【正文】 3+5H2SO4+10H2O=5CaSO4?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) =23650 327 1000/504 ≈ 106J ((247。s。 (20)、料漿的密度（ kg/m3） :1530 (21)、夏季最高月平均溫度（ ℃ ） :30 (22)、不考慮萃取槽中的熱量損失； (23)、噴嘴風(fēng)壓：廢氣溫度為 60℃ 時(shí)取 50006000Pa，廢氣溫度為 55℃ 177。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)。 (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（ ℃ ）； 54 1萃取槽排出料漿的溫度（ ℃ ）； 60 1萃取槽排出廢氣的溫度（ ℃ ） ； 75 1料漿循環(huán)比： 54 1磷灰石分解率（ %） 1萃取槽排出廢氣的相對(duì)濕度： .94 1料漿在萃取槽中的停留時(shí)間： 小時(shí)。I CO２ SiO2 MgO 硫酸用量：為理論用量的 103% 硫酸濃度：含 H2SO4 % 轉(zhuǎn)化率： 98% 洗滌效率： % 料漿液固比： 成品稀磷酸濃度：含 P2O5 33% 氟逸出率（ %）：二水法： 半水法： 45。 2原料硫酸溫度： 29℃ ； 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 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)，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）： 4 % 。 (27)、 洗液粘度： μ 一洗 =103Pa 16 按每年生產(chǎn) 300 天，每天工作 計(jì)算，為了完成 48000 噸 /年 P2O5 濕法磷酸的生產(chǎn)。 下面分別求每一項(xiàng)帶出的熱量： 77℃時(shí)，送去過(guò)濾的料漿帶走的熱量為： Q 料漿 = C 料漿 60 （式中 : —— 料漿量， kg 60— 溫度，℃ ） C 料漿 —— 料漿比熱， kJ/kg?K，其值按下式確定， 18 C 料漿 =C 液 X液 +C固 X固 （ C液和 C 固 —— 料漿中液相和固相的熱容， kJ/kg?K。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，拆卸方便。 由恒壓過(guò)濾方程式得： q2 主濾 +2q 主濾 qe=K 主濾θ （以一小時(shí)為計(jì)算基準(zhǔn)，即θ＝ 1小時(shí)）代入數(shù)據(jù)解二次方程得： q 主濾＝ （ m3/m2?h）； 而 G主濾 =(21550+55760)/1260=（ m3/h） ∴ A主濾 =(m2) (2)一次洗滌區(qū)的必需面積： 按照上述同樣方法求得： q一洗＝ （ m3/m2?h）； ∴ A一洗 =40280/(1210 )=29046(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?h）； ∴ A二洗 =31650/(1060 )=(m2) (4)三次洗滌區(qū)的面積： 由 K二洗μ二洗＝ K 三洗μ三洗 求得 K 三洗＝ m2/h； q 三洗＝ （ m3/m2?h）； ∴ A三洗 =25970/(1020 )=(m2) 則 A有效＝ A 主濾＋ A 一洗＋ A二洗＋ A三洗≈ (m2) 選用 PF盤(pán)式過(guò)濾機(jī) , 盤(pán)式過(guò)濾機(jī)是一種連續(xù)真空過(guò)濾設(shè)備，用于萃取磷酸生產(chǎn)中料漿的過(guò)濾，使磷酸與磷石膏分離。 (2)主要工藝參數(shù)可通過(guò)儀表盤(pán)上的指示儀，記錄儀或半模擬盤(pán)進(jìn)行 監(jiān)視報(bào)警，同時(shí)半模擬盤(pán)上顯示出主要工藝路線及控制回路。 5 給、排水要 求 概況 該礦用水來(lái)自薔薇河，在薔薇河?xùn)|岸已有一級(jí)泵站一座，由直徑 500 鑄鐵管輸送至礦區(qū)凈化，河水供水能力為 771t/h。 循環(huán)水 循環(huán)水含 F 為 %，循環(huán)水量為 500t/h，△ t=8℃，為考慮今后的發(fā)展，本設(shè)計(jì)選用 200 t/h。四氟化硅即溶于冷凝液中形成稀氟硅酸溶液。 7 廠化驗(yàn)室要求 在 磷酸生產(chǎn)車(chē)間，將化驗(yàn)室放在便利于測(cè)量的地方。 25 參 考 文 獻(xiàn) [1] 吳佩芝 .濕法磷酸 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1987. 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