【正文】 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晶工段洗滌硝酸鈣晶體中所含的磷酸； 以每小時生產 P2O5的含量為準，即： 1 4 0 0 0 0 0 0 . 2 1 1 . 1 1 t / h 7 8 . 2 4 /7200m k m o l h?? ? ? 所以每小時生產磷酸為：以磷元素守恒得： 122121 1 . 11 2 9 8 = 1 5 . 3 3 t / h = 1 5 6 . 4 8 m o l / h142mMmMk???? 設整個過程中 P2O5的損失量為 1% 四川理工學院本科畢業(yè)設計 工藝計算 7 則實際每小時產磷酸為 1 1 5 . 3 3m = 1 5 . 6 4 t / h = 1 5 9 . 6 2 m o l / h1 2 0 . 0 1實 k? ? 所以實際每小時生產 P2O5為 2 7 9 . 8 1 / 1 1 . 3 3 /2實 k m o l h t h? ? ? 則每小時需要磷礦為 23 m 3 5 . 2 1 /%實m t hw? ? ? 則每小時消耗硝酸為 4 1 5 9 . 6 2 7 . 6 6 0 6 . 5 6 / 3 8 . 2 1 /2m k m o l h t h?? ? ? 式中 —— 用硝酸生成 2mol 磷酸的反應系數； 則實際加入的硝酸為 4m 3 8 . 2 1 * 1 1 0 % 4 2 . 0 3 / 6 6 7 . 2 2 /實 t h k m o l h? ? ? 式中 110%—— 實際加入硝酸用量為理論的 110%。 計算中所用到的分子量，查得 [21]： P2O5分子量 142； H3PO4分子量 98； HNO3分子量 63； NH3分子量 17； Ca(NO3)2分子量 184。它具有生產能力大，可連續(xù)操作；結構簡單，操作方便；故障少，維修費用低；使用范圍廣，操作彈性大等優(yōu)點。 由于生產規(guī)模較大，所以選擇的是轉筒干燥器。轉筒式干燥機中通入 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。料漿從蒸發(fā)器出來其含水量則可降低到約 10%[14]。 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，料漿在中和器內的停留時間約為 50min，然后通入蒸發(fā)器內濃縮。 結晶分離出的硝酸鈣也有著不同的加工方式 ,得到充分的利用，其中主要方法有：一是調整硝酸鈣、硝銨的比例后直接加工成硝酸銨鈣，作氮肥使用；二是用 NH3和 CO2對硝酸鈣進行轉化生成硝銨和 CaCO3，溶液經濃縮、干燥制成含氮 20%～ 26%的石灰硝銨肥料。在結晶器內，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。 所以要求反應槽內的 溫度 控制 在 50～65℃ 之間 ，壓力為常壓。 溫度 對于反應的速率也起著相當大 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，可以加強溶液中的擴散作用， 使 分解速度加快 ； 但 是如果 溫度超過 65℃ 將 對 設備材料 要求更高 ，所以也不好。 對于磷礦顆粒的大小，也會嚴重影響到反應速率， 酸解時所用礦粉 細 度，從理論上講，礦粉越 細 和硝 酸 的接觸面積越大 ， 分解速度越炔，但由于 硝 酸分解能力強，而分解后的生成物均為可溶性的，不會產生包裹現象，因此礦粉細度可以稍粗。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。故所用硝酸濃度，一般以用 52％或更 濃 一些的硝酸為 好 ，如對冷 凍 法來講，為了使硝酸鈣濃度較大 ， 便于結 晶析出 。攪拌一定時 間 后 溢 流入第二槽，總的磷 礦 停留時間約需 1～ 。這樣計算出來的量， 通 常稱為理論量，即按理論計算所需的硝酸總量，但因磷礦 中 經常含有倍半氧化物及有機質等，故實際的硝酸 用 量約為理論量的 l02— 105％之間。但由于本人水平有限，設計中有錯誤和不妥之處總是難免，懇切希望老師多予批評指正。文章在設計計算的基礎上畫出了該工藝的帶控制點的工藝流程圖和主體設備圖，并對本次設計進行了全面的總結和討論，然后給出了主要參考文獻。為了全面介紹硝酸磷肥工藝過程的基本內容，基本原理。通過此次畢業(yè)設計的訓練，進一步鞏固加深了所學的基礎理論，基本技能和專業(yè)知識，使之系統(tǒng)化，綜合化，對我以后的工作和生活起到了不可估量的作用。完成了任務書規(guī)定的生產任務。 XX 學院畢業(yè)設計 40 萬噸 /年硝酸磷肥工藝初步設計 姓 名： 學 號： 學 院： 材料與化學工程學院 專 業(yè)： 化學工程與工藝 年 級 ： 指導教師： XX 學院材料與化學工程學院 二〇一 一 年 6 月XX學院本科畢業(yè)設計 摘要 1 40 萬噸 /年硝酸磷肥工藝初步設 計 摘要 本設計為年產 40 萬噸硝酸磷肥工藝初步設計，本設計從硝酸磷肥的發(fā)展前途和基本性質開始先論述，了解了生產硝酸磷 肥的必要性，然后對其生產方法進行了簡述和論證，最后選擇了冷凍生產法。根據此法的工藝流程，對整個裝置進行了物料衡算和能量衡算，并在物料和能力衡算的基礎上對主要設備進行了設計及選型，給出了帶控制點的工藝流程圖和主體設備裝備圖，同時對本流程的“三廢”治理作了相關討論。 關鍵詞： 硝酸磷肥；冷凍結晶；磷酸一銨四川理工學院本科畢業(yè)設計 Abstract 1 The preliminary process design of 40 kt/a nitrophosphate Abstract The design of the annual output of 40 kt of nitric acid phosphorus, the design process preliminary design future development of phosphate from nitric acid and basic properties, the paper understand the necessity of phosphate production nitric acid of its production method firstly, and through brief and argument to choose frozen production method. According to the chosen process, the materials of the entire process and energy were calculated, on the basis of mass and energy calculation,the main equipments of the process and piping and instrument diagram were last the relevant three wastes treatment were discussed and task of production tasks specified in the letter w as pleted successfully. Keywords: nitrophosphate ； freezing crystallization ； monoammonium phosphate 四川理工學院本科畢業(yè)設計 目錄 1 目錄 第一章 前言 ......................................................................................... 1 第二章 工藝條件的確定 .................................................................... 2 第三章 工藝計算 ............................................................................... 5 物料衡算 ........................................................................................................ 5 反應器物料衡算 ................................................................................... 5 結晶器物料衡算 ....................................................................................... 8 中和段物料衡算 ................................................................................... 9 濃縮段物料衡算 ................................................................................. 10 干燥段物料衡算 ................................................................................. 12 能量衡算 ...................................................................................................... 12 反應器能量衡算 ..................................................................................... 12 中和段能量衡算 ................................................................................. 15 濃縮段能量衡算 ................................................................................. 17 干燥段能量衡算 ................................................................................. 18 第四章 主要設備的計算及選型 ......................................................... 19 中和反應器 .................................................................................................... 19 已知條件 ............................................................................................. 19 中和槽基本尺寸計算 ............................................................................ 19 中和槽攪拌槳計算 ............................................................................... 20 中和器溫度與壓力 .............................................................................. 20 厚度計算 ............................................................................................ 21 料漿濃縮蒸發(fā)器 ....................................................................