生料在均化庫內(nèi)進(jìn)行機械倒庫和空氣凈化，合格的生料入窯煅燒；窯氣進(jìn)入制酸系統(tǒng)，水泥熟料與混合材料由微機控制按一定比例配合，經(jīng)粉磨制成合格的水泥。通過該設(shè)計，我掌握了化工工藝設(shè)計的基本程序、方法和步驟，使我對所學(xué) 的知識有了更進(jìn)一步的掌握。 24 結(jié) 論 目前世界各國中小型磷酸化工企業(yè)大多采用濕法，二水物濕法磷酸生產(chǎn)流程占主導(dǎo)地位，由于其產(chǎn)品的濃度低，雜質(zhì)含量高，提純困難，導(dǎo)致其使用方向的有限性，所以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是目前研究的課題。其余外排。 6 環(huán)境保護(hù)要求 磷酸及重過磷酸鈣生產(chǎn)過程排放的含氟廢氣中，氟主要以四氟化硅的形式存在，其次是HF、磷酸蒸汽及霧滴，四氟化硅與水接觸生成氟硅酸。該礦區(qū)目前生產(chǎn)用水，來自于預(yù)沉池，生活用水來自于無閥濾池。 控制范圍 本設(shè)計包括了在生產(chǎn)裝置區(qū)域內(nèi)部 — 原料、萃取等各種化工參數(shù)，包括流量、物位、溫度、壓力成分分析等參數(shù)的自動檢測、自控和報警。環(huán)室換相等同心角設(shè)置，八臺攪拌漿，中心圓筒設(shè)置一臺攪拌漿，每個攪拌軸上裝 21 有通向雙層渦輪式攪拌器，九漿轉(zhuǎn)向相同。 (6)三洗洗液汁底部由平底改成斜底，以防洗液堵塞。濾盤的翻轉(zhuǎn)是裝在濾盤大端的，翻盤又和滾輪通過曲線導(dǎo)軌來控制的。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，過濾機及配套設(shè)備，石墨列管 19 換熱器，軸流泵，氟回收及配套設(shè)備。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 下面分別求每一項帶入的熱量： Q 磷礦 =23650 30≈ 106J (—— 磷精礦比熱， kJ/kg?K； 30—— 夏季月平均溫度，即車間熱負(fù)荷最大期間的溫度℃ ) Q 硫酸 =20930 29≈ 106J(—— %H2SO4 的比熱， kJ/kg?K) Q 淡磷酸 =96040 54≈ 106J（ —— %P2O5 磷酸溶液的比熱kJ/kg?K） 硫酸與磷精礦的反應(yīng) 熱（磷精礦中的全部 P2O5 都按氟磷灰石計）： Ca5F(PO4)