【正文】 m? ? ? ?? 取進 出料端裕量 15%，則筒體全長度為： 7. 84 1. 15 8. 78Lm? ? ?， 取 L=9m 筒體轉(zhuǎn)速 n 筒體轉(zhuǎn)速按式 43 計算 [15]： 1n m k Lt g t D?? ? ? ? ?? （ 43） 式中 m—— 抄板系數(shù)，取 ； k—— 流向系數(shù)，取 ； t—— 物料停留時間， 20～ 30min； tg? —— 傾斜角正切值，取 ； L—— 筒體長度， 9m； D—— 筒體直徑， ； 所以當 t=20min 時， 11 . 0 0 . 7 9 1 4 . 3 2 / m i n0 . 0 1 2 0 2 . 2nr? ? ? ? ??? 當 t=30min 時， n= /minr 功率 N（馬力） 功率計算按式 44[15]： D L n K??? ? ? ? ? ? (44) 式中 n—— 筒體轉(zhuǎn)速，取 /minr ? —— 物料密度，取進出口的平均值 ； ? —— 物料填充系數(shù)； K—— 抄板系數(shù)，升舉式抄板取 。 已知數(shù)據(jù) 進入干燥器物料 F1= t/h；密度 1? = t/m3； 出干燥器物料 F2= t/h；密度 2? = t/m3； 脫水量 W= t/h。故加熱 器外殼內(nèi)徑 D 外 為： D (21 1)32 700 mm外 ? ? ? C、加熱器封頭高 H 查上下封頭曲邊高為 175mm，直邊高 25mm。 料漿濃縮蒸發(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。 s；料漿密度 kg/L； 中和槽容積裝載系數(shù) ； 中和時水分蒸 發(fā)量 7040kg/h； 中和槽通氨量 5640 kg/h； 中和槽內(nèi)料漿平均停留時間 50min。 K）； 輸出的熱量為： Q=Q 料 +Q 蒸氣 +Q 氣 +Q 損 ppQ m 1 3 2 9 9 6 4 7 . 8 8 k J料 PCT? Q 35 82 0 2. 31 6 14 0 11 61 42 76 .8蒸 氣 pmC T kJ? ? ? ? 式中 [8] —— 過熱蒸汽的比熱， kJ/（ kg K）； —— 氨氣的比熱， kJ/（ kg K) 2 輸出能量 Q Q Q Q料 氣 損? ? ? 下面分別求每一項帶出的熱量： 當不考慮雜質(zhì)時，而固相的量很少，即料漿為磷酸溶液和硝酸鈣溶液： Q 5 4 8 1 0 C 6 2 5 4 3 4 0 3 . 8 1 4 6 2料 料? ? ? ? ? ? 式中： 54810—— 磷酸和水的質(zhì)量， kg； 54340—— 硝酸鈣的質(zhì)量， kg； 62—— 出料溫度， K； —— 硝酸鈣的比熱， kJ/（ kg即 Q Q Q Q Q進 磷 礦 硝 酸 反 應 磷 酸? ? ? ? 下面分別求每項的熱量： 3Q 3 5 . 2 1 1 0 0 . 7 8 3 2 0 5 5 1 3 8 8 . 6 k J磷 礦 ? ? ? ? ? 式中 [15]： —— 磷精礦比熱， kJ/kg 工藝流程圖如圖 21： 四川理工學院本科畢業(yè)設計 工藝條件的確定 4 圖 21 冷凍法硝酸磷肥工藝流程圖 四川理工學院本科畢業(yè)設計 工藝計算 5 第三章 工藝計算 物料衡算 設計任務為年產(chǎn)四十萬噸硝酸磷肥，按照國家磷肥生產(chǎn)規(guī)格為 N： P2O5 =20：20；除設備檢修及放假時間，全年的生產(chǎn)時間為 300 天，即 7200h；采用的磷礦組成百分含量如表 31： 表 31 磷礦中礦物的化學組成 組成 P2O5 CaO MgO CO2 SiO2 Fe2O3 Al2O3 F 含量 為了使磷礦充分的分解，所以加入硝酸的量為理論用量的 110%；為避免蒸發(fā)段的能量消耗過多，即采用的硝酸濃度為 56%。蒸發(fā)器中通入約220℃蒸氣，與料漿逆流傳熱，出口溫度為約 140℃，料漿則加熱到 170℃左右，容器內(nèi)的真空度約為 200mmHg。分解所需溫四川理工學院本科畢業(yè)設計 工藝條件的確定 3 度主要是內(nèi)反應所產(chǎn)生的熱量來維持的，如所用硝酸溫度在 30℃ 左右，則基本上可以保持分解反應在 55℃ 左右進行。 為了加快 磷 礦的分解速度，和盡可能減少以后加工中的 蒸 發(fā)水 量 。文章首先概述了硝酸磷肥的現(xiàn)在和發(fā)展趨勢等；接著較詳細地論述了 硝酸磷肥的生產(chǎn)方法和本設計的工藝流程的確定；然后主要對工藝流程中各階段作了物料衡算和能量衡算；再物料和能量衡算的基礎上對主要設備尺寸作了計算和選型；并對輔助設備作了簡單的計算和選型；文章最后重點闡述了該工藝的安全注意事項和“三廢”的處理，并介紹了對硝酸磷肥生產(chǎn)過程中對尾氣的處理方法。 XX 學院畢業(yè)設計 40 萬噸 /年硝酸磷肥工藝初步設計 姓 名： 學 號： 學 院： 材料與化學工程學院 專 業(yè)： 化學工程與工藝 年 級 ： 指導教師： XX 學院材料與化學工程學院 二〇一 一 年 6 月XX學院本科畢業(yè)設計 摘要 1 40 萬噸 /年硝酸磷肥工藝初步設 計 摘要 本設計為年產(chǎn) 40 萬噸硝酸磷肥工藝初步設計，本設計從硝酸磷肥的發(fā)展前途和基本性質(zhì)開始先論述，了解了生產(chǎn)硝酸磷 肥的必要性，然后對其生產(chǎn)方法進行了簡述和論證，最后選擇了冷凍生產(chǎn)法。文章在設計計算的基礎上畫出了該工藝的帶控制點的工藝流程圖和主體設備圖，并對本次設計進行了全面的總結(jié)和討論，然后給出了主要參考文獻。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 。 所以要求反應槽內(nèi)的 溫度 控制 在 50～65℃ 之間 ，壓力為常壓。料漿從蒸發(fā)器出來其含水量則可降低到約 10%[14]。 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。 K。 K） C 料 —— 料漿比熱； kJ/（ kg K）； 反應產(chǎn)生的熱量：以 1mol 為基準 3 3 4 3( ) ( ) ( )NH g HN O l NH NO l?? kJ? 則：1 3 8 2 0 1 1 9 . 2 9 1 0 0 0q 7 2 3 3 1 3 9 . 6 8 k J63nH ??? 3 3 4 4 2 4( ) ( ) ( )N H g H P O l N H H P O l?? kJ? 則： 2 9 7 1 0 1 2 1 . 2 4 1 0 0 0q 1 2 0 1 2 6 5 7 . 1 4 k J98nH ??? 3 3 4 4 2 42 ( ) ( ) ( ) ( )NH g H PO l NH HP O l?? kJ? 四川理工學院本科畢業(yè)設計 工藝計算 16 則：3 1 0 8 0 2 0 3 . 5 9 1 0 0 0q 2 2 4 3 6 4 4 . 9 k J98nH ??? 3 4 3 2 3 4 4 3( ) ( ) ( ) 2 ( ) ( ) 2 ( )H P O l C a N O l N H g C a H P O l N H N O l? ? ? ? 21 3H kJ? 則：4 6 7 3 0 * 2 1 6 . 8 3 * 1 0 0 0q 1 0 7 2 9 8 9 6 . 3 2 k J136nH ? 所以 ：Q 7 2 3 3 1 3 9 . 6 8 1 2 0 1 2 6 5 7 . 1 4 2 2 4 3 6 4 4 . 9 1 0 7 2 9 8 9 6 . 3 2 3 2 2 1 9 3 3 8 . 0 4 k J反 應 n q? ? ? ? ??帶出的熱量： 2ppm155 80 62 120 673 0 09 120 145 0 27 120114 00 93 120 247 0 69 120 896 5 1201 06 077 73 .2k JPQ C T? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? 式中 [15] —— 硝酸銨的比熱， kJ/（ kg K）； 4 3 0 6 . 0 4 2 . 5 8 4 1 7 0 4 3 0 6 . 0 4 2 8 1 6 . 114017796 .5 kJpQ m C T m h? ? ? ? ??氣 式中 [8] —— 水的汽化熱， kJ/kg； 2． 584—— 水蒸汽的比熱， kJ/（ kg 中和槽基本尺寸計算 容積 34 8 0 1 0 5 0V 2 8 . 3 71 . 4 1 1 0 0 0 6 0有 效 m? ? ?? m?? 因采用三個中和槽，則每個中和槽的體積為： m?? 設中和槽高度與直徑比 H/D=，則中和槽內(nèi)徑 D 為： 3 m* / 4D ???，取 中和槽高度 H： H ? ? ? 四川理工學院本科畢業(yè)設計 主要設備的計 算及選型 20 中和槽溢流口高度 h： h ? ? ? 中和槽攪拌槳計算 由于該攪拌是氣液混合，選用標準單層透平槳。 已知條件 由物料衡算和能量衡算知 蒸氣進口溫度為 220℃，出口溫度為 140℃，帶入 Q=28653134 .4KJ；傳熱溫差△ T=220140=80℃； 傳熱系數(shù)取 K=700W/(m2 四川理工學院本科畢業(yè)設計 主要設備的計 算及選型 23 閃蒸室計算 閃蒸水量為 4790Kg/h；閃蒸室截面蒸發(fā)強度取 1200Kg（ H2O） /（ m2 物料停留時間 t 20～ 30 min； 筒體傾斜度 ? 1%； 爐氣量 A=13280 kg/h； 爐 氣出口濕含量 20. 0 75 g ) / gH k H O k? （ （ 干 氣 ） 爐氣進口溫度 T1=450℃，出口溫度 T2=110℃； 氣體出口端流速 u= m/s[15]。 其中 [15]: 12()2FF tV? ??? ? ? （ 45） 四川理工學院本科畢業(yè)設計 主要設備的計 算及選型 26 式中 F1—— 進物料量， t/h；密度 1? = t/m3； F2—— 出物料量， t/h；密度 2? = t/m3； t—— 停留時間，取 ； V—— 筒體容積， m3； 其中 . 2 9 3 4 .1 94Vm? ? ? ? 所以 2 0 0 . 9 5 4 1 9 7 . 2 3 1 0 . 4( ) 1 . 41 . 6 2 7 1 . 6 4 7 2 3 4 .1 9? ? ? ? ?? 故 30 . 2 5 2 . 5 7 9 . 6 1 . 6 3 7 1 . 4 1 . 57 9 9 . 0 5 9 5 . 8 WN H P k? ? ? ? ? ? ??? 查閱資料知，電機的效率為 %； 0 ?? 故選配兩個電機功率為 315kW； 電機型號為 Y355L34，額定功