磷酸技術(shù)方案

CDIJS伊朗40kt/a肥料級(jí)磷酸(1°0%p2°5)裝置工程技術(shù)方案CDIJ5江蘇省化工設(shè)計(jì)院有限公司中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部設(shè)計(jì)證書編號(hào)：A132011736(甲級(jí))

中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)工程咨詢證書編號(hào)：工咨甲111200700332011年05月南京伊朗40kt/a肥料級(jí)磷酸（100%PQJ裝置工程技術(shù)方案251、生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量1.1本項(xiàng)日生產(chǎn)的磷酸為肥料級(jí)，用于100kt/a重鈣（GTSP）裝置生產(chǎn)。1.2肥料級(jí)磷酸：40kt/a（以計(jì)100%P2O5），120噸/天。1.3裝置運(yùn)行時(shí)間：年運(yùn)行333天，8000小時(shí)。1.4產(chǎn)品質(zhì)量：磷酸產(chǎn)品參照中國(guó)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T3826-2006肥料級(jí)商品磷酸一等品的要求，主要技術(shù)指標(biāo)如下：項(xiàng)目指標(biāo)磷酸（以P2O5計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù) N46.0%倍半氧化物（以Fe2O3+Al2O3計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù) w3.5%氧化鎂（MgO）的質(zhì)量分?jǐn)?shù) W1.4%含固量的質(zhì)量分?jǐn)?shù) W2.0%2、裝置設(shè)計(jì)能力核算2.1核算基準(zhǔn)：以100kt/a重鈣（GTSP）為最終產(chǎn)品核算，生產(chǎn)重鈣的原料磷礦的品位按業(yè)主提供的分析數(shù)據(jù)指標(biāo)平均P2O5含量37%計(jì)，原料磷礦中雜質(zhì)含量均以分析數(shù)據(jù)的平均值計(jì)。2.2重鈣裝置設(shè)計(jì)能力：100kt/a，300t/d,12.5t/h。重鈣的產(chǎn)品質(zhì)量要求為：總磷（P2O5）含量，46.0%，水溶磷（P2O5）含量，39.0%；生產(chǎn)方法按稀酸料漿法。2.3磷酸裝置設(shè)計(jì)能力：磷酸裝置的生產(chǎn)能力以重鈣裝置的需求量確定，每生產(chǎn)一噸重鈣消耗磷酸量（按100%P2O5計(jì)）0.36噸，則日需磷酸108噸，全年用量3.5萬噸。生產(chǎn)能力應(yīng)當(dāng)有一定的富裕量，則磷酸的設(shè)計(jì)能力需要 40kt/a（按100%P2O5計(jì)），120t/d（按100%P2O5計(jì)）。3、年產(chǎn)4萬噸（按100%PO計(jì)）磷酸裝置工程技術(shù)方案253.1設(shè)計(jì)原則120噸/天磷酸裝置屬于中小型生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)規(guī)模不大，工程設(shè)計(jì)遵循以下原則：（1） 工藝技術(shù)先進(jìn)適用的原則。（2） 以經(jīng)濟(jì)效益為中心的原則。（3） 技術(shù)裝備先進(jìn)合理的原則。（4） 節(jié)約能源綜合利用的原則。（5） 生產(chǎn)安全環(huán)保清潔的原則。3.2建設(shè)規(guī)模及產(chǎn)品方案（1） 建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)4萬噸（按100%P2O5計(jì)）肥料級(jí)磷酸，即日產(chǎn)120噸。年操作日以333.3天（即8000小時(shí)）計(jì)。（2） 產(chǎn)品方案：稀酸料漿法重鈣生產(chǎn)需要的磷酸濃度為40?42%P2O5，設(shè)計(jì)按42%P2O5計(jì)，則產(chǎn)品方案為肥料級(jí)磷酸（42%P2O5）286噸/天。3.3主要原材料、輔助材料、燃料的規(guī)格、耗量（1）硫酸：原料硫酸由業(yè)主外購(gòu)工業(yè)硫酸，工業(yè)硫酸質(zhì)量要求參照中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T534-2002工業(yè)硫酸的一等品指標(biāo)。主要技術(shù)要求如下：項(xiàng)目98%工業(yè)硫酸指標(biāo)H2SO4>98.0%灰分503%Fe501%As^0.005%透明度>50mm色度^2.0mlHg501%Pb^0.02%硫酸全年用量為11.2萬噸。（2）磷礦：原料磷礦質(zhì)量要求參照中國(guó)酸法磷肥用礦的標(biāo)準(zhǔn)（HG/T2673-95）中優(yōu)等品11的指標(biāo)，具體技術(shù)要求如下：項(xiàng) 目?jī)?yōu)等品II五氧化二磷（P2O5）含量，% N32.0氧化鎂（MgO）/五氧化二磷（P2O5），% W3.5三氧化二物（R2°3）/五氧化二磷（P2O5），%w10.0二氧化碳（CO2）含量，% w4.0磷礦用量為全年13.2萬噸。（3） 用電：本裝置電源由業(yè)主將10kV電源送至裝置界區(qū)外1米處，裝置區(qū)內(nèi)設(shè)一座變配電所，向裝置內(nèi)的用電設(shè)備供電。本裝置的電單耗約55kw.h/t，全年用電220萬kw.ho（4） 水：本裝置用水單耗約為6.5t/t，全年用水量26萬噸。（5） 蒸汽:磷酸的濃縮采用低壓蒸汽供熱，低壓蒸汽規(guī)格為1.60Mpa、210°C，蒸汽消耗量為1.96t/t，全年用量7.84萬噸。3.4裝置組成4萬噸/年生產(chǎn)42%P2O5肥料級(jí)濃磷酸的裝置主要包括以下幾個(gè)部分的生產(chǎn)設(shè)施和輔助設(shè)施：（1）生產(chǎn)設(shè)施：原料工段（磷礦的儲(chǔ)存和輸送、磷礦粉的制備）、酸解反應(yīng)工段（磷礦粉與硫酸反應(yīng)、萃?。⑦^濾工段（磷礦粉酸解產(chǎn)物的過濾分離）、濃縮工段（稀磷酸的加熱蒸發(fā)濃縮、雜質(zhì)的過濾分離）、成品工段（成品磷酸的貯存、輸送）、氟回收工段。（2）輔助設(shè)施及公用工程設(shè)施：變配電所、辦公室、控制室及分析化驗(yàn)室、總圖運(yùn)輸、界區(qū)內(nèi)給、排水管網(wǎng)、界區(qū)內(nèi)道路照明、防雷等。3.5生產(chǎn)工藝過程3.5.1工藝流程的選擇濕法磷酸生產(chǎn)的工藝技術(shù)方法和流程多種多樣，按主要中間產(chǎn)物硫酸鈣的狀態(tài)一般分為二水法、半水法（HH法）和再結(jié)品法三類流程，其中再結(jié)品法又分為半水一二水法（HDH法）和二水一半水法（DHH法）。工藝技術(shù)方案的選擇要充分結(jié)合企業(yè)的建設(shè)條件、原料供應(yīng)狀況、產(chǎn)品的用途和質(zhì)量要求、以及副產(chǎn)品回收的要求等方面的因素；同時(shí)體現(xiàn)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平，注重工藝技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性、安全性、適用性；還要努力降低工程投資，綜合利用資源，降低運(yùn)行費(fèi)用，加強(qiáng)安全衛(wèi)生，減少環(huán)境污染。根據(jù)本項(xiàng)日的原料特點(diǎn)、生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品用途，經(jīng)過工藝比選，本方案采用R-P單槽單槳二水物濕法磷酸生產(chǎn)流程和強(qiáng)制循環(huán)型列管式換熱器磷酸濃縮流程。3.5.2生產(chǎn)流程說明原料工段外購(gòu)的商品磷礦在原料倉中貯存。用天車將塊狀磷礦抓到原料斗中，通過園盤給料機(jī)加入到顎式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)中進(jìn)行兩級(jí)破碎，然后用皮帶輸送機(jī)將破碎礦加入到球磨機(jī)中，加入定量的水一起細(xì)磨制成磷礦漿(含水W35%)，礦漿貯存在礦漿槽中備用。酸解萃取工段礦漿槽中的礦漿，用礦漿泵送到反應(yīng)槽中，來自濾洗液槽的淡磷酸也送入反應(yīng)槽，硫酸由硫酸貯槽經(jīng)由硫酸泵送入反應(yīng)槽，通過自控調(diào)節(jié)確保磷礦漿和硫酸按比例加入。反應(yīng)槽中生成的磷酸和硫酸鈣結(jié)品混合料漿溢流至消化槽，繼續(xù)反應(yīng)并消除過飽和度后經(jīng)泵送至轉(zhuǎn)臺(tái)過濾機(jī)過濾。反應(yīng)槽內(nèi)的反應(yīng)熱及濃硫酸的稀釋熱通過低位閃蒸冷卻移走，使槽內(nèi)溫度維持穩(wěn)定，以獲得良好的二水硫酸鈣結(jié)品。反應(yīng)槽排出的含氟氣體通過復(fù)噴洗滌器及復(fù)擋除沫器后經(jīng)尾氣排風(fēng)機(jī)和排氣筒排放。料漿過濾工段消化槽中反應(yīng)完全的料漿，用過濾泵送到轉(zhuǎn)臺(tái)式過濾機(jī)中過濾，過濾分離出的濾液，通過氣液分離器分離后，得到中間產(chǎn)品30%左右的稀磷酸，送往稀磷酸貯槽。過濾所獲石膏濾餅，經(jīng)三次逆流洗滌后，經(jīng)卸料螺旋輸送機(jī)卸至膠帶輸送機(jī)，送至廠內(nèi)臨時(shí)堆場(chǎng)堆放。濾餅洗滌液排入濾洗液槽中，回用于磷礦的萃取過程。濃縮工段稀磷酸貯槽中30%的稀磷酸，用稀磷酸泵送到列管式換熱器中，用低壓蒸汽加熱后進(jìn)入蒸發(fā)室，蒸發(fā)室內(nèi)維持一定的真空度，熱磷酸在此急速蒸發(fā)而達(dá)到濃縮的日的。為了減緩換熱器管內(nèi)的結(jié)垢，在列管上端維持一定的正壓，確保管內(nèi)磷酸溫度在80?90。時(shí)仍不沸騰。蒸發(fā)器頂部排出的二次蒸汽經(jīng)過除沫，進(jìn)入尾氣回收裝置中，回收其中的氟硅酸。尾氣回收工段磷礦萃取反應(yīng)槽中溢出的含氟氣體與濃縮工段排出的含氟氣體以及重鈣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氟氣體一起進(jìn)行處理。含氟氣體首先進(jìn)入氟氣吸收室，用濃度較高的氟硅酸溶液循環(huán)吸收，除去其中大部分的氟化物，然后進(jìn)入復(fù)噴洗滌器，加入新鮮水進(jìn)行循環(huán)吸收洗滌，進(jìn)一步除去其中的氟化物，洗滌器出來的尾氣經(jīng)復(fù)擋除沫器除去其中的酸沫后，經(jīng)尾氣排風(fēng)機(jī)和排氣筒排放。復(fù)擋除沫器中的稀酸和復(fù)噴洗滌器中多余的稀酸串入氟吸收室的循環(huán)酸中。氟吸收室中多余的濃度較高的氟硅酸排入氟硅酸貯槽，送去進(jìn)一步加工成為氟鹽。3.5.3工藝特點(diǎn)有效地控制料漿中SO42-離子和Ca2+離子濃度以及硫酸鈣的成核速率，以利于結(jié)品的長(zhǎng)大并在生產(chǎn)過程中不會(huì)發(fā)生品形的改變。萃取反應(yīng)有良好的攪拌和回漿，避免出現(xiàn)局部過飽和度增高。酸解槽保持足夠大的容積，以保證足夠的停留時(shí)間，確保硫酸鈣結(jié)品的長(zhǎng)大。工藝過程具有冷卻料漿的有效手段，能及時(shí)移除反應(yīng)熱與硫酸稀釋熱，并能有效控制好料漿溫度與消除泡沫。采用蒸汽間接加熱強(qiáng)制循環(huán)型列管式換熱器流程對(duì)稀磷酸進(jìn)行濃縮，工藝技術(shù)成熟，蒸汽消耗低，操作穩(wěn)定可靠。3.6工藝控制系統(tǒng)根據(jù)磷酸裝置的生產(chǎn)操作特點(diǎn)，本項(xiàng)日的工藝控制方案以集中控制為主，擬采用微機(jī)處理器為基礎(chǔ)的分散控制系統(tǒng)(DCS)及緊急停車系統(tǒng)(ESD)對(duì)各裝置生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、控制及安全保護(hù)。除了一些就地控制器、就地儀表和成套設(shè)備的測(cè)量?jī)x表外，所有控制參數(shù)都在主控室集中控制?？紤]生產(chǎn)考核和成本核算需要，將設(shè)置較完善的計(jì)量?jī)x表。在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有必要的溫度、壓力及流量的現(xiàn)場(chǎng)指示儀表。輔助生產(chǎn)裝置和主要生產(chǎn)裝置的不經(jīng)常調(diào)節(jié)和不太重要的工藝指標(biāo)采用現(xiàn)場(chǎng)就地儀表指示。3.7主要工藝消耗指標(biāo)以1噸100%P2O5計(jì)序號(hào)主要原材料名稱及規(guī)格單位消耗定額一k主要原、燃、輔料1磷礦(32%P2O5)t3.3

2硫酸(H2SO4N98%)t2.83其它化學(xué)品4電kwh555低壓蒸汽t1.966工藝水t6.53.8主要設(shè)備序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量材料1橋式抓斗起重機(jī)22原礦貯斗13圓盤加料機(jī)14顎式破碎機(jī)15反擊式破碎機(jī)16膠帶輸送機(jī)17碎礦貯斗18圓盤加料機(jī)19濕式球磨機(jī)110礦漿池111水環(huán)式真空泵112萃取反應(yīng)槽113消化槽114萃取料漿泵215硫酸泵216尾氣風(fēng)機(jī)117濾液泵318尾氣除沫冷卻塔119絮凝劑配劑槽（附攪拌）120料漿分層加料裝置121尾氣洗液泵及濾餅洗滌泵322濾布洗滌水泵（附電機(jī)）123轉(zhuǎn)臺(tái)式過濾機(jī)2序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量材料24濃縮換熱器125蒸發(fā)器126除沫器127氟吸收塔128冷凝器129磷酸循環(huán)泵230磷酸成品泵231氟硅酸循環(huán)泵432真空泵24、工程投資估算工藝設(shè)備費(fèi)：1450萬元；安裝工程費(fèi)：360萬元；工藝管道、管件：165萬元；電氣：