毕业论文(设计)-年产50万吨磷酸二铵及干燥机的工艺设计
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1.5产品方案
产品名称：磷酸二铵
化学名称：磷酸氢二铵
英文简称：DAP
分子式：（NH4）2HPO4
分子量：132
性质：白色晶体或粉末，纯的磷酸二铵含氮21.21%，P2O5含53.79%。
易溶于水，性质不稳定，在空气中逐渐失去氨而变为磷酸二氢铵。
1.6磷酸二铵的用途、品种规格
用途：磷酸二铵是一种高浓度的速效肥料，适用于各种作物和土壤，特别适用于喜铵需磷的作物，作基肥或追肥均可，宜深施。
1.7.5管式反应-氨化粒化
本工艺主要过程为磷酸与氨在管式反应器中产生高温、高浓度料浆,借助本身压力喷入氨化粒化器,生成DAP时进行进一步氨化与返料细粉造粒,经干燥、筛分、冷却后制得磷铵产品。管式反应器是近年来国外新开发的技术,投资省,能耗低,返料少,流程操作简单,工艺成熟，因此，本设计采用该技术进行设计。
磷酸由磷酸输送泵送入车间，分为三部分加入系统。一部分由调节器、调节阀控制加入分离器D3831中，以吸收系统溢出的氨气；一部分送入D3835以吸收系统溢出的氨气；一部分由调节器、调节阀控制加入造粒机管式反应器中进行反应。
硫酸由硫酸输送泵送入车间后分为三部分加入系统，一部分加入旋风洗涤塔中，以最大限度地吸收系统溢出的气氨；一部分控制加入造粒机管式反应器内进行反应，还一部分加入洗涤液内调节洗涤液的PH。
1.7.4料浆法
该工艺主要过程为稀磷酸与气氨在带搅拌的中和槽内反应,稀料浆进入收集槽,经收集槽泵送蒸发器,通过Ⅰ效和Ⅱ效蒸汽蒸发后送喷雾干燥塔,干燥热源为空气通过空气加热器后通入,塔底得粉状产品。该工艺在充分利用我国中低品位磷矿生产高浓度复肥方面有较强的优势,近年来发展迅速,所取得的技术进步大部分是围绕简化流程,降低物耗和能耗,提高设备生产强度进行的。
年产50万吨磷酸二铵及干燥机的工艺设计
1.设计任务书
1.1项目
年产50万吨磷酸二铵及干燥机的工艺设计
1.2设计内容
（1）车间工艺的设计
（2）干燥机设计
1.3设计规模
（1）年产：50万吨；
（2）年生产日：312天；
（3）日生产能力：500000/312=1600吨/天
1.4设计依据
该设计依据#####化工有限公司的生产技术资料的基础上，并结合设计任务书的内容年产50万吨磷酸氢二铵和生产管理规范的相关文件而设计的。
图2管式反应器
1.8
1.8.1原料
磷铵生产该产品所用的原料：合成氨，磷矿粉.磷矿石，硫酸液氨。
1.8.2
中和度控制、高效液相色谱分析法（HPLC）
2
2.1
图3磷铵流程框图
2.
2.2.1原料的投入及中和
2.2.1.1固体原料
填料经铲车上到料仓，经皮带输送机输送到缓冲料仓，再通过电子皮带计量称计量后送至皮带传输机，让后送到反料皮带，再通过斗式提升机送入造粒机。
≥42
≥38
水溶性（以P2O5计）% >
42
38
32
总氮含量N%
16~18
≥15
≥13
总养分（有效磷+总氮）%≥
64
57
51
水份含量%
1.5
2.0
2.5
粒度（1~4mm），%
90
80
80
1.7磷酸二铵的生产方法
目前磷铵的合成路线主要有以下几种[2]
1.7.1
图1槽式中和器
本工艺中和反应在预中和反应器进行,氨气通过反应器周围接管喷头喷入,容器中磷酸和气体由反应本身进行有力搅拌,因此可取消机械搅拌装置。中和料生产经验。国内秦皇岛、大连、南京、云峰等厂先后从美国ＤＡＶＹ-ＭＣＫＥＥ公司引进480kｔ/ａ、240ｋｔ/ａ生产技术,并建成投产。目前国内消化吸收和国产化亦投产了多套同类装置。
1.7.2预中和-喷浆造粒
浆用泵送氨化粒化器内再与磷酸反应,并控制中和度在1.95。料浆与返料细粉造粒后经干燥、筛分、冷却制得磷铵产品。该工艺技术成熟可靠,使用磷酸浓度低,适应性强,装置操作灵活方便,能生产多种产品,国外普遍使用,有较成熟的设计
该工艺是氨和磷酸加入带搅拌反应槽内反应生成磷铵料浆,料浆直接喷入造粒干燥窑,与返料细粉造粒,并进行干燥,物料经筛分、冷却制得产品。该生产工艺对磷酸质量要求相对较低,操作简单、易控制。我国第一套120ｋｔ/ａ磷铵装置即铜陵磷铵厂就是从罗马利亚引进这种工艺的。此工艺存在许多不足之处,由于使用较低浓度的磷酸,使得设备体积庞大、投资高、反应热利用不充分、能耗也高、返料比大、成本较高。因此近年来国外已很少采用,只适于中小型规模难以浓缩的磷酸制磷铵装置。
MAP经铲车上到料仓，经皮带输送机输送到缓冲料仓，再通过电子皮带计量称计量后送至皮带传输机，让后送到反料皮带，再通过斗式提升机送入造粒机。
2.2.1.2液体原料
液氨球罐区的液氨由氨升压泵送入DAP装置，液氨进入NPK装置的压力为1.2MPa,温度为常温。分为两部分分别进入两个氨自冷器，经过质量流量计计量后加入系统，氨自冷器的作用是使进入液氨流量计的氨全部为液相，这样可以保证液氨的计量准确。一部分由调节器、调节阀控制送入喷氨轴，将液氨通入造粒机料床内，对化肥进行二次氨化；一部分由调节器、调节阀控制送入造粒机管式反应器进行反应。
1.7.3加中和-喷雾造粒
该工艺主要过程为磷酸与气氨在加压带搅拌的反应器内反应,反应热把部分水蒸发,高温的料浆借助反应产生的压力通过一个特殊喷嘴进入喷雾干燥塔,更多的水在闪蒸中蒸发,雾化的物料经与上升空气接触、冷却、固化,得到粉粒状产品后送包装工段。整个生产工艺省去了造粒、返料和干燥过程,实现了流程简短、投资省、成本低的目的。不足之处是对磷酸的浓度和质量要求高。
产品物理性质：本品易溶于水，溶解后固Fra Baidu bibliotek物较少，适用各种农作物对氮磷元素的需要，尤其尤其适合于干旱少雨的地区作基乃以、种肥、追肥。与尿素、硝铵、氯化铵可混性好。
表1磷酸二铵的规格[1]（GB10205-10212-88）
产品等级
指标名称
优等品
一等品
合格品
有效磷（中性柠檬酸铵溶性磷，以P2O5计）%
46~48
工艺水由调节器加入系统，以吸收造粒系统溢出的细尘和控制洗涤液的密度。
洗涤废气形成的洗涤液由管式反应器给料泵送入管式反应器中，以回收利用，并调节造粒状况，其加入量由调节器控制泵的电机来控制流量。
氨、磷酸、硫酸和洗涤液在造粒机管式反应器内反应后，形成较粘稠的料桨喷到造粒机内料床上进行造粒，料桨中所含水分被反应热蒸发一部分。
产品名称：磷酸二铵
化学名称：磷酸氢二铵
英文简称：DAP
分子式：（NH4）2HPO4
分子量：132
性质：白色晶体或粉末，纯的磷酸二铵含氮21.21%，P2O5含53.79%。
易溶于水，性质不稳定，在空气中逐渐失去氨而变为磷酸二氢铵。
1.6磷酸二铵的用途、品种规格
用途：磷酸二铵是一种高浓度的速效肥料，适用于各种作物和土壤，特别适用于喜铵需磷的作物，作基肥或追肥均可，宜深施。
1.7.5管式反应-氨化粒化
本工艺主要过程为磷酸与氨在管式反应器中产生高温、高浓度料浆,借助本身压力喷入氨化粒化器,生成DAP时进行进一步氨化与返料细粉造粒,经干燥、筛分、冷却后制得磷铵产品。管式反应器是近年来国外新开发的技术,投资省,能耗低,返料少,流程操作简单,工艺成熟，因此，本设计采用该技术进行设计。
磷酸由磷酸输送泵送入车间，分为三部分加入系统。一部分由调节器、调节阀控制加入分离器D3831中，以吸收系统溢出的氨气；一部分送入D3835以吸收系统溢出的氨气；一部分由调节器、调节阀控制加入造粒机管式反应器中进行反应。
硫酸由硫酸输送泵送入车间后分为三部分加入系统，一部分加入旋风洗涤塔中，以最大限度地吸收系统溢出的气氨；一部分控制加入造粒机管式反应器内进行反应，还一部分加入洗涤液内调节洗涤液的PH。
1.7.4料浆法
该工艺主要过程为稀磷酸与气氨在带搅拌的中和槽内反应,稀料浆进入收集槽,经收集槽泵送蒸发器,通过Ⅰ效和Ⅱ效蒸汽蒸发后送喷雾干燥塔,干燥热源为空气通过空气加热器后通入,塔底得粉状产品。该工艺在充分利用我国中低品位磷矿生产高浓度复肥方面有较强的优势,近年来发展迅速,所取得的技术进步大部分是围绕简化流程,降低物耗和能耗,提高设备生产强度进行的。
年产50万吨磷酸二铵及干燥机的工艺设计
1.设计任务书
1.1项目
年产50万吨磷酸二铵及干燥机的工艺设计
1.2设计内容
（1）车间工艺的设计
（2）干燥机设计
1.3设计规模
（1）年产：50万吨；
（2）年生产日：312天；
（3）日生产能力：500000/312=1600吨/天
1.4设计依据
该设计依据#####化工有限公司的生产技术资料的基础上，并结合设计任务书的内容年产50万吨磷酸氢二铵和生产管理规范的相关文件而设计的。
图2管式反应器
1.8
1.8.1原料
磷铵生产该产品所用的原料：合成氨，磷矿粉.磷矿石，硫酸液氨。
1.8.2
中和度控制、高效液相色谱分析法（HPLC）
2
2.1
图3磷铵流程框图
2.
2.2.1原料的投入及中和
2.2.1.1固体原料
填料经铲车上到料仓，经皮带输送机输送到缓冲料仓，再通过电子皮带计量称计量后送至皮带传输机，让后送到反料皮带，再通过斗式提升机送入造粒机。
≥42
≥38
水溶性（以P2O5计）% >
42
38
32
总氮含量N%
16~18
≥15
≥13
总养分（有效磷+总氮）%≥
64
57
51
水份含量%
1.5
2.0
2.5
粒度（1~4mm），%
90
80
80
1.7磷酸二铵的生产方法
目前磷铵的合成路线主要有以下几种[2]
1.7.1
图1槽式中和器
本工艺中和反应在预中和反应器进行,氨气通过反应器周围接管喷头喷入,容器中磷酸和气体由反应本身进行有力搅拌,因此可取消机械搅拌装置。中和料生产经验。国内秦皇岛、大连、南京、云峰等厂先后从美国ＤＡＶＹ-ＭＣＫＥＥ公司引进480kｔ/ａ、240ｋｔ/ａ生产技术,并建成投产。目前国内消化吸收和国产化亦投产了多套同类装置。
1.7.2预中和-喷浆造粒
浆用泵送氨化粒化器内再与磷酸反应,并控制中和度在1.95。料浆与返料细粉造粒后经干燥、筛分、冷却制得磷铵产品。该工艺技术成熟可靠,使用磷酸浓度低,适应性强,装置操作灵活方便,能生产多种产品,国外普遍使用,有较成熟的设计
该工艺是氨和磷酸加入带搅拌反应槽内反应生成磷铵料浆,料浆直接喷入造粒干燥窑,与返料细粉造粒,并进行干燥,物料经筛分、冷却制得产品。该生产工艺对磷酸质量要求相对较低,操作简单、易控制。我国第一套120ｋｔ/ａ磷铵装置即铜陵磷铵厂就是从罗马利亚引进这种工艺的。此工艺存在许多不足之处,由于使用较低浓度的磷酸,使得设备体积庞大、投资高、反应热利用不充分、能耗也高、返料比大、成本较高。因此近年来国外已很少采用,只适于中小型规模难以浓缩的磷酸制磷铵装置。
MAP经铲车上到料仓，经皮带输送机输送到缓冲料仓，再通过电子皮带计量称计量后送至皮带传输机，让后送到反料皮带，再通过斗式提升机送入造粒机。
2.2.1.2液体原料
液氨球罐区的液氨由氨升压泵送入DAP装置，液氨进入NPK装置的压力为1.2MPa,温度为常温。分为两部分分别进入两个氨自冷器，经过质量流量计计量后加入系统，氨自冷器的作用是使进入液氨流量计的氨全部为液相，这样可以保证液氨的计量准确。一部分由调节器、调节阀控制送入喷氨轴，将液氨通入造粒机料床内，对化肥进行二次氨化；一部分由调节器、调节阀控制送入造粒机管式反应器进行反应。
1.7.3加中和-喷雾造粒
该工艺主要过程为磷酸与气氨在加压带搅拌的反应器内反应,反应热把部分水蒸发,高温的料浆借助反应产生的压力通过一个特殊喷嘴进入喷雾干燥塔,更多的水在闪蒸中蒸发,雾化的物料经与上升空气接触、冷却、固化,得到粉粒状产品后送包装工段。整个生产工艺省去了造粒、返料和干燥过程,实现了流程简短、投资省、成本低的目的。不足之处是对磷酸的浓度和质量要求高。
产品物理性质：本品易溶于水，溶解后固Fra Baidu bibliotek物较少，适用各种农作物对氮磷元素的需要，尤其尤其适合于干旱少雨的地区作基乃以、种肥、追肥。与尿素、硝铵、氯化铵可混性好。
表1磷酸二铵的规格[1]（GB10205-10212-88）
产品等级
指标名称
优等品
一等品
合格品
有效磷（中性柠檬酸铵溶性磷，以P2O5计）%
46~48
工艺水由调节器加入系统，以吸收造粒系统溢出的细尘和控制洗涤液的密度。
洗涤废气形成的洗涤液由管式反应器给料泵送入管式反应器中，以回收利用，并调节造粒状况，其加入量由调节器控制泵的电机来控制流量。
氨、磷酸、硫酸和洗涤液在造粒机管式反应器内反应后，形成较粘稠的料桨喷到造粒机内料床上进行造粒，料桨中所含水分被反应热蒸发一部分。