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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-t 24

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d 26

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A 335

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11-53-0-25MAP 439

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MAP 440

表7-3-15 用十字管反应器(PCR)和预中和器生产DAP 440

(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