【工业生产磷酸一铵的工艺计算分析案例3200字】

VII工业生产磷酸一铵的工艺计算分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u28873工业生产磷酸一铵的工艺计算分析案例 133141.1物料衡算 1106011.1.1计算条件 1120051.1.2氨中和系统物料衡算 1175971.1.3浓缩系统物料衡算 5111331.1.4．干燥系统物料衡算 6278591.2热量平衡计算 7155521.2.1计算条件 7294671.2.2氨中和系统热量衡算 7306791.3浓缩系统热量衡算 9255131.4喷浆造粒干燥机热量 1276311.4.1已知条件 12295641.4.2浓缩计算 13121001.5小时热量平衡图和物料平衡图 14107371.5.1小时物料平衡图 14170361.5.2小时热量平衡图 141.1物料衡算1.1.1计算条件=1\*GB3①规模以200000t/aNH4H2PO4为标准=2\*GB3②湿法磷酸组成表表3-1进口湿法磷酸组成表组分P2SOFeAlMgOF含量%21.531.251.120.941.391.64=3\*GB3③氨的损失率为2%，中和工段的损失率约为0.7%，浓缩工段的损失率约0.3%，干燥工段的损失率约1%。=4\*GB3④氨利用率为99%，P2O5机械损失与干燥损失为1%。=5\*GB3⑤氨中和过程蒸发水量为1kg(H2O)/1kg(NH3)=6\*GB3⑥中和度（NH3/H3=7\*GB3⑦浓缩料浆终点浓度含H2O为26.34%。=8\*GB3⑧浓缩磷铵含H2O为1.24%。1.1.2氨中和系统物料衡算计算基准：1000Kg湿法磷酸1、进料磷酸：J1=1000kg,其中P2、气氨的使用分为以下三部分：=1\*GB3①磷酸溶液当中杂质SO32-等阴离子含量与NH3混合的量；=2\*GB3②磷酸溶液中扣除P2O5和杂质Fe、Al、Mg等阳离子结合后剩下的P2O5的NH3的量=3\*GB3③氨损失。以上三项全部的加和为氨总的用量J2图1.1物料平衡示意图=1\*ROMANI、磷酸中的游离硫酸生成NH2SO4消耗NH3NH2SO4~2NH3生成NH21000×1.25%×消耗氨的量为20.295×=2\*ROMANII、与磷酸中的F生成的(NH4)2SiF6(NH4)生成的(NH4)1000×1.64%消耗氨的量25.6070×以上计算当中(NH4)2总量为消耗的NH3的量为=3\*ROMANIII、生成FePo4∙2H2FePo消耗P226.180×消耗的水量为26.180×=4\*ROMANIV、生成的AlPO4∙2H2AlPO100×0.92消耗的P228.5019消耗H228.5019×Ⅴ、生成的MgHPO4∙3MgHPO1000×1.39%×174消耗的P260.465×消耗的水的量60.465×因为Fe、Al、Mg的磷酸盐都是不易溶于水的盐类，故生成难溶于水的盐类的总量为26.180+28.5019+60.4650=115.146kg非水溶性盐类结合的P29.939+12.8078+24.6725=47.4193kg所以产品中的P2100%-(消耗的水的总量为5.039+6.4941+18.7649=30.298Kg与杂质反应后剩余的P2237-47.4193=189.5807kg假设中和度为1.03，即NH3/H3PO4摩尔比为1.03，设磷酸一铵反应过程当中消耗的的由关系式得x化简后得得生成磷酸二铵反应的P2189.5807-183.8936=5.6871kg=5\*ROMANV、生成磷酸一铵的量为3H2OHP2O5183.8936×Ⅵ、生成磷酸二铵的量为P5.6871×生成磷酸一铵结合NH3297.8558×生成磷酸二铵其结合的NH3的量10.5732×NH(NHNH(NHFePoAlPOMgHPO297.85610.57320.62525.60726.18028.50260.465生成磷酸一铵、二铵其结合的NH344.0308+2.7234=46.7542kg包括生成NH2SO410.5732+46.7542=57.3274kg由前面得已知条件得，在中和工段及浓缩工段的过程中氨的损失量为1%，实际生产过程中所需NH3的总量为由以上可得进入物料的总量为J=J2、出料计算.=1\*ROMANI、蒸发水量C1=57.9065kg标准状态下的体积为V==2\*ROMANII、NH3损失C2=57.9065×0.7%=0.4054kg式中0.7%为中和工序NH3=3\*ROMANIII、中和料浆设为C3以上得，出料总和C=C1由于∑J=∑C故中和料浆量C3其中，以上过程中盐类的总量为（在除过浓缩工段中分解逸出的NH3所以料浆含水量995.946-469.808=526.146kg及料浆含水率为526.146表3-2中和系统物料平衡表1.1.3浓缩系统物料衡算1、进料中和料浆J1=995.936kg2、出料=1\*ROMANI、NH3的损失量为（浓缩段损失为0.3%）C=2\*ROMANII、中和料浆中干盐量=469.808k浓缩料浆量为C=3\*ROMANIII、蒸发水量为C3得C即，C所以蒸发水量为C3表3-3浓缩物料平衡表1.1.4．干燥系统物料衡算1、进料浓缩料浆J=626.4107kg，其中干盐469.808kg，H22、出料=1\*ROMANI、机械损失C1（干燥系统损失为1%），C=2\*ROMANII、产品磷铵量（含水量为1%）产品中干盐的量为=442.6179-4.4262=438.1917kg产品磷铵量C其水分469.808-464.7575=5.0505kg=3\*ROMANIII、蒸发水量设为C3出料中和∑由于∑J=所以蒸发水量为表3-4干燥系统物料平衡表1.1.5消耗定额及产品规格（按每吨磷铵产品计）1、湿法磷酸（22.15%P210002、气氨（100%NH357.9065×产品规格计算表3-5产品理论组成表=1\*ROMANI、产品含N 产品含量N=产品含N百分比为46.734=2\*ROMANII、产品含P2O5量为236.992kg产品含P2O所以产品规格表示为10.06-50.99-01.2热量平衡计算1.2.1计算条件=1\*GB2⑴、以1000kg湿法磷酸为基准=2\*GB2⑵、以上面物料平衡计算为基础=3\*GB2⑶、参考温度为0℃1.2.2氨中和系统热量衡算1、输入热量与计算有关的标准生成热（∆H298.16表3-6标准生成热（1）化学反应热=1\*GB3①NH3g+H∆=2\*GB3②2NH3g+H∆=3\*GB3③2NH3g+∆所以，∆（2）气氨带入的热量为Q1：设假如气氨是8℃，由表查的它对应的比热容为2.219kJ/(kg.k)Q（3）磷酸带入的热量为Q2：假设磷酸的为45℃，它对应温度下的比热容为1.总输入热量Q=4.63931×输出热量（1）中和料浆带出热Q3：（2）水分的蒸发热量为Q4Q=3\*GB2⑶、中和料浆带出热量Q5Q=4\*GB2⑷、热损失Q=0.62331×热损失为输入热量的百分率是62331表3-7中和系统热量衡算表1.3浓缩系统热量衡算由于在蒸发的过程当中产生的蒸汽较多，所以一般使用焓来进行热量的衡算，该计算当中规定水的焓值零，热损失是输入热的3%图1.2浓缩系统示意图对第=2\*ROMANII效作热量衡算该系统当中输入热量=系统当中的料浆溶液带入热量+二次蒸汽带进来的热量=F×式中，F表示在中和工段当中料浆的进料量F=995.9464kgh0D1表示在=1\*ROMANI效设备当中产生的二次蒸汽的量，kgH11表示=1\*ROMANI效设备当中二次蒸汽的焓值，kJ/kg该系统当中输出热量=该系统中料浆溶液带出来热量+二次蒸汽过程中带出的热量+蒸汽的冷凝液中带出来的热量=假设热损失为3%式中，D2=2\*ROMANII效二次蒸汽量，kgh2=2\*ROMANII效出口料浆焓，kJ/kgH21=2\*ROMANII效二次蒸汽焓，kJ/kghw1=2\*ROMANII效蒸汽冷凝焓kJ/kgF、D同上式由输入=输出+热损失，得下式，0.98F×hhH11=2685.1H21DD第=2\*ROMANII效焓衡算中和料浆带入的热量QQ工段中的第一次过程中二次蒸汽汽化热量QQ蒸汽冷凝液带出热量Q3Q第=2\*ROMANII效设备中的二次蒸汽带出热Q4Q料浆液当中带出热量QQ5=159967KJ热损失Q6QQQQ表3-8第=2\*ROMANII效蒸发器焓衡算对第=1\*ROMANI效作热量衡算该系统输入热量=该系统当中料浆带入热量+新鲜蒸汽当中带入热量=式中，H1h2表示=2\*ROMANII效工段当中出口料浆的焓值，kJ/kgD0该系统的输出量=该系统的料浆带出的热量+二次蒸汽过程当中带出来的热量+蒸汽冷凝液带出热量=假设该过程中的热量损失为输入热量的3%式中H1表示=1\*ROMANI效设备过程中二次蒸汽的焓值，kJ/kghw2表示=2\*ROMANII效蒸汽冷凝液的焓值,kJ/kgF、D1由输入热=输出热+热损失0.98又Dt1=105℃HhD第Ⅱ效完成液带入量QQ2、新鲜蒸汽汽化热带入热QQ3、蒸汽冷凝液带出热QQ4、第Ⅰ效设备中二次蒸汽带出热QQ5、Ⅰ效溶液带出热QQ6、热损失QQQ表3-9第Ⅰ效蒸发器焓衡算表1.4喷浆造粒干燥机热量1.4.1已知条件根据物料平衡，物料示意图如下，图1.3喷浆造粒平衡图表3-10各物质的比热容1.4.2浓缩计算=1\*GB2⑴输入热量=1\*GB3①浓缩[18-19]料浆带入626.4107×2×100=125282.14KJ=2\*GB3②烟道气带入W×1.1606×450=522.3KJ=3\*GB3③返料带入4×465.509×1.42×60=158645.4KJ=2\*GB2⑵输出热量=1\*GB3①出干燥机固体物料带出5×465.509×1.42×90=297460KJ=2\*GB3②尾气带出（烟道气+蒸发水分）W×1.606×100+150.516×2677=116.06W+411052.4=3\*GB3③干燥机热损失为输入热量得16%0.16×因为，输入=输出所以282780.9+522.27W=297459.9+116.06W+411052.4+0.16×W=1460.0413KJ=3\*GB2⑶干燥系统总热量损失=1\*GB3①返料系统热损失4×465.509×1.42×30=79322.73KJ占输入热量得百分率为79322.73=2\*GB3②包含了返料系统中的热损失在内的干燥工段的热损失为154275+79322.6=233598.2KJ1.5小时热量平衡图和物料平衡图1.5.1小时物料平衡图图1.4小时物料平衡图由以上物料平衡过程的计算结果可知如果假设以1000kg（21.53%P21000×1.5.2小时热量平衡图由上图有关计