年产10万吨磷酸一铵(铵中合)工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)

年产10万吨磷酸一铵(铵中合)工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

中扣除 P2O5 与杂质（主要是 Fe3+、 Al3+、 Mg2+等金属阳离子）结 合后剩余的 P2O5 的 NH3 量；③氨损失。 上述三项之和即为氨用量 J2。 7 图 物料平衡示意图 ⅰ磷酸中的游离硫酸生成 (NH4)2SO4 耗 NH3 量 (NH4)2SO4～ 2NH3～ SO3 生成的 (NH4)2SO4 量为 1000 %80132 = 消耗氨的量为 132172 = ⅱ与磷 酸中的 F 生成的 (NH4)2SiF6 耗氨量 (NH4)2SiF6～ 6F ～ 2NH3 生成的 (NH4)2SiF6 为 1000 % 619178 = 消耗的氨的量为 132172 = 上述才的 (NH4)2SO4 和 (NH4)2SiF6 均为可溶性盐，故生成可溶性盐（不包括磷铵）总量为 += 消耗的 NH3 的量为 += ⅲ生成 FePO42H2O 的量为 FePO42H2O～ P2O5～ 2H2O 1000 % 1602187 = 中 和 系 统 磷酸 J1 气氨 J2 磷铵浆料 C3 蒸发水C1 氨损失C222 8 消耗的 P2O5 的量为 2187142= 消耗的水的 量为 187182= ⅳ生成的 AlPO42H2O 的量： AlPO42H2O～ P2O5～ Al2O3～ 2H2O 1000 % 1022158 = 消耗的 P2O5 的量： 2158142 = 消耗的 H2O 的量为 158182 = ⅴ生成的 MgHPO43H2O 的量为 MgHPO43H2O～ P2O5～ 3H2O 1000 % 40174 = 消耗的 P2O5 的量为 2174142 = 消耗的 H2O 量为 174183 = 由于铁、铝、镁的磷酸都是非水溶性盐类，故生成非水溶性盐的总量为 ＋ ＋ = 非水溶性盐类结合的 P2O5 总量为 ＋ ＋ = 所以产品中的 P2O5 的水溶率为 100%（ 100%） =% 消耗的 H2O 的总量为 ＋ ＋ = 9 与杂质反应后剩余的 P2O5 量 = 已知中和度为 （即 NH3/H3PO4 摩尔比为 ），设生成磷酸一铵反应的 P2O5为 X kg 则生成磷酸二铵反应的 P2O5 为（ X） kg 可得 1 4 222 1 3 7 41 4 22 1 3 7 41 4 2 42    xx = 得 x= 生成磷酸二铵反应的 P2O5 量为 = 3H2O+P2O5+2NH3 =2NH4H2PO4 H3PO4+2NH3=(NH4)2HPO4 ⅵ生成磷酸一铵的量为 P2O5～ 2NH4H2PO4 71115 = ⅶ生成磷酸二铵的量为 P2O5～ 2H3PO4～ 2(NH)2HPO4 71132 = 生成磷酸一铵结合的 NH3 量为 115117 = 生成磷酸二铵结合的 NH3 量为 132217 = 生成磷酸一铵、二铵其结合的 NH3 量为 += 包括生成 (NH4)2SO4 等铵盐在内的 NH3 量 += 以知在中和浓缩过程中氨损失 1%。 所以实际需要总 NH3 量为 J3 == 10 以上得进如物料总量 ∑ J=J1 +J2=1000+= ⅰ蒸发水量 C1=(每㎏ NH3 蒸发㎏ H2O) ⅱ NH3 损失 C2= %= 式中 %为中和工序 NH3 损失。 ⅲ中和料浆量设为 C3 以上得出料总和∑ C =C1 +C2 +C3 =++C3 =+C3 由于∑ J=∑ C 即 =+C3 故中和 料浆量 C3 == 其中 NH4H2PO4 ； (NH4) ； (NH4) ； (NH4)2SiF6 ； FePO42H2O ； AlPO42H2O ；MgHPO43H2O kg。 上述盐类总量（不包括浓缩过程中分解逸出的 NH3）合计为 所以中和料浆含水量 = 中和料浆含水率 =% 表 中和系统物料平衡表 浓缩系统物料恒算 中和料浆 J=，其中 H2O= ⅰ NH3 损失量 C1 = %= 项目名称 物质的量 /㎏ % 项目名称 物质的量 /㎏ % 气氨 蒸发水 磷酸 1000 NH3 损失 中和料浆 合计 100 合计 100 11 ⅱ中和料浆中干盐量 =,所以浓缩料浆量 C2 为 C2=%251 = ⅲ蒸发水量设为 C3 得 ∑ C =C1 +C2 +C3 =++C3=+C3 由于∑ C=∑ J，得 =+C3 所以蒸发水量为 C3== 表 浓缩系统物料平衡表 进 料 出 料 序号 项目名称 物质的量 /㎏ % 序号 项目名称 物质的量 /㎏ % 1 中和料浆 100 1 NH3 损失 2 蒸发水 3 浓缩料浆 合计 100 合计 100 干燥系统物料恒算 浓缩料浆 J=；其中干盐 ； H2O ⅰ机械损失 C1（干燥系统损失为 1%） C1 = 1%= ⅱ产品磷铵量（含 H2O 为 1%） 产品磷铵中干盐量 == 产品磷铵量 C2=  = 其中水分 = ⅲ蒸发水量设为 C3 出料中和 12 ∑ C=++C3=+C3 由于∑ C=∑ J，即 =+C3 所以蒸发水量为 C3 = 表 干燥系统物料平衡表 进 料 出 料 序号 项目名称 物质的量 /㎏ % 序号 项目名称 物质的量 /㎏ % 1 浓缩料浆 100 1 机械损失 2 蒸发水 3 产品磷铵 合计 100 合计 100 消耗定额及产品规格（按每吨磷铵产品计） 1．湿法磷酸（ %P2O5） =（ 100%NH3） = 13 表 产品的理论组成表 序号 组成名称 物质的质量 /kg % 含 N/kg 含 P2O5/kg 1 NH4H2PO4 2 (NH4)2HPO4 3 (NH4)2SO4 4 (NH4)2SiF6 5 FeH2PO42H2O 6 AlH2PO42H2O 7 MgHPO43H2O 8 H2O 1 合计 100 ⅰ产品含 N 产品含量 N = 14/17 = 产品含 N 百分比为 100%=% ⅱ产品含 P2O5 产品含 P2O5 量为 产品含 P2O5 百分比为 100%=% 所以产品规格表示为 规格简式为 10490 热量平衡计算 计算条件 （ 1）以 1000kg湿法磷酸为基准； （ 2） 以上面物料平衡数据为基准： 14 (3)参考温度为 0℃ 氨中和系统热量衡算 与计算有关的标准生成热（ △ ）如下 表 标准生成热 名称 NH3(g) H3PO4(aq) NH4H2PO4(aq) (NH4)2HPO4(aq) △ (kJ/mol) 1435 1560 H2SO4(aq) (NH4)2SO4(aq) H2SiF6(aq) (NH4)2SiF6(aq) 2331 2602 (1)化学反应热△ rH ① NH3(g)+H3PO4(l) NH4H2PO4(aq) △ H1 =1435(–)=mol1 ② 2NH3(g)+H3PO4(l) (NH4)2HPO4(aq) △ H2=1560(2 )=mol1 ③ 2NH3(g)+H2SO4(aq) (NH4)2SO4(aq) △ H3 =(2 ) =mol1 ④ 2NH3(g)+H2SiF6(aq) (NH4)2SiF6(aq) △ H4=2602(2 )=mol1 所以 △ rH ={ + + + } 103 = 105kJ (2)气氨带入热 Q1：设气氨温度为 5℃，比热容为 (㎏ K) Q1= 5= (3) 磷酸带入热 Q2：设磷酸温度为 45℃，查表得比热容为 (kgK) Q2=1000 45 = 105kJ 总输入热量 15 Q=（ +） 105 += 105kJ （ 1）中和料浆带出热 Q3：设中和料浆温度为 105℃，比热容为 /(kgK) Q3= 105= 105kJ (2) 水分蒸发热 Q4：常压下水的汽化热 2258kJ Q4= 2258= 105kJ （ 3）中和浆料带出热 Q5 Q5= 105 = 105kJ （ 4）热损失 Q6=Q入 (Q3+Q4+Q5)=[(++)] 105kJ = 105kJ =66200kJ 热损失为输入热量的百分率是 66200 463569 100% =% 这一热损失比较合理，说明原设定每通入 1kgNH3即蒸发 1kg水是比较合理的。 因此对物料衡算和能量横算不再作修正。 上述计算结果由下表所示 表 中和系统热量衡算表 输入 输出 项目名称。