毕业设计12万吨年磷酸扩能方案.docx

毕业设计12万吨年磷酸扩能方案.docx

《毕业设计12万吨年磷酸扩能方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计12万吨年磷酸扩能方案.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

毕业设计12万吨年磷酸扩能方案

12万吨/年磷酸扩能整顿方案

一、概况：

广西鹿寨化肥有限责任公司240Kt/a的磷酸二铵工程是国家“八五”、“九五”重点建设项目，在2000年4月份装置开始进行投料试车，经过4年时间的生产运行，从2003年8月份开始，公司各装置生产保持连续、稳定，基本上达到设计生产能力，企业逐步走上正轨。

但整个公司的基建投资过大，产品单一，质量不稳定,在市场上的竞争力不足。

为改善目前状况，公司在2005年新建一套100Kt/aMAP装置，并于2005年6月份投产,同时也对磷酸装置球磨机,浓酸澄清工序等进行了改造,通过近一年时间生产的运行，现有磷酸装置的生产能力很难同时满足DAP装置和MAP装置正常生产。

磷酸装置年设计120Kt/a，采用美国Raytheon公司的Badger二水湿法磷酸工艺，设计每年运行300天，每天生产能力为400tP2O5。

2004年底对球磨机进行了改造，2005年六月底浓酸澄清槽投入使用后，磷酸产量和磷回收率有了较大提高，2005年磷酸产量为13.56万吨，全年运行306天计算，平均每天产量为443吨，其中在10月份产量最高达到1.3万吨，平均每天产量为473吨，磷总回收率年平均达到92.6%,但随着磷矿品位下降，磷矿中MgO、酸不溶物等杂质含量上升，磷酸产量、磷回收率及磷酸装置开车率受到影响，2006年1~5月份相比2005年下半年产量有了较大下降，各项消耗指标呈上升趋势，因此，根据2005年编制的磷酸扩能方案和近一年生产中出现的各种问题，对磷酸装置工艺、设备进一步进行整顿改造，以提高、并稳定磷酸装置生产能力至150Kt/a。

二、磨矿工序

1、原料系统

磷酸装置生产使用磷矿主要从云南、贵州两省采购，用火车运至厂内人工卸车，经装卸桥转运至露天堆场贮存。

磷矿堆场设计50m×140m，堆存能力3~4万吨磷矿，贮存的能力30天左右，扩至150Kt/a后消耗的磷矿将上升到1800t/d,贮存能力在23天左右，能满足生产要求。

但现在进厂磷矿点多，磷酸生产时需配矿，目前堆场堆存面积难以同时满足贮存和配矿的需要。

在生产中采取对原料进场分区定点堆放，由中化定期对分区堆放磷矿进行分析，根据分析结果进行配矿生产，但是进场同一家供货商的磷矿质量存在波动，同时人工采用抓斗根据分区堆放的磷矿按一定比例配矿也不理想，因此，进磨机的磷矿不能做到有效均矿，磷矿的质量波动比较大，对生产带来一定影响。

原料磷矿的卸矿采用人工从火车卸下铁轨旁卸料坑中，原设计采用两台装卸桥进行磷矿转矿，并同时供应球磨工段生产所需要的磷矿，装卸桥抓斗容积设计3m3,每抓5t，扩能后两台装卸桥的能力将难以同时满足75.1t/h（干基）的磨矿及每天1815t转矿、均矿要求，为了做好磷矿的均矿工作，建议上一套均矿系统，具体方案下一阶制定

2、湿磨工段

2.1、球磨机的磨矿能力

球磨机经2005年改造后实际运行参数如附表1所示。

根据物料衡算,磷酸装置产量为500t/d时要求磨矿量为75.1t/h（干基），实物矿83.4t/h（水分10%、P2O530%），球磨机的原设计磨矿量为75t/h，但矿浆细度要求低，过35目96%，200目50%。

在球磨机改造后2005年平均磨矿65.5t/h（干基），实物矿为72.8t/h，2006年1-5月平均磨矿66.6t/h（干基）,实物矿为74t/h，矿浆细度35目能达到98%以上，过100目86%，200目62%,从目前生产情况来看，要同时保证现有磨机在磨矿量及矿浆细度都要达到生产需要，并保持长周期稳定生产是难以实现的。

而矿浆细度偏低是导致反应工段不溶磷偏高的一个因素,因此，现拟从老厂调用一台生产能力16t/h的球磨机,通过增加相应工艺、设备来补充原球磨机生产能力不足，这样可以适当降低原球磨机的负荷，从而保证从球磨机出来矿浆细度，同时也能满足15万t/a磷酸产量需要矿浆。

表1球磨机能力（122~125A）

总计h

开车时间h

开车率%

粒度

矿量t（实物矿）

平均t/h

影响原因

200目%

100目%

2005.1

744

660.5

88.77

61.00

87.5

44685

67.7

过滤滤布跑偏严重,临时停车多次.

2

672

589.3

87.69

60.20

87.46

41771

70.9

过滤滤布跑偏严重,临时停车多次.

3

744

604.7

81.27

61.01

87.34

43617

72.1

浓缩喷头堵,系统停车次数增多.

4

720

611.6

84.94

61.65

87.99

43561

71.2

4日排反应器24h,无低压蒸汽５1ｈ．

5

744

702.3

94.39

64.49

88.78

43292

61.6

稀酸清理36h，电仪5h。

碎球.

6

720

447.6

62.17

62.35

87.04

29455

65.8

外界无低压蒸汽194h，大皮带打滑。

7

744

673.6

90.57

57.06

81.74

51624

76.6

稀酸清理18h，堵矿严重。

8

744

613.6

82.47

59.43

83.26

48072

78.3

甩球70h，过滤机故障20h无电10.5h.

9

720

556.1

77.24

63.29

88.09

46454

83.5

清理45.5h,稀酸槽满15h,限电17.5h

10

744

616

82.79

61.81

86.76

48627

78.9

系统清理67.1h,GA-1202电缆烧坏8h.

11

720

490

68.05

62.40

86.5

35896

73.3

清反应器结垢36h.

12

744

641.1

86.17

64.54

88.84

47496

74.1

系统清理32h,过滤机防磨带断11h.

累计

365天

300天

524550

年均

82.21

61.60

86.78

72.8

2006.1

744

641.1

86.17

64.54

88.84

47496

74.1

稀酸清理32h,浓缩停车65.5h.

2

744

512.3

68.86

61.60

84.61

36617

71.5

年度检修120h,稀酸满43h,浓缩停196h.

3

744

650.7

87.46

57.87

80.82

50328

77.3

系统计划26h,临时16h,浓缩84h

4

720

630

88.47

62.87

87.8

47215

74.9

甩球32h,系统28h,过滤托辊30h

5

744

664.1

89.26

63.35

88.02

48038

72.3

系统清理42h,浓缩清理84h.

平均　

84.04

62.05

86.02

74.02

2.2、矿浆细度

从球磨机出来的矿浆细度主要与原矿细度，球装载量，球径比及磨矿量有关，2005年9月份平均每小时磨矿为83.4t/h（实物矿），矿浆细度仍然100目为88.09%，200目为63.29%，仍能满足生产要求，因此，只要保证球磨机内钢球的充填率和球径比，做好定期甩球工作，然后在原料上进场磷矿细度做好保证，矿浆细度能满足要求。

3、主要设备和管线能力估算

3.1、矿浆贮槽

①、贮存能力

如表2所示，磷酸装置原有矿浆贮槽有效容积约180m3，产量增加到150Kt/a后进反应器矿浆每小时约65m3/h，矿浆贮存仅2.8小时，在设备有故障时缓冲时间偏小，为提高球磨机的开车率及充分发挥其磨矿能力，根据现场情况，增加一个φ8000×8000矿浆贮槽，容积为350m3提供贮存约4.5小时，加上原有贮存能力共8小时，生产正常时保持贮槽高液位，在磨矿工序设备有故障时通过及时处理，可以减少稀酸系统停车。

表2：

贮存能力

名称

规格尺寸

有效容积（m3）

贮存时间（h）

备注

矿浆贮槽

φ6700×6100

180

2.8

新增矿浆贮槽

φ8000×8000

350

4.5

②、设备布置

如总布置图所示：

③、工艺流程

从球磨机出来矿浆用泵PP-1101送到矿浆贮槽MF-1102,再通过矿浆泵PP-1102输送矿浆进反应器，当矿浆贮槽满时通过阀门切换矿浆进新增矿浆贮槽MF-1103,再通过原矿浆泵输送反应器。

3.2、矿浆泵。

原矿浆泵输送采用变频控制，球磨工段总共4台矿浆泵，矿浆泵PP-1101A/B的输送能力要求不变，因此，不需增加。

矿浆贮槽出口PP-1102A/B两台泵设计能力为62m3/h，从现场生产情况来看基本上能够满足扩能后约65.5m3/h的矿浆流量要求，同时也可以采用开两台矿浆泵来保证矿浆流量。

三、反应工序

1、反应器的停留时间

磷酸装置的核心设备为美国EKATO公司Badger等温反应器，规格尺寸为￠9144×16370，容积800m3，有效容积560m3，填充率70%。

原设计反应停留时间4小时，过滤给料槽0.5小时，但在实际生产中由于反应料浆含固量仅33%左右，不能达到原设计的35~40%，如表2所示，现所停留时间仅3.5小时左右。

磷酸产量增加到150Kt/a后反应器每万吨生产能力利用容积37m3,停留时间约3.2小时，缩短反应时间对结晶不利，影响反应器石膏的结晶及磷回收率，增加一个养晶槽φ8000×7000，容积为310m3约1.4小时停留时间，让总停留时间达到设计值4.5小时，来进一步改善磷酸装置生产工艺状况。

表2：

料浆含固量（%）

反应停留时间（h）

给料槽停留时间（h）

养晶槽（h）

总停留时间（h）

每万吨P2O5容积

120Kt/a

35~40

4

0.5

/

4.5

46.7

135Kt/a

31~35

3.6

0.44

/

4.1

41.5

150Kt/a

31~35

3.2

0.4

1.3

4.9

37

2、养晶槽布置如附总图所示

2.1、工艺流程

反应料浆从反应器溢流至新增养晶槽，料浆设计在养晶槽停留一个半小时，通过溢流至过滤机给料槽，通过过滤给料泵送至过滤机分离，增加一台排料浆泵，槽需要排空时通过新增料浆泵排至给料槽中。

再通过给料泵送到过滤机过滤。

3、反应器的热量移除

3.1、热量移除工作原理

Badger等温反应器上部设计成一个气液分离器，对于矿浆和硫酸的反应热及稀释热是通过水的真空闪蒸冷却来移除，现反应器水蒸发量约20t/h，表面蒸发强度315Kg/m2，产量增加到150Kt/a时，进入反应器的矿浆和硫酸增加,需要移走的反应热及硫酸的稀释热增加。

反应器的热量移除主要是通过真空闪蒸冷却蒸发水分带走，水蒸汽通过进入大气冷凝器的冷却水冷却保持真空。

当环境温度高时进大气冷凝器水温也升高，需要适当增加冷却水量来维持真空。

根据热量平衡计算原每天产量410t/d需要蒸发的水为20t/h，增加到500t/d以上时，需要蒸发的水大约26t/h，如进大气冷凝器的冷却水以30℃，出口65℃计算，则冷却水需要430~460m3/h。

现已对大气冷凝器系统及相应管线进行了改进。

四、过滤工序

1、磷石膏带式过滤机能力挖潜

反应料浆用过滤机给料泵送到带式过滤机过滤进行固液分离,过滤机有效过滤面积105m2，从现在运行情况来看,过滤还有较大富余能力,在贵州宏福公