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Introduzione dell'industria chimica del fosforo
1. Fosforo, fertilizzante fosfato, industria del fosfato
Il fosforo è una materia prima chimica ampiamente utilizzata e occupa una posizione importante nell'economia nazionale. Il fosforo giallo ha proprietà vivaci e forti proprietà chimiche e può produrre una varietà di prodotti. Attualmente, più della metà del fosforo giallo nel mondo viene utilizzato principalmente per produrre acido fosforico e fosfato, che vengono utilizzati nell'industria dei fertilizzanti, dei detergenti, dell'industria alimentare, dell'industria farmaceutica, dei pesticidi e dei fosfati. Anche industrie come l'industria elettronica, tessile, del vetro, della metallurgia e della ceramica hanno una domanda crescente di fosfati. Inoltre, i composti di fosforo giallo possono essere trasformati in bombe incendiarie e fumogeni, ecc. E occupano una certa posizione nella difesa nazionale.
2. Il processo di produzione dell'acido fosforico
2.1 Produzione termica di acido fosforico
Il processo di produzione dell'acido fosforico termico può essere semplificato come segue: produzione di fosforo giallo fosforoso in un forno elettrico, combustione, assorbimento e idrolisi dell'acido fosforico.
2.1.1 Metodo di combustione completo: (metodo a una fase)
Il gas del forno contenente fosforo elementare del forno elettrico viene bruciato direttamente e anche il CO nel gas del forno viene bruciato insieme
Questo metodo non viene utilizzato nell'industria a causa dello scarso utilizzo del calore (l'anidride fosforica è fortemente corrosa e non è possibile utilizzare una grande quantità di calore di reazione).
2.1.2 Metodo di combustione del fosforo liquido (metodo in due fasi)
Processi industriali comuni, il primo: anidride fosforica che brucia fosforo giallo per raffreddare e assorbire l'acido fosforico, noto anche come processo di raffreddamento ad acqua; il secondo: anidride fosforica che brucia fosforo giallo per raffreddare l'acido fosforico, assorbire l'acido fosforico, noto anche come processo di raffreddamento acido.
Thermal phosphoric acid generally contains >85% di acido fosforico ad alta concentrazione e qualità pura. È la principale materia prima dell'acido fosforico per l'industria alimentare e farmaceutica. L'acido fosforico termico è prodotto con fosforo elementare. 1 tonnellata di fosforo elementare (è possibile produrre 1,38 tonnellate di acido fosforico al 100 percento) richiede un consumo energetico di 12500-15000KWH, che è un settore ad alto consumo energetico.
2.2 Produzione di acido fosforico umido
Si ottiene per decomposizione della roccia fosfatica con acido inorganico: acido nitrico comunemente usato, acido cloridrico, acido solforico e acido fluosilicico. Poiché il solfato di calcio ha una piccola solubilità ed è facile da separare dall'acido fosforico, l'acido fosforico a umido si riferisce in realtà all'acido fosforico ottenuto decomponendo la roccia fosfatica con acido solforico. A seconda della temperatura dell'impasto liquido, della concentrazione di acido fosforico, del dosaggio di acido solforico e di altre condizioni, il solfato di calcio idrato ha tre forme:
Il processo produttivo è il seguente:
2.2.1 Processo materiale diidrato: processo multi-slot o single-slot, nessun processo back-slurry e processo back-slurry, raffreddamento sotto vuoto e processo di raffreddamento ad aria. Il prodotto contiene generalmente il 28 ~ 32 percento di P2O5 e il tasso di recupero totale del fosforo: 93 percento ~ 97 percento. Ampiamente usato in vari paesi.
2.2.2 Processo emiidrato-diidrato: CaSO4 viene prima formato nella cristallizzazione di emiidrato, quindi idratato e ricristallizzato in diidrato. Tasso di recupero totale del fosforo: 98 percento ~ 98,5 percento.
2.2.3 Processo diidrato-semiidrato: tasso di recupero totale del fosforo: circa 99 percento.
2.2.4 Processo emiidrato: è possibile ottenere acido fosforico ad alta concentrazione 40% ~50% P2O5, è possibile produrre direttamente fosfato di ammonio o calcio pesante ed è stata costruita una grande fabbrica di 1300T/dP2O5.
3. Processo di produzione di altri fosfati
La Figura 1 e la Figura 2 mostrano i diagrammi di flusso di produzione rispettivamente di tripolifosfato di sodio e di idrogeno fosfato di calcio.
2. Selezione dell'attrezzatura nella produzione chimica del fosforo
1. Selezione della pompa per liquami di acido fosforico
1.1 Selezione della struttura della pompa
In base alle caratteristiche del mezzo e alle condizioni di agitazione nel serbatoio di reazione, è necessario selezionare il materiale e la struttura ragionevole delle parti del flusso della pompa con resistenza all'usura e alla corrosione. A condizione che il contenuto solido del mezzo di acido fosforico sia inferiore al 3 percento, la resistenza alla corrosione del tri-titanio di molibdeno a bassissimo tenore di carbonio e dell'alluminio di-titanio è eccellente, ma a condizione che il contenuto solido dell'impasto di acido fosforico sia Dal 25 al 35 percento, la resistenza all'usura non è elevata, la durata è ridotta. Pertanto, è necessario prestare particolare attenzione al fluido e alle condizioni di lavoro quando si seleziona il materiale delle parti di flusso della pompa.
1.2 La scelta della velocità
Quando la velocità della pompa è elevata, accelererà l'usura e la corrosione dei componenti del flusso come la voluta e la girante. La maggior parte delle velocità di rotazione delle pompe utilizzate negli impianti di acido fosforico nel mio paese e di quelle utilizzate negli impianti stranieri di fosfato di ammonio sono 1460 giri/min e 970 giri/min. Pertanto, nella premessa di soddisfare la prevalenza e la portata, è opportuno selezionare il più possibile la pompa a bassa velocità.
1.3 Selezione della pompa verticale e della pompa orizzontale
Rispetto alle pompe verticali, le pompe orizzontali presentano i seguenti vantaggi:
1.3.1 Il prezzo è inferiore, solitamente da 1/2 a 1/3 della pompa verticale a parità di prevalenza e portata, o anche fino a 1/4.
1.3.2 La lunghezza dell'albero a sbalzo sotto il telaio verticale di supporto della pompa è limitata e di solito è problematico controllare il livello del liquido in produzione.
1.3.3 Se la pompa verticale non può essere installata direttamente su un grande serbatoio, è necessario predisporre la pompa verticale e posizionare il fluido sul serbatoio piccolo della pompa verticale aprendo il lato della parte inferiore del serbatoio grande, che aumenterà gli investimenti e sprecherà manodopera e risorse materiali. .
1.4 Selezione del tipo di girante della pompa
Poiché l'impasto liquido di fosfato di ammonio, l'impasto liquido e l'acido fosforico contengono solitamente particelle solide, quando la temperatura scende, la solubilità diminuisce e precipita, ed è facile formare uno strato di incrostazioni sulla girante della pompa, in particolare la voluta. Pertanto, nel fosfato di ammonio fosfato Nel dispositivo viene generalmente utilizzata la girante aperta, in particolare nel serbatoio di reazione dell'impianto di acido fosforico e nel sistema di filtrazione dell'acido fosforico, deve essere selezionata la girante aperta; anche la pompa per liquame di fosfato di ammonio dovrebbe utilizzare la girante aperta.
2. Selezione di apparecchiature per la separazione dei fanghi di acido fosforico a umido
Le impurità solide che si depositano durante lo stoccaggio dell'acido fosforico umido sono chiamate fanghi, che possono bloccare apparecchiature, condutture e strumenti di trasporto e influire sulla qualità del prodotto. Pertanto, la separazione dei fanghi deve essere effettuata nella produzione di acido fosforico umido.
I principi di selezione delle apparecchiature dovrebbero generalmente essere soddisfatti: meno investimenti, alta efficienza, ingombro ridotto, funzionamento semplice, separazione dei fanghi relativamente completa e basso contenuto di liquido nel panello di filtrazione. A causa della forza motrice relativamente piccola dell'apparecchiatura di filtrazione sottovuoto, quando le particelle cristalline fini bloccano il tessuto filtrante, l'operazione non sarà in grado di procedere, il che non può soddisfare le esigenze di separazione dei fanghi di acido fosforico. Pertanto, in base ai requisiti di processo, l'apparecchiatura seleziona un filtro pressurizzato. Dopo la ricerca e l'analisi, possono essere presi in considerazione i seguenti tre tipi di filtri a pressione.
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