年產(chǎn)六萬噸二水磷酸工藝

1、年產(chǎn)年產(chǎn)6 6萬噸二水法磷酸工藝萬噸二水法磷酸工藝 學(xué)生：高蕾 林歡歡 劉曉藝 顏培潔 楊旺德 葛敬指導(dǎo)老師：陳建鈞目錄物料衡算工藝流程廠房布置設(shè)備選型節(jié)能與環(huán)境保護(hù)經(jīng)濟分析濕法磷酸二水物流程濕法磷酸二水物流程5H2SO4+Ca5F(PO4)3+2H2O =5CaSO42H2O+3H3PO4+HF硫酸分解磷礦制濕法磷酸時，控制硫酸鈣以二水物硫酸分解磷礦制濕法磷酸時，控制硫酸鈣以二水物 CaSO42H2O形式沉淀的工藝流程稱為二水物流程，其優(yōu)點如下：形式沉淀的工藝流程稱為二水物流程，其優(yōu)點如下：1、二水物結(jié)晶在稀磷酸溶液中具有很好穩(wěn)定性；2、能形成粗大整齊的結(jié)晶，利于過濾和洗滌；3、操作簡便，控

2、制幅度大，運轉(zhuǎn)時間長；4、對設(shè)備和材料的腐蝕相對較輕；5、對礦種的適應(yīng)性強。工藝流程工藝流程 工藝方案工藝方案使用普萊昂多室單槽，以硫酸分解磷礦生成磷酸料漿，獲得粗大整齊的石膏結(jié)晶用強制循環(huán)低位真空蒸發(fā)冷卻料漿，移走反應(yīng)余熱，并將含氟尾氣送到洗滌系統(tǒng)，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放對料漿采用盤式過濾機過濾，三次逆流洗滌，將成品稀酸送至稀酸陳化槽，磷石膏送往渣場經(jīng)比較，單槽比多槽優(yōu)越，基建投資省、操作方便，控制穩(wěn)定，結(jié)晶成形好。與鼓風(fēng)冷卻相比，真空冷卻系統(tǒng)控制靈敏準(zhǔn)確，明顯減少廢氣吸收設(shè)備的容積，減少空氣污染。盤式過濾機具有很好的操作性能，過濾能力隨石膏結(jié)晶和操作情況而定（2）硫酸:選濃度為93%的H2SO4

3、1）原料2.反應(yīng)部分工藝數(shù)據(jù)（1）磷礦漿的含水率取36%(濕基)（2）磷礦漿中P2O5的萃取率97.45%（3）磷礦中次要組分在反應(yīng)過程中的分配如下 表3.2磷礦中次要組分在反應(yīng)過程中的分配表3.過濾部分工藝數(shù)據(jù)（1）成品磷酸主要組成: P2O527.4%; 游離H2SO42.9%（2）過濾時對成品磷酸的稀釋率取0.5%（3）P2O5的回收率取96.6%（4）濾餅的含液量(濕基) 1.第一次過濾50% 2.第二次過濾39% 3.第三次過濾34% 4.第四次過濾28%（5）第二次過濾后水溶性P2O5殘留率 R1=0.29（6）第三次洗滌后水溶性P2O5殘留率R2=0.15（7）第四次過濾后水溶液

4、中P2O5濃度為1.13% 濕法磷酸物料平衡表濕法磷酸物料平衡表濕法磷酸系統(tǒng)熱量衡算表 五氧化二磷平衡表 磷酸生產(chǎn)廠是一個精密度、自動化程度都較高的企業(yè)，所用的大型設(shè)備也很多，每一個設(shè)備的型號、生產(chǎn)能力以及自動化程度都將直接影響到生產(chǎn)路線的合理性和全廠的經(jīng)濟效益，但其中最主要的設(shè)備有反應(yīng)塔、過濾機和冷卻器。設(shè)備選型設(shè)備選型性質(zhì)：溫度7080,磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26%30%;石膏質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%30%; 液相質(zhì)量濃度為0.030.04 g/ ml; 另外還有等雜質(zhì)。濕法磷酸生產(chǎn)主要的腐蝕性濕法磷酸生產(chǎn)主要的腐蝕性因素因素溫度為6070 ; 磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%30%; 含少量固體磷石膏, 其它雜質(zhì)含量

5、與濕法磷酸料漿相同。還含有少量的硫酸、氫氟酸、氟硅酸、氯化物及等雜質(zhì)主要是點蝕和晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、磨蝕這4 種類型的腐蝕。 磷酸用鋼一般都選用高鉻、高鎳鉬鋼, 有時還加入銅和其它元素, 使其具有耐晶間腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕的性能。耐腐蝕性的順序依次為: K合金、鉬三鈦、鉬二鈦、超低碳。 濕法磷酸料漿濕法磷酸料漿稀磷酸稀磷酸濕法磷酸生產(chǎn)濕法磷酸生產(chǎn)過程過程的消耗的消耗 廣泛用于冷凝器、濃縮系統(tǒng)真空管線、含氟尾氣管道、硫酸及料漿的輸送管道、磷酸中間槽、堰槽、硫酸計量槽等。該材質(zhì)優(yōu)點為: 加工、制作、安裝容易, 維修方便, 耐腐蝕性能良好。 濕法磷酸生產(chǎn)中非金屬材料使用情況應(yīng)用于攪拌槳軸、

6、氟尾氣風(fēng)機葉輪、沖擊式洗滌器襯里、濃縮系統(tǒng)液相內(nèi)襯等。 僅用于氨吸收系統(tǒng)旋流塔板、液下泵出口彎管及過濾器支腿等。耐腐蝕性能良好, 不易結(jié)垢, 清理方便。但強度不夠, 使用中易變形。硬聚氯乙烯橡膠聚丙烯 用于濃縮系統(tǒng)汽液相管線及硬PVC 管線的外加強, 耐腐蝕性能良好。 濕法磷酸生產(chǎn)中非金屬材料使用情況目前主要應(yīng)用于磷酸貯槽、萃取槽、熱交換器、閃蒸室、氟吸收塔等靜設(shè)備, 性能特別優(yōu)良, 但施工方法及膠粘劑的選擇很重要, 設(shè)備質(zhì)量大多取決于施工方法及膠結(jié)劑的選擇。 用于磷酸大貯槽中襯里,腐蝕余量大,但在含氟磷酸中不耐蝕。環(huán)氧酚醛玻璃鋼石墨瓷磚濕法磷酸生產(chǎn)主要設(shè)備材料建議 在生產(chǎn)工藝上在生產(chǎn)工藝上應(yīng)

7、進(jìn)行合理的配礦應(yīng)進(jìn)行合理的配礦, ,使使F-F-、Cl- Cl- 的質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在允許量分?jǐn)?shù)保持在允許的范圍之內(nèi)的范圍之內(nèi), , 可有可有效減緩腐蝕速率。效減緩腐蝕速率。 K K合金類奧氏合金類奧氏體不銹鋼可耐體不銹鋼可耐Cl-Cl-含量較高的磷酸含量較高的磷酸腐蝕腐蝕, , 即使磷礦即使磷礦中中Cl-Cl-質(zhì)量分?jǐn)?shù)高質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)達(dá)0.2%0.2%時時, , 亦不亦不會產(chǎn)生強烈的點會產(chǎn)生強烈的點蝕蝕 濃縮系統(tǒng)的石墨濃縮系統(tǒng)的石墨交換器是易損設(shè)備交換器是易損設(shè)備, , 因石墨管強度低因石墨管強度低, , 石石墨管與鋼殼之間的線墨管與鋼殼之間的線膨脹系數(shù)差別較大膨脹系數(shù)差別較大, , 開停車時

8、易使石墨管開停車時易使石墨管破裂破裂, ,另外結(jié)垢清洗另外結(jié)垢清洗亦較困難。亦較困難。 應(yīng)擴大非金屬材應(yīng)擴大非金屬材料代替金屬材料的料代替金屬材料的使用范圍使用范圍, 萃取磷酸萃取磷酸的靜止設(shè)備應(yīng)多采的靜止設(shè)備應(yīng)多采用工程塑料用工程塑料; 襯里應(yīng)襯里應(yīng)多采用襯膠多采用襯膠, 如氯丁如氯丁橡膠、丁基橡膠、橡膠、丁基橡膠、硬質(zhì)天然膠等。硬質(zhì)天然膠等。設(shè)備選擇設(shè)備選擇反應(yīng)槽過濾機泵類冷卻器 反應(yīng)消化槽選取普萊昂多室單槽：單槽內(nèi)通常分為10個室，磷礦粉和硫酸在14室內(nèi)反應(yīng)，58室內(nèi)則為結(jié)晶，時間足夠長利于結(jié)晶成長。 多室單槽中的醬料流動用攪拌槳葉推動。單槽從1到8的8個室按照溢流-底流交替排列，第9室

9、實際上只是一個泵槽，將料漿泵送到冷卻系統(tǒng)的閃蒸室，經(jīng)冷卻后的料漿流入第10室。反應(yīng)槽普萊昂多室單槽普萊昂多室單槽設(shè)備參數(shù)規(guī)格：有效尺寸6720L6720W8000H6有效容積：1710m3工作壓力：微負(fù)壓槽體材質(zhì)：混凝土上襯膠再襯碳磚攪拌槳轉(zhuǎn)速：67r.p.m 電機功率：160KW過濾機 傾覆盤式過濾機轉(zhuǎn)臺式過濾機盤式過濾器的核心部件是疊放在一起的塑料濾盤，濾盤上有特制的溝槽或棱，相鄰濾盤上的溝槽或棱構(gòu)成一定尺寸的通道，粒徑大于通道尺寸的懸浮物均被攔截下來，達(dá)到過濾效果。轉(zhuǎn)臺式過濾機的工作原理是一種連續(xù)運轉(zhuǎn)的真空過濾設(shè)備，在一個水平的環(huán)形面積內(nèi)設(shè)有數(shù)個梯形濾盤 ，濾盤由一個大轉(zhuǎn)盤帶動在軌道上作

10、水平運轉(zhuǎn)，每個濾盤用膠管與位于中心的分配閥 (錯氣盤 )相連 分配閥與真空系統(tǒng)相連 并完成濾盤在工作過程中的真空切換 ，每個濾盤水平旋轉(zhuǎn)一周 完成加料，初濾，過濾，洗滌 (根據(jù)工藝要求設(shè)置洗滌次數(shù) ) 卸渣，濾布沖洗，再生 ，濾布吸干至加料點，如此反復(fù)循環(huán)。傾覆盤式過濾機 （1）扇形濾板脫水孔分布均勻，孔率合理，筋條尺寸大，由高強度工程塑料制成，壽命提高了11.5倍。（2）濾液管過濾數(shù)面大，分配頭腹腔容積大，提高了抽氣率和濾液排放效果。（3）耐磨錦綸、單或復(fù)絲濾布使脫餅率高且不易堵塞，使用壽命長。耐磨錦綸、單或復(fù)絲濾布使脫餅率高且不易堵塞，使用壽命長。（4）多點干油泵集中多點自動潤滑。（5）濾

11、布自動清洗裝置，保持了其良好的脫水效果。（6）臥式強制高速攪拌、軸端采用橡膠及石墨盤根和水壓差三重密封不漏漿。（7）主傳動無級變速，依物料的濃度及流量調(diào)節(jié)（交流調(diào)速電機或變頻器），以求達(dá)到理想的工作效果。（8）每盤由每盤由20片扇形板組成，加強了過濾過程控制，成餅厚度均勻。片扇形板組成，加強了過濾過程控制，成餅厚度均勻。（9）磨擦片采用特制耐磨硼鑄鐵,剛?cè)嵯酀芊饧眩褂脡勖_(dá)到十年以上。（10）濾液管為高強度耐磨陶瓷復(fù)合鋼管，提高壽命10倍以上。（11）濾液管與濾扇接口去掉下法蘭，采取模具定位直接焊接，減少了濾液管與濾扇接口去掉下法蘭，采取模具定位直接焊接，減少了90%可能的漏氣點可能的漏氣

12、點。 離心泵造價高而流量有限（5000m/h），對建大型工廠極為不利； 軸流泵結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉而且可以得到很大的流量（15000m/h），缺點是揚程低。泵類軸流泵 泵類料漿循環(huán)泵的殼體、葉輪用Cr30制成，耐磨。處于P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)28%32%的稀磷酸。泵的主要材質(zhì)為K合金, 螺栓、出口彎管為Mo2Ti,軸套為石墨,主要腐蝕部位為出口彎管、螺栓。料漿泵酸泵 真空閃蒸冷卻設(shè)備是閃蒸冷卻器，實際為真空條件下的氣液分離器。反應(yīng)槽來的熱料漿以切線方向方向進(jìn)入閃蒸室，冷卻料漿從室底部出口流出。1、根據(jù)不同溶劑的性質(zhì)，自主設(shè)定“閃蒸”級數(shù)；2、同樣溫度和時間內(nèi)，濃縮效率大大高于傳統(tǒng)蒸發(fā)儀器；3、連續(xù)進(jìn)液

13、，蠕動泵精確控制，適合大量濃縮；4、閃蒸：瞬間受熱、快速蒸發(fā)、迅速分離；5、操作簡便、輔助設(shè)備少；6、節(jié)能環(huán)保、工作效率高。冷卻器閃蒸冷卻器閃蒸冷卻器 含氟廢氣處理設(shè)備 雖然磷酸生產(chǎn)采用二水法工藝技術(shù)，反應(yīng)槽溫度及酸度降低，氟逸出率低，從源頭上控制了廢氣中氟的含量，但產(chǎn)生的廢氣中氟含量仍較高，需要對廢氣進(jìn)行處理。其中反應(yīng)工序產(chǎn)生的廢氣及過濾工序過濾機上部排放的廢氣均采用二級水循環(huán)洗滌；過濾機下部排出的廢氣采用一級水洗滌。 含氟廢氣處理流程為：來自反應(yīng)槽、消化槽及過濾機上部的含氟廢氣通過文丘里洗滌器和旋風(fēng)尾氣洗滌塔二級水循環(huán)吸收后，通過尾氣風(fēng)機經(jīng)40 m煙囪達(dá)標(biāo)排放；來自過濾機下部經(jīng)真空泵抽吸產(chǎn)生的廢氣由真空泵洗滌器用水吸收后并入40 m煙囪排放。 產(chǎn)生的含氟酸性廢水經(jīng)污水槽收集后去過濾機洗滌磷石膏。廠房布置倉庫及裝卸區(qū)Storage & Loading Zone出入口出入口 安排緊湊 集中管理經(jīng)經(jīng)濟濟分分析析與與評評價價外購原材料費動動力力消消耗耗工工資資福福利利費費修修理理費費其其他他費費用用財財務(wù)務(wù)費費折折舊舊費費攤攤銷銷費費管管理理費費銷銷售售費3893.8862.59394.177.6852.15155.751204245.534245.53投資回收期：投資回收期：4.04.0年年投投資資回回收收期期節(jié)能環(huán)境保護(hù)節(jié)能方案減排技