1.5万吨磷酸毕业设计15ktaP2O5二水湿法磷酸系统工艺设计毕业论文

1.5万吨磷酸毕业设计15ktaP2O5二水湿法磷酸系统工艺设计毕业论文目录设计任务书 (Ⅳ)开题报告 (Ⅵ)1 综述 (1)1.1我国磷酸工业现状 (1)1.2磷酸工业生产类型 (2)2 湿法磷酸生产的基本原理 (3)2.1湿法磷酸生产的化学反应 (3)2.1.1 化学反应 (3)2.1.2 磷矿中杂质的影响 (3)2.2硫酸钙晶型和生产方法分类 (4)2.2.1 硫酸钙的晶型 (4)2.2.2 湿法磷酸生产方法 (4)2.3硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2O与CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O体系的相平衡及转化动力学.5 2.3.1硫酸钙的结晶形态 (5)2.3.2硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2O三元体系的相平衡 (6)2.3.3硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O四元体系的相平衡 (7)2.3.4 CaSO4－H3PO4－H2O体系转化动力学 (8)2.4磷矿在磷酸硫酸混合溶液中的浸取和分解过程 (10)2.5 硫酸钙的结晶 (10)2.6 生产工艺条件 (10)2.7 生产工艺流程 (12)3 湿法磷酸物料衡算 (14)3.1 全系统平衡 (14)3.1.1 进料 (15)3.1.2 出料 (15)3.1.3 逸出废气 (15)3.1.4 机械损失 (16)3.1.5 磷石膏 (16)3.2 对酸解系统作平衡 (16)3.2.1 进料 (16)3.2.2 出料 (17)3.3 对过滤部分作平衡 (17)3.3.1 进料 (17)3.3.2 出料 (17)3.4 对二次洗涤作平衡 (18)3.4.1 进料 (18)3.4.2 出料 (18)3.5 对一次洗涤作平衡 (18)3.5.1 进料 (18)3.5.1 出料 (18)3.6 P2O5平衡 (19)3.7 总物料平衡表及物料平衡图 (19)4 湿法磷酸热量衡算 (21)4.1反应热的计算 (21)4.2稀释热的计算 (24)4.3 热量衡算 (24)4.3.1 输入热量 (24)4.3.2 输出热量 (25)5 主要设备的工艺计算 (27)5.1酸解槽 (27)5.1.1 已知条件 (27)5.1.2 酸解槽的基本计算 (27)5.1.3 酸解槽的主要几何尺寸计算 (28)5.1.4 搅拌器的计算 (30)5.2盘式过滤机 (31)6 三废与治理 (38)6.1尾气回收 (38)6.2废水处理和稀酸的利用 (38)7 主要设备的技术特征 (39)致谢辞 (40)参考文献 (41)附录学院化学与材料工程系毕业设计（论文）任务书学院化学与材料工程系毕业设计（论文）开题报告1 综述1.1 我国磷酸工业现状我国是一个拥有13亿人口的大国，但人均耕地面积不足2亩，仅为世界人均耕地面积的二分之一；加上耕地逐年减少，人口逐年增加，而随着人民生活水平的提高，粮食消费又不断上升。

云南广播电视大学云南国防工业职业技术学院毕业设计作者：崔文涛 学生卡： 20091119142 学院：化学工程学院 专门行业： 精细化工生产技术标题： 15万吨湿法磷酸生产工艺--提取和过滤过程顺序导向器：（名字） （专业技术工作）审稿人：（名字） （专业技术工作）2012年年2月张永明 高级讲师 高级讲师 张永明概要该设计主要介绍了使用硫酸分解磷矿石（湿法磷酸）来生产磷酸的方法。

设计的主要内容包括三个部分：总体设计，过程设计和非过程设计。

通用部分详细介绍了产品规格，原料选择，整个工厂生产路线的选择以及磷酸在国民生产中的重要性。

工艺部分主要分析湿法磷酸生产，结晶工艺，生产方法选择，工艺条件确定，设备选择，材料平衡计算，热平衡计算和设备计算的基本原理。

非过程部分主要介绍地表水污染，空气污染和废气污染的处理。

根据设计，绘制了湿法硫酸车间的生产工艺流程图。

关键词：湿法磷酸，工艺设计，工艺计算。

抽象本设计主要介绍采用硫酸分解磷矿（水法磷酸）系统作为磷酸。

设计的主要内容有设计概述，技术设计和非技术设计三个部分。

总评部分详细介绍了产品规格，原材料的选择，整个工厂生产路线的选择以及磷酸在全国生产中的重要性。

工艺部分主要是分析水法磷酸生产的基本原理，结晶工艺，生产方法的选择，工艺条件的确定，设备的选择，物料平衡，热刻度臂用设备计算。

非工艺部分主要介绍了地下水污染，空气污染和废气污染的处理情况。

根据设计绘制了水法硫酸车间的生产流程图。

关键字：磷酸水法，工艺设计，工艺设计目录第ne章介绍 (6)1.1湿法磷酸生产的发展 (6)第一二章概述 (6)2.2磷酸的性质 (6)2.2.1磷酸物理性质 (6)2.2.2磷酸化学性质 (6)2.3硫酸 (6)2.3.1硫酸的性质 (6)2.3.2硫酸使用 (6)2.4工艺路线和要求 (6)第一三章节流程生产流程 (13)3.1湿法磷酸生产的基本原理 (6)3.1.1湿法磷酸生产中的主要化学反应 (6)3.2 湿法磷酸的生产阶段水平称重 (6)3.2.1硫酸钙CaS4-H3P-H2三元体系相平衡 (6)3.2.2硫酸钙CaS4-H3P-H2S4-H2四元体系中的相平衡 (6)3.2.3硫酸钙CaS4-H3P-H2三元体系中的转化动力学 (6)3.3磷酸的形成过程 (6)3.3.1磷矿酸解工艺 (6)3.3.2硫酸钙的结晶过程 (6)3.4湿法磷酸生产方法选择示范 (6)3。

化工专业课程设计课题年产15万吨的磷酸生产工艺流程学院化学化工学院指导老师王老师班级精工09 1 班学号20094560106 庄子目录第一章磷酸用途及发展情景 (1)一磷酸的用途 (1)1.用于化学肥料的生产 (1)1.1磷酸铵 (1)1.2 重过磷酸钙 (1)1.3沉淀磷肥 (1)1.4 过磷酸 (1)2.用于工业级磷酸盐的生产 (1)3.用于饲料级磷酸盐的生产 (2)4.用于食品级磷酸盐的生产 (2)5.用于医药及电子级磷酸盐的生产 (2)二 .磷酸盐的发展情景简介 (2)1.发展磷酸对我国农业生产的重要性 (2)2.以湿法磷酸为基础的高浓度磷复肥的发展情景 (3)3.副产物磷石膏的利用 (3)第二章磷酸生产原料、工艺和设备 (3)一 . 原料的供应和选择 (3)1.磷矿 (3)2.硫酸 (3)二 . 磷酸生产工艺的选择 (4)1.热法工艺 (4)2. 湿法工艺 (4)3. 国内主要磷酸工艺 (4)三 . 二水湿法磷酸工艺流程简介 (5)1. 湿法磷酸生产理论基础 (5)2. 二水物湿法磷酸生产工艺流程图（附图一）四 . 二水湿法磷酸生产的主要设备简介 (5)1 . 球磨机 (6)2 . 反应槽 (6)3. 反应槽设备装配图（附图二）4. 过滤机 (6)第三章湿法磷酸的工艺计算 (7)一 . 湿法磷酸的物、热平衡 (7)1. 二水湿法磷酸的物料衡算 (7)2. 二水湿法磷酸的热量计算 (9)二 . 湿法磷酸主要的设备的工艺简算 (13)1. 过滤机 (13)2. 反应槽 (14)第四章“三废”的处理简介 (15)一.“废气”的处理 (15)二．“废水”的处理 (16)三.“废渣”的处理 (16)参考文献 (16)第一章磷酸用途及发展情景一．磷酸的用途磷酸是三元中强酸，是由五氧化二磷与水反应得到的化合物，不易挥发，不易分解，几乎没有氧化性，具有酸的通性。

纯净的磷酸是无色晶体，熔点42.3摄氏度，高沸点酸，易溶于水。

1、工艺简介
湿法磷酸工程是指利用磷矿石和硫酸发生反应生产硫酸磷酸钙，再经
缓冲搅拌，多级滤液，结晶，干燥后得到磷酸粗品的工程。

2、工艺流程
（1）选料
磷矿石、硫酸、热水、干燥剂（煤、石灰）。

（2）加料
将磷矿石和硫酸分别按一定的比例，配合热水加到反应釜中，经搅拌
反应产生硫酸磷酸钙。

（3）缓冲搅拌
将反应釜中的溶液缓冲搅拌，以调节碱度，降低PH值，使硫酸磷酸
钙溶解更好。

（4）多级滤液
将缓冲搅拌后的液体加热，升温后进行多级滤液，得到滤液和滤渣。

（5）脱水精制
将滤液加入干燥剂，经脱水精制，得到磷酸粗品。

（6）干燥
将磷酸粗品加入干燥机，经过搅拌干燥后，即可得到湿法磷酸的产品。

3、工艺操作要求
（1）选料
磷矿石、硫酸、热水、干燥剂（煤、石灰）需符合有关质量标准要求。

（2）加料
磷矿石和硫酸的比例要求根据实际情况确定，且搅拌时间要控制在一
定的范围之内，以保证反应产生硫酸磷酸钙。

（3）缓冲搅拌。

二水-半水法生产湿法磷酸的技术改造探讨摘要过磷酸钙生产过程中，可采取加大磷酸浓度及减小磷石膏中P2O5含量等生产方式，这样能显著减小浓缩能耗并改善磷石膏质量的效果。

针对这一点，本文重点描述了本厂把二水法生产磷酸工艺变成二水-半水法的相关问题，如：操作步骤、新增设备、工艺指标、技术参数等等。

通过技术调整之后，磷酸ω(P2O5)由22％上升为35％，磷石膏中ω(P2O5)由1.5％减小为0.2％以下，磷石膏中的ω (H2O结晶)由14％～l6％变为4％～8％，一年内可实现节省1.5万t煤，创造的效益达1786万元。

关键词湿法磷酸；二水法改二水一半水法；工艺技术当前，湿法萃取磷酸超过90％则选择二水法流程。

产品磷酸ω（P2O5）为20％~24％；副产二水石膏，其ω（H2O结晶）14％~16％、ω（P205）为0.8％~1.5％。

广东湛化股份有限公司是全国最大的过磷酸钙（磷肥）生产企业，副产的石膏都用在生产硫酸。

使用这类工艺二水石膏烘干为半水之后再实施配料操作，对分解、煅烧生产出来的硫酸，其石膏中的ω（P205）需在1％。

如果选择二水一半水工艺发挥出来的优势更加显著，不仅副产的石膏能达到制硫酸要求，同时生产的磷酸ω（P205）也从20％~24％变为33％~39％，使得料浆浓缩的蒸汽消耗显著减小，石膏中ω（P205）则减小到0.2％以下，石膏中ω（P2O5）回收率上升1.3％，磷利用率超过99％，且石膏烘干的煤耗可降低35％的消耗。

具体分析结果如下：1 二水一半水法湿法磷酸工艺流程先进行分解反应，主要材料为磷矿浆、硫酸、滤洗液，主要反应场所在第l 反应槽完成，前后反应时间持续在1.5h~2h，磷矿浆与硫酸的加入量在投料总量中的比例达80％。

一次反应液进入第2反应槽中，并在第2反应槽中添加适量的磷矿浆与硫酸，这样可以保证分解反应更加全面，前后反应时间持续在1.5h~2h，磷矿浆与硫酸的加入量在投料总量中占20％，温度大小8O℃~93℃。

湿法磷酸净化论文文摘黄美英的论文—四川大学湿法磷酸由于原料和工艺特点，导致其含杂质高，一般用于制造磷肥。

如要制取优质的磷酸盐产品，则还需进一步加以净化。

国内外对湿法磷酸的净化作了许多研究，比较成功的还是国外的溶剂萃取法，并已经应用于工业化生产，国内在这方面也有所研究，但仅限于小试规模，未见成功的工业化中试报道。

而国外比较成熟的湿法磷酸净化技术又十分保密，技术转让费很高。

因此有必要开发自己的湿法磷酸净化专有技术，以适应国内快速发展的湿法磷酸工业，满足工业磷酸和食品磷酸日益增长的需求。

本文针对贵州宏福有限公司提供的浓缩湿法磷酸进行了净化研究，开发了一条新的湿法磷酸净化工艺：即采用磷酸三丁酯作为萃取剂，以贵州宏福公司的浓缩湿法磷酸为原料，经预处理，萃取、洗涤、反萃，获得的净化磷酸达到了工业级热法磷酸标准。

其工艺流程如下图所示，该工艺具有以下优点：采用了一次性对原料磷酸进行脱色、脱硫及脱氟综合处理，其效果优于分步进行的效果，简化了工艺；以磷酸三丁酯作为萃取剂，对萃余酸和反萃酸不需要进行溶剂回收，简化了流程、降低了能耗、节约了成本。

原酸预处理实验结果表明，反应温度为60℃；反应时间为4.5小时；搅拌速度为300 rpm；E型活性炭加入量：0.5％(按酸质量计)：磷矿：1.24倍理论量；碳酸钠：为理论量的120％；碳酸钡：在反应停止前7分钟加入等条件下对摘要酸进行综合预处理，得到的预处理酸能满足溶剂萃取法对原酸组成的要求。

通过实验研究成功地开发了新的湿法磷酸净化装置一振动筛板塔，获得了含杂质洗涤酸前处理，洗涤浓缩反萃一部分反萃酸去洗涤产品酸优化的结构参数:他们的开孔率和板间距之比分别为:萃取:53%/7cm;洗涤:53%/sem;反萃:45%/6em。

利用本研究获得的工艺参数和操作条件，进行了工业化中试的设计和放大，建成了3000吨/年PZO;的工业化中试装置，中间实验证明，获得的净化磷酸能达到工业级热法磷酸的标准，每吨产品P2O5的原料净化成本约为250元，说明本研究开发的净化湿法磷酸工艺在经济上是可行的。

15kt/a湿法磷酸生产中的防腐材料江镇海(南化集团公司氮肥厂　南京210035) 摘要　介绍南化(集团)公司磷肥厂15kt/a磷酸装置运行30年来,湿法磷酸主要设备的用材和被腐蚀情况。

认为:湿法磷酸的腐蚀性取决于磷矿中杂质量(主要是Cl-、F-的含量)K合金类奥氏体不锈钢可耐Cl-含量较高的磷酸腐蚀;石墨耐腐蚀性优良,但低强度和脆性易引起石墨管破裂,结垢清洗也较困难;应扩大非金属材料代替金属材料的使用范围。

关键词　湿法磷酸　设备　泵　腐蚀　防腐蚀材料中图分类号　T Q442.14　T Q050.44 南化(集团)公司磷肥厂15kt/a湿法磷酸生产装置建于1966年。

湿法磷酸料浆经过滤,得到P2O5质量分数26%～30%的稀磷酸,经真空蒸发浓缩,制得P2O5质量分数33%～35%的浓磷酸,浓磷酸经中和氨化造粒,制得磷酸铵颗粒肥料。

1　湿法磷酸生产主要的腐蚀性介质(1)　湿法磷酸料浆　温度70～80℃,磷酸质量分数为26%～30%P2O5;石膏质量分数为25%～30%;液相SO3质量浓度为0.03～0.04g/m l;另外还有Cl-、F-、SiO2等杂质。

(2)　浓缩磷酸　温度75～78℃;浓缩磷酸P2O5质量分数33%～35%;由于磷酸经过浓缩,除F-含量比稀磷酸低以外,其它杂质含量均比稀磷酸高。

(3)　稀磷酸　温度为60～70℃;磷酸P2O5质量分数26%～30%;含少量固体磷石膏,其它杂质含量与湿法磷酸料浆相同。

上述腐蚀性介质除含磷酸外,还含有少量的硫酸、氢氟酸、氟硅酸、氯化物及Fe3+、Al3+、Si4+、M g2+等杂质。

由于各地磷矿所含杂质组成不相同,生产中对设备材料的腐蚀情况有很大的差别。

纯磷酸对不锈钢材料的腐蚀作用并不强,但SO42-、Cl-、F-等会大大加速材质的腐蚀;有些杂质如Fe3+、Al3+、M g2+等则能减缓介质对材料的腐蚀。

在湿法磷酸生产中,能使不锈钢材料在短期内遭到破坏而失效的,主要是点蚀和晶间腐蚀、应力腐蚀、磨蚀这4种类型的腐蚀。

15万吨湿法磷酸生产工艺-萃取和过滤工艺1. 引言湿法磷酸生产工艺是一种重要的磷酸生产方式，可以有效利用磷矿资源，生产高纯度的磷酸产品。

其中，萃取和过滤工艺是湿法磷酸生产中的关键步骤。

本文将对15万吨湿法磷酸生产工艺的萃取和过滤工艺进行详细介绍和分析。

2. 萃取工艺2.1 萃取原理湿法磷酸生产中的萃取工艺主要利用了有机相和水相之间的分配系数差异实现磷酸的分离提纯。

一般采用有机溶剂（如一元醇、二元醇等）作为萃取剂，将含磷酸的水相与有机相进行接触，通过磷酸在两相之间的分配来实现提取。

2.2 萃取步骤萃取工艺一般包括以下几个步骤：•摇瓶实验：通过摇瓶实验确定最佳的有机相溶剂和萃取条件，确定最佳的平衡条件。

•萃取塔操作：将萃取塔内的有机相和水相进行充分接触，使磷酸从水相迁移到有机相中。

•有机相净化：对提取后的有机相进行净化，去除杂质和有机副产物。

•萃取剂再生：对用过的萃取相进行再生处理，以回收有机相和磷酸。

2.3 萃取设备常用的萃取设备包括：•萃取塔：用于实现有机相和水相之间的接触和物质的传递。

•分相器：用于分离提取后的有机相和水相。

•再生设备：用于实现萃取剂的再生和回收。

3. 过滤工艺3.1 过滤原理湿法磷酸生产中的过滤工艺主要利用了固液分离的原理，将磷酸浆液中的固体颗粒分离出来，获得纯净的液体产品。

传统的过滤方式包括真空过滤、压力过滤、压榨过滤等。

3.2 过滤步骤过滤工艺一般包括以下几个步骤：•筛选预处理：对带有颗粒的磷酸浆液进行筛选预处理，去除大颗粒杂质。

•过滤装置操作：将浆液通过过滤装置进行过滤操作，将固体颗粒分离出来。

•滤饼处理：对过滤后的固体颗粒进行滤饼处理，去除其中的含水率和其它杂质。

•滤液回收：将过滤后的纯净液体产品进行收集和回收利用。

3.3 过滤设备常用的过滤设备包括：•过滤机：常见的过滤机有真空过滤机和压榨过滤机，可根据生产需求选择合适的过滤机型号和规格。

•滤饼处理设备：用于对过滤后的固体颗粒进行滤饼处理，去除其中的含水率和杂质。

湿法磷酸工程项目是指通过湿法冶金技术，将磷矿石转化为磷酸的工程项目。

以下是针对该工程项目的工艺设计，包括磷矿石的处理、提取磷酸和产物处理等主要环节。

1.磷矿石处理：首先，将磷矿石经过破碎和磨矿工艺，将其破碎至合适的粒度，并进一步磨碎，以提高磷酸的回收率。

然后，将研磨后的矿石浸泡于稀硫酸中，通过反应溶解磷矿石中的磷酸部分，并与钙等杂质产生反应，形成磷酸钙。

2.提取磷酸：将磷酸钙溶液过滤，分离固液相，得到含有磷酸的溶液。

然后，将磷酸溶液进行脱氧、氧化、脱硬水等处理，去除溶液中的杂质，如有机物、氧化物、硬度成分等。

再次，通过膜分离技术，将磷酸溶液中的无机盐和有机酸分离，以提高磷酸的纯度。

最后，通过结晶、蒸发等工艺，将纯化后的磷酸溶液转化为固体磷酸产品，同时回收并利用溶液中的无机盐。

3.产物处理：将磷酸固体产品进行干燥、筛分、包装等处理，以达到产品质量要求。

同时，对产生的废水和废气进行处理，减少对环境的污染。

废水可以经过沉淀、过滤、中和等处理，去除其中的重金属和磷酸盐等有害物质；废气则可以通过吸附、洗涤等处理，去除其中的有机物和氧化物。

此外，还需要设计相关的仪表、控制和自动化系统，以监测和控制整个工艺过程，并实现自动化生产。

总结：以上是对年产15万吨湿法磷酸工程项目的工艺设计的概述。

通过磷矿石的处理、提取磷酸和产物处理等主要环节，可以将磷矿石转化为磷酸，并将其纯化为固态产品。

在整个工艺过程中，还需要对废水和废气进行处理，以减少对环境的影响。

同时，需要设计仪表、控制和自动化系统，以实现工艺过程的监测和控制。

目录摘要 (IV)第一章总论 (1)第一节湿法磷酸生产的发展历程 (1)第二节产品说明 (3)1.2.1磷酸的物理性质： (3)1.2.2 磷酸的化学性质： (4)1.2.3磷酸的产品规格 (5)第三节：原料说明 (7)1.3.1磷矿 (7)第四节磷矿质量的评价 (9)1.4.1.磷矿的品位 (9)1.4.2 磷矿中有害杂质含量 (10)1.4.3磷矿的可选性 (12)1.4.4磷矿的反应活性、抗阻缓性及发泡性 (13)1.4.5.磷矿质量的综合评价 (13)第五节湿法磷酸的生产对磷矿的要求 (13)第六节硫酸 (15)1.6.1 硫酸的物化性质 (15)1.6.2硫酸用途 (16)1.6.3 湿法磷酸生产对硫酸的要求 (17)第七节磷酸在国民生产中的重要性 (18)1.7.1用于化学肥料的生产 (18)1.7.2用于工业级磷酸盐生产 (19)1.7.3用于饲料级磷酸盐的生产 (19)1.7.4用于食品级磷酸盐的生产 (20)第八节建厂位置的选择 (20)第九节全厂生产路线的选择论证 (23)1.9.1工艺路线介绍： (23)1.9.2 工艺要求 (23)1.9.3 主要系统的介绍 (24)第十节年工作日和年工作制度的确定 (26)第二章工艺部分 (27)第一节湿法磷酸生产的基本原理 (27)2.1.1 湿法磷酸生产的主要化学反应 (27)第二节湿法磷酸生产过程中的相平衡 (28)2.2.1硫酸钙在CaSO4-H3PO-H2O三元体系相平衡 (28)2.2.2硫酸钙在CaSO4-H3PO-H2SO4-H2O四元体系中的相平衡 (29)2.2.3硫酸钙在CaSO4-H3PO-H2O三元体系中的转化动力学 (31)第三节磷酸的生成过程 (31)2.3.1 磷矿的酸解过程 (31)2.3.2 硫酸钙的结晶过程 (33)第四节湿法磷酸生产方法的选择论证 (34)2.4.1生产工艺的确定 (35)2.4.2 磨矿 (36)2.4.3 反应料浆的冷却(方法) (36)2.4.4消泡方法的确定 (37)第五节工艺流程图示意图的绘制 (38)第六节设备的选择论证 (39)2.6.1球磨机 (39)2.6.2反应槽 (40)2.6.3过滤机 (40)第七节工艺操作条件的确定 (41)2.7.1酸解过程工艺条件的选择 (41)2.7.2 过滤过程工艺条件的确定 (45)第三章二水物湿法磷酸工艺计算 (47)第一节物料及热量计算 (47)第二节设备计算 (62)第四章非工艺部分设计 (65)4.1地面水污染 (65)4.2大气污染 (66)4.2.1 粉尘 (66)4.2.2 二氧化硫 (66)4.2.3氟化物 (67)4.3废气的洗涤 (67)参考文献 (69)致谢.............................................................................................................................. 错误!未定义书签。

1 磷酸装置工艺流程1.1工艺流程介绍采用“湿法二水—半水法制磷酸”工艺，主要包括原料处理工段、磷酸生产和两水磷石膏转化3个工段，工艺流程简述如下：1、原料处理磷矿石经鄂式破碎机破碎至粒度达到3~13mm后，由裙边胶带输送机、圆盘喂料机送至碎矿贮斗经计量后喂入球磨机内，与工艺水混合，研磨成含水约22%的磷矿浆。

出磨矿浆经滚筒筛去除粗粒子后在矿浆池暂存，然后由矿浆泵送入磷酸装置作为原料用；粗粒子返回碎矿贮斗循环使用。

部分磷矿浆去饲钙装置用于脱硫用。

鄂式破碎机上方设置集气罩，粉尘收集后送袋式收尘器除尘，除尘后的废气（G1-1）经1#排气筒（H=15m）排放。

2、磷酸生产①反应部分来自原料工段的磷矿浆由矿浆泵送到两级串联二水萃取反应槽的一级反应槽中，在进入反应槽前磷矿浆计量其流量和密度，以维持磷矿浆加料量的恒定。

来自硫酸装置的93%的浓硫酸（不足部分外购）计量后，送到二级串联二水萃取反应槽的一级反应槽中，同时加入下步回用的含磷酸的过滤酸、洗涤酸。

各类物料在反应槽中进行化学反应，硫酸分解磷矿石生成二水合结晶硫酸钙（CaSO4·2H2O）和稀磷酸。

反应方程式为：Ca5F(PO4)3 + 5 H2SO4 + 2H2O == 3H3PO4 + 5 CaSO4.·2H2O + HF↑为避免反应生成的硫酸钙在磷矿颗粒表面形成膜层，阻碍反应继续进行，反应过程是分成两步进行：第一步是磷矿溶解在磷酸中生成磷酸一钙；第二步是硫酸与磷酸一钙反应生成磷酸和硫酸钙，反应方程式为：Ca5F(PO4)3 + 7 H3PO4 + 2H2O == 5 Ca(H2PO4)2 + HF↑5Ca(H2PO4)2 + 5 H2SO4 + 2H2O == 10 H3PO4 + 5 CaSO4.·2H2O 反应过程中生成的含氟气体（G1-2），经微负压系统送入反应尾气洗涤系统采用文丘里洗涤器（采用水作为洗涤溶液）净化处理。

1 磷酸装置工艺流程1.1工艺流程介绍采用“湿法二水—半水法制磷酸”工艺，主要包括原料处理工段、磷酸生产和两水磷石膏转化3个工段，工艺流程简述如下：1、原料处理磷矿石经鄂式破碎机破碎至粒度达到3~13mm后，由裙边胶带输送机、圆盘喂料机送至碎矿贮斗经计量后喂入球磨机内，与工艺水混合，研磨成含水约22%的磷矿浆。

出磨矿浆经滚筒筛去除粗粒子后在矿浆池暂存，然后由矿浆泵送入磷酸装置作为原料用；粗粒子返回碎矿贮斗循环使用。

部分磷矿浆去饲钙装置用于脱硫用。

鄂式破碎机上方设置集气罩，粉尘收集后送袋式收尘器除尘，除尘后的废气（G1-1）经1#排气筒（H=15m）排放。

2、磷酸生产①反应部分来自原料工段的磷矿浆由矿浆泵送到两级串联二水萃取反应槽的一级反应槽中，在进入反应槽前磷矿浆计量其流量和密度，以维持磷矿浆加料量的恒定。

来自硫酸装置的93%的浓硫酸（不足部分外购）计量后，送到二级串联二水萃取反应槽的一级反应槽中，同时加入下步回用的含磷酸的过滤酸、洗涤酸。

各类物料在反应槽中进行化学反应，硫酸分解磷矿石生成二水合结晶硫酸钙（CaSO4·2H2O）和稀磷酸。

反应方程式为：Ca5F(PO4)3 + 5 H2SO4 + 2H2O == 3H3PO4 + 5 CaSO4.·2H2O + HF↑为避免反应生成的硫酸钙在磷矿颗粒表面形成膜层，阻碍反应继续进行，反应过程是分成两步进行：第一步是磷矿溶解在磷酸中生成磷酸一钙；第二步是硫酸与磷酸一钙反应生成磷酸和硫酸钙，反应方程式为：Ca5F(PO4)3 + 7 H3PO4 + 2H2O == 5 Ca(H2PO4)2 + HF↑5Ca(H2PO4)2 + 5 H2SO4 + 2H2O == 10 H3PO4 + 5 CaSO4.·2H2O反应过程中生成的含氟气体（G1-2），经微负压系统送入反应尾气洗涤系统采用文丘里洗涤器（采用水作为洗涤溶液）净化处理。

1磷酸装置工艺流程1.1工艺流程介绍采用“湿法二水—半水法制磷酸”工艺，主要包括原料处理工段、磷酸生产和两水磷石膏转化3个工段，工艺流程简述如下：1、原料处理磷矿石经鄂式破碎机破碎至粒度达到3~13mm后，由裙边胶带输送机、圆盘喂料机送至碎矿贮斗经计量后喂入球磨机内，与工艺水混合，研磨成含水约22%的磷矿浆。

出磨矿浆经滚筒筛去除粗粒子后在矿浆池暂存，然后由矿浆泵送入磷酸装置作为原料用；粗粒子返回碎矿贮斗循环使用。

部分磷矿浆去饲钙装置用于脱硫用。

鄂式破碎机上方设置集气罩，粉尘收集后送袋式收尘器除尘，除尘后的废气（G1-1）经1#排气筒（H=15m）排放。

2、磷酸生产①反应部分来自原料工段的磷矿浆由矿浆泵送到两级串联二水萃取反应槽的一级反应槽中，在进入反应槽前磷矿浆计量其流量和密度，以维持磷矿浆加料量的恒定。

来自硫酸装置的93%的浓硫酸（不足部分外购）计量后，送到二级串联二水萃取反应槽的一级反应槽中，同时加入下步回用的含磷酸的过滤酸、洗涤酸。

各类物料在反应槽中进行化学反应，硫酸分解磷矿石生成二水合结晶硫酸钙（CaSO4·2H2O）和稀磷酸。

反应方程式为：Ca5F(PO4)3+5H2SO4+2H2O==3H3PO4+5CaSO4.·2H2O+HF↑为避免反应生成的硫酸钙在磷矿颗粒表面形成膜层，阻碍反应继续进行，反应过程是分成两步进行：第一步是磷矿溶解在磷酸中生成磷酸一钙；第二步是硫酸与磷酸一钙反应生成磷酸和硫酸钙，反应方程式为：Ca5F(PO4)3+7H3PO4+2H2O==5Ca(H2PO4)2+HF↑5Ca(H2PO4)2+5H2SO4+2H2O==10H3PO4+5CaSO4.·2H2O 反应过程中生成的含氟气体（G1-2），经微负压系统送入反应尾气洗涤系统采用文丘里洗涤器（采用水作为洗涤溶液）净化处理。

洗涤水循环使用，增加至一定浓度后回用到车间滤布洗涤水槽，作为滤布冲洗水用。

湿法磷酸工艺设计一、工艺流程湿法磷酸工艺是一种将磷矿经过浸出、净化、结晶等工序，制成高纯度的磷酸盐产品的方法。

其主要流程包括：1. 破碎：将原料磷矿经过粗碎和细碎，使颗粒度达到要求。

2. 浸出：将破碎后的磷矿放入浸出槽中，加入稀硫酸进行浸出反应。

3. 净化：通过过滤、沉淀等净化手段，去除杂质和不纯物质。

4. 结晶：将净化后的液体通过蒸发、冷却等方式进行结晶，制得高纯度的磷酸盐产品。

二、工艺参数湿法磷酸工艺中需要控制的主要参数包括：1. 硫酸用量：硫酸用量对浸出效果和产品质量有重要影响。

一般情况下，硫酸用量为原料重量的2-3倍。

2. 浸出时间：浸出时间对浸出效率有直接影响。

通常情况下，浸出时间为6-8小时左右。

3. 净化方式：净化方式包括过滤、沉淀、离子交换等多种方法。

不同的净化方式对产品质量和生产成本有不同的影响。

4. 结晶条件：结晶条件包括温度、浓度、冷却速率等。

不同的结晶条件会影响产品的结晶形态和纯度。

三、工艺优化为了提高湿法磷酸工艺的效率和产品质量，需要进行以下优化措施：1. 优化浸出反应条件：通过控制硫酸用量、浸出时间等参数，提高浸出效率和产品纯度。

2. 优化净化方式：选择合适的净化方式，如离子交换技术，可以大幅度提高产品纯度。

3. 优化结晶条件：通过调整结晶温度、浓度等参数，使产品结晶形态更加均匀，提高产品质量。

4. 优化能源利用：通过采用余热回收等技术手段，降低生产成本并减少环境污染。

四、安全措施湿法磷酸工艺中存在一定的安全风险，在生产过程中需要采取以下安全措施：1. 严格控制硫酸用量，避免产生有害气体。

2. 严格控制浸出温度和时间，避免发生爆炸事故。

3. 加强现场管理，保证设备正常运行，防止泄漏和事故发生。

4. 做好应急预案，提高应急处置能力。

五、总结湿法磷酸工艺是一种重要的化工生产方法。

通过优化工艺参数和安全措施，可以提高产品质量和效率，并保证生产过程的安全。

未来，随着科技的不断进步，湿法磷酸工艺将会得到更加广泛的应用和发展。

本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：年产20万吨磷酸工程项目工艺设计（成品磷酸：P2O5为46.00％。

重点设计：萃取和过滤工序）学院：化学与化工学院＿专业：化学工程与工艺班级：化工113班学号：1108******学生姓名：****指导教师：罗**2015年6月5 日贵州大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。

毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

特此声明。

设计作者签名：日期：目录目录 .................................................................... II 摘要 ..................................................................... V Abstract ................................................................ VI 1 总论............................................................... - 1 -1.1 湿法磷酸的发展 .............................................. - 1 -1.2 设计对象 .................................................... - 1 -1.2.1 规格 ................................................... - 1 -1.2.2 产品品种 ............................................... - 1 - 1.3 产品的说明 ................................................... - 1 -1.3.1 磷酸的物化性质 .......................................... - 1 -1.3.2 磷酸产品规格 ........................................... - 2 -1.3.3 重过磷酸钙的物化性质.................................. - 3 -1.3.4 重过磷酸钙的市场前景 ................................... - 3 -1.3.5 重过磷酸钙的规格 ....................................... - 4 -1.4 原料、燃料的来源和规格 ..................................... - 4 -1.4.1 磷矿 ................................................... - 4 -1.4.2 磷矿的品位及规格 ........................................ - 5 -1.4.3 硫酸及其理化性质 ........................................ - 5 -1.4.4 燃料 .................................................... - 5 -1.5 磷酸在国民经济中的地位和用途 .............................. - 6 -1.6 建厂位置选择 ................................................ - 6 -1.7 全厂生产路线的选择论证 ..................................... - 8 -1.7.1 原料工序 ............................................... - 8 -1.7.2 磷酸生产方法 .......................................... - 8 -1.7.3 磷酸的分离方法 ........................................ - 9 -1.7.4 磷酸的浓缩方法 ........................................ - 9 -1.7.5 重过磷酸钙生产方法 .................................. - 10 -1.7.6 能量及资源综合利用 .................................. - 11 -1.7.7 全厂生产路线方块流程图 .............................. - 11 -1.8 年工作日和工作制度 ........................................ - 12 - 2 工艺部分 ......................................................... - 13 -2.1 车间或工序的生产基本原理 ................................. - 13 -2.1.1 化学计量关系 ......................................... - 13 -2.1.2 硫酸钙在CaSO 4-H 3PO-H 2O 三元体系相平衡 ................... - 13 -2.1.3 硫酸钙在CaSO 4-H 3PO-H 2SO 4-H 2O 四元体系中的相平衡 ........... - 14 -2.1.4 动力学 ................................................ - 15 -2.1.5 过滤的基本原理 ....................................... - 16 -2.2 生产方法选择论证 .......................................... - 16 -2.2.1 废气的产生及处理 ..................................... - 17 -2.2.2 过滤的生产方法选择论证 .............................. - 17 -2.2.3 废渣的处理 ........................................... - 18 -2.2.4 反应热的移出方法 ..................................... - 18 -2.2.5 磷酸工序方块流程图 .................................. - 18 - 2.3 设备选择论证............................................... - 19 -2.3.1 萃取槽的选择论证..................................... - 19 -2.3.2 过滤机的选择论证..................................... - 19 -2.3.3 其他设备的选型....................................... - 20 - 2.4 工艺操作条件的确定........................................ - 20 -2.4.1 萃取温度.............................................. - 20 -2.4.2 液相SO3含量.......................................... - 20 -2.4.3 液相P2O5含量......................................... - 21 -2.4.4 料浆液固比 ........................................... - 21 -2.4.5 回浆.................................................. - 21 -2.4.6 搅拌强度.............................................. - 21 -2.4.7 反应时间.............................................. - 22 -2.4.8 矿粉细度.............................................. - 22 -2.4.9 过滤的操作条件....................................... - 22 -2.5 控制点的说明................................................. - 23 -3 工艺计算 .......................................................... - 23 -3.1 物料恒算..................................................... - 24 -3.1.1 工艺计算基础数据 ....................................... - 24 -3.1.2磷矿用量................................................ - 25 -3.1.3 硫酸用量 ............................................... - 25 -3.1.4 成品磷酸组成 ........................................... - 26 -3.1.5 磷石膏组成 ............................................. - 28 -3.1.6 反应料浆量 ............................................. - 29 -3.1.7 反应过程中排出气体的量 ................................. - 29 -3.1.8 回磷酸量及其组成 ....................................... - 29 -3.2 热量恒算..................................................... - 30 -3.2.1 显热 ................................................... - 30 -3.2.2 热损失 ................................................. - 30 -3.2.3 硫酸的稀释热 ........................................... - 31 -3.2.4 磷酸生成热 ............................................. - 32 -3.2.5 反应热 ................................................. - 32 -3.2.6 热平衡（单位：kJ/1000kg矿）.......................... - 33 -3.2.7 料浆真空冷却蒸发水量及带走的热 ......................... - 34 -3.3 过滤计算..................................................... - 35 -3.3.1 第一次过滤 ............................................. - 35 -3.3.2 第二次过滤 ............................................. - 36 -3.3.3 第三次过滤 ............................................. - 37 -3.3.4 第四次过滤 ............................................. - 38 -3.4 物料及热量平衡表............................................. - 38 -4 主要设备计算 ...................................................... - 39 -4.1 反应槽设备计算............................................... - 39 -4.2 搅拌桨设备计算............................................... - 40 -4.3 过滤机设备计算............................................... - 41 -5 浓缩计算 .......................................................... - 42 -5.1 计算条件..................................................... - 42 -5.2 蒸发部分物料衡算............................................. - 43 -5.2.1 磷酸中各组成的量 ....................................... - 43 -5.2.2 磷酸中可能存在的化合物 ................................. - 43 -5.2.3 浓缩后的各物质量 ....................................... - 44 -5.2.4 考虑液相飞沫损失和固相器壁沉析后各物质的量 ............. - 46 -5.3 蒸发部分物料衡算............................................. - 48 -5.3.1 输入 ................................................... - 48 -5.3.2 输出 ................................................... - 48 -5.3.3 计算结果 ............................................... - 49 -5.4 氟吸收部分第一氟吸收塔物料衡算............................... - 50 -5.4.1 输入 ................................................... - 50 -5.4.2 输出 ................................................... - 50 -5.4.3 第二氟吸收塔送出的氟硅酸及其浓度 ....................... - 51 -5.4.4 去第二氟吸收塔蒸汽量及成品氟硅酸中P2O5含量.............. - 51 -5.4.5 计算结果 ............................................... - 51 -5.5 氟吸收部分第二氟吸收塔物料衡算............................... - 52 -5.5.1 输入 ................................................... - 52 -5.5.2 输出 ................................................... - 52 -5.5.3 物料平衡 ............................................... - 52 -5.5.4 计算结果 ............................................... - 53 -5.6 冷凝部分物料衡算............................................. - 53 -5.6.1 输入 ................................................... - 53 -5.6.2 输出 ................................................... - 53 -5.6.3 计算结果 ............................................... - 53 -5.7 Aspen Plus模拟尾气处理 ...................................... - 54 -6 非工艺部分 ........................................................ - 56 -6.1 三废治理与综合利用........................................... - 56 -6.1.1废气治理................................................ - 56 -6.1.2 废水治理 ............................................... - 56 -6.1.3 废渣治理 ............................................... - 57 -6.1.4 安全与防护 ............................................. - 58 -6.2 全厂经济估算................................................. - 58 -6.2.1 项目总投资估算 ......................................... - 59 -6.2.2 产品成本费用估算 ....................................... - 59 -6.2.3 经济评价 ............................................... - 60 - 参考文献： .......................................................... - 61 - 致谢 ................................................................ - 62 -年产20万吨磷酸工程项目工艺设计(重点设计：萃取和过滤工序）（成品磷酸：P2O5为46.00％）摘要本设计采用二水硫酸法工艺制取磷酸，其中，磷酸为中间产品，重过磷酸钙为最终产品。

武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）说明书论文题目年产2.4万吨湿法磷酸生产工艺设计学号0842510309学生姓名贺素敏专业班级应用化工03班指导教师陶梅平总评成绩2011年 3 月21日目录摘要 (I)Abstract (II)第一章文献综述 (1)1.1磷酸的简介及发展 (1)1.2磷酸的生产原料和方法 (2)1.3湿法磷酸工艺 (5)1.4硫酸法湿法磷酸生产工艺 (7)1.5湿法磷酸净化除氟方法 (11)第二章工艺设计 (13)2.1设计任务和产品概况 (13)2.2产品方案 (13)2.3湿法磷酸工艺流程 (13)2.4操作制度 (14)第三章工艺过程的衡算及设备选型 (16)3.1物料平衡计算 (16)3.2热量平衡计算 (25)3.3主要的设备选型与计算 (29)第四章三废的处理与综合利用 (36)4.1湿法磷酸装置的尾气来源与处理 (36)4.2湿法磷酸中三废的综合利用 (37)设计小结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)摘要本设计进行年产2.4万吨湿法磷酸生产工艺设计，根据磷矿石与硫酸反应生成磷酸和硫酸钙的原理来制取磷酸，即湿法磷酸，这种方法操作简便，对设备要求也不高。

矿浆和硫酸反应经过萃取、过滤和洗涤等一系列步骤后得到磷酸，根据这一过程作出整个磷酸工段的工艺设计。

由磷矿石的组成，磷矿和硫酸的反应原理以及反应中的机械损失，计算100kg磷矿所生产的磷酸量，并对各个小的工段进行物料衡算。

再以100kg磷矿所计算的数据为依据对年产2.4万吨湿法磷酸的生产做热量衡算，由热量衡算中计算的数据来选取合适型号的设备并画出磷酸工段的工艺流程图。

最后对生产过程中产生的废气、废水、废渣加以综合利用。

关键词：湿法磷酸；磷矿；硫酸AbstractThe design of an annual output of 24,000 tons of wet phosphoric acid production process design, based on the reaction of phosphate rock with sulfuric acid phosphoric acid and calcium sulfate to the system to take the principle of phosphoric acid, that is phosphoric acid, this method is simple, the equipment requirements are not high. Pulp and sulfuric acid after extraction, filtering and washing and a series of steps to get phosphoric acid,according to this process to make the whole sections of phosphate the process design. By the composition of phosphate rock, phosphate rock and sulfuric acid in the reaction mechanism and the mechanical loss reaction to calculate the production of phosphoric acid phosphate 100kg, and each small section in the material balance.Again with 100kg phosphate calculating based on data from 2.4 million tons of annual production of phosphoric acid do heat balance, heat balance in the final calculations based on the data to select the right type of equipment and construction section of the draw process phosphoric acid diagram.Finally produces in the process of production of the waste gas, waste water and waste residue to comprehensive utilization.Keywords:Wet-process phosphoric acid；phosphate；sulfuric acid第一章文献综述1.1磷酸的简介及发展1.1.1磷酸的简介（1）磷酸的性质磷酸，H3PO4，相对分子质量为98。