【正文】 器的基本結(jié)構(gòu)與前述不同。 表 漿料法磷酸一銨主要技術(shù)指標(biāo) 組分 優(yōu)等品 11470 一等品 11440 合格品 10420 總養(yǎng)分 (N+P2O5) 總氮 (N) 有效磷以 (P2O5)計(jì) 水溶性磷占有效磷百分率 80 75 70 水分 (H2O) 粒度 ()mm 90 80 80 本次設(shè)計(jì)采用料漿法工藝 ,磷酸首先送入尾氣洗滌器后，再用泵經(jīng)管反送到中和攪拌槽與氣氨進(jìn)行反應(yīng)，所得的料漿進(jìn)入二效蒸發(fā)器，經(jīng)第一次濃縮后，再進(jìn)入一效蒸發(fā)器。新鮮蒸氣送入一效蒸發(fā)器的加熱器，料漿在閃蒸室中分離出的蒸汽進(jìn)入二效蒸發(fā)器的加熱器作為熱源。 6 第三章 工藝計(jì)算 物料平衡計(jì)算 計(jì)算條件 ①規(guī)模以 100000t/aNH4H2PO4 為標(biāo)準(zhǔn)，年工作日 300 天，日產(chǎn) ，平均每天生產(chǎn) 20h。 ④ P2O5 利用率為 99%， P2O5 機(jī)械損失與干燥損失為 1%。 ⑥中和度 (NH3/H3PO4)為 。 ⑧產(chǎn)品磷銨含 H2O 為 1%。 磷酸： J1=1000kg，其中 P2O5=221 ㎏ 氣氨：氨用量包括①磷酸中雜質(zhì)（包括 23SO? 、 F? 等陰離子含量）與 NH3集合的量；②磷酸中扣除 P2O5 與雜質(zhì)（主要是 Fe3+、 Al3+、 Mg2+等金屬陽(yáng)離子）結(jié) 合后剩余的 P2O5 的 NH3 量；③氨損失。 7 圖 物料平衡示意圖 ⅰ磷酸中的游離硫酸生成 (NH4)2SO4 耗 NH3 量 (NH4)2SO4～ 2NH3～ SO3 生成的 (NH4)2SO4 量為 1000 %80132 = 消耗氨的量為 132172? = ⅱ與磷 酸中的 F 生成的 (NH4)2SiF6 耗氨量 (NH4)2SiF6～ 6F? ～ 2NH3 生成的 (NH4)2SiF6 為 1000 % 619178? = 消耗的氨的量為 132172? = 上述才的 (NH4)2SO4 和 (NH4)2SiF6 均為可溶性鹽，故生成可溶性鹽（不包括磷銨）總量為 += 消耗的 NH3 的量為 += ⅲ生成 FePO42H2O～ P2O5～ 2H2O 1000 % 1602187? = 中 和 系 統(tǒng) 磷酸 J1 氣氨 J2 磷銨漿料 C3 蒸發(fā)水C1 氨損失C222 8 消耗的 P2O5 的量為 2187142?= 消耗的水的 量為 187182?= ⅳ生成的 AlPO42H2O～ P2O5～ Al2O3～ 2H2O 1000 % 1022158? = 消耗的 P2O5 的量： 2158142? = 消耗的 H2O 的量為 158182? = ⅴ生成的 MgHPO43H2O～ P2O5～ 3H2O 1000 % 40174 = 消耗的 P2O5 的量為 2174142? = 消耗的 H2O 量為 174183? = 由于鐵、鋁、鎂的磷酸都是非水溶性鹽類(lèi)，故生成非水溶性鹽的總量為 ＋ ＋ = 非水溶性鹽類(lèi)結(jié)合的 P2O5 總量為 ＋ ＋ = 所以產(chǎn)品中的 P2O5 的水溶率為 100%（ 100%） =% 消耗的 H2O 的總量為 ＋ ＋ = 9 與雜質(zhì)反應(yīng)后剩余的 P2O5 量 = 已知中和度為 （即 NH3/H3PO4 摩爾比為 ），設(shè)生成磷酸一銨反應(yīng)的 P2O5為 X kg 則生成磷酸二銨反應(yīng)的 P2O5 為（ X） kg 可得 1 4 222 1 3 7 41 4 22 1 3 7 41 4 2 42 ? ? ??? xx = 得 x= 生成磷酸二銨反應(yīng)的 P2O5 量為 = 3H2O+P2O5+2NH3 =2NH4H2PO4 H3PO4+2NH3=(NH4)2HPO4 ⅵ生成磷酸一銨的量為 P2O5～ 2NH4H2PO4 71115 = ⅶ生成磷酸二銨的量為 P2O5～ 2H3PO4～ 2(NH)2HPO4 71132 = 生成磷酸一銨結(jié)合的 NH3 量為 115117? = 生成磷酸二銨結(jié)合的 NH3 量為 132217? = 生成磷酸一銨、二銨其結(jié)合的 NH3 量為 += 包括生成 (NH4)2SO4 等銨鹽在內(nèi)的 NH3 量 += 以知在中和濃縮過(guò)程中氨損失 1%。 ⅲ中和料漿量設(shè)為 C3 以上得出料總和∑ C =C1 +C2 +C3 =++C3 =+C3 由于∑ J=∑ C 即 =+C3 故中和 料漿量 C3 == 其中 NH4H2PO4 ； (NH4) ； (NH4) ； (NH4)2SiF6 ； FePO42H2O ；MgHPO4上述鹽類(lèi)總量（不包括濃縮過(guò)程中分解逸出的 NH3）合計(jì)為 所以中和料漿含水量 = 中和料漿含水率 =% 表 中和系統(tǒng)物料平衡表 濃縮系統(tǒng)物料恒算 中和料漿 J=，其中 H2O= ⅰ NH3 損失量 C1 = %= 項(xiàng)目名稱(chēng) 物質(zhì)的量 /㎏ % 項(xiàng)目名稱(chēng) 物質(zhì)的量 /㎏ % 氣氨 蒸發(fā)水 磷酸 1000 NH3 損失 中和料漿 合計(jì) 100 合計(jì) 100 11 ⅱ中和料漿中干鹽量 =,所以濃縮料漿量 C2 為 C2=%251 ?= ⅲ蒸發(fā)水量設(shè)為 C3 得 ∑ C =C1 +C2 +C3 =++C3=+C3 由于∑ C=∑ J，得 =+C3 所以蒸發(fā)水量為 C3== 表 濃縮系統(tǒng)物料平衡表 進(jìn) 料 出 料 序號(hào) 項(xiàng)目名稱(chēng) 物質(zhì)的量 /㎏ % 序號(hào) 項(xiàng)目名稱(chēng) 物質(zhì)的量 /㎏ % 1 中和料漿 100 1 NH3 損失 2 蒸發(fā)水 3 濃縮料漿 合計(jì) 100 合計(jì) 100 干燥系統(tǒng)物料恒算 濃縮料漿 J=；其中干鹽 ； H2O ⅰ機(jī)械損失 C1（干燥系統(tǒng)損失為 1%） C1 = 1%= ⅱ產(chǎn)品磷銨量（含 H2O 為 1%） 產(chǎn)品磷銨中干鹽量 == 產(chǎn)品磷銨量 C2= ? = 其中水分 = ⅲ蒸發(fā)水量設(shè)為 C3 出料中和 12 ∑ C=++C3=+C3 由于∑ C=∑ J，即 =+C3 所以蒸發(fā)水量為 C3 = 表 干燥系統(tǒng)物料平衡表 進(jìn) 料 出 料 序號(hào) 項(xiàng)目名稱(chēng) 物質(zhì)的量 /㎏ % 序號(hào) 項(xiàng)目名稱(chēng) 物質(zhì)的量 /㎏ % 1 濃縮料漿 100 1 機(jī)械損失 2 蒸發(fā)水 3 產(chǎn)品磷銨 合計(jì) 100 合計(jì) 100 消耗定額及產(chǎn)品規(guī)格（按每噸磷銨產(chǎn)品計(jì)） 1．濕法磷酸（ %P2O5） =（ 100%NH3） = 13 表 產(chǎn)品的理論組成表 序號(hào) 組成名稱(chēng) 物質(zhì)的質(zhì)量 /kg % 含 N/kg 含 P2O5/kg 1 NH4H2PO4 2 (NH4)2HPO4 3 (NH4)2SO4 4 (NH4)2SiF6 5 FeH2PO42H2O 7 MgHPO4mol1 ② 2NH3(g)+H3PO4(l)??? (NH4)2HPO4(aq) △ H2=1560(2 )=mol1 ④ 2NH3(g)+H2SiF6(aq)??? (NH4)2SiF6(aq) △ H4=2602(2 )=K) Q1= 5= (3) 磷酸帶入熱 Q2：設(shè)磷酸溫度為 45℃，查表得比熱容為 (kgK) Q3= 105= 105kJ (2) 水分蒸發(fā)熱 Q4：常壓下水的汽化熱 2258kJ Q4= 2258= 105kJ （ 3）中和漿料帶出熱 Q5 Q5= 105 = 105kJ （ 4）熱損失 Q6=Q入 (Q3+Q4+Q5)=[(++)] 105kJ = 105kJ =66200kJ 熱損失為輸入熱量的百分率是 66200 463569 100% =% 這一熱損失比較合理，說(shuō)明原設(shè)定每通入 1kgNH3即蒸發(fā) 1kg水是比較合理的。 上述計(jì)算結(jié)果由下表所示 表 中和系統(tǒng)熱量衡算表 輸入 輸出 項(xiàng)目名稱(chēng) 熱量 ( 105kJ) % 項(xiàng)目名稱(chēng) 熱量 ( 105kJ) % 氣氨帶入熱 中和料漿帶出 磷酸帶入熱 水分蒸發(fā) 28 化學(xué)反應(yīng)熱 水蒸汽顯熱 熱損失 合計(jì) 100 合計(jì) 100 16 濃縮系統(tǒng)熱量衡算 圖 濃縮系統(tǒng)示意圖 蒸發(fā)過(guò)程應(yīng)用蒸汽較多，用焓衡算較為方便。熱損失不可忽略，為輸入的 2%。 0h +D1 2 h +D2 h0+D1 11H ） =(F— D2) h2+D2 12H +D1 1wh ho=C0 t0= 90= h2=C2 t2= 80= 11H =(105℃ ) r1= 1wh =H1r1= 12H =(80℃ ) D1+D2=W= D1=122W111122W02Hhh0. 98H WHh0. 98F hFh ??= D2= D2= 第 2效焓衡算 中和料漿帶入熱 Q1 Q1=F h0= =259095kJ 第 1次二次蒸汽汽化熱量 Q2 Q2=D1 11H = =500431kJ 蒸汽冷臨液帶出熱 Q3 Q3=D1( 11H 11r )= ()=749