【正文】 25 參 考 文 獻 [1] 吳佩芝 .濕法磷酸 [M].北京：化學工業(yè)出版社， 1987. [2] 何銘新，錢可強 .機械制圖 [M]. 北京：高等教育出版社， 1997. [3] 江善襄 .磷酸、磷肥和復混肥料 [M].北京：化學工業(yè)出版社， 1991. [4] 化學工業(yè)出版社組織編寫 .化工生產(chǎn)流程圖解 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社 1984. [5] 天津大學物理化學教研室編 .物理化學（上、下冊） [M].北京：高等教育出 2020. [6] 姚玉英 .化工原理 （上、下冊） [M]. 天津：天津科學技術(shù)出版社， 1992. [7] 陳鐘秀，顧飛燕，胡望明編 .化學熱力學 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 1991. [8] 王紅林，陳礪編 .化工設(shè)計 [M].廣州：華南理工大學出版社， 2020. [9] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院編 .化工工藝設(shè)計手冊 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 1996. [10] 厲玉鳴 .化工儀表及自動化 [M].第三版 .北京：化學工業(yè)出版社， 1999. [11] 化學工業(yè)部化工工藝配管設(shè)計技術(shù)中心站 .化工管路手冊 [M].北京：化學工業(yè)出 26 版社， 1988. [12] 陳聲宗 .化工設(shè)計 [M].北京：化學工業(yè)出版社， 2020. [13] 蔡紀寧，張秋翔 .化工設(shè)備機械基礎(chǔ) [M].北京：化學工業(yè)出版社， 2020. 。 濕法磷酸工藝設(shè)計主要包括化工工藝過程的物料衡算、熱量衡算、設(shè)備的計算與選型，同時需要繪制帶控制點的工藝流程圖、廠房設(shè)備配置圖和主要非標設(shè)備的結(jié)構(gòu)等。 除了以上兩種基本生產(chǎn)方法外，國內(nèi)外已有不少 科研部門對窯法磷酸進行了研究，并取得了可喜的成果。 廠化驗室主要放置烘箱，天平等。 7 廠化驗室要求 在 磷酸生產(chǎn)車間，將化驗室放在便利于測量的地方。例如：以磷石膏為原料，生產(chǎn)硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥，制水泥工藝流程如下： 磷石膏，焦炭及其他輔助材料分別貯存并預先均化，用烘干機進行原料干燥與脫水。沉降池底流中和渣漿，經(jīng)真空過濾機過濾脫水，所得酸濾餅再 利用或排放，濾液返回污水處理系統(tǒng)。 廢水治理 廢水處理主要采用的是化學中和法，以石灰為中和藥劑，根據(jù)本廠的實際情況所采用的污水處理工藝流程如下所述： 污水經(jīng)廢水池經(jīng)泵提升到中和槽，加石灰經(jīng)一次，兩次中和流入熟化槽，再進入混合槽和絮凝劑混合，進沉降槽增稠，清水進入出水池部分返回工藝系統(tǒng)重復使用。四氟化硅即溶于冷凝液中形成稀氟硅酸溶液。 廢氣治理 磷礦中含有大約 3%的氟，在萃取反應中，呈氣態(tài)逸出的氟約占磷礦含氟量的 5%。 生產(chǎn)過程中排放的廢水中也含有氟化物，磷酸鹽； pH在 — 2 之間。 23 排水 裝置區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)廢水，經(jīng)污水處理的清夜及生活用水，用管道自流入廢水池，然后經(jīng)泵送至 2km 外的尾砂轉(zhuǎn) 運泵站，雨水就近排近裝置區(qū)附近的明溝。 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)計選用 200 t/h。 給水 本裝置根據(jù)生產(chǎn)工藝條件，分渾水 (主要為消防 )給水，生產(chǎn)給水，生活給水三個系統(tǒng)，供水方式分直流水、循環(huán)水，部分為二次、三次利用水。 設(shè)計范圍 本設(shè)計范圍為裝置區(qū)的室內(nèi)外給排水，循環(huán)水站。目前，該礦的斜管沉淀池，豎流式沉淀池的總沉淀能力為 347m3/h，無閥濾池過濾能力為 370m3/h，實際使用為 245m3/h。 5 給、排水要 求 概況 該礦用水來自薔薇河，在薔薇河東岸已有一級泵站一座，由直徑 500 鑄鐵管輸送至礦區(qū)凈化，河水供水能力為 771t/h。 (3)流量測量主要用電磁流量計。 儀表選 型 (1)變送采用電容式變送器。 (4)控制室設(shè)有空洞、鋪水磨石地面、格板吊頂和油漆墻裙。 (2)主要工藝參數(shù)可通過儀表盤上的指示儀，記錄儀或半模擬盤進行 監(jiān)視報警，同時半模擬盤上顯示出主要工藝路線及控制回路。 附屬設(shè)備的選型與計算 水環(huán)式真空泵 [10] SZ 型水環(huán)式真空泵及壓縮機用于吸，壓縮空氣或其他無腐蝕性，不溶于水，不含有固體顆粒的氣體，氣體溫度在 20～ 40℃為宜。除第一漿向下翻動外，其余個漿均向上翻動，驅(qū)動裝置采用 BLA 加長型專用擺線針輪減速器，使轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便。槽體防腐襯里為酚醛泥粘石墨板，槽蓋為碳鋼板，襯貼酚醛環(huán)氧玻璃鋼。 由恒壓過濾方程式得： q2 主濾 +2q 主濾 qe=K 主濾θ （以一小時為計算基準，即θ＝ 1小時）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度的系數(shù) ) 代入數(shù)據(jù)求得： K二洗＝ m2/h 代入恒壓過濾方程式求得： 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盤式過濾機 , 盤式過濾機是一種連續(xù)真空過濾設(shè)備，用于萃取磷酸生產(chǎn)中料漿的過濾，使磷酸與磷石膏分離。 表 1 原始數(shù)據(jù) 產(chǎn)物 產(chǎn)量 (t/h) 密度 (kg/m3) 粘度μ (Pa?s) 成品磷酸 1260 返回磷酸 1260 一次洗液 1210 103 二次洗液 1060 103 三次洗液 1020 103 qe=； K主濾＝ m2/h； K一洗＝ m2/h； 成品磷酸含 P2O5： 30％。 (7)分配頭上，各個操作區(qū)間的作業(yè)界線可以調(diào)整，以利于個工序間協(xié)調(diào)工作。 (5)原轉(zhuǎn)動桿斷面尺寸加大，提高轉(zhuǎn)動剛性。濾布的固定采用平壓板結(jié)構(gòu)，安裝可靠，拆卸方便。 (2)濾盤內(nèi)所采用的聚丙烯柵板，格柵樅向筋條加高，增大斷面尺寸，增加了剛性、不易變形。每只濾盤公轉(zhuǎn)一周，連接完成加料，出濾，過濾，洗滌，翻盤，反吹，卸渣，清洗濾布，吸干，復位等操作過程。濾盤小端出液口用貯管同位于中央的分配頭上錯氣盤相連接，上錯氣盤在轉(zhuǎn)動桿的帶動下，與轉(zhuǎn)盤同步回轉(zhuǎn)、上錯氣盤固定不動，憑借吸液管與真空系統(tǒng)相連。在一個圓環(huán)形柜架上設(shè)置了 20 個梯形濾盤。一樓布置有濾洗液中間槽、水環(huán)式真空泵等。 萃取布置在廠房的最左端，從原料工段來的磷精礦、硅藻土經(jīng)混合后進入萃取槽；此外考慮到萃取槽攪拌裝置和料漿泵的安裝檢修，設(shè)單梁吊車一臺。 C 料漿 =( ) + = kJ/Kg?K （ —— 濃度為 33% P2O5 即 % H3PO4 的比熱； —— 石膏熱容 ； —— 液固比為 時料漿中磷酸的質(zhì)量分數(shù)； —— 料漿中石膏的質(zhì)量分數(shù)；） 從而： Q 料漿 = 76= 106J 75℃時，從萃取槽排出氣體帶走的熱量 Q 氣體 =V? 75 + V?38563 18 2636/(101323 ) =?V (式中： —— 空氣熱容， kJ/kg?K； —— 0℃和 105Pa 時的空氣密度， kg/m3； —— 空氣的相對濕度； 38563—— 75℃空氣中飽和水蒸氣的分壓 Pa； 2636—— 75℃時水蒸氣的焓， kJ/kg ） 則萃取槽總的支出熱量為： Q 支出 = 106+ Q 收入 =Q 支出 即 42020000kJ+=25184700kJ+ 則每小時鼓空氣量 V= 選用風機： 離心通風機 型號： 468 全壓范圍 (mmH20)： 20～ 237 風量范圍 (m3/h)： 1000～ 239654 功率范圍 (kW)： ～ 245 輸送介質(zhì)最高允許溫度 t≤ (℃ )： 80 主要的設(shè)備選型與計 算 設(shè)備布置說明 磷酸工段 聯(lián)合廠房呈長條型，跨度 15m，總長度 ，座北向南看。 下面分別求每一項帶出的熱量： 77℃時，送去過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。 n1=（ 98） /（ 18 ） =, 為了確定 n2，必須知道稀釋后萃取槽中硫酸的濃度 C2（假定硫酸同其他的液體組分混合以后， 才同磷灰石反應）此濃度可根據(jù) 100 千克磷精礦為基準的物料衡算數(shù)據(jù)確定： C2=100%/[++(1 )+(1 )]=% 式中： 和 分別為無水硫酸量和含水硫酸帶入的水量（ kg）； 和 分別為淡磷酸量和循環(huán)料漿液相量 kg 和 分別為淡磷酸和循環(huán)料漿液相中磷酸的濃度單位分數(shù) 從而 n2=[（ ） /18]（ 98/） = 算出 q2= 因此 Q 稀釋 =20860 247。 3247。 (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）， 以及反應熱（ Q 反應）和萃取槽中硫酸稀釋熱（ Q稀釋）。 16 按每年生產(chǎn) 300 天，每天工作 計算，