【正文】 h)，則： 5 013 4 0 mV ????? 故筒體長(zhǎng)度為： mL 2 ????? 取進(jìn)出料端裕量 15%，則筒體全長(zhǎng)度為： mL ??? ，取 L=9m 筒體轉(zhuǎn)速 n 筒體轉(zhuǎn)速按式 43 計(jì)算 [15]： Dtlkmn ?????? ?t a n 1 （ 43） 式中 m——抄板系數(shù)，取 ； k——流向系數(shù)，取 ； t——物料停留時(shí)間， 20～ 30min； ?tan ——傾斜角正切值，取 ； L——筒體長(zhǎng)度， 9m； D——筒體直徑， ； 所以當(dāng) t=20min 時(shí)， 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 11 . 0 0 . 7 9 1 4 . 3 2 / m i n0 . 0 1 2 0 2 . 2nr? ? ? ? ??? 當(dāng) t=30min 時(shí)， 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 。 (4)物料停留時(shí)間 t 20～ 30 min； (5)筒體傾斜度 ? 1%； (6)爐氣量 A=13280 kg/h； (7)爐氣出口濕含量 20 . 0 7 5 g ) / gH k H O k? （ （ 干 氣 ） (8)爐氣進(jìn)口溫度 T1=450℃ ，出口溫度 T2=110℃ ； (9)氣 體出口端流速 u= m/s[15]。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 閃蒸室： ? 24005600mm；材質(zhì)為鉬二鈦。 閃蒸室計(jì)算 閃蒸水量為 4620Kg/h；閃蒸室截面蒸發(fā)強(qiáng)度取 1200Kg（ H2O） /（ m2 加熱器外殼內(nèi)徑 D 外 (1)管子根數(shù) 設(shè)管子為正三角形排列。 已知條件 (1)由物料衡算和能量衡算知 蒸氣進(jìn)口溫度為 220℃ ，出口溫度為 140℃ ，帶入 Q=28653134 .4KJ；傳熱溫差△ T=220140=80℃ ； (2) 傳熱系數(shù)取 K=700W/(m2則： m in/ 604 rn ???? ?葉 (3)攪拌雷諾數(shù) Re： 43 22 73, ???? ???? ?? 葉葉 dn Re＞ 104，攪拌處于充分湍流區(qū)，功率曲線趨于水平，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)型攪拌槳，可用計(jì)算攪拌理論功率。 中和槽基本尺寸計(jì)算 (1)容積 0 0 4 2 9 0 0 mV ????有效 mV ??總 因采用三個(gè)中和槽，則每個(gè)中和槽的體積為： mV ?? (2)設(shè)中和槽高度與直徑比 H/D=，則中和槽內(nèi)徑 D 為： mD ??? ?，取 (3)中和槽高度 H： mH ??? (4)中和槽溢流口高度 h： mh ??? 中和槽攪拌槳計(jì)算 由于該攪拌是氣液混合，選用標(biāo)準(zhǔn)單層透平槳。K）； 各組分帶入的能量歸結(jié)于表 39： 表 39 濃縮段能量 衡算 表 輸 入 輸 出 組成 kJ 組成 kJ 料漿帶入 料漿帶出 蒸氣帶入 蒸氣帶出 氣化熱 熱損失 合計(jì) 合計(jì) 干燥段能量衡算 爐氣輸入溫度為 450℃ ，輸出溫度為 110℃ ； 9 1 3 0 6 83 4 06 6 9 2 8 0 ?????? ? TcmQ pp p返料 kJ1 5 4 4 1 9 8 ?????? TmcQ p爐氣 輸出能量為： 3 5 5 7 4 8 0??? ? TcmQ pp p料 kJ7 7 6 2 8 8 ???? mhQ 水氣 式中 ——水的汽化熱， kJ/kg； ?????? TmcQ p爐氣 式中 ——爐氣的比熱， kJ/（ kgK）； 5 0 3 9 8 5 8 1 64 6 2 01 7 05 8 6 2 0 ???????? TmcQ p氣 式中 [8] ——水的汽化熱， kJ/kg； 2． 584——水蒸汽的比熱， kJ/（ kgK）； 0． 869——副產(chǎn)物的比熱， kJ/（ kgK）； 反應(yīng)產(chǎn)生的熱量：以 1mol為基準(zhǔn) 3 3 4 3( ) ( ) ( )N H g H N O l N H N O l?? ???H 則： 3 2 4 2 6 363 1 ?????? Hnq 3 3 4 4 2 4( ) ( ) ( )N H g H P O l N H H P O l?? ???H 則： kJ1 0 5 2 1 9 0 098 1 0 0 2 18 5 0 52 ?????? Hnq 3 3 4 4 2 42 ( ) ( ) ( ) ( )N H g H P O l N H H P O l?? ???H 則： 9 5 9 0 3 498 3 ?????? Hnq 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 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? ? ? ? ???H 則： 3 9 0 6 5 2136 ?????? Hnq 所以 ? ?????? n qQ 8 1 9 5 8 5 3 9 0 6 5 9 5 9 0 3 41 0 5 2 1 9 0 3 2 4 2 6 3反應(yīng) 帶出的熱量： TcmQ pp p ???2 = 9 8 2 7 8 9 3 4 6 0 ??????????? + 3 8 2 3 0 ????? = 式中 [15] ——硝酸銨的比熱， kJ/（ kgK）； ——磷酸的比熱， kJ/（ kg （ 2）輸出能量 損氣料出 ??? 下 面分別求每一項(xiàng)帶出的熱量： 當(dāng)不考慮雜質(zhì)時(shí)，而固相的量很少，即料漿為磷酸溶液和硝酸鈣溶液： TcmTcmQ NOCaNOCaPOHPOH ????23234343 )()(料 = 7 5 3 0607 4 5 2 5 8 0 ????? = 式中： 42580——磷酸和水的質(zhì)量， kg； 47530——硝酸鈣的質(zhì)量， kg； 60——出料溫度， K； ——硝酸鈣的比熱， kJ/（ kg 3 ????????? H N OQ 水硝酸 式中： —— 水的比熱， J/mol 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 反應(yīng)器能量衡算 (1)輸入熱量 總的熱量由下列物料帶入的熱量確定：磷礦粉（ Q 礦 ）、硝酸（ Q 硝酸 ）以及反應(yīng)熱（ Q反 ）。 反應(yīng)器物料衡算 該階段進(jìn)出的物料如圖 31： 圖 31 反應(yīng)器物料流程圖 主要化學(xué)反應(yīng)有： 磷礦的主要成份氟磷酸鈣與足夠數(shù)量的硝酸反應(yīng)： 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 5 4 3 3 3 2 3 4( ) 1 0 5 ( ) 3? ? ? ?Ca F P O H NO Ca NO H P O H F 生成的 HF 與礦石中的 SiO2反應(yīng)，形成氟硅酸 : ? ? ?2 2 6 262H F S i O H S i F H O 磷礦中帶有的鐵，鋁化合物與硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)變成它們的硝酸鹽 : 2 3 3 3 3 26 2 ( ) 3R O H N O R N O H O? ? ? 當(dāng)磷礦中含有白云石時(shí)，它們也耗用硝酸，反應(yīng)后以硝酸鈣、鎂的形態(tài)存在 : 3 3 3 2 2 23 3 3 2 2 22 ( )2 ( )C a C O H N O C a N O C O H OM g C O H N O M g N O C O H O? ? ? ?? ? ? ? 此處有磷酸來自于結(jié)晶工段洗滌硝酸鈣晶體中所含的磷酸； 以每小時(shí)生產(chǎn) P2O5的含量為準(zhǔn)，即： hk m o lhtm /???? 所以每小時(shí)生產(chǎn)磷酸為：以磷元素守恒得： hk m o lhtM Mmm /????? 設(shè)整個(gè)過程中 P2O5的損失量為 1% 則實(shí)際每小時(shí)產(chǎn)磷酸為 hk mo lhtm /???? ）（實(shí) 所以實(shí)際每小時(shí)生產(chǎn) P2O5為 hthk mo lm /???實(shí) 則每小時(shí)需要磷礦為 htwmm /% ??? 實(shí) 則每小時(shí)消耗硝酸為 hthk mo lm /???? 式中 —— 用硝酸生成 2mol 磷酸的反應(yīng)系數(shù)； 則實(shí)際加入的硝酸為 hk m o lhtm /????實(shí) 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 式中 110%—— 實(shí)際加入硝酸用量為理論的 110%。它具有生產(chǎn)能力大，可連續(xù)操作；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；故障少，維修費(fèi)用低；使用范圍廣，操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)中通入 450℃ 的爐氣，出口溫度約為 110℃ ，顆粒出口溫度約為 90℃ ，再降溫到 40℃ ，最后通過顆粒篩選得到成品。 在中和器中表壓維持在 ，從中和槽出來的料漿溫度在 120℃ 左右，料漿在中和器內(nèi)的停留時(shí)間約為 50min，然后通入蒸發(fā)器內(nèi)濃縮。在結(jié)晶器內(nèi)，酸解液用制冷系統(tǒng) 來的冷卻劑（ 20%的氨水）冷卻到 5℃ ，除去約 80%的硝酸鈣。 溫度對(duì)于反應(yīng)的速率也起著相當(dāng)大的決定作用，如果溫度過低分解速度減慢，隨著溫度的升高，溶液的粘度減少，可以加強(qiáng)溶液中的擴(kuò)散作用，使分解速度加快；但是如蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 果溫度超過 65℃ 將對(duì)設(shè)備材料要求更高，所以也不好。至于其他加工流程，硝酸濃度可略低一些，但至少希望要用 50％左右濃度較好。攪拌一定時(shí)間后溢流入第二槽，總的磷礦停留時(shí)間約需 1～ 小時(shí)。要十分重視勞動(dòng)保護(hù)用品的使用和操作上的安全，防止一切事故的發(fā)生。在車間內(nèi)必須穿著勞蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 動(dòng)保護(hù)用的工作服和工作帽。 在整個(gè)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(chǔ)罐儲(chǔ)存，儲(chǔ)存區(qū)構(gòu)成重大危險(xiǎn)源。 另一種造粒方法即為返料造粒法，造粒干燥的過程是，經(jīng)過濃縮后含水分約 10%的料漿與相當(dāng)于 8～ 10 倍量的細(xì)粒返料，在雙軸造粒機(jī)中進(jìn)行造粒，然后將含水分為 2～3%的濕粒子送入入口爐氣溫度約為 170～ 180℃ 的回轉(zhuǎn)干燥爐中與爐氣并流進(jìn)行干燥，爐氣出口溫度約為 100℃ ，物料在爐中停留時(shí)間約 15～ 20 分鐘，干燥后的粒狀物料溫度 約蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9