化工畢業(yè)論文--年產(chǎn)5萬(wàn)噸硝酸銨鈣裝置工藝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 概述………………………………………………………… 1</p><p>　　第1.1節(jié) 硝酸銨鈣工藝設(shè)計(jì)的前景及意義……………………… 2</p><p>　　第1.2節(jié) 硝酸銨鈣產(chǎn)品的特點(diǎn)…………………………………… 2</p><p>

2、　　第1.3節(jié) 硝酸銨鈣的生產(chǎn)方法…………………………………… 3 </p><p>　　第1.4節(jié) 天脊化肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)………………………………… 3</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)綜述 ……………………………………………………4</p><p>　　第2.1節(jié) 硝酸銨鈣產(chǎn)品方案……………………………… ………4</p><p>　　第2

3、.2節(jié) 主要原材料的規(guī)格及</p><p>　　其他消耗量和來(lái)能源…………………………………………………4</p><p>　　第2.3節(jié) 工藝流程特點(diǎn)…………………………………………… 5</p><p>　　第2.3.1 硝酸銨鈣的工序………………………………………… 5</p><p>　　第2.3.2 硝酸銨鈣的造粒方式………………

4、………………………5</p><p>　　第2.4節(jié) 硝酸銨鈣的生產(chǎn)方法………………………………………6</p><p>　　第2.5節(jié) 工藝流程簡(jiǎn)圖………………………………………………6</p><p>　　第2.6節(jié) 公用工程及輔助工程………………………………………6</p><p>　　第2.7節(jié) 環(huán)境保護(hù)及利用………………………………

5、……………6</p><p>　　第3章 工藝流程設(shè)計(jì)…………………………………………………7</p><p>　　第3.1節(jié) 濕線工藝流程………………………………………………7</p><p>　　第3.1.1 過(guò)濾工序……………………………………………………7</p><p>　　第3.1.2 中和工序………………………………………………

6、……7</p><p>　　第3.1.3 蒸發(fā)工序………………………………………………… 7</p><p>　　第3.2節(jié) 干線工藝流程…………………………………………… 8</p><p>　　第3.2.1 造粒工序………………………………………………… 8</p><p>　　第3.2.2 篩分及破碎工序…………………………………

7、……… 8</p><p>　　第3.2.3 包裝工序………………………………………………… 8</p><p>　　第3.2.4 排放工序………………………………………………… 9</p><p>　　第3.3節(jié) 蒸發(fā)工序中酸洗程序…………………………………… 9</p><p>　　第4章 造粒的影響因素…………………………………

8、…………10</p><p>　　第4.1節(jié) 母液的含水量對(duì)造粒工藝的影響………………………10</p><p>　　第4.2節(jié) 母液的溫度對(duì)造粒工藝的影響…………………………10</p><p>　　第5章 主要設(shè)備的說(shuō)明……………………………………………12</p><p>　　第5.1節(jié) 蒸發(fā)器……………………………………………………1

9、2</p><p>　　第5.1.1 設(shè)備的選定……………………………………………… 12</p><p>　　第5.1.2 設(shè)備的規(guī)格 ………………………………………………12</p><p>　　第5.2節(jié) 造粒機(jī)……………………………………………………12</p><p>　　第5.2.1 設(shè)備的選定………………………………………………

10、 12</p><p>　　第5.2.2 設(shè)備的原理……………………………………………… 12</p><p>　　第6章 工藝指標(biāo)及工藝參數(shù)………………………………………14</p><p>　　第7章 分析項(xiàng)目一覽表……………………………………………15</p><p>　　第7.1節(jié) 濕線部分…………………………………………………15&

11、lt;/p><p>　　第7.2節(jié) 干線部分…………………………………………………16</p><p>　　第8章 物料衡算……………………………………………………17</p><p>　　第8.1節(jié) 濾清液鈣酸比 R1……………………………………… 17</p><p>　　第8.2節(jié) 濾清液鈣銨比 R2……………………………………… 17

12、</p><p>　　第8.3節(jié) 中和槽物料平衡計(jì)算…………………………………… 17</p><p>　　第9章 熱量衡算…………………………………………………… 19</p><p>　　第9.1節(jié) 蒸發(fā)器熱量平衡………………………………………… 19</p><p>　　第9.2節(jié) 二次蒸汽冷凝 ……………………………………………20&

13、lt;/p><p>　　第十章 主要設(shè)備計(jì)算………………………………………………21</p><p>　　參考文獻(xiàn) …………………………………………………………… 22</p><p>　　致 謝………………………………………23

14、

15、 附：工藝流程圖</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目： </p><p>　　學(xué)院： 專(zhuān)業(yè)

16、 班級(jí)： </p><p>　　學(xué)生： 指導(dǎo)教師： </p><p>　　1．設(shè)計(jì)（論文）的主要任務(wù)及目標(biāo)</p><p>　　年產(chǎn)5萬(wàn)噸硝酸銨鈣裝置工藝設(shè)計(jì)。</p><p>　　2．設(shè)計(jì)（論文）的基本要求和內(nèi)容</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)原理和工藝流程選擇</p>

17、<p>　?。?）物料和熱量衡算</p><p><b>　　3．主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］天脊煤化工集團(tuán)有限公司富銨鈣工程初步設(shè)計(jì)》第一冊(cè)</p><p>　?。?］《天脊集團(tuán)興化公司硝酸銨鈣裝置操作規(guī)程》</p><p>　?。?］《粒狀硝酸銨鈣造粒工藝的探討》 作者：谷守玉<

18、/p><p>　?。?］《高效復(fù)合肥料硝酸銨鈣的生產(chǎn)及市場(chǎng)概況》 作者：汪家銘</p><p><b>　　4．進(jìn)度安排</b></p><p>　　誠(chéng)信聲明（三號(hào)宋體加黑）</p><p><b>　　本人聲明：</b></p><p>　　我所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是本人在導(dǎo)

19、師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 </p><p>　　申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。</p><p>　　本人簽名：

20、 日期： 年 月 日</p><p>　　5萬(wàn)噸硝酸銨鈣裝置工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　硝酸銨鈣產(chǎn)品已經(jīng)歷了開(kāi)發(fā)研究、中間試驗(yàn)的階段，摸索出了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。硝酸銨鈣裝置是在硝酸鈣裝置的基礎(chǔ)上改建而成。目前，該產(chǎn)品已具備工業(yè)化條件。</p><p>　　硝酸銨鈣產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)利用現(xiàn)硝酸磷肥裝置的粗硝鈣

21、，裝置布置在硝酸磷肥裝置閑置的碳酸鈣干燥廠房?jī)?nèi)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：硝酸銨鈣；工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　概 述</b></p><p>　　第1.1節(jié) 硝酸銨鈣工藝設(shè)計(jì)的前景及意義</p><p>　　本工藝設(shè)計(jì)是基于天脊集團(tuán)公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，本著合理利用資源、適應(yīng)市場(chǎng)要求，不斷拓寬產(chǎn)品品種的原則而

22、設(shè)計(jì)的。</p><p>　　硝酸銨鈣是一種含氮素和鈣素的化學(xué)肥料，其產(chǎn)品按照物質(zhì)結(jié)構(gòu)可分為兩大類(lèi)。第一類(lèi)為硝酸銨與碳酸鈣的混合物。通常情況下，根據(jù)NH4NO3與CaCO3混合物摩爾比的不同，混合型硝酸銨鈣含氮為20%～27%，其中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮各占1/2，氧化鈣含量為4%～12%。第二類(lèi)產(chǎn)品為由硝酸銨、硝酸鈣母液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)得到的混合物結(jié)晶。</p><p>　　本工藝設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品為硝酸銨鈣

23、產(chǎn)品兩大類(lèi)型中第二類(lèi)型，硝酸銨鈣的分子式為5Ca（NO3）2·NH4NO3·10H2O，分子量1080，含氮量為15.5%，其中百分之九十以上為硝態(tài)氮，含水溶性氧化鈣為26%。</p><p>　　硝酸銨鈣主要用做化肥。由于它主要含硝態(tài)氮和水溶性氧化鈣，因而具有速效、利用率高、易被農(nóng)作物吸收、適合喜鈣作物、酸性土壤等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合作為葉面肥噴施于水果、蔬菜、瓜果。我國(guó)土壤分布多呈酸性和中性，普

24、遍肥力不足，施肥單調(diào)，有機(jī)質(zhì)及微量元素嚴(yán)重短缺。該肥料不僅可使多種作物增產(chǎn)，還可以改善和提高作物的品質(zhì)、提高作物抗病害的能力；此外還可改良土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，使土壤變得疏松，而且運(yùn)輸安全，因此開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)硝酸銨鈣市場(chǎng)潛力很大，預(yù)計(jì)硝酸銨鈣的需求量也將呈逐漸年上升趨勢(shì)。</p><p>　　第1.2節(jié) 硝酸銨鈣產(chǎn)品的特點(diǎn)</p><p>　　硝酸銨鈣是由硝酸銨和硝酸鈣組成的一種復(fù)合肥料，外觀為黃褐

25、色粒狀固體。該產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）硝酸銨鈣含硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，因而氮利用率高，據(jù)報(bào)道，硝酸銨鈣的氮損失比尿素的氮損失少30%～40%：</p><p>　?。?）含有元素氮和鈣，更適合蔬菜、甘蔗等作物，增產(chǎn)效果明顯；</p><p>　　（3）硝酸銨鈣屬于中性肥料，不會(huì)引起土地板結(jié)，對(duì)酸性土壤還有一定的改良作用；</p><

26、;p>　?。?）熱穩(wěn)定性好，容易貯藏和搬運(yùn)。</p><p>　　可見(jiàn)，硝酸銨鈣吸濕性低于普通硝酸銨，從而改善了硝酸銨易結(jié)塊和熱穩(wěn)定性差的缺陷，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中不易發(fā)生火災(zāi)和引起爆炸，是一種比硝酸銨更為安全的硝態(tài)氮肥。</p><p>　　作為硝酸銨的換代產(chǎn)品，硝酸銨鈣在氮肥中的比重必然得到快速提升，使之與復(fù)混肥生產(chǎn)線或者硝酸銨生產(chǎn)線等進(jìn)行整合具有一定的意義。</p>

27、<p>　　第1.3節(jié) 硝酸銨鈣的生產(chǎn)方法</p><p>　　硝酸銨鈣的生產(chǎn)方法主要有兩種:</p><p>　　(1)硝酸磷肥副產(chǎn)法。在冷卻法生產(chǎn)硝酸磷肥時(shí)，將硝酸處理磷礦石所得的酸解液冷卻，其中析出的四水硝酸鈣與二氧化碳在轉(zhuǎn)化器中進(jìn)行氨化和碳化，所產(chǎn)生的硝酸銨和碳酸鈣懸浮液經(jīng)蒸發(fā)濃縮造粒，制得氮含量為21.0%左右的硝酸銨鈣產(chǎn)品。</p><p>

28、　?。?）硝酸銨碳酸鈣混合法。有氨和硝酸經(jīng)段加壓中和、兩段蒸發(fā)濃縮后制取濃度為96.0%～97.5%的硝銨溶液在混合槽中下粒度為20～40umR石灰石按一定的比例充分混合攪拌,經(jīng)造粒而成。</p><p>　　本工藝設(shè)計(jì)考慮到天脊集團(tuán)公司的化肥生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用第一種生產(chǎn)方法。</p><p>　　第1.4節(jié) 天脊化肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　天脊煤化工集

29、團(tuán)公司是以硝酸磷肥（年產(chǎn)90萬(wàn)噸）和合成氨（年產(chǎn)20萬(wàn)噸）為主的化肥企業(yè)，其中冷凍法90萬(wàn)噸硝酸磷肥的中間副產(chǎn)物硝酸鈣溶液是生產(chǎn)高純度的工業(yè)硝酸鈣的低成本原料，既經(jīng)濟(jì)又方便。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)綜述</b></p><p>　　本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)是把來(lái)自復(fù)肥的副產(chǎn)物硝酸鈣溶液加工成合格的硝酸銨鈣肥料，主項(xiàng)為硝酸銨鈣工藝裝置。</p><p&

30、gt;　　硝酸銨鈣工藝設(shè)計(jì)包括過(guò)濾、中和、蒸發(fā)、造粒、冷卻、篩分、破碎、包裝等工序。其中過(guò)濾、中和、蒸發(fā)工序稱(chēng)為濕線；造粒、冷卻、篩分、包裝稱(chēng)為干線。</p><p>　　第2.1節(jié) 硝酸銨鈣產(chǎn)品方案</p><p><b>　　主產(chǎn)品：硝酸銨鈣</b></p><p>　　產(chǎn)品規(guī)格：（1）硝酸銨鈣分子式為5Ca（NO3）2·NH4

31、NO3·10H2O</p><p>　　（2）含N15.5%</p><p>　　其中:硝態(tài)氮14.4%，銨態(tài)氮1.1%</p><p>　　（3）含CaO 26%（可溶性）</p><p>　?。?）粒度（球形）2～4mm；粒度合格率≥90%</p><p>　?。?）抗壓強(qiáng)度≥40N</p>

32、<p><b>　　年產(chǎn)量：5萬(wàn)噸</b></p><p><b>　　日產(chǎn)量：160噸</b></p><p>　　年操作日：300天計(jì)</p><p>　　第2.2節(jié) 主要原材料的規(guī)格及其他消耗量和來(lái)源</p><p>　?。?）粗硝鈣液 每小時(shí)消耗5500kg，來(lái)自復(fù)肥

33、溫度50℃</p><p>　　四水硝酸鈣 84.37%(重量比)</p><p>　　硝酸 4.67%(重量比)</p><p>　　P2O5 0.41%(重量比)</p><p>　　酸不溶物 1%(重量比)</p><p><b>

34、　　其余為水</b></p><p><b>　　(2)硝酸</b></p><p>　　每小時(shí)消耗0～50kg，來(lái)自復(fù)肥</p><p>　　濃度 58～60%（重量比）</p><p><b>　　溫度 45～50℃</b></p><p><b>

35、　?。?）氣氨</b></p><p>　　每小時(shí)消耗66kg，來(lái)自復(fù)肥</p><p><b>　　純度大于99%</b></p><p><b>　　壓力0.2Mpa</b></p><p><b>　　溫度-7℃</b></p><p>

36、;　　第2. 3節(jié) 工藝流程特點(diǎn)</p><p>　　第2. 3.1硝酸銨鈣的工序</p><p>　　冷凍法硝酸磷肥生產(chǎn)工藝中副產(chǎn)的四水硝酸鈣是生產(chǎn)硝酸銨鈣的低成本原料。在國(guó)外，荷蘭赫林工廠生產(chǎn)硝酸磷肥30萬(wàn)噸/年，聯(lián)產(chǎn)硝酸銨鈣10.5～12萬(wàn)噸/年，（油浸造粒）；瑞典洽平工廠生產(chǎn)硝酸磷肥42萬(wàn)噸/年，聯(lián)產(chǎn)硝酸銨鈣30萬(wàn)噸/年（油浸造粒），石灰硝銨15萬(wàn)噸/年。由此可見(jiàn)，硝酸銨鈣的生產(chǎn)方

37、法在國(guó)外已有成熟的工藝。</p><p>　　由粗四水硝酸鈣生產(chǎn)加工成硝酸銨鈣關(guān)鍵的工序有：</p><p>　?。?）濕線硝酸銨鈣液的蒸發(fā)：</p><p>　?。?）干線硝酸銨鈣的造粒。</p><p>　　第2. 3.2硝酸銨鈣的造粒方式</p><p>　　由于硝酸銨鈣液的粘稠性，在設(shè)計(jì)蒸發(fā)器時(shí)，盡量加大溶液通

38、過(guò)蒸發(fā)器的速度，減少蒸發(fā)器內(nèi)鍋垢的形成，選用一次通過(guò)式蒸發(fā)器。其成熟的造粒方式有三種:</p><p><b>　　(1)塔式造粒:</b></p><p><b>　　(2)油浸造粒:</b></p><p>　　(3)轉(zhuǎn)鼓流化床造粒。</p><p>　　塔式造粒適合大規(guī)模生產(chǎn)，一次性投資大，能

39、耗高，顆粒較細(xì)且粒度不可調(diào)；油浸造粒設(shè)備簡(jiǎn)單、投資小、能耗低、產(chǎn)品有防吸潮功能，但操作環(huán)境差、產(chǎn)品含油，不適合蔬菜、水果的葉面噴施；轉(zhuǎn)鼓流化床造粒設(shè)備投資省、粒度可調(diào)、規(guī)?？纱罂尚　⒛芎倪m中，由于是密閉操作，環(huán)境較好。此項(xiàng)工藝設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)鼓流化床造粒。</p><p>　　第2.4節(jié) 硝酸銨鈣的生產(chǎn)方法</p><p>　　利用現(xiàn)復(fù)肥裝置的粗硝鈣液，首先通過(guò)過(guò)濾除去酸不溶物。粗硝鈣液中含有3～

40、8%左右的硝酸，為了最終得到產(chǎn)品組成為5：1：10的硝酸銨鈣，過(guò)量硝酸首先需加入碳酸鈣以便將硝鈣液中游離硝酸中和到3.00%左右，然后再加入氣氨與剩余硝酸進(jìn)行中和反應(yīng)。如溶液中硝酸量不足時(shí)， 在中和器中加入少量的硝酸。中和得到的銨鈣溶液經(jīng)蒸發(fā)脫水，最終達(dá)到合格的5：1：10的硝酸銨鈣溶液去造粒。</p><p>　　硝酸銨鈣造粒采用新開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)鼓流化床技術(shù)，硝酸銨鈣料漿在鼓內(nèi)由硝酸銨鈣顆粒所形成的料簾噴涂造粒。結(jié)晶

41、熱由流化空氣帶走。造粒返料（晶種）來(lái)源于小顆粒、大顆粒破碎后的散料，必要時(shí)用部分產(chǎn)品作造粒返料。</p><p>　　第2.5節(jié) 工藝流程簡(jiǎn)圖</p><p>　　粗硝鈣 </p><p>　　產(chǎn)品硝酸銨鈣 </p>&l

42、t;p>　　第2.6節(jié) 公用工程及輔助工程</p><p>　　本工藝設(shè)計(jì)所用冷卻水、蒸汽、儀表空氣、裝置空氣均來(lái)自相鄰的復(fù)肥系統(tǒng)。用電來(lái)自硝銨裝置的變電所。</p><p>　　第2.7節(jié) 環(huán)境保護(hù)及利用</p><p>　　本工藝的廢氣采用超重力除塵器,經(jīng)充分洗滌吸收有效組份后，滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)放空。廢液則至復(fù)肥廢水處理系統(tǒng)，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。</p&

43、gt;<p><b>　　工藝流程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本工藝設(shè)計(jì)從兩方面進(jìn)行說(shuō)明。其中過(guò)濾、中和、蒸發(fā)工序稱(chēng)之為濕線；而造粒、冷卻、篩分、破碎、包裝工序稱(chēng)之為干線。</p><p>　　第3.1節(jié) 濕線工藝流程</p><p>　　第3.1.1 過(guò)濾工序</p><p>　　來(lái)自復(fù)肥裝置粗

44、硝鈣貯槽的粗硝鈣液（溫度大約50℃），經(jīng)過(guò)濾機(jī)給料泵打入過(guò)濾機(jī)。在此將其中大約1%的酸不溶物濾除，濃相則返回粗硝鈣槽，而濾液自流入清液槽。</p><p>　　第3.1.2 中和工序</p><p>　　第3.1.2.1此時(shí)需要分析粗硝鈣貯槽溶液中酸的濃度。如果酸的濃度超過(guò)3%時(shí)，則需要在清液槽中加入適量的碳酸鈣粉末，來(lái)中和其中多余的硝酸。物料的反應(yīng)式為：</p><

45、p>　　CaCO3+2HNO3=Ca（NO3）2+CO2+H2O+Q</p><p>　　第3.1.2.2清液槽中清液由清液泵打入靜態(tài)混合器，同時(shí)氣氨由流量比值調(diào)節(jié)閥與清液成比例加入靜態(tài)混合器，在混合器中氣氨下清液中硝酸發(fā)生中和反應(yīng)。物料的反應(yīng)式為：</p><p>　　HNO3+NH3=NH4NO3+Q</p><p>　　第3.1.2.3從靜態(tài)混合器中出來(lái)

46、的硝酸銨鈣溶液進(jìn)入再中和器，通過(guò)PH值自動(dòng)分析儀調(diào)節(jié)進(jìn)入再中和器的氨量，使硝酸銨鈣溶液最終達(dá)到PH值為5左右。由于硝酸與氣氨進(jìn)行放熱反應(yīng)，再中和器中硝酸銨鈣溶液的溫度大約升至80℃左右。其中磷酸發(fā)生的沉淀反應(yīng)式為:</p><p>　　Ca(NO3)2+HPO4+6NH3=CaHPO4(固)+NH4NO3</p><p>　　3Ca(NO3)2+2H3PO4+6NH3=Ca(PO4)2(固

47、)+6NH4NO3</p><p>　　第3.1.3 蒸發(fā)工序</p><p>　　第3.1.3.1再中和器中的硝酸銨鈣溶液靠重力自流入蒸發(fā)給料槽，然后由給料泵抽出，先將溶液打入換熱器（在循環(huán)狀態(tài)下，它會(huì)與來(lái)自造粒給料槽的熱硝酸銨鈣溶液進(jìn)行換熱，使來(lái)自再中和器的冷硝酸銨鈣溶液升溫），而后再進(jìn)入硝酸銨鈣溶液預(yù)熱器，用中壓蒸汽冷凝液作為熱源進(jìn)一步加熱硝酸銨鈣溶液，使其溫度上升至130℃左右。

48、最后再進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)。</p><p>　　第3.1.3.2用1.5MPa（kg）的中壓飽和蒸汽作為熱源，通過(guò)調(diào)節(jié)中壓蒸汽量，將硝酸銨鈣加熱至沸點(diǎn)154℃進(jìn)行蒸發(fā)。蒸發(fā)汽液混合物自流出蒸發(fā)器而進(jìn)入分離器，在分離器內(nèi)膨脹閃蒸，并進(jìn)行汽液分離。</p><p>　　第3.1.3.3氣相二次蒸汽進(jìn)入冷凝器冷卻，形成的冷凝液自流入冷凝液槽。冷凝器中不凝性氣體同噴射器通過(guò)中壓蒸汽抽出，送往超重

49、力除塵器進(jìn)行洗滌。</p><p>　　第3.1.3.4來(lái)自分離器底部的蒸發(fā)終了液溫度大約為154℃，自流入造粒給料槽。而后由造粒給料泵抽出，再經(jīng)由硝酸銨鈣換熱器，將熱硝酸銨鈣溶液的溫度降至122℃，送往造粒機(jī)進(jìn)行造粒。</p><p>　　第3.1.3.5來(lái)自過(guò)濾機(jī)的酸霧與來(lái)自中和器的中和尾氣分別由過(guò)濾尾氣風(fēng)機(jī)抽出，送往干線超重力除塵器進(jìn)行處理。系統(tǒng)中低壓蒸汽冷凝液與中壓蒸汽冷凝液均經(jīng)疏

50、水自動(dòng)加壓器送出界區(qū)，進(jìn)入復(fù)肥冷凝液系統(tǒng)。</p><p>　　第3.2節(jié) 干線工藝流程</p><p>　　第3.2.1造粒工序</p><p>　　來(lái)自造粒給料泵的料漿（溫度約122℃，壓力為0.345MPa）、來(lái)自外管的經(jīng)霧化氣加熱器加熱的霧化氣（溫度約122℃，壓力為0.35MPa）、經(jīng)造粒流化氣過(guò)濾器過(guò)濾，然后通過(guò)造粒鼓風(fēng)機(jī)加壓的大氣空氣、由電子皮帶給料

51、秤提供來(lái)的晶種，這四種物源共同進(jìn)入造粒機(jī)，在造粒機(jī)內(nèi)把料漿進(jìn)行霧化，使之粘到晶種上以便結(jié)晶，使晶種長(zhǎng)大成粒，而流化氣則使造成的粒子流化和冷卻，同時(shí)造粒機(jī)內(nèi)的物料由安裝在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁帶角度抄板從進(jìn)料端送到出料端。</p><p>　　第3.2.2篩分及破碎工序</p><p>　　物料造粒后從造粒機(jī)出料，經(jīng)斗提機(jī)提升，加到雙層振網(wǎng)篩進(jìn)行篩分，篩分后的大顆粒去輥式破碎機(jī)再進(jìn)行破碎，由振網(wǎng)篩篩出的小

52、顆粒則與二次破碎后的小顆粒匯合，經(jīng)返料皮帶輸送機(jī)送往返料料斗，后再送往皮帶給料秤，經(jīng)計(jì)量后返回造粒機(jī)重新造粒。</p><p>　　第3.2.3 包裝工序</p><p>　　由雙層振網(wǎng)篩篩分出的合格粒度的成品則自流入冷卻機(jī)?？諝饨?jīng)冷卻空氣過(guò)濾器過(guò)濾后通過(guò)冷卻鼓風(fēng)機(jī)加壓，再進(jìn)入冷卻機(jī)將成品進(jìn)行冷卻。冷卻后的硝酸銨鈣成品自流入成品料斗，最后經(jīng)包裝機(jī)稱(chēng)量、包裝，爾后入庫(kù)。</p>

53、<p>　　第3.2.4 排放工序</p><p>　　第3.2.4.1造粒轉(zhuǎn)鼓出來(lái)的含塵廢氣(溫度大約70℃)、冷卻轉(zhuǎn)鼓出來(lái)的含塵廢氣（約45℃）一起進(jìn)入旋風(fēng)分離器，分離出的細(xì)粒則去地下槽，廢氣則被抽入造粒引風(fēng)機(jī)經(jīng)加壓后進(jìn)入超重力除塵器。</p><p>　　第3.2.4.2冷卻轉(zhuǎn)鼓的冷卻空氣被冷卻引風(fēng)機(jī)抽出，并將之加壓，加壓后與造粒廢氣匯合進(jìn)入超重力除塵器。</p&g

54、t;<p>　　第3.2.4.3雙層振網(wǎng)篩及輥式破碎機(jī)的含塵空氣被排塵風(fēng)機(jī)抽出，經(jīng)加壓后與造粒廢氣匯合。</p><p>　　第3.2.4.4由各風(fēng)機(jī)排出的含塵空氣和濕線部分來(lái)的酸性氣體分別進(jìn)入超重力除塵器。</p><p>　　第3.2.4.5 從濕線工藝?yán)淠罕脕?lái)的工藝?yán)淠号c尾氣一并流入超重力除塵器。超重力除塵器出口氣液混合物經(jīng)氣液分離器分離，溶液由循環(huán)泵送入超重力除塵

55、器，與廢氣錯(cuò)流接觸，洗掉酸霧及塵后，廢氣（含塵量≤40MG/M3）從氣液分離器頂部放空。</p><p>　　工藝?yán)淠喝芙饬藦U氣中的塵（細(xì)粒物料）和酸霧，使工藝?yán)淠汉}達(dá)23%時(shí)排出到地下槽，兩個(gè)旋風(fēng)分離器收集的塵都進(jìn)入地下槽。這樣一來(lái)，不僅保護(hù)了環(huán)境，又回收了原材料。</p><p>　　第3.3節(jié) 蒸發(fā)工序中酸洗程序</p><p>　　由于硝酸銨鈣溶液的

56、粘稠性，溶液中的CaHPO4和Ca3（PO4）2在蒸發(fā)器系統(tǒng)中易結(jié)垢，故需定時(shí)用造粒給料泵的備用泵將洗酸槽中的稀硝酸打入蒸發(fā)系統(tǒng)，進(jìn)行酸洗除垢。洗酸槽中稀硝酸由工藝?yán)淠号c稀硝酸配制而成，濃度約30%左右。酸洗反應(yīng)式為：</p><p>　　CaHPO4+2HNO3=2Ca（NO3）2+H3PO4+Q</p><p>　　Ca（PO4）2+6HNO3=3Ca（NO3）2+2H3PO4+Q&

57、lt;/p><p>　　第四章 造粒的影響因素</p><p>　　硝酸銨鈣母液的含水量及溫度是影響料漿最后的造粒成果的兩大主要因素。</p><p>　　第4.1節(jié) 母液的含水量對(duì)造粒工藝的影響</p><p>　　硝酸銨鈣溶液密度與含水量的關(guān)系數(shù)據(jù)可用方程式Y(jié)=172.64-85.73X來(lái)表示(Y表示硝酸銨鈣母液的含水量，X表示硝酸銨鈣母液的

58、密度)。二者的關(guān)系見(jiàn)下表：</p><p>　　母液的溫度在145～146℃，通過(guò)增加壓力使硝酸銨鈣溶液霧化進(jìn)行造粒。</p><p>　　（1）當(dāng)溶液密度為1.5～1.8 g/cm3，即含水量在44.1%～18.3%時(shí)，造粒機(jī)內(nèi)物料隨溶液的加入而呈現(xiàn)過(guò)濕狀態(tài)，具有較高的粘性，容易結(jié)塊，不能進(jìn)行連續(xù)造粒。</p><p>　　（2）當(dāng)溶液密度在1.82～1.83 g

59、/cm3，即含水量在16.7%～15.7%時(shí)，造粒機(jī)中物料隨著溶液的加入而逐漸進(jìn)行粉體附聚并造粒成球，物料狀態(tài)不濕，不結(jié)塊，流動(dòng)性好，能進(jìn)行連續(xù)的造粒。</p><p>　　（3）當(dāng)溶液密度超過(guò)1.83 g/cm3時(shí)，溶液含水量太少，粘性大，顆粒與顆粒之間容易粘結(jié)、結(jié)塊，不能進(jìn)行良好造粒。</p><p>　　第4.2節(jié) 母液的溫度對(duì)造粒工藝的影響</p><p>

60、　　保持溶液的密度在1.82～1.83 g/cm3，加入溶液溫度的改變，對(duì)造粒的影響：</p><p>　?。?）當(dāng)溫度低于120℃時(shí)，溶液容易出現(xiàn)結(jié)晶，堵塞噴漿管道，料漿霧化效果不好，并且造料機(jī)中的物料由于溫度低導(dǎo)致物料的流動(dòng)性差，不易造粒。</p><p>　　（2）當(dāng)保持溫度在140～146℃時(shí)，溶液流動(dòng)性好，不易出現(xiàn)結(jié)晶，粘性適宜，易于造粒。</p><p>

61、;　　可見(jiàn)，硝酸銨鈣母液造粒的最佳工藝條件為：</p><p>　　溶液密度為1.82～1.83 g/cm3；</p><p>　　溫度在140～146℃；</p><p>　　含水量在16.7%～15.7%。</p><p>　　而純5Ca（NO3）2·NH4NO3·10H2O晶體理論含水量為16.6%，也可以說(shuō)，造粒時(shí)

62、母液含5Ca（NO3）2·NH4NO3·10H2O的濃度應(yīng)該接近100%或者使其失去小部分結(jié)晶水。</p><p><b>　　主要設(shè)備的說(shuō)明</b></p><p>　　硝酸銨鈣的工藝設(shè)計(jì)中，影響最大、工序繁多的主要設(shè)備有兩項(xiàng)。第一項(xiàng)為濕線流程的蒸發(fā)器，第二項(xiàng)為干線的造粒機(jī)。下面就這兩項(xiàng)關(guān)鍵的設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。</p><p>

63、;<b>　　第5.1節(jié) 蒸發(fā)器</b></p><p>　　第5.1.1設(shè)備的選定</p><p>　　由于硝酸銨鈣溶液本身具有粘度大、濃度高這一特性，因此，在其工藝設(shè)計(jì)中采用臥式一次性通過(guò)式蒸發(fā)器，此種蒸發(fā)器在我廠復(fù)肥裝置運(yùn)行中已有成熟的經(jīng)驗(yàn)。此種蒸發(fā)器可使溶液的流速加大，在蒸發(fā)器內(nèi)使氣液兩相以極高的速度通過(guò)，而后通過(guò)膨脹閃蒸，以達(dá)到脫水濃縮的效果。</p&

64、gt;<p>　　第5.1.2 設(shè)備的規(guī)格</p><p>　　蒸發(fā)器殼程的介質(zhì)為中壓蒸氣，直徑為∮350mm，材料為16MnR；管程介質(zhì)為硝酸銨鈣溶液，換熱管∮25×2×6000，材料為316L；換熱管∮25×2，材質(zhì)為316L，換熱面積為30m2。</p><p><b>　　第5.2節(jié) 造粒機(jī)</b></p>

65、;<p>　　第5.2.1 設(shè)備的選定</p><p>　　目前，社會(huì)上有多種造粒形式，如：油浸造粒、塔式噴淋造粒、盤(pán)式造粒及轉(zhuǎn)鼓流化床造粒。在這幾種形式的造粒選擇上，以轉(zhuǎn)鼓流化床造粒的效果為最好，因此在硝酸銨鈣工藝中選用轉(zhuǎn)鼓流化床造粒機(jī)。</p><p>　　第5.2.2 設(shè)備的原理</p><p>　　轉(zhuǎn)鼓流化床造粒技術(shù)屬于熔體造粒,轉(zhuǎn)鼓內(nèi)中心處設(shè)

66、有流化床，內(nèi)壁設(shè)有螺旋抄板。</p><p>　　抄板的作用在于一方面可將顆粒物料從入口端移到出口端，另一方面還可將顆粒送到流化床的上方，并落到流化床上。物料經(jīng)充分冷卻后，從料漿噴涂方向的一側(cè)自流化床上流下而形成厚厚的料簾，同時(shí)抄板在上升的過(guò)程中，形成數(shù)層料簾。料漿管伸入管內(nèi)，朝料簾一側(cè)設(shè)有多個(gè)噴頭，并配有霧化空氣，料漿經(jīng)霧化噴涂在料簾上，使得顆粒在螺旋前進(jìn)的過(guò)程中逐步長(zhǎng)大。</p><p&g

67、t;　　轉(zhuǎn)鼓流化床整個(gè)造粒過(guò)程為涂布造粒，同時(shí)流化床的冷卻作用帶走結(jié)晶潛熱和顯熱，即逐層涂布逐層冷卻，因此，所造顆粒球形度較好，冷卻效果也較其他造粒形式好。</p><p>　　第六章 工藝指標(biāo)及工藝參數(shù)</p><p>　　第七章 分析項(xiàng)目一覽表</p><p><b>　　濕線部分</b></p><p>　　第7.

68、2節(jié) 干線部分</p><p><b>　　物料衡算</b></p><p>　　第8.1節(jié) 濾清液鈣酸比 R1</p><p><b>　　第8.1.1 定義</b></p><p>　　濾清液中所含有的Ca(NO3)2/HNO3分子比。</p><p>　　第8.1.2

69、計(jì)算方法</p><p>　　R1=1.575(WCa-40WP2O5/71)/(WHNO2+63WP2O5/71)</p><p>　　WCa---------濾清液中鈣離子含量</p><p>　　WHNO3------濾清液中游離硝酸含量</p><p>　　WP2O5-------濾清液中五氧化二磷含量</p><

70、p>　　第8.2節(jié) 濾清液鈣銨比R2</p><p><b>　　第8.2.1 定義</b></p><p>　　Ca(NO3)2/NH4NO3分子比。</p><p>　　第8.2.2 計(jì)算方法</p><p>　　R2=0.35WCa/WNH4-N</p><p>　　WCa------

71、----濾清液中鈣離子含量</p><p>　　WNH4-N-----濾清液中銨態(tài)氮含量</p><p>　　第8.3節(jié) 中和槽物料平衡計(jì)算</p><p>　　第8.3.1 已知條件：中和槽主要反應(yīng)：</p><p>　　HNO3+NH3=NH4NO3</p><p><b>　　粗硝鈣組成：</b&

72、gt;</p><p><b>　　第8.3.2 計(jì)算</b></p><p>　　假設(shè)過(guò)程中，中和尾氣量為1kg/噸粗硝鈣；</p><p>　　以1噸粗硝鈣為基準(zhǔn)：</p><p>　　消耗NH3：40×17/63=10.79kg</p><p>　　生成NH4NO3: 40

73、5;80/63=50.79kg</p><p>　　中和料漿總量: 粗硝鈣＋氣氨－尾氣=1000＋10.79－1=1009.79kg</p><p><b>　　中和液中組成:</b></p><p><b>　　第九章 熱量衡算</b></p><p>　　第9.1節(jié) 蒸發(fā)器熱量平衡</p&

74、gt;<p>　　第9.1.1 已知：加熱蒸汽200℃ 1.5MPa</p><p>　　冷凝熱：463.5Kca1/kg</p><p>　　第9.1.2 計(jì)算：入熱：</p><p>　　第9.1.2.1 銨鈣液帶入熱量:</p><p>　　Q1=254831.64 Kca1</p><p>

75、　　第9.1.2.2 蒸汽放出的冷凝熱；設(shè)用蒸汽量為X（Kg/h）</p><p>　　Q2=254831.64 Kca1</p><p>　　∑Q入=Q1＋Q2=254831.64＋463.5X(Kxa1)</p><p>　　第9.1.2 計(jì)算: 出熱:</p><p>　　第9.1.2.1 蒸發(fā)終了液帶出熱量:</p>&

76、lt;p>　　Q1=254831.64 KCa1=408710.16KCa1</p><p>　　第9.1.2.2 工藝蒸汽(二次蒸汽)帶出熱:</p><p>　　Q2=648.6×390.89=253531.254 KCa1</p><p>　　第9.1.3 熱損取入熱的2%</p><p>　　Q3=5096.63＋9.

77、27X(KCa1)</p><p>　　∑Q出=Q1‵＋Q2‵＋Q3‵=667338.05+9.27X（KCa1）</p><p><b>　　∑Q入=∑Q出</b></p><p>　　254831.64＋463.5X=667338.05＋9.27X</p><p>　　則: X=908.14kg/h</p&

78、gt;<p>　　則蒸發(fā)器內(nèi)耗中壓蒸汽量為908.14kg/h</p><p>　　第9.2節(jié) 二次蒸汽冷凝</p><p>　　第9.2.1 已知條件: 二次蒸汽量390.89kg/h</p><p>　　二次蒸汽溫度 120℃</p><p>　　二次蒸汽壓力 0 MPa(表)</p><p>　　工

79、藝?yán)淠撼隹跍囟?55℃</p><p><b>　　冷卻水進(jìn)口 24℃</b></p><p><b>　　冷卻水出口 33℃</b></p><p>　　第9.2.2 計(jì)算: 設(shè)消耗冷卻水量為 W(kg/h)</p><p>　　第9.2.2.1 二次蒸汽帶入熱量 </p><

80、;p>　　Q1=648.6×390.89=253531.25 KCa1</p><p>　　第9.2.2.2 55℃水帶出熱量:</p><p>　　Q2=390.89×1×(120－55)=25407.85 KCa1</p><p>　　冷卻水量W=(Q1＋Q2)/9=(253531.25－25407.85)/9=25347 k

81、g/h</p><p>　　第十章 主要設(shè)備計(jì)算</p><p>　　第10．1 蒸發(fā)器計(jì)算</p><p><b>　　已知條件</b></p><p>　　管程：粗硝鈣液5500kg/h</p><p>　　溫度由130℃升至154℃</p><p>　　殼程：中壓蒸汽

82、耗量908．14kg/h</p><p>　　中壓蒸汽溫度為200℃</p><p>　　蒸發(fā)液濃度為91．83％時(shí)沸點(diǎn)為120℃</p><p>　　二次蒸汽量為390．89 kg/h</p><p>　　汽化潛熱為526．7kcal</p><p><b>　　計(jì)算</b></p>

83、<p>　　物料從154℃時(shí)沸點(diǎn)進(jìn)料</p><p>　　Q=526．7×390．89=205881.76 kcal</p><p>　　t=200—154=46℃</p><p>　　考慮到蒸發(fā)液中含有少量的易結(jié)垢固體（碳酸鈣類(lèi)），影響傳熱，所以選傳系數(shù)</p><p>　　K=1000 kcal/㎡·h&

84、#183;℃</p><p><b>　　理論換熱面積為</b></p><p>　　S理論= Q/（K·△t）=205881.76/（100×46）=44.75㎡</p><p>　　取安全系數(shù)為120％</p><p>　　所以S設(shè)計(jì)=120％</p><p>　　S理論=

85、44.75×120％=53.7㎡</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?）《天脊煤化工集團(tuán)有限公司富銨鈣工程初步設(shè)計(jì)》第一冊(cè)</p><p>　?。?）《天脊集團(tuán)興化公司硝酸銨鈣裝置操作規(guī)程》</p><p>　?。?）《粒狀硝酸銨鈣造粒工藝的探討》 作者：谷守玉</p&g

86、t;<p>　?。?）《高效復(fù)合肥料硝酸銨鈣的生產(chǎn)及市場(chǎng)概況》 作者：汪家銘</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的撰寫(xiě)是對(duì)自己二年半函授學(xué)習(xí)的綜合檢查和考核，同時(shí)也是一次理論實(shí)踐和能力鍛煉。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文撰寫(xiě)，自己切實(shí)感受到所學(xué)知識(shí)是有限的，知識(shí)是永無(wú)止境的。我要感謝北京化工大學(xué)給了我這次學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，感謝天