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关于料浆法磷铵生产工艺几点说明20世纪80年代“中和料浆浓缩法磷铵工艺”开发初期,关于该工艺的缺点曾经有这么几个说法:一是硫酸消耗高,二是设备生产强度低,三是能耗高。
关于这几个问题,经过料浆法工艺近20年的发展,就笔者个人认识所及作如下说明。
1 比较基准一个产品生产工艺的优劣,自然是与相同产品的其他工艺比较而言。
我国磷铵生产工艺按大类分成传统的“磷酸浓缩工艺”和“中和料浆浓缩工艺”。
上述所谓料浆法工艺的缺陷自然是与传统法工艺比较而存在,因此,以下说明也是就两者的比较展开。
首先要说明的是,料浆法工艺开发之初是针对我国磷矿资源特点,强调的是其适合于国产中品位原矿的工艺特点。
但是实际上该工艺同样适合于采用高质量磷矿,而且采用高质量磷矿时同样可以生产高质量磷铵,贵州宏福实业开发有限总公司“DAP与MAP联产装置”的运行实践已经证明了这一点。
因此,上述问题有两种相对比较法,牵涉到采用不同的比较基准,主要是磷矿质量。
一是以同等质量磷矿与传统工艺比较,二是以中品位磷矿与传统工艺用高质量磷矿比较。
第二种比较牵涉到高质量磷精矿在选矿中的磷损耗和选矿加工费用,如果不将这部分费用加进去作比较,对料浆法工艺无疑是不公平的。
由于笔者对选矿过程不很熟悉,而且选矿费用和损耗与原矿的可选性以及采用的选矿工艺有很大关系,需要具体情况具体分析,因此,不能作定量结论。
但是目前所有国内料浆法磷铵企业都没有采用精选磷矿作原料,至少说明料浆法磷铵装置采用精选磷矿是不经济的。
2 关于硫酸消耗每吨P2O5磷铵产品的硫酸消耗取决于两个方面:一是磷矿的质量,其中主要是磷矿的钙磷比;二是萃取磷酸的工艺条件。
如上所述,由于磷矿质量差,钙磷比高导致硫酸的消耗高,就需要比较多消耗的硫酸与选矿过程的消耗。
比如钙磷比1.4的磷精矿每吨P2O5磷酸的硫酸消耗是2.8t,钙磷比1.5的原矿每吨P2O5磷酸的硫酸消耗是3.0t,这就需要比较315t磷精矿的选矿损耗和费用是否比200kg硫酸更贵。
学校代码：学号：0 毕业设计（论文）BACH ELOR DISSERTATI ON论文题目：年产10万吨磷酸一铵工艺设计（铵中合）学位类别：工学学士学科专业：化学工程与工艺作者姓名：导师姓名：完成时间：2013.6.3年产10万吨磷酸一铵工艺设计(铵中和)摘要中国是一个人口大国，拥有十几亿人口，而且还有不断增加的趋势，因此，食物的来源问题日益严峻，农业的发展成了必不可少的话题。
但耕地面积总量将保持动态平衡。
因此，提高单位面积产量是增加粮食产量的重要途径之一，而合理增施化肥又是提高单位面积产量的直接有效的措施。
磷铵是复合肥料最重要的品种，养分含量高，可做为肥料直接使用。
本设计主要针对10万吨/年粒状磷酸一铵工艺及主要设备进行，采用一二效蒸发方式达到节能同时又保证了设备投资合理，采用喷浆造料干燥一体化机节约了生产空间，内有自循环螺旋返料系统解决了造料返料大问题，工艺过程合理，投资成本不高。
关键词：磷酸一铵；工艺设计；节能；合理Technological design of an 100000t Monoammonium enginerring project （Ammonium neutralization reaction）AbstractChina is a populous country, with billion-plus populations, but also the trend of increasing, therefore, the problem of the food source is more and more serious, the development of agriculture became the essential topic. But the total cultivated land will keep dynamic balance. Therefore, increase unit area yield is one of the important ways to increase food production, and reasonable to add fertilizer is directly effective measures to increase the unit area output. Ammonium phosphate compound fertilizer is the most important varieties, high nutrient content, can be used as fertilizer directly.This design is mainly aimed at 100000 t/a granulated monoammonium phosphate process and main equipments, using two effect evaporation achieve energy saving at the same time to ensure the reasonable investment in equipment, adopting deflecting drying integration of shotcrete machine to save the production space, with the circular spiral returns system can solve the problem of the deflecting returns big, reasonable technological process, investment cost is not high.Keywords: monoammonium phosphate;Process design;energy conservation; reasonable目录第一章前言 (1)1.1 磷酸一铵相关的物化性质 (1)1.1.1磷酸一铵的物理性质 (1)1.1.2磷酸一铵在农业中的应用 (1)1.1.3工业级磷酸一铵 (2)1.2我国日益重要的农业 (2)第二章磷酸一铵工艺的路线选择 (3)2.1磷酸一铵的生产方法 (3)2.2磷酸铵生产的化学反应原理和物化性质 (3)2.2.1铵中和反应 (3)2.2.2磷酸铵的物理性质 (3)2.3磷铵生产工艺 (4)第三章工艺计算 (6)3.1物料平衡计算 (6)3.1.1 计算条件 (6)3.1.2 氨中和系统物料恒算 (6)3.1.3 浓缩系统物料恒算 (10)3.1.4 干燥系统物料恒算 (11)3.1.5消耗定额及产品规格（按每吨磷铵产品计） (12)3.2热量平衡计算 (13)3.2.1 计算条件 (13)3.2.2 氨中和系统热量衡算 (14)3.3浓缩系统热量衡算 (16)3.4喷浆造粒干燥机热量 (20)3.4.1 已知条件 (20)3.4.2 浓缩计算 (20)3.5小时物料平衡图 (21)3.5.1 小时物料平衡 (21)3.5.2 小时物料平衡图 (22)第四章主要设备的选型 (23)4.1中和反应器 (23)4.1.1 中和反应器已知条件 (23)4.1.2 中和反应器计算 (23)4.2喷浆造粒干燥机 (24)4.3闪蒸室计算 (25)第五章厂区及车间布置设计 (26)6.1 总平面布置原则 (26)6.2 车间布置设计的意义 (28)6.3 车间布置的原则 (29)6.4 车间布置设计 (29)第七章结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第一章前言1.1 磷酸一铵相关的物化性质1.1.1磷酸一铵的物理性质磷酸一铵别名磷酸二氢铵呈白色粉状或颗粒状物（粒状产品具有较高的颗粒抗压强度），密度1.803（19℃）。
料浆法与传统法工艺比较磷酸二铵DAP和磷酸一铵MAP的生产有料浆法与传统法两种工艺技术。
其实质区别主要就在于磷酸在与氨中和前是否浓缩。
传统工艺法生产磷铵主要是将经浓缩的湿法磷酸直接与氨中和，再将中和科浆干燥而得到磷铵产品的工艺过程，它主要适用于高品位磷矿生产磷铵。
目前国内外DAP生产中，主要采用该工艺。
中和料浆浓缩法是将未经浓缩的湿法磷酸用氨直接中和，再将中和料浆浓缩、干燥得到磷铵产品的工艺过程。
硫酸分解萃取磷矿粉生成稀磷酸（此法称：湿法磷酸工艺），通过浓缩工艺，磷酸中的大量不溶物和杂质被排出。
因此，传统法产品杂质少，纯度高，用途广，与其它肥料混配化学、物理性能好。
在这里可再用一个非常形象的例子来理解这两种工艺的差异区别。
用一盆浑浊的黄河水和面，你直接用浑浊的黄河水和面就类似于“料浆法”工艺；你在水澄清后用上面的清水和面而把底部的泥浆倒掉就类似于“传统法”工艺。
生产出来的产品内在品质差异也就不言而喻了。
磷酸浓缩在工艺理论上就象澄清黄河水一样简单，但在生产装置上就成了磷酸生产的一个难点。
这主要受矿石质量和磷酸自析等因素的影响。
料浆法磷铵工艺的总体思路是改“磷酸浓缩”为“磷铵料浆浓缩”,即稀酸先与氨中和反应,制得稀中和料浆再进行料浆的蒸发浓缩,除去物料中的大部分水分,从而避开“磷酸浓缩”的难题,并由此产生一系列具有比较优势的工艺特点。
“料浆法”磷铵，比之传统的磷铵生产方法，有以下特点：（1）对磷矿的适应性强，它可以用传统的磷铵生产方法不能用的质量较次的磷矿（P2O5 29%～30%，(Fe2O3+Al2O3+MgO)<5%的磷矿都可以用），我国大部分磷矿都可适用；（2）浓缩介质的腐蚀性小，设备材质容易解决；（3）运转周期长，加热器不易结垢，垢层易清除；（4）流程简单，技术成熟，生产稳定，故障少；（5）料浆浓缩，可以采用多效蒸发，对磷酸的浓度要求低(磷酸中的P2O5浓度大于24％均可适用)，且对磷酸中的杂质、含固量等要求低，即使含固量在7％左右的磷酸都可生产出一等品的MAP；（6）设备全部国产化，运行费用低；（7）单位生产规模的投资不到引进装置投资的1/3。
复合肥料的生产方法一、综合颗粒状复混肥料的生产方法主要有以下几种：1.料浆法以磷酸、氨为原料，利用中和器、管式反应器将中和料浆在氨化粒化器中进行涂布造粒，在生产过程中添加部分氮素和钾素以及其他物质，再经干燥、筛分、冷却而得到NPK复合肥产品，这是国内外各大化肥公司和工厂大规模生产常采用的生产方法。
磷酸可由硫酸分解磷矿制取，有条件时也可直接外购商品磷酸，以减少投资和简化生产环节。
该法的优点是既可生产磷酸铵也可生产NPK 肥料，同时也充分利用了酸、氨的中和热蒸发物料水份，降低造粒水含量和干燥负荷，减少能耗，此法的优点是：生产规模大，生产成本较低，产品质量好，产品强度较高。
由于通常需配套建设磷酸装置及硫酸装置，建设不仅投资大，周期长，而且涉及磷、硫资源的供应和众多的环境保护问题（如磷石膏、氟、酸沫、酸泥等），一般较适用于在磷矿加工基地和较大规模生产、产品品数不多的情况。
如以外购的商品磷酸为原料，则目前稳定的来源和运输问题及价格因素是不得不考虑的，近年来，由于我国磷酸工业技术和装备水平的提高，湿法磷酸作为商品进入市场有了良好的条件，在有资源和条件的地区建立磷酸基地，以商品磷酸满足其它地区发展高浓度磷复肥的需要，正在形成一种新的思路和途径，市场需求必将促进这一行业发展，也必将解决众多地区原料磷酸的需求问题。
拥有该种生产技术的外国公司主要有挪威的norsk hydro、西班牙incro、espindsea、法国的AZF、KT、美国的Davy/TV A等。
国内的主要生产厂家有：中阿化肥有限公司、江西贵溪化肥厂、云南云峰化工公司、南京南化磷肥厂、大连化工厂、金昌化工公司、广西鹿寨磷肥厂等。
拥有相近于该种生产技术的国内企业主要有山东的红日集团、四川成都科技大学、上海化工研究院等。
2.固体团粒法以单体基础肥料如：尿素、硝铵、氯化铵、硫铵、磷铵（磷酸一铵、磷酸二铵、重钙、普钙）、氯化钾（硫酸钾）等为原料，经粉碎至一定细度后，物料在转鼓造粒机（或园盘造粒机）的滚动床内通过增湿、加热进行团聚造粒，在成粒过程中，有条件的还可以在转鼓造粒机加入少量的磷酸和氨，以改善成粒条件。
文献综述1.1磷酸一铵概述磷酸一铵的化学式为NH4H2PO4（MAP），热稳定性好，不易吸潮，在水中溶解度大。
即使磷酸一铵加热到100℃，也很难觉察到它分解放出氨。
大约在200℃左右才会有NH3 和H2O 放出。
磷酸一铵在低于125℃进行干燥作业时，氨损失是非常小的。
磷酸一铵在水中有较大的溶解度，且随着温度的升高而急剧增大，而磷酸一铵的水溶液的氨平衡分压却很低。
在200℃以后，随着温度的升高，质量不断地减少，表明磷酸一铵由于发生缩聚而释放了氨和水。
磷酸一铵养分含量高，物理性质和农化性质优良，既可作肥料直接施用，也是复混肥和液体肥料的重要磷源。
磷铵生产工艺总的来说可分为传统法和料浆法二大类。
传统法工艺既能生产磷酸一铵(MAP)也能生产磷酸二铵(DAP)。
该工艺由美国DAVY-MCEE和英国FISON 等公司首先开发成功，国外单系列最大生产能力1000kt/a，国内引进和消化吸收国产化后的单系列最大生产能力480kt/a。
由于生产技术的成熟可靠，国外装置发展趋向于规模大型化，但要求磷酸浓度较高，可以通过二水法萃取磷酸浓缩或半水法直接生产得到，一般来说，此法用于含杂质较低的优质磷矿。
料浆法工艺是国家“七.五”科技攻关成果，“八.五”以来，国内相继建成30~60kt/a 装置80多套，单系列最大生产能力可达150kt/a。
该工艺技术在生产、管理和设计方面已积累了较丰富的经验，有了相当的基础，技术日趋成熟可靠。
1.2国内外磷铵工业发展简史1.2.1国外磷铵工业发展最初，美国氰铵公司开始生产MAP。
到20世纪30年代初期，加拿大公司管理的工厂进行了MAP的生产。
从1940年到1955年在美国和欧洲相继建立了许多类似的工厂，一般采用3个氨中和槽，将含P2O536%~38%的磷酸加到第一中和槽，通氨到H3PO4的第一个H﹢有80%被中和，其余的氨加入第二中和槽，只有少量的氨加入第三中和槽。
当需提高产品氨含量时，可在第一中和槽加硫酸。
中国复混肥工业技术发展中海石油化学股份有限公司沈兵一、中国复混肥工业技术和工艺发展特点我国复混肥料的50年历史大致可以分为两个阶段。
（一）进行技术准备，奠定发展高浓度复混（合）肥料基础20世纪50年代初，在世界高浓度化肥和复混肥料起步之时，上海化工研究院进行了湿法磷酸、热法磷酸、磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥以及重过磷酸钙等产品的研制和中间试验工作，先后取得了成果，并于20世纪60年代建设了硝酸磷肥、湿法磷酸和磷酸二铵生产装置。
上海化工院也于1976年～1980年联合开展了冷冻法硝酸磷肥的农业评价试验。
（二）20世纪80年代以来，中国加快了复混肥料的发展1、发展以湿法磷酸和氨为基础配料的复混复合肥料一方面通过自身优势和引进技术建设大、中型磷酸铵装置。
如铜陵化工、大化集团、中阿化肥、贵溪化肥、红河磷肥等11个磷酸铵装置。
另一方面，自主研发建设中、小型氮肥厂。
如利用稀磷酸铵料浆浓缩工艺建设的73套年产3万吨和2套年产6万吨的磷酸铵装置。
2、利用多种基础肥料发展复混肥料1979年起，上海化工研究院采用团粒工艺，先后开发出尿素－过磷酸钙系、尿素磷铵系、氯化铵－过磷酸钙系、氯化铵－磷铵系、硝酸铵－过磷酸钙系等多种复混肥料的生产技术。
90年代以前，中国生产的复混肥料大多数采用的是团粒法颗粒复混肥，属中、小规模型。
3、大型复混复肥企业的崛起90年代以后，由于受到进口复混肥料的冲击，加之国家农资政策的调整，国有大型磷复肥企业纷纷调整思路，大规模生产高浓度复混肥料。
以中阿公司为代表在1999年率先生产各种类型的专用复混肥，其它如鲁西、红河、红日、什邡、洋丰等也都开始转向高浓度复混肥料的生产。
1999年初全国取得复混肥料生产许可证的企业计2240家，总生产能力3000万t/a。
2001年和2002年国产高浓度磷复肥中的磷（P2O5）已达到296.4万吨和368.2万吨,分别占当年磷肥总量的40.1%和45.7%。
2001年和2002年复混肥的总用量达到917.7万吨和1046.2万吨,分别占当年化肥总用量的22.1%和24.1%。
