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Introdução da Indústria Química de Fósforo
1. Fósforo, fertilizante fosfatado, indústria de fosfato
O fósforo é um produto de matéria-prima química amplamente utilizado e ocupa uma posição importante na economia nacional. O fósforo amarelo tem propriedades vivas e fortes propriedades químicas e pode produzir uma variedade de produtos. Atualmente, mais da metade do fósforo amarelo no mundo é usado principalmente para produzir ácido fosfórico e fosfato, que são usados na indústria de fertilizantes, detergentes, indústria alimentícia, indústria farmacêutica, pesticidas e fosfatos. Indústrias como a indústria eletrônica, têxtil, vidro, metalurgia e cerâmica também têm uma demanda crescente por fosfatos. Além disso, compostos de fósforo amarelo podem ser transformados em bombas incendiárias e bombas de fumaça, etc., e ocupam uma certa posição na defesa nacional.
2. O processo de produção de ácido fosfórico
2.1 Produção de ácido fosfórico térmico
O processo de produção de ácido fosfórico térmico pode ser simplificado da seguinte forma: produção de fósforo amarelo fosforoso em forno elétrico, combustão, absorção e hidrólise de ácido fosfórico.
2.1.1 Método de combustão completa: (método de uma etapa)
O gás do forno contendo fósforo elementar do forno elétrico é queimado diretamente, e o CO no gás do forno também é queimado em conjunto
Este método não é usado na indústria devido à má utilização do calor (o anidrido fosfórico é fortemente corroído e uma grande quantidade de calor de reação não pode ser usada).
2.1.2 Método de combustão de fósforo líquido (método de duas etapas)
Processos industriais comuns, o primeiro: fósforo amarelo queimando pentóxido de fósforo para resfriar e absorver o ácido fosfórico, também conhecido como processo de resfriamento a água; o segundo: fósforo amarelo queimando pentóxido de fósforo para resfriar o ácido fosfórico, absorver o ácido fosfórico, também conhecido como processo de resfriamento ácido.
Thermal phosphoric acid generally contains >85 por cento de ácido fosfórico com alta concentração e qualidade pura. É a principal matéria-prima do ácido fosfórico para as indústrias alimentícia e farmacêutica. O ácido fosfórico térmico é produzido com fósforo elementar. 1 tonelada de fósforo elementar (1,38 toneladas de ácido fosfórico 100 por cento pode ser produzido) requer consumo de energia de 12500-15000KWH, que é uma indústria de alto consumo de energia.
2.2 Produção de ácido fosfórico úmido
É obtido pela decomposição da rocha fosfática com ácido inorgânico: ácido nítrico, ácido clorídrico, ácido sulfúrico e ácido fluossilícico comumente usados. Como o sulfato de cálcio tem uma pequena solubilidade e é fácil de separar do ácido fosfórico, o ácido fosfórico de processo úmido na verdade se refere ao ácido fosfórico obtido pela decomposição da rocha fosfática com ácido sulfúrico. Dependendo da temperatura da pasta, concentração de ácido fosfórico, dosagem de ácido sulfúrico e outras condições, o hidrato de sulfato de cálcio tem três formas:
O processo de produção é o seguinte:
2.2.1 Processo de material dihidratado: processo multi-slot ou single-slot, sem processo de back-slurry e processo de back-slurry, resfriamento a vácuo e processo de resfriamento a ar. O produto geralmente contém 28~32 por cento de P2O5 e a taxa de recuperação total de fósforo: 93 por cento ~ 97 por cento. Amplamente utilizado em vários países.
2.2.2 Processo de hemi-hidrato-di-hidrato: CaSO4 é primeiro formado na cristalização de hemi-hidrato, e depois hidratado e recristalizado em di-hidrato. Taxa total de recuperação de fósforo: 98 por cento ~ 98,5 por cento .
2.2.3 Processo diidratado-semihidratado: Taxa de recuperação total de fósforo: cerca de 99 por cento .
2.2.4 Processo de hemihidrato: ácido fosfórico de alta concentração 40 por cento ~ 50 por cento P2O5 pode ser obtido, fosfato de amônio ou cálcio pesado pode ser produzido diretamente, e uma grande fábrica de 1300T/dP2O5 foi construída.
3. Processo de produção de outros fosfatos
A Figura 1 e a Figura 2 mostram os fluxogramas de produção de tripolifosfato de sódio e hidrogenofosfato de cálcio, respectivamente.
2. Seleção de equipamentos na produção química de fósforo
1. Seleção da bomba de pasta de ácido fosfórico
1.1 Seleção da estrutura da bomba
De acordo com as características do meio e as condições de agitação no tanque de reação, o material e a estrutura razoável das peças de fluxo da bomba com resistência ao desgaste e resistência à corrosão devem ser selecionados. Sob a condição de que o teor de sólidos do meio de ácido fosfórico seja inferior a 3%, a resistência à corrosão do tri-titânio de molibdênio de carbono ultrabaixo e di-titânio de alumínio é excelente, mas sob a condição de que o teor de sólidos da pasta de ácido fosfórico seja 25 por cento a 35 por cento, a resistência ao desgaste Não é alta, a vida útil é encurtada. Portanto, atenção especial deve ser dada ao meio e às condições de trabalho ao selecionar o material das peças de fluxo da bomba.
1.2 A escolha da velocidade
Quando a velocidade da bomba é alta, ela acelera o desgaste e a corrosão dos componentes do fluxo, como a voluta e o impulsor. A maioria das velocidades de rotação das bombas usadas em plantas de ácido fosfórico em meu país e aquelas usadas em plantas estrangeiras de fosfato de amônio são 1460 r/min e 970 r/min. Portanto, na premissa de satisfazer a altura manométrica e vazão, a bomba com baixa velocidade deve ser selecionada o máximo possível.
1.3 Seleção de bomba vertical e bomba horizontal
Em comparação com as bombas verticais, as bombas horizontais têm as seguintes vantagens:
1.3.1 O preço é mais baixo, geralmente 1/2 a 1/3 da bomba vertical nas mesmas condições de altura manométrica e vazão, ou até 1/4.
1.3.2 O comprimento do eixo cantilever sob a estrutura de suporte da bomba vertical é limitado e geralmente é problemático controlar o nível de líquido na produção.
1.3.3 Se a bomba vertical não puder ser instalada diretamente em um tanque grande, a bomba vertical deve ser configurada, e o meio é colocado no tanque pequeno da bomba vertical abrindo a lateral da parte inferior do tanque grande, que aumentará o investimento e desperdiçará mão de obra e recursos materiais. .
1.4 Seleção do tipo de impulsor da bomba
Como a pasta de fosfato de amônio, a pasta e o ácido fosfórico geralmente contêm partículas sólidas, quando a temperatura cai, a solubilidade diminui e precipita, e é fácil formar uma camada dura de incrustação no impulsor da bomba, especialmente na voluta. Portanto, no fosfato de fosfato de amônio No dispositivo, o impulsor aberto é geralmente usado, especialmente no tanque de reação da planta de ácido fosfórico e no sistema de filtração de ácido fosfórico, o impulsor aberto deve ser selecionado; a bomba de pasta de fosfato de amônio também deve usar o impulsor aberto.
2. Seleção de equipamento de separação de lodo de ácido fosfórico de processo úmido
As impurezas sólidas que se depositam durante o armazenamento do ácido fosfórico úmido são chamadas de lodo, que podem bloquear equipamentos, tubulações e ferramentas de transporte e afetar a qualidade do produto. Portanto, a separação do lodo deve ser realizada na produção de ácido fosfórico úmido.
Os princípios de seleção de equipamentos geralmente devem ser satisfeitos: menos investimento, alta eficiência, pequena área ocupada, operação simples, separação de lodo relativamente completa e baixo teor de líquido na torta de filtro. Devido à força motriz relativamente pequena do equipamento de filtração a vácuo, quando as partículas cristalinas finas bloqueiam o pano do filtro, a operação não poderá prosseguir, o que não pode atender às necessidades de separação de lodo de ácido fosfórico. Portanto, de acordo com os requisitos do processo, o equipamento seleciona um filtro pressurizado. Após pesquisa e análise, os três tipos de filtros de pressão a seguir podem ser considerados.
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