【正文】 為了完成 48000 噸 /年 P2O5 濕法磷酸的生產(chǎn)。 X=33% (28)、密度：成品磷酸 1260kg/m3,一洗液 1210kg/m3，二洗液 1060kg/m3，三洗液 1020kg/m3 按照上述已知條件，計(jì)算物料平衡如下 (以 100kg 磷礦來(lái)計(jì)算 ) [5] [6]： (1)硫酸用量 (kg) 100%的 H2SO4 100 103% 98/56= %的 H2SO4 (2)逸出氣體量 (kg) CO2： 100 %= F ： 100 % %= 以 SiF4計(jì)算 104/76= H2O： 合計(jì)： ++= (3)磷石膏值 (kg) 100 % +100 %= 其中總含 P2O5： 100 %(198% %)= 未分解 P2O5： (198%)= 水溶性 P2O5： = (4)生成 循環(huán) 料漿量 (kg) (+1)= 液相量： = 含 P2O5： 33%= (5)成品磷酸量 (kg) 100 % 98% % (1004)%247。s， μ 三洗 =103Pa (27)、 洗液粘度： μ 一洗 =103Pamin（按過(guò)濾機(jī)總面積計(jì)算）。時(shí)取 13002800Pa。 (11)、濾餅含液量（以干磷石膏為準(zhǔn)） %； 過(guò)濾后濾餅 一次洗滌后濾餅 二次洗滌后濾餅 三次洗滌后濾餅 (12)、洗液濃度（ P205） %：一次洗液 二次洗液 三次洗液 (13)、返回淡磷酸的溫度（ ℃ ）； 54 (14)、萃取槽排出料漿的溫度（ ℃ ）； 60 (15)、萃取槽排出廢氣的溫度（ ℃ ）； 75 (16)、料漿循環(huán)比： 54 (17)、磷灰石分解率（ %） (18)、萃取槽排出廢氣的相對(duì)濕度： .94 (19)、料漿在萃取槽中的停留時(shí)間： 小時(shí)。 (9)、機(jī)械損失（ P2O5）： 4 % 。 工藝過(guò)程的物料和熱量衡算 物料平衡計(jì)算 13 設(shè)磷酸工廠所用磷礦的主要組成以及已知條件如下： (1)、 原料磷礦的主要成分（ %）： P2O5 F CaO Fe2O3 Al2O3 A從冷凝器中排出的廢水，進(jìn)液封槽排入冷凝水池后，由泵將部分冷凝液送至文丘里吸收塔。抽出的氣體經(jīng)冷凝器用水冷卻。各洗液進(jìn)入氣液分離器的相應(yīng)格內(nèi)，被分離出的液體經(jīng)三洗泵，二洗泵將洗液相繼返回過(guò)濾機(jī)洗滌濾餅，一次洗液將由泵全部送至萃取槽。清液池中的含氟，含磷污水，經(jīng)清液循環(huán)泵送去沖洗濾布，由此下來(lái)的含有石膏的污水于沉降槽 中沉降，清液溢流回至清液池中再利用，含石膏的稠漿進(jìn)入稠漿槽，通過(guò)蒸汽加熱后，再用稠漿泵送往過(guò)濾機(jī)用以洗滌濾餅。 過(guò)濾所獲石膏濾餅經(jīng)洗滌后，由濾盤(pán)翻轉(zhuǎn)卸入螺旋輸送機(jī)，并用膠帶輸送機(jī)送往磷石膏堆場(chǎng)。當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，該含氟污水送污水處理站處理。萃取槽排出的含氟氣體通過(guò)文丘里吸收塔用水循環(huán)吸收，吸收 液用氟吸收循環(huán)泵送至文丘里吸收塔進(jìn)行循環(huán)吸收，凈化尾氣經(jīng)排氣機(jī)和排氣筒排空。 萃取槽所獲得的 H3PO4 和 CaSO4 結(jié)晶混合料漿泵通過(guò)料漿泵送至盤(pán)式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾。 設(shè)置一個(gè)脫氟工段為的是生產(chǎn)出來(lái)的磷酸在用來(lái)生產(chǎn)飼鈣的時(shí)候里面的氟符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。 磷精礦的年耗量約 ，粒度 (＜ ㎜ )＞ 50%。 綜上所述，選擇二水物流程生成磷酸是最好的工藝流程。這樣，全系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化過(guò)程實(shí)際上成了二水物→半水物→二水物。 第三，半水物結(jié)晶是一個(gè)穩(wěn)定的固相，在稀磷酸溶液中形成的半水物的穩(wěn)定性更差。 第一，成品磷酸濃度偏低與二水物流程相接近。 該流程的特點(diǎn)是： ①全系統(tǒng)只經(jīng)一次過(guò)濾，所以是“一步法 ” 的再結(jié)晶流程，轉(zhuǎn)化過(guò)程的磷酸濃度與分解過(guò)程基本相同； ②只能得到與二水物相似的磷酸濃度； ③結(jié)晶轉(zhuǎn)化過(guò)程是由二水物脫水轉(zhuǎn)化成半水物，這種從溶液中析出的半水物為α型(α CaSO4 (4)二水 半水再結(jié)晶流程 該流程是以二水物流程為基礎(chǔ)的再結(jié)晶過(guò)程，只能生產(chǎn)與二水物流程相接近的稀磷酸，全系統(tǒng)也可以分為磷礦分解過(guò)程及結(jié)晶轉(zhuǎn)化 (再結(jié)晶 )過(guò)程。一般選用 30～ 32% P2O5，在此濃度下，即使轉(zhuǎn)化過(guò)程中吸水轉(zhuǎn)化仍能進(jìn)行，其困難的程度也是可以想象的。 同所有的再結(jié)晶流程一樣，稀酸 (一步法 )流程也是由磷礦分解過(guò)程 (半水部分 )與結(jié)晶轉(zhuǎn)化過(guò)程 (二水部分 )組成的。首先是 P2O5轉(zhuǎn)化率低，影響經(jīng)濟(jì)效益，在一般控制條件下，轉(zhuǎn)化率可降至 92%～ 94%，其實(shí)，介穩(wěn)定的半水物結(jié)晶在操作運(yùn)轉(zhuǎn)中，常會(huì)帶來(lái)許多難以預(yù)期和克服的麻煩。目前，大部分半水物結(jié)晶都可以控制形成粗大的聚 合晶體，這類(lèi)晶體過(guò)濾速度快，洗滌容易，且穩(wěn)定性好。 22冷凝水泵 目前中小型化工企業(yè)中，二水物濕法磷酸生產(chǎn)流程占主導(dǎo)地位，其優(yōu)點(diǎn)是： ①二水物結(jié)晶在稀磷酸溶液中具有很好的穩(wěn)定性，能形成足夠大而且比較整齊的結(jié)晶有利于過(guò)濾和洗滌，相應(yīng)的減少磷酸的損失； ②生產(chǎn)中工藝條件控制幅度相對(duì)地大一些，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)或開(kāi)工率高，通?？蛇_(dá)有效操作時(shí)間的 85%～ 95%(不包括每年兩 周的定期清理 )，每年操作時(shí)間一般為 298～ 333 天； ③對(duì)設(shè)備，材料腐蝕也相對(duì)小一些； ④對(duì)礦種的適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)用礦可以改變； 正因?yàn)樯鲜龅脑?，濕法磷酸的生產(chǎn)以二水物流程起步至今已有百余年的歷史，經(jīng) 11 過(guò)不斷改進(jìn)，完善，二水物流程已發(fā)展成為一個(gè)現(xiàn)代化的工業(yè)流程。 20冷卻水池 。 17液封槽 。 15a,15b,15c,15d濾洗液中間槽 。 13冷凝器 。 10排氣筒 。 8文丘里吸收塔 。 6盤(pán)式過(guò)濾機(jī) 。 4料漿泵 。 2硫酸泵 。 2H2O + HF 二水物流程的反應(yīng)機(jī)理和工藝條件與半水物流程，無(wú)水物流程等截然不同，這就是濕法磷酸生產(chǎn)流程要以硫酸鈣結(jié)晶水形式來(lái)分類(lèi)的原因。 (1)二水物流程 硫酸分解磷礦制濕法磷酸時(shí)，控制硫酸鈣以二水物 (石膏 CaSO4從磷酸溶液中分離這些不同的鈣鹽，因其性質(zhì)不同，分離的方法各異，從而生成了各種不同的濕法磷酸生產(chǎn)工藝過(guò)程。 10 濕法磷酸工藝流程 [3] 濕法磷酸生產(chǎn)中，用來(lái)分解磷礦的無(wú)機(jī)酸有硫酸、硝酸、磷酸、鹽酸、氟硅酸等。目前世界各國(guó)大多采用濕法，并不斷研究濕法磷酸 的提純技術(shù)以達(dá)到以較低的生產(chǎn)成本制得純度較高的磷酸。而濕法磷酸是由酸性較強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸分解磷礦而得。熱法是以黃磷為原料，使之在過(guò)量的空氣中燃燒再水合而制得。 3 工藝設(shè)計(jì) 生產(chǎn)工藝綜述 本設(shè)計(jì)采用錦屏精選礦及外購(gòu)商品硫酸制成濃度約為 30% P2O5的稀磷酸。外來(lái)硫酸的裝卸站臺(tái)及罐區(qū)緊臨鐵路，且于磷酸裝置硫酸中間罐區(qū)僅一路之隔，磷礦庫(kù)在磷酸廠北側(cè)，因磷精礦用汽車(chē)運(yùn)輸入廠，這樣汽車(chē)運(yùn)距短，不用穿過(guò)廠區(qū)，僅磷石膏需用汽車(chē)運(yùn)至尾礦堆場(chǎng)，而磷石膏堆放根據(jù)工藝要求只能布置在磷酸廠房南面，緊臨鐵路，如果磷石膏的有了新的開(kāi)發(fā)和利用可以直接用火車(chē)運(yùn)走。 廠區(qū)地形平坦，最高為 ，最低為 左右，鐵路軌頂標(biāo)高 ～ 之間，故廠區(qū)低洼，經(jīng)常積水，為保證雨天不積水，廠區(qū)標(biāo)高需抬高到 ～ 。全鎮(zhèn)面積 ， 轄 10個(gè)行政村 ，總?cè)丝? 萬(wàn)人。 2 總圖運(yùn)輸 9 概述 錦屏鎮(zhèn)屬近郊區(qū)，位于風(fēng)景秀麗的錦屏山南麓。 操作制度 本裝置磷酸每天三班連續(xù)操作，每年運(yùn)行 300天，每天運(yùn)行 6750h。 萃取磷酸的生產(chǎn)，由于反應(yīng)生成硫酸鈣結(jié)晶中的水合物形成不同而有多種流程，其中二水物流程比較成熟，而且對(duì)磷礦的品位和類(lèi)型的適應(yīng)性較廣，因而在國(guó)內(nèi)外獲得廣泛的采用。 (3)貫徹工廠布置一體化，部分裝置露天化，建 (構(gòu) )筑物輕型化，公用工程社會(huì)化，引進(jìn)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化等“五化”原則，以求達(dá)到節(jié)省投資和用地之目的。 產(chǎn)品方案和技術(shù)指標(biāo)等 產(chǎn)品的方案及 建設(shè)規(guī)模 (1)產(chǎn)品名稱(chēng)：磷酸 副產(chǎn)品：磷石膏 (2)設(shè)計(jì)規(guī)模：磷酸 , 48000 t(P2O5計(jì) ) (3)產(chǎn)品規(guī)格：磷酸， P2O5約 33% 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 (1)技術(shù)方案的選擇在已學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，力求先進(jìn)，運(yùn)行可靠，護(hù)理，維修方便，以期取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 排放磷石膏最簡(jiǎn)單的方法是把石膏用水調(diào)成稀漿 (一般石膏 10%)，再把石膏漿經(jīng)泵送到水流量大的河流或海洋里。 (3)廢渣 8 萃取磷酸過(guò)濾機(jī)排出的磷石膏是推存還是綜合利用，往往是大，中型磷酸項(xiàng)目建設(shè)的重大研究?jī)?nèi)容之一。 這一技術(shù)不但不外排含 P2O F 的污水，節(jié)省了新鮮水用量而且還使污水中的 P2O5進(jìn)入磷酸成品中，提高了磷酸生產(chǎn) P2O5總收率。該清液繼續(xù)用來(lái)沖洗濾盤(pán)的濾布，循環(huán)使 用。由底部流出的稠漿也流入稠漿槽。 (2)廢水 磷酸生產(chǎn)中當(dāng)濾盤(pán)翻轉(zhuǎn)傾倒石膏后，殘存在濾盤(pán)濾布上的磷石膏需用水沖洗，以使濾布再生。 (4)原料需要量 名稱(chēng)及規(guī)格 單位 每小時(shí)量 7 磷精礦 (P2O5 ： %) t 硫酸 (% H2SO4 ) t 包裝袋 (50kg/個(gè) ) t 2 裝置的運(yùn)輸量： 運(yùn)入：磷礦 硫酸 包裝袋 13500t/y 運(yùn)出：磷酸（ P2O5計(jì)） 48003t/y 磷石膏 244245t/y 原材料的供應(yīng)與產(chǎn)品貯存、運(yùn) 輸條件 廠區(qū)布置如圖（附后） [2] “ 三廢 ” 治理