【導(dǎo)讀】40萬噸/年硝酸磷肥工藝初步設(shè)計(jì)。XX學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院。XX學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要。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(jìn)。行了簡述和論證，最后選擇了冷凍生產(chǎn)法。根據(jù)此法的工藝流程，對整個裝置進(jìn)。行了物料衡算和能量衡算，并在物料和能力衡算的基礎(chǔ)上對主要設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計(jì)。及選型，給出了帶控制點(diǎn)的工藝流程圖和主體設(shè)備裝備圖，同時對本流程的“三。廢”治理作了相關(guān)討論。完成了任務(wù)書規(guī)定的生產(chǎn)任務(wù)。四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)Abstract. 中和器溫度與壓力.....

　　

【正文】 筒體長度按式 41計(jì)算 [15]: 2439。LV D??? （ 41） 139。 ?? （ 42） 式中 V’—— 干燥器容積， m3 W—— 干燥脫水量， Kg/h； A—— 干燥強(qiáng)度， Kg/(m3 h)； 取 A=150 Kg/(m3 h)，則： 3139。 1 . 2 3 7 2 3 2 9 . 7 8150Vm? ? ? ? 故筒體長度為： 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 主要設(shè)備的計(jì) 算及選型 25 212 9 . 7 8 4 7 . 8 43 . 1 4 2 . 2Lm? ? ? ?? 取進(jìn) 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(jì)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(dāng) t=20min 時， 11 . 0 0 . 7 9 1 4 . 3 2 / m i n0 . 0 1 2 0 2 . 2nr? ? ? ? ??? 當(dāng) t=30min 時， n= /minr 功率 N（馬力） 功率計(jì)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(jìn)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 。 其中 [15]: 12()2FF tV? ??? ? ? （ 45） 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 主要設(shè)備的計(jì) 算及選型 26 式中 F1—— 進(jìn)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(jī)的效率為 %； 0 ?? 故選配兩個電機(jī)功率為 315kW； 電機(jī)型號為 Y355L34，額定功率 315kW,額定電流 578A，轉(zhuǎn)速 1488r/min，效率%，功率因數(shù) 。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 輔助設(shè)備設(shè)計(jì) 27 第五章 輔助設(shè)備設(shè)計(jì) 儲罐 儲罐是用來暫存酸解過后的料漿，主要起到緩沖作用。 儲罐的物料流量 G=查手冊 [15]得： 硝酸鈣 1 /Kg L? ? 磷酸 2 /Kg L? ? 水 3 /Kg L? ? 所以料漿平均密度約為： 1 1 2 2 3 354. 34 33. 02 109 .15 54. 34 33. 04 34109 .15 109 .15 109 .15 15 /w w wKg L? ? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ?? 物料在儲罐的停留時間 20min； 儲罐的填充系數(shù)： 所以儲罐的容積為： 33 3109 .15 10 2060 15 10 ? ??? ? ? 所以選材質(zhì)玻璃鋼，容積為 30m3， ，筒體直徑 2600mm，高度 4300mm，筒體壁厚 8mm。 泵 泵將儲罐內(nèi)密度為 ，設(shè)儲罐中液面維持恒定，儲罐上方壓力為 。 選用輕度腐蝕無縫鋼管，絕對粗糙度 3m/s； 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 輔助設(shè)備設(shè)計(jì) 28 流量： 3109150 5 7 . 1 5 /1910mQ m h?? ? ? 管徑： 4 4 5 7 . 1 5 3 . 1 4 3 3 6 0 0QDmu? ?? ? ??? 所以選用 100 4mm 管； 實(shí)際流速 ； 管長取 10m，經(jīng)計(jì)算揚(yáng)程 H＜ 25m； 所以根據(jù)以上選擇 IE10080160 型號泵。 其他泵的選擇： 泵（ P2）型號： IE8050250AZ； 泵（ P3）型號： IE8050315X； 泵（ P4）型號： IE8050315X； 泵（ P5）型號： IE8050315X； 泵的物性常數(shù)總結(jié)與表 61： 表 61 泵的物性表 型號 揚(yáng)程 H m 流量 m3/h 轉(zhuǎn)速 r/min 電動機(jī)功率 kW IE10080160 25 80 2900 15 IE8050250AZ 35 35 2900 11 IE8050315X 23 40 1450 11 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 安全生產(chǎn)及三廢處理 29 第 六章 安全生產(chǎn)及三廢處理 安全生產(chǎn) 化工生產(chǎn)具有易燃、易爆、高溫、高壓、有毒、有腐蝕等特點(diǎn)。因此，化工生產(chǎn)應(yīng)該貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，加強(qiáng)安全教育，強(qiáng)化安全管理，保護(hù)人身安全，保護(hù)財(cái)產(chǎn)安全。 化工生產(chǎn)同時也是環(huán)境污染源之一，是污染控制的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一。但為了加強(qiáng)硝酸磷肥的安全技術(shù)管理，確保安全生產(chǎn)，保護(hù)國家財(cái)產(chǎn)和職工的安全，促進(jìn)磷肥的發(fā)展，按照“安全第一，預(yù)防為主”的方針，制訂規(guī)程。 對于本次設(shè)計(jì)中生產(chǎn)工藝與設(shè)備的安全防范措施，必須做到以下幾點(diǎn)： 1） 硝酸儲存區(qū)必須標(biāo)牌警 告； 2） 氨儲存區(qū)應(yīng)保持陰涼和通風(fēng)良好，遠(yuǎn)離所有可能的火源，與其他化學(xué)品特別是氧化性氣體、鹵素和酸類隔開； 3） 按工藝要求嚴(yán)格控制壓力、溫度、流量、物料配比及液位等是生產(chǎn)的需要，也是防止安全事故的重要措施； 4） 保持生產(chǎn)系統(tǒng)的密閉性，防止氣體跑出和酸液的漏出； 5） 有良好的通風(fēng)?？刹捎米匀煌L(fēng)或安裝通風(fēng)設(shè)備； 6） 蒸氣采用負(fù)壓操作。 “三廢”治理 硝酸磷肥生產(chǎn)首先是磷礦的粉碎，在粉碎過程中產(chǎn)生的粉塵采用風(fēng)除塵器和水噴淋兩級除塵后高空排放；在酸解工序產(chǎn)生的含有氟化氫和四氟化硅的尾氣用兩級堿液吸收后高空排放；然后再濃縮、造粒或干燥 過程中會有氨的產(chǎn)生和揮發(fā)及一定量的粉塵，所以尾氣用旋風(fēng)除塵器和稀酸、水兩級噴淋后高空排放。 在整個工藝流程中涉及的危險(xiǎn)化學(xué)品主要有液氨、硝酸、磷酸；屬于一般毒性和腐蝕性危險(xiǎn)物質(zhì)，由于生產(chǎn)規(guī)模較大，均采用儲罐儲存，儲存區(qū)構(gòu)成重大危險(xiǎn)源。 硝酸磷肥廠存在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)主要有以下幾點(diǎn)： 酸解槽和中和槽裂縫從而引起原料硝酸、磷酸或氨的泄露； 氨化工序輸送氨氣的管道裂縫引起氨氣泄露； 氨化工序氣液比超過工藝要求，反應(yīng)器壓力超過標(biāo)準(zhǔn)，溫度升高大于130℃，氨氣未被完全吸收，造成氨氣逸散； 由于物料泄露、著火、爆炸而次生的廢 水、廢氣事故排放。四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 總結(jié)與討論 30 第七章 總結(jié)與討論 通過本次設(shè)計(jì)，讓我對化工工藝設(shè)計(jì)有了更深的認(rèn)識，這是一次綜合性的鍛煉，讓我們將大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識串聯(lián)起來。同時還讓我們樹立起具有符合國情和生產(chǎn)實(shí)際的正確的設(shè)計(jì)思想和觀點(diǎn)：樹立起嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、勇于探索并具有創(chuàng)新意識和與他人合作的工作作風(fēng)。 經(jīng)過這段時間的資料查詢、文獻(xiàn)搜索、設(shè)計(jì)整理，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我順利的完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，遵循工程設(shè)計(jì)的規(guī)則與要求來完成，設(shè)計(jì)思路清晰，能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際輔助設(shè)計(jì)，引用資料和相關(guān)公式準(zhǔn)確， 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)結(jié)果可靠。 本設(shè)計(jì)在比較的了現(xiàn)行國內(nèi)磷肥生產(chǎn)的工藝流程，選擇了冷凍法生產(chǎn)工藝，其流程為：磷礦的粉碎→硝酸酸解→冷凍結(jié)晶→晶體的過濾→中和反應(yīng)→濃縮蒸發(fā)→造?！稍铩鷰涍x→成品。 本工藝設(shè)計(jì)與一般工藝相比，優(yōu)勢在于： 本設(shè)計(jì)采用硝酸分解磷礦，硝酸價(jià)廉易得；且分解磷礦后，陰離子硝酸根任然是有價(jià)值的植物養(yǎng)分。 硝酸分解磷礦可使分解率可以高達(dá) 99%以上；并且不會像硫酸分解磷礦那樣出現(xiàn)包裹現(xiàn)象，所以磷礦顆?？梢陨源笠恍?。 可以不消耗硫酸，可以緩解我國硫的緊缺，并且也可以促進(jìn)我國硝酸工藝的發(fā)展。 此次設(shè)計(jì) 冷凍結(jié)晶法，使料漿溫度降到 5℃，可以除去 80%左右的鈣，使水溶性磷可達(dá) 60%以上；并且四水硝酸鈣經(jīng)熔融，然后與二氧化碳、氨氣反應(yīng)，又可以得到我們需要的氮肥，而碳酸鈣也可以供水泥廠使用，解決了用硫酸分解廢渣的處理問題。 通過導(dǎo)師幾個月的精心指導(dǎo)讓我順利完成了此次設(shè)計(jì)，導(dǎo)師淵博的學(xué)識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本設(shè)計(jì)從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完 成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向?qū)熤乱灾孕牡母兄x和崇高的敬意！ 本設(shè)計(jì)的順利完成，離不開各位老師和同學(xué)的關(guān)心和幫助。他們?yōu)槲业脑O(shè)計(jì)提供了大量資料和寶貴意見，在此謹(jǐn)致深深的謝意。四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 31 參考文獻(xiàn) [1]上?；ぱ芯吭毫追适?.國外冷凍法硝酸磷肥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 [J].化肥工業(yè)， 1974,（ 2）： 61～ 68 [2]應(yīng)建康 .料漿法磷銨工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢 [J].磷肥與復(fù)肥 ,1997,（ 4） :3～ 12 [3]江善襄 .磷酸、磷肥和復(fù)混肥料 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1997 [4]上?；ぱ芯吭?.甕福英坪反浮選礦 濕法加工制肥評價(jià)試驗(yàn)總結(jié)報(bào)告 [J].上海 ： 1986， （ 10） :6～ 8 [5]吳佩芝 .濕法磷酸 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， 1987 [6]云南磷肥廠科研所 .貴州開陽磷礦二水物法萃取磷酸制重鈣評價(jià)試驗(yàn)報(bào)告 [J].昆明 ： ～ 6 [7]納比耶夫 .硝酸磷肥 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1980 [8]朱自強(qiáng)，徐汛 .化工熱力學(xué) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021,6 [9]張?jiān)氏嬷骶?. 磷肥及復(fù)合肥工藝學(xué) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021 [10]葛祖元 . 對磷酸二銨生產(chǎn)工藝一些問題的認(rèn)識 [J].貴溪 化肥廠， 2021， 1～14 [11]丁德承 . 150Kt/a 料漿法磷銨裝置工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn) [J].硫磷設(shè)計(jì)， 1999， 2～ 7 [12] 科切特科夫編著 .磷肥手冊 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1988 [13] 姜國泉主編 . 磷肥 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1988 [14] 上?；ぱ芯吭毫追适?. 磷肥工業(yè) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1979 [15] 化學(xué)工業(yè)部建設(shè)協(xié)調(diào)司 . 磷酸 磷銨 重鈣技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊 [J].化學(xué)工業(yè)出版社， ～ 486 [16] 《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》編寫組 .材料與零 部件（上） [M].上海人民出版社，1973， ～ 334 [17] 燕山石油化學(xué)總公司設(shè)計(jì)院 . 鋼制列管式固定板換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊 [M].上海：化工設(shè)備設(shè)計(jì)中心站， 1987 [18] 夏清，陳常貴 .化工原理（上） [M].天津大學(xué)出版社， 2021,6 [19] 張春玲 .磷銨企業(yè)環(huán)境評價(jià)與管理淺析 [J].河南省化工研究所有限責(zé)任公司， 2021,（ 2） :54～ 57 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)