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第一章 化工计算常用基础数据1

第一节 常用物质的物性常数1

一、常用化合物的热力学常数1

表1-1-1 常用化合物的标准生成热、溶解热、比热容(25℃)1

图1-1-1 常用酸、碱水溶液比热容5

二、常用气体的主要物化性质5

表1-1-2 常用气体的主要物化性质6

图1-1-2 常用气体导热系数7

三、一些物质的扩散系数8

表1-1-3 一些物质在氢、二氧化碳、空气中的扩散系数8

表1-1-4 一些物质在水溶液中的扩散系数8

表1-1-5 某些无机物在水溶液中的扩散系数9

四、液体的表面张力9

表1-1-6 某些无机物水溶液的表面张力9

表1-1-7 饱和水的物性常数10

五、水的物性参数10

图1-1-3 水的相对密度11

图1-1-4 水的导热系数11

表1-1-8 饱和水蒸汽的物理常数12

表1-1-9 饱和水蒸汽的蒸汽压(-20～100℃)13

表1-1-10 饱和蒸汽和饱和水性质(以温度为基准)14

表1-1-11 饱和蒸汽和饱和水性质(以压力为基准)19

图1-1-5 饱和水、饱和水蒸汽粘度22

图1-1-6 过热水蒸汽的密度23

图1-1-7 过热水蒸汽的比热容23

图1-1-8 过热水蒸汽粘度24

图1-1-9 过热水蒸汽的Pr-t24

六、干空气的物性参数25

表1-1-12 干空气的物性参数(P=1.003Pa)25

七、湿空气的物性常数26

表1-1-13 大气压力在0.993×105Pa(745mmHg)时湿空气的热焓量I和湿含量d26

表1-1-14 在P=1.013×105Pa(760mmHg)时1kg干空气中湿空气的比容28

表1-1-15 在P=1.013×105Pa(760mmHg)时湿空气的密度30

表1-1-16 在P=1.013×105Pa(760mmHg)时湿空气中的水蒸汽分压31

表1-1-17 在P=1.013×105Pa(760mmHg)时湿空气中水蒸汽的容重32

图1-1-10 P=0.993×105Pa(745mmHg)时湿空气I-d图33

图1-1-11 高温湿空气I-d图34

八 烟道气的物性参数34

表1-1-18 烟道气的物性参数34

九、固体物料的物性参数35

表1-1-19 某些固体物料的密度、导热系数、比热容和导温系数35

十、某些肥料的典型堆密度、休止角和表观相对密度37

表1-1-20 某些肥料的典型堆密度、休止角和表观相对密度37

十一、粒状肥料的表观相对密度、粒度分布和颗粒形状38

表1-1-21 粒状肥料的表观相对密度、粒度分布和颗粒形状38

表1-2-1 常用无因次数据39

二、常用无因次数据39

一、通用常数39

第二节 常用设计参数39

三、各地室外空气计算参数41

表1-2-2 各地室外空气计算参数41

四、海拔高度与压力42

表1-2-3 海拔高度压力表42

五、流体常用流速范围43

表1-2-4 流体常用流速范围43

六、管径、流量、流速44

图1-2-1 管径、流量、流速关系图44

七、管道留孔和坡度44

(一)管道留孔44

(二)管道坡度44

八、标准筛目对照44

表1-2-5 标准筛目对照45

(一)普钙工业污染物排放标准(GB4917-85)47

一、磷肥、硫酸工业污染排放标准47

九、中国与英、美、德线规对照47

表1-2-6 中国线规与英、美、德线规对照47

第三节 常用设计标准与规范47

表1-3-1 含氟废气排放标准48

表1-3-2 废水排放标准48

表1-3-3 制粉废气中粉尘排放标准48

(二)黄磷工业污染物排放标准(GB4283-84)48

表1-3-4 黄磷工业废水最高容许排放浓度和pH值49

(三)磷肥放射性镭-226限量卫生标准(GB8921-88)49

(四)硫酸工业污染物排放标准(GB4282-84)49

表1-3-5 硫酸工业尾气排放标准50

表1-3-6 硫酸工业废水排放标准50

表1-3-7 十三类有害物质的排放标准51

(二)废渣排放标准51

(一)废气排放标准51

二、三废排放标准51

(三)污水综合排放标准52

表1-3-8 第一类污染物最高允许排放浓度52

表1-3-9 第二类污染物最高允许排放浓度52

表1-3-10 部分行业最高允许排水定额及污染物最高允许排放浓度53

二、居住区大气中有害物质的最高容许浓度53

表1-3-11 居住区大气中有害物质的最高容许浓度53

四、通用标准54

五、安全、卫生、环境标准规范55

六、工程制图55

七、施工验收规范56

第四节 氨的物理常数56

一、氨的性质56

表1-4-1 氨的性质56

表1-4-3 氨水比热容58

三、氨水比热容58

表1-4-2 氨水溶液的表面张力(20℃)58

二、氨水溶液的表面张力58

四、氨蒸汽的比热容59

图1-4-1 氨蒸气比热容59

五、液氨比热容59

图1-4-2 液氨比热容59

六、液氨粘度59

表1-4-4 液氨粘度59

七、氨水溶液的粘度60

图1-4-3 氨水溶液粘度60

八、氨水溶液凝点60

表1-4-5 氨水溶液凝点60

十、液氨(及蒸气)密度61

表1-4-7 液氨(及蒸气)密度61

表1-4-6 氨水溶液密度61

九、氨水溶液密度61

十一、氨的导热系数62

图1-4-4 氨的导热系数62

十二、氨水溶液导热系数63

图1-4-5 氨水溶液导热系数63

十三、氨的饱和蒸气(以温度计)63

表1-4-8 氨的饱和蒸气表(以温度计)63

十四、氨同干空气和湿空气混合物的爆炸范围64

图1-4-6 氨同干空气和湿空气混合物的爆炸范围64

第五节 硫酸的物理常数65

一、硫酸的比热容65

表1-5-1 硫酸比热容65

二、硫酸水溶液凝点65

表1-5-2 硫酸水溶液凝点65

图1-5-2 硫酸溶液的粘度66

四、硫酸溶液的粘度66

三、硫酸的稀释热66

图1-5-1 25℃时硫酸的稀释热66

五、浓硫酸溶液的相对密度67

图1-5-3 浓硫酸溶液的相对密度67

六、稀硫酸及硝酸、盐酸水溶液的相对密度68

图1-5-4 稀硫酸及硝酸、盐酸水溶液的相对密度68

七、硫酸、磷酸等常用水溶液在20℃时的导热系数69

图1-5-5 硫酸、磷酸等常用水溶液在20℃时的导热系数69

参考文献69

第二章 磷酸 磷铵 重钙理化数据70

第一节 磷矿70

图2-1-1 磷矿浆含固率与相对密度的关系70

第二节 湿法磷酸70

一、密度70

表2-2-1 纯磷酸的密度70

图2-2-1 磷酸的密度72

图2-2-2 石膏料浆含固量与相对密度的关系73

表2-2-2 磷酸装置反应料浆的相对密度73

二、粘度74

图2-2-3 纯磷酸的粘度74

图2-2-4 磷酸的粘度74

图2-2-5 磷酸的粘度74

图2-2-6 湿法磷酸的粘度75

图2-2-7 浓磷酸的粘度与含固量的关系75

二、热力学常数75

图2-2-8 磷酸的稀释热75

图2-2-9 磷酸的稀释热［21℃ (70F)］76

图2-2-10 25℃时磷酸的导热系数76

图2-2-11 磷酸的导热系数77

图2-2-3 磷酸水溶液的比热容77

表2-2-4 纯磷酸和湿法磷酸的比热容78

图2-2-12 二水物磷酸(30%P2O5)的反应热和移走热量79

表2-2-5 以Florida矿制得的酸和料浆在60℃时的比热容和相对密度79

图2-2-13 半水物磷酸(43%P2O5)的反应热和移走热量80

图2-2-14 P2O5-H2O体系蒸发热80

表2-2-6 磷酸、硫酸及氢氟酸溶液的标准生成热(△H298.16)80

四、蒸气压80

图2-2-15 纯磷酸的蒸气压81

图2-2-16 磷酸溶液的饱和蒸气压81

图2-2-17 湿法磷酸的蒸气压82

图2-2-18 正磷酸的平衡蒸气压83

五、沸点83

图2-2-19 纯磷酸和浓磷酸的沸点曲线83

图2-2-20 湿法磷酸的沸点84

图2-2-21 湿法磷酸沸点的升高84

图2-2-23 磷酸装置反应器料浆的沸点85

图2-2-22 纯磷酸和湿法磷酸的沸点85

六、湿法磷酸中的游离水和杂质86

图2-2-24 湿法磷酸中的游离水和杂质86

七、磷酸和水体系状态图87

图2-2-25 H3PO4-H2O体系状态图87

第三节 硫酸钙87

图2-3-1 石膏在粗磷酸中的溶解度87

图2-3-2 石膏和半水石膏在粗磷酸中的溶解度88

图2-3-3 75℃，在30%P2O5磷酸中硫酸钙的饱和度和过饱和度88

图2-3-4 80℃，在40%P2O5磷酸中硫酸钙溶解度与时间的关系88

图2-3-5 CaSO4-H2SO4-H2O体系中CaSO4稳定性图89

图2-3-6 湿法磷酸生产中硫酸钙状态图89

表2-3-1 各种形式硫酸钙在磷酸水溶液中的溶解度90

第四节 氟硅酸及其盐类91

图2-4-1 氢氟酸溶液上面HF分压等温线91

图2-4-3 氟硅酸溶液上面的SiF4蒸气压92

图2-4-2 氟硅酸溶液上面的HF蒸气压92

表2-4-1 H2SiF6-H2PO4-H2O体系的汽液平衡93

表2-4-2 H2SiF6-H3PO4-H2SO4-H2O体系中SiF4的分压93

图2-4-4 真空蒸发后湿法磷酸中的氟含量94

图2-4-5 Na2SiF6、K2SiF6在磷酸中的溶解度95

表2-4-3 HF-H2SiF6-H2O体系液体和蒸气的组成及沸点95

表2-4-4 氟硅酸水溶液上面HF、SiF4和水的平衡分压97

表2-4-5 氟硅酸水溶液在17.5℃时的相对密度98

表2-4-6 不同温度条件下氟硅酸水溶液上面蒸气中的氟含量98

图2-4-6 不同温度下氟硅酸溶液浓度与液面上蒸气中含氟量的关系99

图2-4-7 氟硅酸溶液浓度与蒸气压的关系99

图2-4-8 不同含量、温度条件下HF-H2O体系的焓100

第五节 磷酸铵101

图2-5-1 0～75℃时NH3/H3PO4摩尔比与磷酸铵溶解度的关系101

图2-5-2 NH3-H3PO4-H2O体系特性曲线101

图2-5-5 NH3-H3PO4-H2O体系相图102

图2-5-3 磷酸铵溶液中和度与pH值关系102

图2-5-4 磷酸铵料浆含水率与相对密度的关系102

图2-5-6 NH3-H3PO4-H2O体系饱和溶液上面NH3的分压103

图2-5-7 磷酸铵料浆的相对密度和NH3/H3PO4摩尔比的关系103

图2-5-8 磷酸铵饱和溶液的氨蒸气压104

图2-5-9 NH3-H3PO4-H2O体系饱和溶液上面NH3的分压104

图2-5-10 NH3-H3PO4-H2O体系饱和溶液中不同NH3/H3PO4摩尔比时气相中的NH3/H2O分压比104

表2-5-1 NH3-H3PO4-H2O体系饱和溶液的粘度、密度和pH值105

第六节 重过磷酸钙106

一、CaO-P2O5-H2O体系和MgO-P2O5-H2O体系106

表2-6-1 CaO-P2O5-H2O体系溶解度106

表2-6-2 在25℃时CaO-P2O5-H2O体系的溶解度(磷酸低浓度的区域)109

表2-6-3 在40℃时磷酸水溶液中介稳的CaHPO4·2H2O的溶解度(固相CaHPO4·2H2O)109

表2-6-4 CaO-P2O5-H2O体系的溶解度与蒸气压109

表2-6-6 MgO-P2O5-H2O体系的溶解度110

表2-6-5 在40℃时CaO-P2OT-H2O体系饱和溶液的氢离子活度、pH、密度与粘度110

二、重过磷酸钙112

表2-6-7 矿石的品位和矿石的CaO·P2O5比对矿石和磷酸比以及对重过磷酸钙P2O5含量的影响112

图2-6-1 磷灰石的溶解等容线113

表2-6-8 不同温度下CaO-P2O5-H2O三元体系的饱和溶液中的氢离子浓度(CH+)113

图2-6-2 40℃下CaO-P2O5-H2O体系饱和溶液的粘度和氢离子活性与磷酸浓度的关系114

图2-6-3 不同温度下含40%P2O5的饱和溶液中磷酸-钙的结晶度与时间的关系114

图2-6-4 在CaO-P2O5-H2O体系的饱和溶液中磷灰石的分解114

第七节 肥料品位与物体常数114

一、肥料的品位114

表2-7-1 水溶性磷肥的品位114

表2-7-2 枸溶性磷肥的品位115

表2-7-3 多元肥料的品位115

(二)肥料的吸湿性116

二、肥料的物性常数116

表2-7-5 流体和悬浮多元肥料的品位116

表2-7-4 复合-混合肥料和混合肥料的品位116

表2-7-6 肥料的吸湿标度及其应用数据117

表2-7-7 25℃时无机肥料的吸湿性117

表2-7-8 某些肥料的吸湿性118

表2-7-9 由NH4NO3+NH4H2PO4+KCl组成的NPK肥料的吸湿性与贮存时间的关系118

(二)肥料的结块性118

表2-7-10 肥料结块性的标准等级118

表2-7-11 多元肥料结块性的分类119

(三)肥料的分散性119

表2-7-12 肥料分散性等级的标度119

表2-7-13 单一肥料的结块性和分散性119

(四)肥料粒子的强度119

表2-7-14 肥料粒子的强度120

表2-7-16 肥料的含湿量122

(六)肥料的含湿量122

表2-7-15 肥料的自然休止角122

(五)肥料的自然休止角122

(七)肥料的堆积密度、质量和分解温度123

表2-7-17 肥料的堆积密度和质量123

表2-7-18 复合肥料的分解温度123

参考文献124

第三章 磷矿125

第一节 国内磷资源125

一、地质特征125

二、地理分布125

三、资源概况126

表3-1-1 主要磷矿区资源简表126

表3-1-2 其它磷矿区资源简表130

一、生产简况131

四、经济分类131

第二节 国内磷矿生产131

表3-2-1 1990年主要磷矿产量132

表3-2-2 1990年全国各省磷矿产量132

二、企业概况132

表3-2-3 国内磷矿企业简况132

三、国内磷矿产品化学组成136

表3-2-4 国内磷矿产品化学组成137

四、部分磷矿企业产品物理特性143

表3-2-5 部分磷矿企业产品物理特性143

五、国内大中型磷矿企业矿石产品运销流向146

表3-2-6 1991年国内大中型磷矿企业矿石产品运销流向146

六、国内磷矿产品标准146

表3-3-1 国外某些商品磷矿的化学组成147

第三节 国外商品磷矿147

表3-3-2 世界磷矿产量统计148

表3-3-3 1992年世界磷矿贸易149

第四章 磷矿评价150

一、评价试验数据150

表3-4-1 反应部分工艺条件150

表3-4-2 技术及经济指标152

表3-4-3 磷矿、磷酸及磷石膏的化学组成153

二、评价试验结果160

(一)云南省上蒜磷矿160

(二)云南省上蒜磷矿160

(三)云南省江川磷矿160

(八)云南省安宁磷矿161

(十)云南省安宁磷矿161

(九)云南省安宁磷矿161

(五)云南省晋宁磷矿161

(七)云南省晋宁磷矿161

(六)云南省晋宁磷矿161

(四)云南省江川磷矿161

(十一)云南省尖山磷矿164

(十二)云南省海口磷矿164

(十三)云南省澄江磷矿(上层)164

(十四)云南省澄江磷矿(下层)164

(十五)贵州省瓮福磷精矿164

(十六)贵州省瓮福磷精矿164

(十七)贵州省瓮福磷矿磨坊矿段(b层矿)164

(十八)贵州省瓮福磷矿大塘矿段(b层矿)164

(廿四)贵州省开阳磷矿用沙坝矿165

(廿三)贵州省开阳磷矿极乐矿165

(廿六)四川省金河原矿与云南省昆阳原矿的混矿165

(廿七)湖北省大峪口浮选磷精矿165

(廿五)四川省马边老河坝矿165

(廿一)贵州省开阳磷矿165

(廿)贵州省瓮福磷矿英坪矿段(b层矿)165

(十九)贵州省瓮福磷矿英坪矿段(b层)165

(廿二)贵州省开阳磷矿马路坪与青莱冲混矿165

(廿八)湖北省大峪口浮选磷精矿166

(廿九)湖北省胡集磷矿大峪口浮选磷精矿166

(卅)湖北省黄麦岭浮选磷精矿166

(卅一)湖北省黄麦岭浮选磷精矿167

(卅二)湖北省宜昌樟树坪精矿(地下原矿)167

(卅三)湖北省宜昌樟树坪磷精矿(地下开采)167

(卅四)湖北省宜昌樟树坪磷矿(露采、原矿)167

(卅五)湖北省保康白竹磷精矿167

(卅六)湖北省王集磷精矿167

参考文献167

一、生产方法169

表4-1-1 生产方法及工艺专利商169

第一节 概述169

第四章 湿法磷酸169

图4-1-1 同心圆多桨单槽(吉科布斯-道尔)二水物流程图170

图4-1-2 方格多槽(普莱荣第四代)二水流程图171

图4-1-3 单桨单槽(罗纳-普朗克)二水物流程图171

图4-1-4 多桨单槽(诺斯克-海德罗)二水物流程图171

图4-1-5 双槽(辛马斯特和布里耶)二水物流程图172

图4-1-6 双槽泵循环(凯洛格-洛普克)反应系统流程图172

图4-1-7 带导流筒单浆单槽(斯温森)等温反应系统流程图172

图4-1-8 多桨单槽(契米科)流程图173

图4-1-9 单槽(斯持拉瑟)磷酸生产硫程图173

图4-1-10 双槽(西方石油公司)半水物流程图174

图4-1-11 多桨双槽(诺斯克--海德罗)半水物流程图174

图4-1-12 方槽(N.K.K-鲁姆斯)半水物流程图175

图4-1-13 水槽(日产公司)半水-二水再结晶稀酸流程图175

图4-1-15 双槽(三菱公司)半水-二水再结晶稀酸流程图176

图4-1-14 多槽(N.K.K.)半水-二水再结晶稀酸流程图176

图4-1-17 拉森半水-二水再结晶稀酸流程示意图177

图4-1-16 双槽(厄尔泰)半水-二水再结晶稀酸流程示意图177

图4-1-18 道尔-奥利弗HYS流程图178

图4-1-19 诺斯克-海德罗半水-二水再结晶浓酸流程图178

图4-1-20 日产半水-二水再结晶浓酸流程(C法)图179

图4-1-21 厄尔泰半水-二水再结晶浓酸流程图179

图4-1-22 N.K.K.-鲁姆斯联合流程图179

图4-1-23 辛特雷尔-普莱荣二水-半水再结晶流程图180

二、建厂情况180

表4-1-2 主要工艺厂商及其生产能力180

表4-1-3 国内湿法磷酸装置建厂表180

表4-1-5 1990～1992年世界湿法磷酸统计181

表4-1-6 1992年世界湿法磷酸贸易量181

表4-1-4 国内湿法磷酸工厂与国外的相比较181

三、产销量及贸易量181

第二节 湿法磷酸生产的基本原理182

一、化学反应182

二、硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2O与CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O体系的相平衡及转化动力学182

(二)硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2O三元体系的相平衡183

(三)硫酸钙在CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O四元体系的相平衡183

图4-2-1 CaSO4-H3PO4-H2O体系平衡图183

表4-2-1 硫酸钙结晶的某些物理常数及化学组成183

(一)硫酸钙的结晶形态183

图4-2-2 CaSO4-H3PO4-H2SO4-H2O四元体系相平衡图184

表4-2-2 不同温度下的A及B值184

(四)CaSO4-H3PO4-H2O体系的转化动力学184

表4-2-3 80℃时半水物到二水物的转化速度185

三、磷矿的酸分解过程及硫酸钙结晶过程187

(一)磷矿的酸分解过程187

(二)硫酸钙的结晶过程188

图4-2-4 H2SO4和磷矿加入磷酸料浆中所发生的变化189

图4-2-3 75℃下30%P2O3磷酸中CaO/SO?-饱和与过饱和图189

图4-2-5 晶核生成速度与溶液过饱和度的关系190

图4-2-6 溶液过饱和度及温度对结晶过程的影响190

图4-2-7 Fe3+、Al3+、Mg2+对半水转化过程的影响192

第三节 湿法磷酸生产对磷矿质量的要求192

第四节 工艺流程193

一、方格多槽二水法193

图4-4-1 方格多槽工艺流程图194

图4-4-2 过滤系统工艺流程图194

二、同心圆多桨单槽二水法195

图4-4-3 同心圆多桨单槽工艺流程图195

图4-4-4 过滤系统工艺流程图196

三、单桨单槽二水法197

图4-4-5 单桨单槽二水法工艺流程图197

四、半水法198

图4-4-6 半水法磷酸反应工序工艺流程图199

图4-4-7 半水法磷酸过滤工序工艺流程图199

五、半水-二水法200

图4-4-8 半水反应工艺流程图200

图4-4-9 半水过滤工艺流程图201

图4-4-10 半水转化反应过滤工艺流程图201

第五节 工艺特点及消耗定额203

一、工艺特点203

(一)方格多槽二水法203

(二)同心圆多桨单槽二水法203

(三)单桨单槽二水法203

(四)半水法203

(五)半水-二水法204

表4-5-3 单桨单槽二水物磷酸消耗定额205

(四)半水法205

(三)单桨单槽二水法205

表4-5-4 半水物磷酸消耗定额205

(一)方格多槽二水法205

(二)同心圆多桨单槽二水法205

表4-5-1 方格多槽二水物磷酸消耗定额205

二、消耗定额205

表4-5-2 同心圆多桨单槽二水物磷酸消耗定额205

(五)半水-二水法206

表4-5-5 半水-二水物磷酸消耗定额206

第六节 工艺条件和生产操作控制206

一、工艺条件206

(一)方格多槽二水法206

(二)同心圆多桨单槽二水法206

(三)单桨单槽二水法207

(四)半水法207

(五)半水-二水法207

二、生产操作控制208

(六)等温反应器208

(一)二水法209

(二)半水法211

图4-6-1 磷矿分解率与磷酸中SO？浓度关系211

图4-6-2 晶核生成速率对过滤速率的影响212

图4-6-3 在真空浓缩过程中磷酸浓度与气相组成的关系214

(三)半水-二水法214

第七节 装置三废排放指标215

一、方格多槽二水法215

二、同心圆多桨单槽二水法215

三、单桨单槽二水法215

四、半水法215

一、二水法工艺物料平衡和热量平衡计算(经验方法)216

(一)物料衡算216

五、半水-二水法216

第八节 物料平衡和热量平衡计算216

图4-8-1 物料平衡框图217

图4-8-2 总物料平衡图223

(二)热量衡算224

图4-8-3 反应槽总热量平衡图227

二、半水法工艺物料平衡和热量平衡计算(经验方法)227

(一)物料衡算227

图4-8-4 物料平衡框图228

表4-8-1 反应系统物料平衡汇总表(以小时为基准)233

表4-8-2 反应系统物料平衡汇总表(以1000kgP2O5为基准)233

表4-8-3 过滤系统物料平衡汇总表(以小时为基准)233

表4-8-4 过滤系统物料平衡汇总表(以1000kgP2O5为基准)233

图4-8-5 总物料平衡图234

(二)热量衡算235

图4-8-6 反应结晶系统热量平衡图237

表4-8-5 热量平衡汇总表237

三、二水法工艺物料平衡和热量平衡计算(以电算程序计算)238

(一)输入数据238

(二)计算结果239

表4-8-6 物料平衡表239

表4-8-7 热量平衡表241

图4-8-7 二水磷酸反应和过滤部分物料平衡图242

四、二水法工艺物料平衡及热量平衡计算(理论方法)243

(一)工艺计算基础数据243

(二)计算过程及结果244

表4-8-8 二水物磷酸反应部分热量平衡表(以1000kg干磷矿为基准)254

图4-8-8 二水物磷酸反应和过滤部分物料平衡图(以1000kg干磷矿为基准)255

图4-8-9 二水物磷酸反应和过滤部分物料平衡图(生产规模670t/d，以每小时为基准)256

图4-8-10 二水物磷酸反应过滤部分P2O5平衡图(以产1000kgP2O5过滤酸为基准)257

第九节 主要设备258

图4-8-12 二水物磷酸反应和过滤部分F平衡图(以1000kg干磷矿为基准)258

图4-8-11 二水物磷酸反应和过滤部分SO3平衡图(以1000kg干磷矿为基准，计算误差为0.01)258

一、反应槽259

(一)方格多槽259

图4-9-1 方格多槽顶部平面图259

图4-9-2 方格多槽底部剖面图259

(二)同心圆多桨单槽260

图4-9-3 同心圆多桨单槽简图260

(三) 单桨单槽261

图4-9-4 单桨单槽反应器简图262

(四)半水法反应槽262

图4-9-5 溶解槽简图262

图4-9-6 结晶槽简图262

(五)半水-二水法反应槽262

(一)盘式过滤机263

图4-9-7 盘式过滤机简图263

二、过滤机263

(二)带式过滤机264

图4-9-8 带式过滤机简图264

(三)UCEGO转台式过滤机264

第十节 主要设备的工艺计算265

一、反应器265

(一)同心圆多桨单槽265

图4-9-10 UCEGO转台式过滤机简图(二)265

图4-9-9 UCEGO转台式过滤机简图(一)265

(二)单桨单槽266

(三)半水物磷酸溶解槽和结晶槽266

二、搅拌器267

(一)桨叶形式分析267

(二)透平式搅拌桨设计步骤267

(三)计算实例268

参考文献271

(二)带式过滤机271

(一)转台式过滤机271

三、过滤机271

第五章 磷酸浓缩272

第一节 湿法磷酸浓缩过程概述272

一、浓缩方法272

二、浓缩过程272

图5-1-1 P4O10-H2O体系中的沸点和蒸气组成272

图5-1-2 氟硅酸钠和氟硅酸钾在磷酸中的溶解度273

图5-1-3 85℃时湿法磷酸的沸点升高和蒸气压273

表5-1-1 湿法磷酸二段真空浓缩中氟的分配274

图5-1-5 纯磷酸浓度对蒸气压的影响275

第二节 工艺流程275

一、典型的强制循环真空蒸发流程275

表5-1-3 纯磷酸水溶液的沸点275

图5-1-4 单级洗涤器的氟回收率与蒸气中氟含量的关系275

表5-1-2 湿法磷酸生产中氟的分配275

图5-2-1 典型的强制循环真空蒸发流程276

二、罗纳-普朗克磷酸浓缩流程276

图5-2-2 罗纳-普朗克磷酸浓缩流程277

三、斯温森磷酸浓缩流程277

四、新的节能技术278

图5-2-3 斯温森磷酸浓缩流程278

图5-2-4 利用硫酸装置废热进行磷酸浓缩279

第三节 工艺条件和生产操作控制279

一、腐蚀与选材279

表5-3-1 磷酸常用合金材料(主要成分)280

二、结垢的防止280

(一)热交换器上部液体静压头280

(二)热交换器管网蒸汽压力281

(四)控制杂质表面结晶282

图5-3-1 Krystal蒸发-结晶系统282

(三)管中酸的流速282

(五)稀磷酸和循环酸加入位置283

(六)装置的定期清洗283

三、单级蒸发操作与多级蒸发操作的比较284

表5-3-2 级数对所需加热表面积、蒸汽释放面积和循环泵能力的相对影响284

四、氟回收284

图5-3-2 氟硅酸中P2O5含量与含氟蒸气中P2O5含量的关系285

图5-3-3 25%氟硅酸中P2O5含量与含氟蒸气中P2O5含量的关系285

五、磷酸给分与浓缩的关系285

六、控制系统285

表5-3-3 几种磷酸的组分及其物理数据286

第四节 磷酸浓缩的原料消耗定额及产品质量287

一、典型的强制循环真空浓缩流程287

二、罗纳-普朗克磷酸浓缩流程287

第五节 主要设备288

三、斯温森磷酸浓缩流程288

图5-5-1 强制循环蒸发器289

一、热交换器289

(一)列管式石墨热交换器289

(二)块孔式石墨热交换器289

(三)外加热单元290

图5-5-2 使用在普莱荣酸浓缩系统的加热单元290

二、闪蒸室290

三、循环泵290

四、除沫器290

图5-5-3 蒸发器闪蒸室内组装式旋风除沫器291

五、氟吸收设备291

图5-5-4 单级真空氟吸收流程示意图291

六、冷凝器291

(一)磷酸中各组成的量292

二、蒸发部分物料衡算(以1000kg稀磷酸为计算基准)292

一、计算条件292

七、真空泵292

第六节 物料平衡292

(二)磷酸中可能存在的化合物量293

(三)浓缩后的各物质量293

(四)考虑液相飞沫损失和固相器壁沉析后各物质的量295

图5-6-1 80℃时CaSO4结晶在磷酸溶液中的溶解度曲线296

图5-6-2 Fe2O3-H3PO4-H2O体系等温线296

图5-6-3 80℃，Al2O3-H3PO4-H2O体系等温线297

图5-6-4 80℃，MgO-P2O5-H2O体系等温线297

表5-6-1 80℃时CaSO4结晶在磷酸溶液中的溶解度297

表5-6-2 80℃，Fe2O3-H3PO4-H2O体系溶解度298

表5-6-3 80℃，Al2O3-H3PO4-H2O体系溶解度299

表5-6-4 80℃，MgO-P2O5-H2O体系溶解度299

(一)输入300

(二)输出300

三、蒸发部分物料衡算(以小时为计算基准)300

(三)计算结果301

四、氟吸收部分第一氟吸收塔物料衡算(以小时为计算基准)301

(一)输入301

(二)输出301

(三)第二氟吸收塔送出的氟硅酸及其浓度302

(四)去第二氟吸收塔蒸汽量及成品氟硅酸中P2O5含量302

(五)计算结果303

五、氟吸收部分第二氟吸收塔物料衡算(以小时为计算基准)303

(一)输入303

(二)输出303

(三)物料平衡303

(四)计算结果303

六、冷凝部分物料衡算(以小时为计算基准)303

(一)输入303

(一)输入304

二、蒸发部分热量衡算(以小时为计算基准)304

(二)输出304

(二)输出304

一、计算条件304

第七节 热量平衡304

(三)计算结果304

(三)热平衡及蒸汽消耗量计算305

(四)计算结果305

三、氟吸收部分第一氟吸收塔热量衡算(以小时为计算基准)306

(一)输入306

(二)输出306

(三)热平衡307

(四)计算结果307

四、氟吸收部分第二氟吸收塔热量衡算(以小时为计算基准)307

(一)输入307

(三)热平衡308

(二)输出308

(四)计算结果309

五、冷凝部分热量衡算(以小时为计算基准)309

(一)输入309

(二)输出309

(三)热平衡309

(四)出冷凝器的空气温度310

(五)计算结果310

第八节 物料、热量平衡的计算机计算310

一、计算机软件简介310

二、输入数据310

三、物料热量衡算结果313

(一)蒸发部分物流热量衡算(以1000kg稀硫酸为计算基准)313

(二)蒸发部分物流热量衡算(以小时为基准)315

(三)单元操作结果317

(四)物流数据321

第九节 主要设备的工艺计算325

一、石墨热交换器325

(一)已知条件325

(二)计算326

二、闪蒸室329

(一)已知条件329

图5-9-1 闪蒸室简图329

(二)计算329

(三)闪蒸室设计参数330

表5-9-1 某些工厂的闪蒸室设计参数330

三、轴流泵330

(一)已知条件330

(二)计算330

(一)已知条件331

四、第一氟吸收塔331

(二)计算332

图5-9-2 沸腾的氟硅酸溶液上面HF与SiF4(按F计)与水蒸汽的平衡332

五、真空部分设备333

(一)蒸汽喷射器级数的确定及单位工作蒸汽消耗量333

表5-9-2 蒸汽喷射器级数选择表333

图5-9-3 工作蒸汽消耗量计算图333

(二)真空系统抽气量计算334

图5-9-4 冷却水放出空气量334

图5-9-5 五种绝压范围的密闭系统内，没有搅拌器时允许的最大空气渗漏量334

表5-9-3 真空系统装置中渗漏的空气量估计值335

表5-9-4 混合气体计算系数A335

表5-9-5 蒸汽比容337

(四)中间冷凝器337

(三)主蒸汽喷射器工作蒸汽消耗量337

图5-9-6 温度修正曲线337

图5-9-7 分子量修正曲线337

图5-9-8 多层多孔板式冷凝器338

图5-9-9 冷凝器内径与蒸汽流量的关系338

表5-9-6 圆形板上正六角形排列的孔眼总数339

(五)辅蒸汽喷射器抽气量计算339

(六)辅蒸汽喷射器工作蒸汽消耗量339

(七)蒸汽喷射器的选用340

第十节 工艺剖析340

一、强制循环回路340

(一)闪蒸室340

(二)热交换器340

二、氟回收341

三、真空产生341

(二)氟吸收塔341

(一)除沫器341

(五)循环泵341

(六)成品酸输送泵341

(四)篮式过滤器341

(三)冷凝液的排除341

四、清洗342

参考文献342

第六章 氟化铝343

第一节 概述343

一、氟化铝的物理化学性质和用途343

表6-1-1 不同温度下氟化铝的比热容343

表6-1-2 α-AlF3的比热容计算值和a、b、c系数344

表6-1-3 氟化铝的蒸气压数据344

表6-1-4 氟化铝在水中的溶解度［g(AlF3)/100g饱和溶液］344

二、氟化铝生产过程345

(一)生产方法345

表6-1-5 氟化铝产品质量指标(GB4292-84)345

(二)典型工艺流程及特点346

(三)直接法生产氟化铝的原料347

表6-1-6 氢氧化铝质量指标(GB4294-84)347

(四)直接法氟化铝工艺原料347

图6-1-1 氟化铝水合物溶解度曲线348

图6-1-2 AlF3·3H2O脱水过程与温度的变化关系曲线348

第二节 间热式一步脱水工艺生产氟化铝349

一、工艺流程349

图6-2-1 间热式一步脱水氟化铝工艺流程图349

二、原料的要求350

(一)氢氧化铝350

(二)氟硅酸350

(二)工艺条件351

(一)工艺特点351

图6-2-2 氟硅酸中P2O5对产品氟化铝的影响351

三、工艺条件和生产操作控制351

(三)操作控制352

图6-2-3 在SiO2沉淀中铝含量与摩尔比的关系353

图6-2-4 反应温度与AlF3溶解度的关系353

图6-2-5 温度对结晶的影响353

五、主要设备354

(二)结晶器354

图6-2-7 反应器简图354

(一)反应器354

(一)消耗定额354

(二)产品质量354

四、消耗定额及产品质量354

图6-2-6 晶种对结晶的影响354

图6-2-8 结晶器简图355

(三)离心机355

一、工艺流程356

(四)煅烧窑356

第三节 直接法二步脱水工艺生产氟化铝356

图6-3-1 直接法二步脱水氟化铝工艺流程图357

二、原料的要求357

(一)氟硅酸溶液357

(二)氢氧化铝357

三、工艺特点和工艺条件357

(一)工艺特点357

(二)工艺条件358

四、消耗定额及产品质量358

(一)消耗定额358

表6-3-1 消耗定额358

(二)产品质量358

表6-3-2 典型氟化铝质量358

(四)氟化铝结晶过滤机359

(六)煅烧炉359

(五)干燥器359

(一)反应槽359

(三)结晶槽359

(二)二氧化硅过滤机359

五、主要设备359

(七)产品冷却器360

第四节 物料平衡、热量平衡及主要设备工艺计算360

一、物料平衡计算360

(一)计算条件360

(二)物料平衡计算360

表6-4-1 反应过程物料平衡361

表6-4-2 二氧化硅过滤和洗涤物料平衡363

表6-4-3 氟化铝结晶及分离物料平衡364

表6-4-4 氟化铝脱水及冷却物料平衡365

(一)氟硅酸溶液预热366

二、热量平衡计算366

表6-4-5 生产过程总物料平衡366

表6-4-6 氟硅酸预热过程热量平衡367

(二)氟化铝反应367

表6-4-7 反应过程热量平衡369

(三)氟化铝结晶369

表6-4-8 结晶过程热量平衡370

(四)低压蒸汽用量370

(五)氟化铝干燥371

(六)氟化铝煅烧372

三、主要设备计算374

(一)氟化铝反应槽374

图6-4-1 氟化铝反应槽结构简图375

(二)结晶槽375

图6-4-2 氟化铝结晶槽结构简图376

(三)干燥器376

(四)煅烧炉378

图6-4-3 氟化铝干燥器结构示意图378

图6-4-4 氟化铝煅烧炉结构示意图380

参考文献380

第七章 磷酸铵381

第一节 磷酸铵生产概述381

一、磷酸铵体系性质381

(一)NH3-H3PO4-H2O三元体系的性质381

表7-1-1 磷酸铵盐的性质381

图7-1-1 NH3-H3PO4-H2O体系饱和溶液性质382

图7-1-2 NH3-H3PO4-H2O三元体系溶解度图(75℃)383

图7-1-3 NH3-H3PO4-H2O体系溶解度多温图(0～175℃)383

图7-1-4 NH3-H3PO4-H2O体系的溶解度383

(二)磷铵在水中的溶解度383

(三)磷酸氨化溶液的蒸气压384

表7-1-3 (NH4)2HPO4在水中的溶解度384

图7-1-6 磷酸铵在水中的溶解度(-10～30℃)384

图7-1-5 磷酸铵在水中的溶解度(0～120℃)384

表7-1-2 NH4H2PO4在水中的溶解度384

表7-1-4 磷酸氨化溶液的平衡分压385

表7-1-5 固体磷酸一铵的氨和水汽平衡压力385

表7-1-6 固体磷酸二铵的氨平衡分压385

(四)磷铵的其它物化性质385

图7-1-7 磷酸一铵水溶液的密度和沸点386

图7-1-8 65～75℃下磷酸铵饱和溶液的pH值与NH3/H3PO4的关系386

表7-1-7 常压下NH4H2PO4-H3PO4-H2O体系饱和溶液的沸点386

表7-1-8 30℃时NH4H2PO4与不同盐类混合物的饱和溶液上的蒸气压和相对空气湿度387

(五)湿法磷酸氨化反应和析出的固相387

图7-1-9 100℃下氨化时由100gW-1(磷酸)形成的水不溶化合物388

图7-1-10 在100℃下用湿法磷酸进行氨化过程各种组分的水不溶率的变化388

图7-1-11 氨化料浆中各组分沉淀析出百分率与pH的关系389

图7-1-12 湿法磷酸氨中和料浆pH与NH3/H3PO4之关系389

表7-1-10 湿法磷酸氨化过程产生的非水溶性盐类389

表7-1-9 湿法磷酸氨化至不同pH时的沉淀物389

二、国内磷酸铵工业概况390

表7-1-11 国内磷铵装置至1994年建设情况表(已建成装置)390

表7-1-12 国内磷铵装置至1994年生产能力表391

三、国外磷酸铵工业概况391

图7-1-13 生产非颗粒状磷酸一铵的苏格兰农用工业流程392

图7-1-14 费森 Minifos 流程392

图7-1-15 斯威夫特磷酸一铵流程393

图7-1-16 吉科布斯-道尔料浆造粒流程393

图7-1-17 TVA预中和-氨化粒化生产磷酸二铵394

表7-1-13 1979年国外磷铵和磷铵系复肥装置生产能力394

表7-1-14 90年代国内引进的磷复肥建设项目395

二、工艺流程396

图7-2-1 传统法和料浆法磷铵生产示意图396

一、概述396

第二节 料浆浓缩-喷浆造粒法396

图7-2-2 料浆浓缩-喷浆造粒干燥工艺流程图397

三、工艺条件和生产操作控制397

表7-2-1 某些浓缩磷铵料浆的主要物理参数398

表7-2-2 浓缩系统与干燥系统热效率和生产强度比较399

表7-2-3 不同料浆浓度下加热器的传热系数399

表7-2-4 真空度与料浆沸点关系(大气压为96657Pa)399

表7-2-5 真空度53328Pa(400mmHg)下料浆浓度与沸点关系400

四、原料、产品质量和消耗定额401

(一)原料和产品质量401

表7-2-6 湿法磷酸用矿及其生产的湿法磷酸组成401

表7-2-7 某些磷铵产品的主要化学组成和质量指标402

(二)消耗定额402

表7-2-10 磷矿和湿法磷酸的主要化学组成403

表7-2-11 1993年磷铵消耗定额403

表7-2-8 磷矿的化学组成403

表7-2-9 消耗定额403

表7-2-12 宜昌樟树坪矿制得磷铵产品的化学组成404

表7-2-13 磷矿的平均化学组成404

表7-2-14 百日达标达产考核结果404

五、主要设备405

(一)中和反应器405

图7-2-3 中和反应器405

图7-2-4 快速中和器405

(二)料浆浓缩加热器406

(三)喷浆造粒干燥机406

六、物料平衡计算406

(一)计算条件406

表7-2-15 中和系统物料平衡表407

(二)氨中和系统物料衡算407

(三)浓缩系统物料衡算410

表7-2-16 浓缩系统物料平衡表410

(四)干燥系统物料衡算410

表7-2-17 干燥系统物料平衡表410

(五)消耗定额及产品规格的计算411

表7-2-18 磷铵产品的理论组成411

七、热量平衡计算411

(一)计算条件411

(二)氨中和系统热量衡算412

表7-2-19 中和系统热量衡算表(基准：1000kg湿法磷酸)413

(三)浓缩系统热量衡算413

图7-2-5 中和料浆浓缩双效蒸发流程413

表7-2-10 第Ⅱ效蒸发器热衡算表415

表7-2-21 第Ⅰ效蒸发器热衡算表415

(四)喷浆造粒干燥机热量衡算416

表7-2-22 干燥机热衡算表417

(五)小时物料平衡图和热量平衡图417

图7-2-6 磷铵部分小时物料平衡图417

图7-2-7 磷铵部分小时热量平衡图418

(六)1000kg磷铵物料平衡图和热量平衡图418

图7-2-8 生产1000kg磷铵的物料平衡图418

图7-2-9 生产1000kg磷铵的热量平衡图419

八、主要设备的工艺计算419

(一)中和反应器419

(二)料浆浓缩加热蒸发器420

(三)喷浆造粒干燥机421

九、料浆浓缩-喷浆造粒干燥法生产磷铵的技术进展422

(一)中和浓缩一体化422

图7-2-10 中和浓缩一体化-磷酸二铵-喷浆造粒干燥工艺流程图423

表7-2-26 汽化强度与闪蒸室二次蒸汽中P2O5含量的关系424

表7-2-25 汽化强度与氨逸出率的关系424

表7-2-24 磷铵料浆粘度与氨逸出率关系424

表7-2-23 湿法磷酸组成424

表7-2-27 中和度与氨逸出率的关系425

(二)料浆浓缩法磷酸二铵生产工艺425

表7-2-28 二次氨化料浆的组成和性质426

表7-2-29 宜昌磷矿制得的磷铵产品化学组成427

表7-2-30 云南磷矿制得的磷铵产品的主要质量指标427

(三)喷浆造粒无外返料技术427

第三节 预中和氨化粒化法428

一、概述428

二、工艺流程428

(一)中和反应428

图7-3-1 预中和(或管式反应器)氨化粒化法磷铵工艺流程简图429

图7-3-2 75℃时NH3-H3PO4-H2O体系中不同NH3/H3PO4摩尔比的NH3和H2O的分压429

(二)管式反应器工艺429

(三)双管反应器工艺430

图7-3-3 AZF双管反应器生产DAP/NPK流程431

(四)氨化粒法431

表7-3-1 75℃时氨化粒化机内H2O和NH3的分压432

(五)干燥432

(六)筛分、破碎与返料系统432

(七)成品冷却与包裹433

(八)尾气洗涤433

表7-3-2 典型的洗涤液组成和密度433

图7-3-4 预中和氨化粒化系统氨平衡434

三、工艺条件和生产操作控制434

表7-3-3 日产800τ磷铵装置主要操作工艺参数434

四、原料、产品质量和消耗定额435

(一)主要原料规格435

表7-3-4 磷酸规格435

(五)废气排放436

表7-3-6 磷铵肥料的产品规格436

表7-3-7 典型的废气排放质量436

(二)消耗定额436

(三)收得率436

表7-3-5 主要原料消耗定额436

(四)产品质量436

五、主要设备437

(一)中和反应器437

图7-3-5 中和反应器示意图437

表7-3-8 日产800t、400t、200t磷铵中和反应器规格参数437

(二)管式反应器437

图7-3-6 管式反应器(φ200)示意图437

表7-3-9 生产DAP的TVA管式反应器参数438

表7-3-10 两种磷矿制磷酸生产DAP时形成结垢的化学分析438

表7-3-12 用φ150mm管式反应器生产11-53-0-25MAP439

表7-3-13 用管式反应器-氨化粒化机工艺中试装置生产DAP配方与典型操作条件439

表7-3-11 安装管式反应器的经济性439

表7-3-14 用管式反应器和商品级磷酸(52～57%P2O5)生产MAP440

表7-3-15 用十字管反应器(PCR)和预中和器生产DAP440

(三)氨化粒化机440

图7-3-7 氨化粒化机441

表7-3-16 800t、400t、200t磷铵装置的氨化粒化机规格及主要参数441

图7-3-8 日产800t磷铵装置氨化粒化机胶板示意图442

(四)干燥机442

表7-3-17 日产800t磷铵装置干燥机比较442

图7-3-9 干燥机抄板型式及布置442

表7-3-18 典型肥料用干燥机数据443

(五)破碎机444

图7-3-10 笼式破碎机示意图444

表7-3-19 几种链式破碎机规格444

表7-3-21 振网筛规格与能力445

(六)振动筛445

表7-3-20 国内生产的几种链式破碎机规格445

图7-3-11 1.2m×3.05m振网筛446

(七)袋式除尘器446

六、物料平衡与热量平衡计算447

图7-3-12 预中和氨化粒化法磷铵生产物料方块流程图447

(一)计算条件447

表7-3-22 以1tDAP为基准的物料平衡表448

(二)冷却系统平衡计算448

图7-3-13 冷却系统物料和热量平衡图450

(三)破碎、筛分系统平衡计算450

图7-3-14 破碎、筛分系统物料和热量平衡图451

(四)干燥系统平衡计算452

图7-3-15 干燥系统物料和热量平衡图454

(五)旋风除尘器系统平衡计算454

(六)返料系统平衡计算456

图7-3-17 设备通风旋风除尘器物料和热量平衡图456

图7-3-16 干燥机旋风除尘器物料和热量平衡图456

图7-3-18 返料系统物料和热量平衡图457

(七)造粒系统平衡计算457

图7-3-19 造粒系统物料和热量平衡图460

(八)中和反应器系统平衡计算460

图7-3-20 中和反应器系统物料和热量平衡图463

(九)文丘里洗涤器系统平衡计算463

图7-3-21 文丘里洗涤器系统物料和热量平衡图466

(十)尾气洗涤器系统平衡计算466

图7-3-22 尾气洗涤器系统物料和热量平衡图468

(十一)物料平衡和热量平衡汇总图468

图7-3-23 日产800tDAP物料和热量平衡图468

图7-3-24 日产800tMAP物料和热量平衡图468

图7-3-25 管式反应器日产800tMAP物料和热量平衡图468

七、主要设备的工艺计算468

图7-3-26 日产720tNPK物料平衡图472

一、概述474

(一)原理474

图7-4-1 NH4H2PO4-H2O体系的蒸气压474

图7-4-2 磷酸一铵在水中的溶解度474

第四节 加压中和自热喷雾干燥法474

图7-4-3 料液温度和成品含水量的关系475

(二)其它方法475

(三)粉粒磷酸一铵制造技术和产品的优缺点476

(四)国内外建厂情况476

二、工艺流程477

图7-4-4 加压中和自热喷雾干燥法工艺流程图477

表7-4-1 粉粒状磷酸一铵的工艺操作条件478

(二)工艺条件的选择478

三、工艺条件选择478

(一)工艺条件478

五、主要设备479

(二)喷雾干燥塔479

(一)中和反应器479

图7-4-5 中和反应器479

(二)产品质量479

表7-4-2 磷酸一铵产品消耗定额479

(一)消耗定额479

四、消耗定额及产品质量479

图7-4-6 喷雾干燥塔480

六、物料平衡计算480

(一)计算条件480

(二)中和反应系统物料衡算480

表7-4-3 中和反应系统物料平衡表483

(三)喷雾干燥系统物料衡算483

表7-4-4 喷雾干燥系统物料平衡表484

(四)尾气洗涤系统物料衡算485

表7-4-5 尾气洗涤系统物料平衡表486

(五)消耗定额及产品规格的理论计算486

表7-4-6 磷铵产品的理论组成486

七、热量平衡计算487

(一)中和反应系统热量衡算487

表7-4-7 中和反应系统热量平衡表488

(二)喷雾干燥系统热量衡算488

表7-4-8 喷雾干燥系统热量平衡表490

(三)喷雾干燥系统尾气露点核算490

(四)尾气洗涤系统热量衡算491

表7-4-9 尾气洗涤系统热量平衡表491

(五)物料平衡图和热量平衡图491

图7-4-7 1000kgP2O5物料平衡图492

图7-4-8 1000kgP2O5热量平衡图493

图7-4-9 1000kg磷铵物料平衡图494

图7-4-10 1000kg磷铵热量平衡图495

八、主要设备的工艺计算496

(一)中和反应器496

(二)喷雾干燥塔498

第五节 其它生产方法499

一、料浆浓缩离心喷雾和压力喷雾干燥法500

二、导向喷动流化造粒制粒状磷铵500

图7-5-1 导向喷动流化造粒磷铵工艺流程图501

图7-5-2 造粒塔501

三、前苏联稀酸法制磷酸-铵502

表7-5-1 稀酸法与浓酸法生产磷酸一铵比较表502

图7-5-3 稀酸法制磷酸一铵流程框图502

图7-5-4 快速氨化蒸发器503

表7-5-2 快速氨化蒸发器性能503

四、法国GESA双管反应流程制磷酸二铵504

图7-5-5 流化床喷雾干燥造粒器示意图504

图7-5-6表面型蒸发器504

图7-5-7 GESA双管反应流程图506

表7-5-3 磷酸和氨在几个主要设备内的分配比例506

表7-5-4 GESA工艺改造老厂经济效果举例507

五、日本日产化学公司干法生产磷酸二铵507

图7-5-8 日产化学公司干法制磷铵的工艺流程图507

六、SO2尾气回收制磷铵料浆508

图7-5-9 SO2尾气回收制磷铵料浆工艺流程图508

表7-5-5 SO2尾气制磷铵料浆生产控制指标509

表7-5-6 硫酸SO2尾气回收制磷铵料浆设备509

参考文献509

一、产品性质511

三、世界重过磷酸钙工业概况511

二、产品规格511

第一节 概述511

第八章 重过磷酸钙511

四、中国重过磷酸钙工业概况512

第二节 重过磷酸钙生产的基本原理512

一、化学反应过程512

(一)酸矿混合反应512

表8-2-1 几种磷矿的反应活性514

表8-2-2 各种磷矿在磷酸-硫酸混酸中的反应活性和抗阻缓系数515

图8-2-1 40℃时CaO-P2O5-H2O体系饱和溶液的氢离子浓度和粘度与磷酸浓度的关系516

图8-2-2 酸矿混合过程功率消耗曲线517

(二)熟化517

(三)游离磷酸的中和518

(四)氟的逸出和回收519

图8-2-3 105℃时SiF4的蒸气分压与H3PO4浓度的关系519

图8-2-4 H3PO4+0.5%氟硅酸水溶液上的SiF4蒸气分压519

表8-2-4 氟硅酸溶液上面氟的浓度和温度的关系520

表8-2-3 重过磷酸钙生产中的氟逸出率占进入酸矿总氟量的百分含量520

二、相图分析及其应用521

图8-2-5 75℃时CaO-P2O5-H2O体系相图521

三、原料质量的要求523

(一)磷矿523

(二)磷酸524

第三节 主要生产方法524

一、概述524

二、化成法524

图8-3-1 库尔曼重过磷酸钙生产流程525

(二)工艺条件525

(一)工艺流程525

图8-3-2 化成法重过磷酸钙生产工艺流程图526

图8-3-3 AZF重过磷酸钙生产流程526

(三)消耗定额526

(四)产品质量527

(五)试验和生产数据527

表8-3-1 化成法生产重过磷酸钙的试验和生产数据527

(一)工艺流程529

三、料浆法529

(六)化成法的优缺点529

图8-3-4 料浆法重过磷酸钙生产工艺流程图530

(二)工艺条件530

(三)消耗定额531

(四)产品质量531

(五)试验和生产数据531

表8-3-2 料浆法生产重过磷酸钙的试验和生产数据532

(一)透平混合机533

一、混合器533

图8-4-1 透平混合机533

(六)料浆法的优缺点533

第四节 主要设备533

(二)卧式混合机534

图8-4-2 卧式混合机534

(三)锥形混合器534

图8-4-3 锥形混合器534

二、化成机534

(一)立式回转化成室(莫里兹史坦德)534

图8-4-5 皮带化成机535

图8-4-4 立式回转化成室535

(二)皮带化成机535

(三)链板化成机536

图8-4-6 链板化成机536

(四)卧式回转化成机536

图8-4-7 卧式回转化成机536

(二)捏合机537

表8-4-1 两种转鼓造粒机的规格537

(一)转鼓造粒机537

图8-4-8 转鼓造粒机537

三、造粒机537

图8-4-9 双轴造粒机538

(三)喷浆造粒干燥机538

图8-4-10 喷浆造粒干燥机538

表8-4-2 几种喷浆造粒干燥机的规格538

四、干燥机(圆筒干燥机)539

图8-4-11 圆筒干燥机539

表8-4-3 两种圆筒干燥机的规格539

五、破碎机539

(一)链式破碎机539

表8-4-4 几种链式破碎机的规格539

图8-4-14 振动筛540

(一)带振打球振动筛540

六、筛540

图8-4-13 三辊式破碎机540

表8-4-12 链式破碎机540

(二)三辊式破碎机540

表8-4-5 几种带振打球振动筛的规格541

(二)振网筛541

图8-4-15 双层振网筛541

表8-4-6 两种型号的振网筛规格541

七、冷却机541

(一)圆筒冷却机541

图8-4-16 圆筒冷却机542

表8-4-7 圆筒冷却机规格542

(二)沸腾冷却器542

图8-4-17 沸腾冷却器542

一、磷酸用量计算543

(二)按原料中磷酸带入的P2O5量和磷矿带入的P2O5量的质量之比计算543

(一)按磷矿和磷酸中P2O5总量与CaO总量的比值计算543

图8-4-18 氨化冷却机543

第五节 主要工艺计算543

(三)氨化冷却机543

表8-4-8 几种沸腾冷却器的规格543

(三)按化学反应式计算544

二、磷矿分解率计算545

图8-5-1 重过磷酸钙生产中P2O5转化率的列线图545

三、物料平衡545

(一)磷酸用量计算546

(二)返料组成计算546

(三)物料衡算548

图8-5-2 物料平衡图(以1000kg干基磷矿粉为基准)553

图8-5-3 物料平衡图(以lt成品为基准)554

图8-5-4 物料平衡图(以500t/d产量为基准)555

四、热量平衡556

(一)磷酸加热557

(二)混合化成558

(三)造粒561

(四)干燥562

(五)冷却564

(六)尾气洗涤565

图8-5-5 尾气洗涤系统物料平衡图(以小时量为基准)571

图8-5-6 尾气洗涤系统热量平衡图(以小时量为基准)572

五、主要设备计算573

(一)单轴卧式混合机573

(二)卧式回转化成机575

(三)转鼓造粒机576

(四)凝腾冷却器(流化床冷却器)577

参考文献580

(一)TC型悬臂液下泵581

表9-1-1 TCN型泵性能参数(1500r/min)581

第九章 主要设备规格系列581

一、液下泵581

第一节 泵581

表9-1-2 TCN型泵性能参数(3000r/min)583

表9-1-3 TC型泵外形尺寸584

表9-1-4 TCF型泵性能参数586

(二)LDN型立式悬臂液下泵587

图9-1-1 LDN型泵结构图587

表9-1-5 LDN型泵性能参数587

(三)LJYA型单级悬臂立式料浆泵587

表9-1-6 LDN型泵外形尺寸588

表9-1-7 LJYA型泵性能参数590

表9-1-8 LJYA型泵外形尺寸590

表9-1-10 YPL型泵外形及安装尺寸591

表9-1-9 YPL型泵性能参数591

(四)YPL型液下料浆泵591

图9-1-2 YPL型泵外形及结构图592

(五)JLY型悬壁液下泵593

表9-1-11 JLY型泵性能参数593

表9-1-12 JLY型泵外形尺寸593

(六)JXY型悬臂液下泵593

表9-1-13 JXY型泵性能参数594

表9-1-14 JXY型泵外形及安装尺寸595

(七)LSB型、DSB型高温浓硫酸液下泵596

图9-1-3 LSB型、DSB型泵结构图596

表9-1-15 LSB型、DSB型泵性能参数596

图9-1-4 LSB型、DSB型泵外形及安装尺寸图597

表9-1-16 LSB型、DSB型泵外形及安装尺寸598

表9-1-17 LTSJB型泵性能参数599

(八)LTSJB型立式调速料浆泵599

图9-1-5 LTSJB型泵外形及安装尺寸图600

二、卧式离心泵601

(一)IE型飞铁密封化工泵601

表9-1-18 IE型飞铁泵性能参数601

表9-1-19 100t/d(3万t/e)料浆法磷铵用IE型飞铁泵性能参数602

图9-1-6 IE型泵外形及安装尺寸图603

表9-1-20 IE型泵的安装尺寸603

(二)QH型气密式化工泵604

表9-1-21 QH型泵性能参数604

图9-1-7 QH型泵外形尺寸图606

图9-1-8 QH型泵安装尺寸图606

表9-1-22 QH型泵外形尺寸607

表9-1-23 QH型泵安装尺寸607

(三)LC、LC-B型耐腐蚀磨蚀泵608

表9-1-24 LC、LC-B型泵性能参数608

表9-1-25 LC-B型泵泵头尺寸609

表9-1-26 LC型泵泵头尺寸610

表9-1-27 LC-B、LC型泵安装尺寸611

(四)JW型耐腐蚀离心泵612

表9-1-28 JW型泵性能参数612

(五)耐酸拉波泵615

表9-1-29 耐酸拉波泵性能参数615

三、循环泵615

(一)HW型循环泵615

表9-1-30 HW型循环泵性能参数615

表9-1-31 HW型泵外形及安装尺寸616

(二)HGH型循环泵616

图9-1-9 HGH型30-33循环泵外形尺寸616

(三)SPP型混流泵617

表9-1-33 SPP型混流泵性能参数617

表9-1-32 HGH型循环泵性能参数617

表9-1-34 SPP型混流泵外形及安装尺寸620

图9-1-10 SPP型混流泵外形图622

四、渣浆泵622

表9-1-35 材质名称代号622

(一)L型渣浆泵623

表9-1-36 L型渣浆泵性能参数623

图9-1-11 L型渣浆泵外表图624

表9-1-37 L型泵外形尺寸625

(二)M、AH、HH型渣浆泵625

表9-1-38 M、AH、HH型泵性能参数626

图9-1-12 M、AH、HH型泵外形尺寸图627

表9-1-39 M、AH、HH型泵外形尺寸628

五、对开式活衬离心泵629

表9-1-40 耐腐蚀耐磨蚀橡胶，合金内衬材料代号629

表9-1-41 FH型泵技术性能参数629

表9-1-42 FH型泵直联式安装尺寸630

表9-1-43 FH型泵并列式安装尺寸631

表9-1-44 FH型泵立式安装尺寸632

(二)MH型渣浆泵632

表9-1-45 MH型渣浆泵技术性能633

表9-1-46 MH型渣浆泵直联式安装尺寸634

表9-1-47 MH型渣浆泵并列式安装尺寸635

表9-1-48 MH型渣浆泵立式安装尺寸636

六、氟塑料泵637

表9-1-49 氟塑料泵性能参数637

图9-1-13 氟塑料泵安装尺寸图637

表9-1-50 氟塑料泵安装尺寸638

七、双缸隔膜泵638

图9-1-14 NB型双缸隔膜泵结构图638

(一)SK型水环式真空泵639

表9-1-52 SK型水环式真空泵规格性能参数(新乡厂)639

(一)FH型耐腐蚀化工泵639

八、真空泵639

表9-1-51 NB型双缸隔膜泵技术特性639

图9-1-15 SK-5、SK-7、SK-15、SK-20、SK-30水环式真空泵安装图(新乡厂)640

表9-1-53 水环式真空泵安装尺寸(新乡厂)641

图9-1-16 SK-25水环式真空泵安装图641

表9-1-54 水环式真空泵安装尺寸(新乡厂)641

图9-1-17 SK-42、SK-60、SK-85水环式真空泵安装图(配减速机)642

表9-1-55 SK-42、SK-60、SK-85水环式真空泵安装尺寸(配减速机)(新乡厂)642

图9-1-18 SK-42、SK-60、SK-85水环式真空泵安装图(配皮带轮)643

图9-1-56 SK-42、SK-60、SK-85水环式真空泵安装尺寸(配皮带轮)643

表9-1-57 SK型水环式真空泵规格性能参数(佛山厂)644

图9-1-19 SK-12型水环式真空泵外形安装图645

图9-1-20 SK-27型水环式真空泵外形安装图646

图9-1-21 SK-42型水环式真空泵外形安装图647

图9-1-22 SK-60型水环式真空泵外形安装图648

图9-1-23 SK-85型水环式真空泵外形安装图649

图9-1-24 2YK-110(SK-120)型水环式真空泵外形安装图650

(二)ZBE1型水环式真空泵651

表9-1-58 ZBE1系列水环式真空泵性能参数651

图9-1-25 ZBE1 10～25型外形安装尺寸图652

表9-1-59 ZBE1系列水环式真空泵外形安装尺寸652

图9-1-26 ZBE1 30～35型外形安装尺寸图653

(三)SZ(J)型水环式真空泵653

表9-1-60 SZ(J)型水环式真空泵性能参数654

图9-1-27 SZ-1J、SZ-2J水环式真空泵外形及安装尺寸图(耐腐蚀泵尺寸相同)654

表9-1-61 SZ-1J、SZ-2J水环式真空泵安装尺寸表655

图9-1-28 SZ-3J、SZ-4J水环式真空泵外形及安装尺寸图(耐腐蚀泵尺寸相同)655

表9-1-62 SZ-3J、SZ-4J水环式真空泵安装尺寸表655

第二节 磷酸反应槽655

一、同心圆单槽多桨反应槽655

表9-2-1 同心圆单槽多桨反应槽系列参数655

表9-2-2 吉科布斯反应槽参数656

二、吉科布斯反应槽656

三、单桨单槽反应器657

表9-2-3 单桨单槽反应器技术参数657

四、方格多槽657

表9-2-4 方格多槽参数657

五、半水磷酸反应槽657

表9-2-5 半水磷酸反应槽技术参数657

六、半水-二水磷酸反应槽657

表9-2-6 半水-二水磷酸反应槽技术参数658

第三节 石墨换热器658

一、列管式石墨换热器658

(一)GJ型磷酸浓缩加热器658

表9-3-1 GJ型磷酸浓缩加热器技术特性658

表9-3-2 GJ型磷酸浓缩加热器系列安装尺寸658

图9-3-2 G型石墨换热器结构图659

表9-3-3 G型石墨换热器技术特性659

图9-3-1 GJ型磷酸浓缩加热器结构图659

(二)G型石墨换热器659

表9-3-4 G型石墨换热器系列参数表660

(三)标准