【正文】 m ?? = ? = 校正： 淡磷酸磷礦硫酸輸入系統(tǒng) mmmm ??? = ?? = 輸出系統(tǒng)mkg ? 校正合格。 淡磷酸中含有的 P2O5: 5252525252 OPOPOPOPOP mmmmm 磷礦未分解機(jī)械損失循環(huán)料漿 ???? = 1 4 ??? = P2O5濃度： %%10052 ??淡磷酸mm OP （ 14）一次洗滌量 已知： kgm ?淡磷酸 kgm ?回入系統(tǒng)的濾液量 則： 回入系統(tǒng)的濾液量淡磷酸一次洗滌量 mmm ?? 過濾 一洗 萃取槽 過濾量 淡磷酸量 一次洗滌量 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 22 = ? = P2O5的含量：525252 OPOPOP mmm 回入系統(tǒng)的濾液量淡磷酸 ?? = ? = 一次洗滌液中 P2O5的濃度： %%10052 ??一次洗滌量mm OP （ 15）二次洗滌量 P2O5 對一次洗滌作物料衡算： 一次洗滌后： kgm 5 3?出來的洗滌量 kgm ?濾餅含液量 一次洗滌前：假設(shè)二次洗滌量為 X kgm ?過濾后濾餅含液量 則： 過濾后濾餅含液量濾餅含液量出來的洗滌量 mXmm ??? 5 3 ??? X X= 其中 P2O5的含量為： % ?? （ %~二次洗液 P2O5濃度） （ 16）三次洗滌量 對三次洗滌作物料衡算： 過濾 一洗 二洗 二洗 三洗 加入的洗滌用水 三次洗滌量 二次洗滌量 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 三次洗滌前： kgm ?加入的洗滌用水 kgm ?二次洗滌后濾餅含液量 三次洗滌后：設(shè)三次洗滌量為 X kgm ?三次洗滌后濾餅含液量 則： 三次洗滌后濾餅含液量二次洗滌后濾餅含液量加入的洗滌用水 mXmm ??? ??? X kgX ? 其中 P2O5的含量為： % ?? （ %~三次洗液 P2O5濃度 ） （ 17）一次洗滌后濾餅液相含 P2O5 對一次洗滌過程液相中 P2O5作物料衡算： 一次洗滌 前： kgmOP ?的過濾后濾餅液相中含有 kgmOP ?二次洗滌液中含有的 一次洗滌 后： kgmOP ?一次洗滌液中含有的 設(shè)一次洗滌后濾餅液相中含有的 P2O5為 X 則： XmmmOPOPOP ??? 525252 一次洗滌液中含有的二次洗滌液中很有的的過濾后濾餅液相中含有 X??? kgX ? 液相 P2O5濃度為： %%100 %10052 ????一次洗滌后濾餅含液量 含有的一次洗滌后濾餅液相中 mm OP （ 18）吸干濾液計算 設(shè)吸干濾液與一次洗滌混合后的總質(zhì)量為 X，吸干濾液量為 Y ??YX %32%20 ???? YX （ 20%~一次洗液 P2O5濃度， 32%~成品稀磷酸濃度） 解得： kgX ? kgY ? （ 19）吸干濾液含 P2O5 kgmm OP %%3252 ????? 吸干濾液量吸干濾液含 （ 20）吸干溶液與一次洗滌混合液含 P2O5 kgmm %%20 ????? 合后的總質(zhì)量吸干濾液與一次洗滌混 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 24 （ 21） 回磷酸量 kgmmm ?????吸干濾液量回入系統(tǒng)的濾液量回磷酸量 其中： kgmm OP % 5 1%3252 ????? 回磷酸量 物料 平衡 圖 圖 31 物料平衡圖 反應(yīng)釜 萃取槽 磷礦 M1 硫酸 M2 磷石膏 M7 逸出氣體 M3 循環(huán)料漿 M5 過濾 M6 濾液中間槽 15a 成品庫 M4 M4 一洗 M8 濾液中間槽 15b 二洗 M10 M9 三洗 M12 M11 洗滌用水M13 濃縮 成品磷酸M15 M14 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 25 表 31 物料匯總表 物 料 號 磷 礦 kg 硫 酸 kg 逸出氣體kg 回入系統(tǒng)濾液量 kg 循環(huán)料漿量 kg 過濾后濾餅含液 量kg 磷石膏量 kg 洗滌后濾餅含液量kg 洗滌量 kg 洗滌用水kg 成品磷酸kg M1 100 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 熱量平衡計算 本工藝采用鼓風(fēng)機(jī)吹入空氣帶走萃取槽中的熱量。 按每年生產(chǎn) 280 天，每天工作 20 小時，為了完成 24000 噸 /年 P2O5濕法磷酸的生產(chǎn) 。 已 知 100kg磷礦中生成成品磷酸中含 P2O5的量為 ， 100%硫酸量為 ，%硫酸量為 ，淡磷酸量為 ，料漿量為 。 則每小時消耗量 ： tm 24000 ????磷礦 tm 4 9 2 %1 0 0 ???硫酸 tm 1 5 % ???硫酸 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 26 tm ???返回淡磷酸量 tm 0 0 ???料漿量 原料硫酸溫度為 27℃，淡磷酸含 %P2O5，返回淡磷酸溫度為 63℃，空氣溫度為 30℃ ，萃取槽排出料漿溫度為 77℃ ，萃取槽排出廢氣溫度為 56℃ ，萃取槽排出廢氣相對濕度為 。 （ 1）收入熱量 總的熱量由下列物料帶入的熱量確定：磷礦粉（ Q 磷礦 ）；硫酸（ Q 硫酸 ）； 淡磷酸（ Q 淡磷酸 ），以及反應(yīng)熱（ Q 反應(yīng) ）和萃取槽中硫酸稀釋熱（ Q 稀釋 ）。另外，還有空氣（ Q 空氣 ）即： 空氣稀釋反應(yīng)淡磷酸硫酸磷礦收入 Q ?????? 已知磷精礦比熱為 K，夏季平均溫度為 30℃ ， %硫酸的比熱為 KJ/KgK,%P2O5的比熱為 KJ/KgK。 則： JTmcQ 63 4 6 8 0 ??????????磷礦 JTmcQ 63 3 4 3 0 ??????????硫酸 JTmcQ 63 9 0 110632 4 8 4 2 0 ??????????淡磷酸 硫酸與磷精礦的反應(yīng) 熱為 q2（磷精礦中全部 P2O5都按氟磷灰石計 ） : 5 4 3 2 4 2 4 2 3 4( ) 5 1 0 5 2 0 3Ca F P O H S O H O CaS O H H P O H F? ? ? ? ? ? 已知上式中反應(yīng)物和生成物的生成熱： CaSO42H2O（ 固體 ）： （ 溶液 ）： Ca5F(PO4)3（ 固體 ）： （ 溶液 ）： H2O（ 溶液 ）： （ 氣體 ）： 根據(jù)蓋斯定律： m o lKJq /327) 8 2 8() 2 7 0 2 25(2 ??????????? 由： 2qQ ???反應(yīng) （ 2q?? 為反應(yīng)進(jìn)度 1 摩爾反應(yīng)的反應(yīng)熱 =反應(yīng)總的熱效應(yīng)） 2Ca5F(PO4)3 → 3P2O5 2504 3142 m 磷精礦中氟磷灰石的含量： kgm ????? 已知氟磷灰石的分解率為 ，氟磷灰石的分子量為 504， P2O5的分子量為 142。 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 27 則 JQ 63 504 ???????反應(yīng) 萃取槽中硫酸稀釋熱按下式確定：98 pCGQ ?? 硫酸稀釋 上式中： ：硫酸G 無水硫酸的量； ：pC 硫酸的比稀釋熱（ KJ/mol），按下式確定： )/( 1 12 2 m olKJn nn nC p ???? 式中 n1和 n2為硫酸進(jìn)入萃取槽稀釋前后溶液中 H2O∕ H2SO4摩爾比。 其中： % 18)%(1 ?? ???n 設(shè)萃取槽中硫酸的濃度為 C2 已知： kgm ?淡磷酸 kgmOP ?淡磷酸中 kgm ?循環(huán)料漿液相量 kgmOP ?循環(huán)料漿量中 P2O5分子量為 142，磷酸的分子量為 196 由： P2O5 → 2H3PO4 142 196 m kgm ???淡磷酸中的磷酸 則淡磷酸中磷酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： ? P2O5 → 2H3PO4 143 196 X kgX ???質(zhì)量循環(huán)料漿液相中磷酸的 則循環(huán)料漿液相中磷酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： ? 所以， %%100)()( ?????????? 硫酸溶液 硫酸m mC 9818 2 ????n 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 28 則： m olKJCp / ?? ????? 因此， JQ 98 ????稀釋 進(jìn)入萃取槽空氣帶入的熱量： 水蒸氣干空氣空氣 Q ?? 根據(jù)道爾頓分壓定律：干空氣水蒸氣干空氣水蒸氣 ppnn ? ，其中 ?干空氣 ， ??水蒸氣p ， 2 4 21 0 1 3 2 3 ????? 水蒸氣空氣干空氣 ppp ， mo lkJc /?空氣 ， 3/ mkg?空氣? ， kgkJH /?水蒸氣 則： 水蒸氣干空氣空氣 Q ?? nHTmc ????? ????? ????? VV ? 所以萃取槽的總收入熱量為： 空氣稀釋反應(yīng)淡磷酸硫酸磷礦收入 Q ?????? 1 1 9 5 9 0 ?????? VJ 2 4 8 5 5 6 ??? （ 2）支出熱量 ： 帶走的熱量是下列熱量的總和：送過去的料漿（ Q 料漿 ）；從萃取槽排出的氣體（ Q 氣體 ）和熱損失 （ Q 熱損 ）。 77℃ 時，送去過濾的料漿帶走的熱量為： TmcQ ????料漿 kgm 73414?料漿量 ， 77??T 固固液液料漿 XCXCC ?? kkgkJC ????? / 2 9 6 3 2 kkgkJC ?? / ??液X ??固X 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 29 ) ??????（料漿C kkgkJ ?? / 從而， JQ ?????料漿 56℃ 時，從萃取槽排出氣體帶走的熱量為： 已知： kkgkJC ?? /0 0 ， 3/ mkg?空氣? PaP 16505?分壓水蒸氣， kgkJH /2601?水蒸氣 水蒸氣空氣氣體 Q ?? nHTmc ????? 23 ????? ????? VV ? 則萃取槽總的支出熱量為： VQ 4 3 5 0 9 6 ????? 氣體料漿支出 支出收入 ? 即， VV 3 5 0 9 6 4 4 8 5 5 4 6 0 ??? 則每小時鼓空氣量 mV ? 表 32 風(fēng)機(jī)的選型 選用風(fēng)機(jī) 離心通風(fēng)機(jī) 型號 468 全壓范圍（ mmH2O） 20~237