发布时间 : 星期六 文章年产26000吨P2O5湿法磷酸工艺设计更新完毕开始阅读aceee5ed4afe04a1b071dea6
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1 绪论
1.1 设计任务依据及产品概况
本设计是根据淮海工学院化学工程系下达的毕业设计任务书，即年产26000 t P2O5湿法磷酸生产工艺设计，开展了湿法磷酸车间装置的设计。
纯净的湿法磷酸是无色的，但由于一般都含有一些杂质，因而湿法磷酸一般呈灰色，视杂质含量的多少其灰色或深或浅。湿法磷酸主要用于生产重过磷酸钙和磷酸铵类肥料，还可以用来生产各种工业磷酸盐及磷饲料[1]。
1.2 建厂地理位置概况
本设计中厂区在海州区内，地理位置优越，靠近连云港新浦市区，临近连云港港口，厂区内可设置铁路专用线与东陇海国铁接轨，有优越的运输条件。 1.2.1 气象条件
连云港的海州区属暖温带向亚热带过度的季风海洋性气候地带，年平均气温为14℃，最冷月份为1月，最热月份为7月。年降雨量为1000mm左右。无霜期为220天左右。四季分明，气候宜人。
根据连云港新浦气象台的观测记录其具体的气象特征如下 气温：
年平均气温 14.7℃ 最高气温 40℃(8月) 最低气温 -18.1℃(2月) 气压：
年最高气压 1016.7 Pa 最高月平均气压 1026.9 Pa(1月) 最低月平均气压 1003.3 Pa(7月) 相对湿度：
最高月平均相对湿度 82％(7月) 最底月平均相对湿度 64％(3—4月) 降雨量：
年平均降雨量 93.69 mm 最大降雨量 264.4 mm 蒸发量： 一般为降雨量的1.6—2.3倍 冻结深度：
湖塘冻结深度为20 cm 土壤冻结深度为30 cm 风向：
常年主导的风向为东南凤，风频为12％
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3—10月以东南风为主
11月—次年3月以北、东风为主 风速：
最大风速 29.8m/s(5月) 常风速 5～6m/s 1.2.2 交通运输
铁路： 有铁路专用线通往连云港，可根据当地实际情况配置装卸线，并在厂区旁边设有一个分支，便于把空的装料箱运走，把生产成品运出。
公路： 厂区邻近公路路面宽敞，可容纳两辆装运卡车并排而行，路面结构为水泥路，交通便利。
水路： 厂区不仅临近蔷薇河、盐河，且滨临黄海，水路的运输能力很好，在各个季节，行道宽度、水深变化情况不大。通过水路运输，在码头卸货，再通过公路运输到达厂区。
1.2.3 水源、能源
水源充足，厂区滨临黄海，临近蔷薇河、盐河，在厂区附近有供电站，能源供应方便。 水：
水质： 浊度≯20mg/L 水压： 0.3 MPa 水量： 常态81.2 t/h；
最大139 t/h；消防54 t/h
用电设备台数：149台 蒸汽：压力： 0.2 MPa(表压) 0.7(表压)
气量： 8 t/h
1.3 厂址的选择依据
厂址的选择是工业基本建设的一个重要环节。厂址选择工作的好坏对工厂的建设进度、投资数量、经济效益以及环境保护等方面会带来重大的影响。 1.3.1 地理位置、地形地貌
国家四大磷矿之一的锦屏磷矿位于海州区，其地形以平原为主，境内地势低平，平原高山齐观，河湖丘陵、滩涂俱备，平均海拔为5m。锦屏山马耳峰海拔为427.7m，为全区最高。平原占总面积80％。地区南侧有锦屏山、白虎山，东部有较著名的孔望山、石棚山等。境内河流纵交错，水陆交通便利，连云港白塔埠机场距海州25km，有飞往上海、广州、厦门、北京、沈阳等地的航班。南面是与灌云县交界的泊阳河，向东直通黄海。城西有全市最大的蔷薇河。 1.3.2 水文、地质条件
潜表地下水初见水位一般，适宜建造厂房，地质坚硬，对混凝土基础无腐蚀性。无洪水，泥石流，滑坡等危害，地震基本烈度符合化学工厂选址的原则。
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1.3.3 原材料的供应与产品贮存、运输条件
原材料： (1)磷矿
中国磷矿资源比较丰富。全国26个省(区)有磷矿产出。探明储量的矿区有412处，总保有储量矿石152亿吨，居世界第2位。从分布看，以湖北、云南为多，分别占22%和21%；贵州、湖南次之。以上4省合计占全国储量的71%。我国重要磷矿床有云南昆阳磷矿、贵州开阳磷矿、湖北王集磷矿、湖南浏阳磷矿、四川金河磷矿、江苏锦屏磷矿等。磷矿矿床类型以沉积磷块岩型为主，储量约占80%；多为磷灰石矿床、沉积变质型磷矿床次之；鸟粪型磷矿探明储量极少。我国磷矿的成矿时代主要为震旦纪和早寒武世，前震旦纪、古生代也有磷矿产出。
“海州式”磷矿。分布于海州至大浦一带，主要工业矿体集中在锦屏、陶湾、新浦、大浦、顾庄等地，王寨、小李庄、穆跳、新浦南部也有矿点。
海州式磷矿矿体形态呈层状、似层状、透镜状，产于大理岩、云母片岩中，与围岩呈过渡关系，规模大者断续长2000m多，一般长200～800m。矿体延深550 m多，平均厚度23m。矿石品位较高，含P2O5一般在13.22～24.18%，最高达29.82%。
(2)硫酸
本设计采用浓度为92%H2SO4，由火车送来，卸车后贮存在硫酸大罐中，经泵送至本装置硫酸计量槽内。
(3)成品包装袋
采用规格为50kg的编织袋，外购。 (4)原料需要量
名称及规格 单位 每小时量 磷精矿(P2O5 ：33.95%) t 12.19 硫酸(92% H2SO4 ) t 11.40 包装袋(50kg/个) t 2 装置的运输量：
运入：磷矿 82307.1t/y
硫酸 76917.7t/y 包装袋 13500t/y 运出：磷酸（P2O5计） 26000t/y 磷石膏 12147.7t/y 1.3.4 原材料的供应与产品贮存、运输条件
厂区布置如图（附后）[2] 1.3.5 “三废”治理
(1)废气
磷矿中含有F约4.58%，在磷矿萃取反应时，氟的分布因磷矿种类及所用的工艺不同而有所不同，以二水法为例，呈气态逸出的氟约占磷矿含氟量的2～12%，留在磷酸中的约
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为20～75%，石膏中约占磷酸含氟量的15～25%，排出的氟的形态，主要以四氟化硅(SiF4)存在，排出的气量同反应热的排出方式有关。
萃取反应排出的含氟尾气，在吸收器内用水将四氟化硅(SiF4)吸收生成氟硅酸溶液，然后送污水处理站处理，经洗涤后的尾气由排气筒放空。
(2)废水
磷酸生产中当滤盘翻转倾倒石膏后，残存在滤盘滤布上的磷石膏需用水冲洗，以使滤布再生。冲洗后产生含有少量磷石膏的含P2O5,F的污水，将污水封闭循环使用，即将冲洗滤盘后的污水通过稀浆槽经旋流器将少量颗粒较大的磷石膏先行分离进入稠浆槽，含有细小磷石膏颗粒的浆液(沉降速度很慢)，由漩流器顶部流出流入混合槽，在此加入已配制好的絮凝液，使污水中的石膏细颗粒形成絮团状沉降，然后进入沉降槽进行第二次分离。由底部流出的稠浆也流入稠浆槽。清液(含颗粒＜200mg/Kg的液体)溢流至清液槽。该清液继续用来冲洗滤盘的滤布，循环使用。而一、二分离后所得的含P2O5、F及含石膏固相达25～35%的稠浆，用泵送至过滤机的二洗区，由于此时滤盘上已有一定厚度的滤饼，故稠浆中的石膏会覆盖在滤饼的表面，而含P2O5、F的污水进入磷酸液相系统。
这一技术不但不外排含P2O5、F的污水，节省了新鲜水用量而且还使污水中的P2O5进入磷酸成品中，提高了磷酸生产P2O5总收率。
当磷酸装置刚开车或生产不正常需要排出含P2O5,F的污水时，可进入废水收集池，待生产正常后，适当减少进入文丘里吸收塔的水量，而将废水收集池中的污水慢慢补充入清液池，就可做到污水不外排。
(3)废渣
萃取磷酸过滤机排出的磷石膏是推存还是综合利用，往往是大，中型磷酸项目建设的重大研究内容之一。因为磷石膏排放量大，常年堆存不但占用大量土地，耗用巨额资金，而且处理不好会于推存过程造成水溶性P2O5,F对环境的污染。
排放磷石膏最简单的方法是把石膏用水调成稀浆(一般石膏10%)，再把石膏浆经泵送到水流量大的河流或海洋里。
为加大经济收入，磷石膏堆放在厂区内，由卡车送出外卖，磷石膏可以制成熟石膏、石膏板、水泥缓凝剂及石膏砖等建筑材料。
1.4 产品方案和技术指标等
1.4.1 产品的方案及建设规模
(1)产品名称：磷酸 副产品：磷石膏
(2)设计规模：磷酸, 26000 t(P2O5计) (3)产品规格：磷酸，P2O5约31% 1.4.2 设计指导思想
(1)技术方案的选择在已学知识的基础上，力求先进，运行可靠，护理，维修方便，以期取得较好的经济效益。