结晶工段热量衡算

硝酸磷肥酸解工段热量衡算,,,,,,,,,,,,

一、计算依据,,,,,,,,,,,,

1、物料衡算见硝酸磷肥新工艺物料计算（附表）,,,,,,,,,,,,

2、物料温度：,,,,,,,,,,,,

矿粉：35℃反应后料浆60℃,,,,硝酸稀释水35℃,,,,,,,,

硝酸：25℃硫酸25℃尾气（蒸发气体）75℃,,,,,,,,,尾气CO2：28.94Kg/hSiF4:0.289Kg/hH20:21.705Kg/hHNO3:17.22Kg/h,,,

3、大气参数,,,,,,磷矿粉14.47t/h,,,,,,

温度：25℃,,,,,,,,,,,,

压力：100KPa,,,,,,,,,,,,

4、酸解槽尾气湿度：93%（以空气和水计）,,,,,,硫酸98%0.4341t/h,,,,反应料浆45.32t/h,,

5、1#、2#、3#酸解槽热量损失按10%计算,,,,,,,,,,,,

二、热力学数据,,,,,,,,,,,,

1、磷矿比热容0.92KJ/（Kg.℃）；,,,,,,硝酸25.58t/h,,,,,,

2、SiF4(g)比热容0.75KJ/（Kg.℃）（50—80℃）；,,,,,,,,,,,,

3、CO2(g）比热容0.90KJ/（Kg.℃）（50—80℃）；,,,,,,,,,,,,

4、干空气平均比热容1.0KJ/（Kg.℃）；,,,,,,,,,,,,

5、水蒸气平均比热容1.88KJ/（Kg.℃）；,,,,,,,稀释水8t/h,,,,,

6、零摄氏度时水汽化热2490KJ/Kg,,,,,,,,,,,,

7、硫酸比热容Cp=9.617-14.387x+6.154x2+1.860×10E-3（t-20),,,,,,,,,,,,

式中：Cp——硫酸比热容,,,,,,,,,,,,

x——硫酸浓度，%（x=90-100%H2SO4）,,,,,,,,,,,,

t——硫酸温度，（t=20-150℃）,,,,,,,,,,,,

8、硫酸比稀释热Qd=-335Pa+2100(x-0.9)+585,,,,,,,,,,,,

式中：Qp——硫酸比稀释热——KJ/KgH2SO4,,,,,,,,,,,,

Pa——酸解槽料浆液相P2O5浓度，%；,,,,,,,,,,,,

x——原料硫酸浓度，%（x=90-100%H2SO4）,,,,,,,,,,,,

9、60—90℃时，磷酸比热容Cp=4.184-4.978X+0.388X2（X——百分含量）,,,,,,,,,,,,

"10、硝酸稀释热Qd=1000/63×（Qd,t1-Qd,t2);其中60%硝酸稀释热为354.58KJ/KgHNO3、55%硝酸稀释热为385.45KJ/KgHNO3;",,,,,,,,,,,,

11、主反应热：Ca3(PO4)2+6HNO3=3Ca(NO3)2+2H3PO4,,,,,,,,,,,,

,,,分子含量,比热容CPKJ/Kg.℃,生成热KJ/mol,溶解热KJ/mol,,,,,,

,Ca3(PO4)2,,310.18,,-4129,,,,,,,

,HNO3,55%、60℃,63,2.8889,-207.49,,,,,,,

,,60%、25℃,,2.7628,,,,,,,,

,3Ca(NO3)2,,164.15,,-937.84,17.165,,,,,,

,H3PO4,,98,,-1279.9,-11.68,,,,,,

即标准反应热937.84×3+1279.9×2-207.49×6-4129=-596.45KJ/mol,,,,,,,,,,,,

三、计算,,,,,,,,,,,,

1、磷矿带入热量0.92×35×14.47×1000=465934KJ,,,,,,,,,,,,

2、硝酸带入热量,,,,,,,,,,,,

,25℃、60%硝酸比热容2.7628KJ/Kg.℃,,,,,,,,,,,

,25.58×1000×2.7628×25=1766810KJ,,,,,,,,,,,

"3、硝酸稀释热：Qd=1000/63×（Qd,t1-Qd,t2)×M=15.873×（354.58-384.45）×406.03=186903.3KJ",,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

4、硫酸带入热量,,,,,,,,,,,,

,硫酸比热容9.617-14.387×98%+6.154×98%×98%+1.860×10E3×（25-20）,,,,,,,,,,,

,,=1.1496KJ/Kg.℃,,,,,,,,,,

,硫酸带入热量431.4×1.1496×25=1298.8KJ,,,,,,,,,,,

5、硫酸稀释热,,,,,,,,,,,,

,比稀释热-335×8.7%+2100（98%-0.9）+585=782.14KJ/KgH2SO4,,,,,,,,,,,

,硫酸稀释热782.14×434.1=316085.57KJ,,,,,,,,,,,

6.、反应热,,,,,,,,,,,,

,标准反应热596.45KJ/mol,,,,,,,,,,,

,反应热（以硝酸计）596.45×406.032×6=1453062KJ,,,,,,,,,,,

7、料浆带走热量,,,,,,,,,,,,

,液相中：Ca2NO347.04%H3PO413.54%H2O34.02%,,,,,,,,,,,

,其中Ca2NO3比热容2.3KJ/Kg.℃,,,,,,,,,,,

,,H3PO4比热容Cp=4.184-4.978X+0.388X2（X——百分含量）,,,,,,,,,,

,,=4.184-4.978×0.087+0.388×0.087×0.087,,,,,,,,,,

,,=3.754KJ/Kg.℃,,,,,,,,,,

,,H2O比热容1.88KJ/Kg.℃,,,,,,,,,,

,液相平均比热容2.3×0.4704+3.75×0.1354+1.88×34.02=2.224KJ/Kg.℃,,,,,,,,,,,

,料浆带走热量45.32×1000×2.224×60=6047508KJ,,,,,,,,,,,

8、尾气体带走热量,,,,,,,,,,,,

,CO2(g)带走热量28.94×0.90×75=1953.45KJ,,,,,,,,,,,

,SiF4(g)带走热量0.298×0.75×75=16.7626KJ,,,,,,,,,,,

,H2O（g)带走热量21.705×（2498+1.88×75）=57105.86KJ,,,,,,,,,,,

,HNO3（g)SO2形式带走热量,,,,,,,,,,,

,SO2比热容Cp=B+2CT+3DT2+4ET3+5FT4,,,,,,,,,,,

,其中：B=0.114263103×C=0.033209106×D=0.0089121010×E=-0.0773131014×F=0.129287,,,,,,,,,,,

,,T为温度=75℃,,,,,,,,,,

,即SO2比热容=0.114633+2×0.033209/1000×752+3×0.008912/1000000×753+………..,,,,,,,,,,,

,,=0.4920KJ/Kg.℃,,,,,,,,,,

,SO2形式带走热量0.4920×17.22×75=653.418KJ,,,,,,,,,,,

,尾气体带走热量1953.45+16.7626+57105.86+653.418=59729.49KJ,,,,,,,,,,,

9、稀释水带入热量,,,8×1000×1.88×35=526400KJ,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,硝酸1766810KJ,,,硝酸稀释186903.3KJ,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,磷矿465934KJ,,,,料浆6047508KJ,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,稀释水526400KJ,,,,尾气59729.49KJ,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,硫酸1298.8KJ,,,硫酸稀释316085.57KJ,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,反应热1453062KJ,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

10、热量衡算,,,,,,,,,,,,

,1766810+465934+526400+1298.8+186903.3+316085.57-6047508-59729.29=-2843805.62KJ（放热）,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,,