化工畢業(yè)論文--年產5萬噸硝酸銨鈣裝置工藝設計

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

2、　　第1.3節(jié) 硝酸銨鈣的生產方法…………………………………… 3 </p><p>　　第1.4節(jié) 天脊化肥產品結構特點………………………………… 3</p><p>　　第2章 設計綜述 ……………………………………………………4</p><p>　　第2.1節(jié) 硝酸銨鈣產品方案……………………………… ………4</p><p>　　第2

3、.2節(jié) 主要原材料的規(guī)格及</p><p>　　其他消耗量和來能源…………………………………………………4</p><p>　　第2.3節(jié) 工藝流程特點…………………………………………… 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) 硝酸銨鈣的生產方法………………………………………6</p><p>　　第2.5節(jié) 工藝流程簡圖………………………………………………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)境保護及利用………………………………

5、……………6</p><p>　　第3章 工藝流程設計…………………………………………………7</p><p>　　第3.1節(jié) 濕線工藝流程………………………………………………7</p><p>　　第3.1.1 過濾工序……………………………………………………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) 母液的含水量對造粒工藝的影響………………………10</p><p>　　第4.2節(jié) 母液的溫度對造粒工藝的影響…………………………10</p><p>　　第5章 主要設備的說明……………………………………………12</p><p>　　第5.1節(jié) 蒸發(fā)器……………………………………………………1

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

10、 12</p><p>　　第5.2.2 設備的原理……………………………………………… 12</p><p>　　第6章 工藝指標及工藝參數………………………………………14</p><p>　　第7章 分析項目一覽表……………………………………………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 主要設備計算………………………………………………21</p><p>　　參考文獻 …………………………………………………………… 22</p><p>　　致 謝………………………………………23

14、

15、 附：工藝流程圖</p><p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　設計（論文）題目： </p><p>　　學院： 專業(yè)

16、 班級： </p><p>　　學生： 指導教師： </p><p>　　1．設計（論文）的主要任務及目標</p><p>　　年產5萬噸硝酸銨鈣裝置工藝設計。</p><p>　　2．設計（論文）的基本要求和內容</p><p>　?。?）設計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</b></p><p>　　［1］天脊煤化工集團有限公司富銨鈣工程初步設計》第一冊</p><p>　?。?］《天脊集團興化公司硝酸銨鈣裝置操作規(guī)程》</p><p>　　［3］《粒狀硝酸銨鈣造粒工藝的探討》 作者：谷守玉<

18、/p><p>　?。?］《高效復合肥料硝酸銨鈣的生產及市場概況》 作者：汪家銘</p><p><b>　　4．進度安排</b></p><p>　　誠信聲明（三號宋體加黑）</p><p><b>　　本人聲明：</b></p><p>　　我所呈交的本科畢業(yè)設計論文是本人在導

19、師指導下進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注和致謝中所羅列的內容以外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 </p><p>　　申請學位論文與資料若有不實之處，本人承擔一切相關責任。</p><p>　　本人簽名：

20、 日期： 年 月 日</p><p>　　5萬噸硝酸銨鈣裝置工藝設計</p><p>　　硝酸銨鈣產品已經歷了開發(fā)研究、中間試驗的階段，摸索出了大量的試驗數據。硝酸銨鈣裝置是在硝酸鈣裝置的基礎上改建而成。目前，該產品已具備工業(yè)化條件。</p><p>　　硝酸銨鈣產品的工藝設計利用現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內。</p><p>　　關鍵詞：硝酸銨鈣；工藝設計</p><p><b>　　概 述</b></p><p>　　第1.1節(jié) 硝酸銨鈣工藝設計的前景及意義</p><p>　　本工藝設計是基于天脊集團公司的產品結構，本著合理利用資源、適應市場要求，不斷拓寬產品品種的原則而

22、設計的。</p><p>　　硝酸銨鈣是一種含氮素和鈣素的化學肥料，其產品按照物質結構可分為兩大類。第一類為硝酸銨與碳酸鈣的混合物。通常情況下，根據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%。第二類產品為由硝酸銨、硝酸鈣母液經過蒸發(fā)得到的混合物結晶。</p><p>　　本工藝設計的新產品為硝酸銨鈣

23、產品兩大類型中第二類型，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、易被農作物吸收、適合喜鈣作物、酸性土壤等優(yōu)點，尤其適合作為葉面肥噴施于水果、蔬菜、瓜果。我國土壤分布多呈酸性和中性，普

24、遍肥力不足，施肥單調，有機質及微量元素嚴重短缺。該肥料不僅可使多種作物增產，還可以改善和提高作物的品質、提高作物抗病害的能力；此外還可改良土壤的團粒結構，使土壤變得疏松，而且運輸安全，因此開發(fā)和生產硝酸銨鈣市場潛力很大，預計硝酸銨鈣的需求量也將呈逐漸年上升趨勢。</p><p>　　第1.2節(jié) 硝酸銨鈣產品的特點</p><p>　　硝酸銨鈣是由硝酸銨和硝酸鈣組成的一種復合肥料，外觀為黃褐

25、色粒狀固體。該產品具有以下特點：</p><p>　?。?）硝酸銨鈣含硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，因而氮利用率高，據報道，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，增產效果明顯；</p><p>　?。?）硝酸銨鈣屬于中性肥料，不會引起土地板結，對酸性土壤還有一定的改良作用；</p><

26、;p>　　（4）熱穩(wěn)定性好，容易貯藏和搬運。</p><p>　　可見，硝酸銨鈣吸濕性低于普通硝酸銨，從而改善了硝酸銨易結塊和熱穩(wěn)定性差的缺陷，在儲存和運輸過程中不易發(fā)生火災和引起爆炸，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品，硝酸銨鈣在氮肥中的比重必然得到快速提升，使之與復混肥生產線或者硝酸銨生產線等進行整合具有一定的意義。</p>

27、<p>　　第1.3節(jié) 硝酸銨鈣的生產方法</p><p>　　硝酸銨鈣的生產方法主要有兩種:</p><p>　　(1)硝酸磷肥副產法。在冷卻法生產硝酸磷肥時，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化器中進行氨化和碳化，所產生的硝酸銨和碳酸鈣懸浮液經蒸發(fā)濃縮造粒，制得氮含量為21.0%左右的硝酸銨鈣產品。</p><p>

28、　?。?）硝酸銨碳酸鈣混合法。有氨和硝酸經段加壓中和、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,經造粒而成。</p><p>　　本工藝設計考慮到天脊集團公司的化肥生產的結構特點，采用第一種生產方法。</p><p>　　第1.4節(jié) 天脊化肥產品結構特點</p><p>　　天脊煤化工集

29、團公司是以硝酸磷肥（年產90萬噸）和合成氨（年產20萬噸）為主的化肥企業(yè)，其中冷凍法90萬噸硝酸磷肥的中間副產物硝酸鈣溶液是生產高純度的工業(yè)硝酸鈣的低成本原料，既經濟又方便。</p><p><b>　　設計綜述</b></p><p>　　本項目的設計是把來自復肥的副產物硝酸鈣溶液加工成合格的硝酸銨鈣肥料，主項為硝酸銨鈣工藝裝置。</p><p&

30、gt;　　硝酸銨鈣工藝設計包括過濾、中和、蒸發(fā)、造粒、冷卻、篩分、破碎、包裝等工序。其中過濾、中和、蒸發(fā)工序稱為濕線；造粒、冷卻、篩分、包裝稱為干線。</p><p>　　第2.1節(jié) 硝酸銨鈣產品方案</p><p><b>　　主產品：硝酸銨鈣</b></p><p>　　產品規(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>　?。?）含CaO 26%（可溶性）</p><p>　　（4）粒度（球形）2～4mm；粒度合格率≥90%</p><p>　?。?）抗壓強度≥40N</p>

32、<p><b>　　年產量：5萬噸</b></p><p><b>　　日產量：160噸</b></p><p>　　年操作日：300天計</p><p>　　第2.2節(jié) 主要原材料的規(guī)格及其他消耗量和來源</p><p>　?。?）粗硝鈣液 每小時消耗5500kg，來自復肥

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>　　每小時消耗0～50kg，來自復肥</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>　　每小時消耗66kg，來自復肥</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</p><p>　　第2. 3.1硝酸銨鈣的工序</p><p>　　冷凍法硝酸磷肥生產工藝中副產的四水硝酸鈣是生產硝酸銨鈣的低成本原料。在國外，荷蘭赫林工廠生產硝酸磷肥30萬噸/年，聯產硝酸銨鈣10.5～12萬噸/年，（油浸造粒）；瑞典洽平工廠生產硝酸磷肥42萬噸/年，聯產硝酸銨鈣30萬噸/年（油浸造粒），石灰硝銨15萬噸/年。由此可見，硝酸銨鈣的生產方

37、法在國外已有成熟的工藝。</p><p>　　由粗四水硝酸鈣生產加工成硝酸銨鈣關鍵的工序有：</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，在設計蒸發(fā)器時，盡量加大溶液通

38、過蒸發(fā)器的速度，減少蒸發(fā)器內鍋垢的形成，選用一次通過式蒸發(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)轉鼓流化床造粒。</p><p>　　塔式造粒適合大規(guī)模生產，一次性投資大，能

39、耗高，顆粒較細且粒度不可調；油浸造粒設備簡單、投資小、能耗低、產品有防吸潮功能，但操作環(huán)境差、產品含油，不適合蔬菜、水果的葉面噴施；轉鼓流化床造粒設備投資省、粒度可調、規(guī)?？纱罂尚?、能耗適中，由于是密閉操作，環(huán)境較好。此項工藝設計為轉鼓流化床造粒。</p><p>　　第2.4節(jié) 硝酸銨鈣的生產方法</p><p>　　利用現復肥裝置的粗硝鈣液，首先通過過濾除去酸不溶物。粗硝鈣液中含有3～

40、8%左右的硝酸，為了最終得到產品組成為5：1：10的硝酸銨鈣，過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行中和反應。如溶液中硝酸量不足時， 在中和器中加入少量的硝酸。中和得到的銨鈣溶液經蒸發(fā)脫水，最終達到合格的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發(fā)的轉鼓流化床技術，硝酸銨鈣料漿在鼓內由硝酸銨鈣顆粒所形成的料簾噴涂造粒。結晶

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

42、t;p>　　第2.6節(jié) 公用工程及輔助工程</p><p>　　本工藝設計所用冷卻水、蒸汽、儀表空氣、裝置空氣均來自相鄰的復肥系統。用電來自硝銨裝置的變電所。</p><p>　　第2.7節(jié) 環(huán)境保護及利用</p><p>　　本工藝的廢氣采用超重力除塵器,經充分洗滌吸收有效組份后，滿足排放標準放空。廢液則至復肥廢水處理系統，對環(huán)境不會造成污染。</p&

43、gt;<p><b>　　工藝流程設計</b></p><p>　　本工藝設計從兩方面進行說明。其中過濾、中和、蒸發(fā)工序稱之為濕線；而造粒、冷卻、篩分、破碎、包裝工序稱之為干線。</p><p>　　第3.1節(jié) 濕線工藝流程</p><p>　　第3.1.1 過濾工序</p><p>　　來自復肥裝置粗

44、硝鈣貯槽的粗硝鈣液（溫度大約50℃），經過濾機給料泵打入過濾機。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此時需要分析粗硝鈣貯槽溶液中酸的濃度。如果酸的濃度超過3%時，則需要在清液槽中加入適量的碳酸鈣粉末，來中和其中多余的硝酸。物料的反應式為：</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，同時氣氨由流量比值調節(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。物料的反應式為：</p><p>　　HNO3+NH3=NH4NO3+Q</p><p>　　第3.1.2.3從靜態(tài)混合器中出來

46、的硝酸銨鈣溶液進入再中和器，通過PH值自動分析儀調節(jié)進入再中和器的氨量，使硝酸銨鈣溶液最終達到PH值為5左右。由于硝酸與氣氨進行放熱反應，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，它會與來自造粒給料槽的熱硝酸銨鈣溶液進行換熱，使來自再中和器的冷硝酸銨鈣溶液升溫），而后再進入硝酸銨鈣溶液預熱器，用中壓蒸汽冷凝液作為熱源進一步加熱硝酸銨鈣溶液，使其溫度上升至130℃左右。

48、最后再進入蒸發(fā)器內進行蒸發(fā)。</p><p>　　第3.1.3.2用1.5MPa（kg）的中壓飽和蒸汽作為熱源，通過調節(jié)中壓蒸汽量，將硝酸銨鈣加熱至沸點154℃進行蒸發(fā)。蒸發(fā)汽液混合物自流出蒸發(fā)器而進入分離器，在分離器內膨脹閃蒸，并進行汽液分離。</p><p>　　第3.1.3.3氣相二次蒸汽進入冷凝器冷卻，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中壓蒸汽抽出，送往超重

49、力除塵器進行洗滌。</p><p>　　第3.1.3.4來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℃，送往造粒機進行造粒。</p><p>　　第3.1.3.5來自過濾機的酸霧與來自中和器的中和尾氣分別由過濾尾氣風機抽出，送往干線超重力除塵器進行處理。系統中低壓蒸汽冷凝液與中壓蒸汽冷凝液均經疏

50、水自動加壓器送出界區(qū)，進入復肥冷凝液系統。</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>　　來自造粒給料泵的料漿（溫度約122℃，壓力為0.345MPa）、來自外管的經霧化氣加熱器加熱的霧化氣（溫度約122℃，壓力為0.35MPa）、經造粒流化氣過濾器過濾，然后通過造粒鼓風機加壓的大氣空氣、由電子皮帶給料

51、秤提供來的晶種，這四種物源共同進入造粒機，在造粒機內把料漿進行霧化，使之粘到晶種上以便結晶，使晶種長大成粒，而流化氣則使造成的粒子流化和冷卻，同時造粒機內的物料由安裝在轉鼓內壁帶角度抄板從進料端送到出料端。</p><p>　　第3.2.2篩分及破碎工序</p><p>　　物料造粒后從造粒機出料，經斗提機提升，加到雙層振網篩進行篩分，篩分后的大顆粒去輥式破碎機再進行破碎，由振網篩篩出的小

52、顆粒則與二次破碎后的小顆粒匯合，經返料皮帶輸送機送往返料料斗，后再送往皮帶給料秤，經計量后返回造粒機重新造粒。</p><p>　　第3.2.3 包裝工序</p><p>　　由雙層振網篩篩分出的合格粒度的成品則自流入冷卻機?？諝饨浝鋮s空氣過濾器過濾后通過冷卻鼓風機加壓，再進入冷卻機將成品進行冷卻。冷卻后的硝酸銨鈣成品自流入成品料斗，最后經包裝機稱量、包裝，爾后入庫。</p>

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

54、t;<p>　　第3.2.4.3雙層振網篩及輥式破碎機的含塵空氣被排塵風機抽出，經加壓后與造粒廢氣匯合。</p><p>　　第3.2.4.4由各風機排出的含塵空氣和濕線部分來的酸性氣體分別進入超重力除塵器。</p><p>　　第3.2.4.5 從濕線工藝冷凝液泵來的工藝冷凝液與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>　　工藝冷凝液溶解了廢氣中的塵（細粒物料）和酸霧，使工藝冷凝液含鹽達23%時排出到地下槽，兩個旋風分離器收集的塵都進入地下槽。這樣一來，不僅保護了環(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)器系統中易結垢，故需定時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，進行酸洗除垢。洗酸槽中稀硝酸由工藝冷凝液與稀硝酸配制而成，濃度約30%左右。酸洗反應式為：</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) 母液的含水量對造粒工藝的影響</p><p>　　硝酸銨鈣溶液密度與含水量的關系數據可用方程式Y=172.64-85.73X來表示(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)。二者的關系見下表：</p><p>　　母液的溫度在145～146℃，通過增加壓力使硝酸銨鈣溶液霧化進行造粒。</p><p>　　（1）當溶液密度為1.5～1.8 g/cm3，即含水量在44.1%～18.3%時，造粒機內物料隨溶液的加入而呈現過濕狀態(tài)，具有較高的粘性，容易結塊，不能進行連續(xù)造粒。</p><p>　　（2）當溶液密度在1.82～1.83 g

59、/cm3，即含水量在16.7%～15.7%時，造粒機中物料隨著溶液的加入而逐漸進行粉體附聚并造粒成球，物料狀態(tài)不濕，不結塊，流動性好，能進行連續(xù)的造粒。</p><p>　?。?）當溶液密度超過1.83 g/cm3時，溶液含水量太少，粘性大，顆粒與顆粒之間容易粘結、結塊，不能進行良好造粒。</p><p>　　第4.2節(jié) 母液的溫度對造粒工藝的影響</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，對造粒的影響：</p><p>　?。?）當溫度低于120℃時，溶液容易出現結晶，堵塞噴漿管道，料漿霧化效果不好，并且造料機中的物料由于溫度低導致物料的流動性差，不易造粒。</p><p>　　（2）當保持溫度在140～146℃時，溶液流動性好，不易出現結晶，粘性適宜，易于造粒。</p><p>

61、;　　可見，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，造粒時

62、母液含5Ca（NO3）2·NH4NO3·10H2O的濃度應該接近100%或者使其失去小部分結晶水。</p><p><b>　　主要設備的說明</b></p><p>　　硝酸銨鈣的工藝設計中，影響最大、工序繁多的主要設備有兩項。第一項為濕線流程的蒸發(fā)器，第二項為干線的造粒機。下面就這兩項關鍵的設備進行說明。</p><p>

63、;<b>　　第5.1節(jié) 蒸發(fā)器</b></p><p>　　第5.1.1設備的選定</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，在其工藝設計中采用臥式一次性通過式蒸發(fā)器，此種蒸發(fā)器在我廠復肥裝置運行中已有成熟的經驗。此種蒸發(fā)器可使溶液的流速加大，在蒸發(fā)器內使氣液兩相以極高的速度通過，而后通過膨脹閃蒸，以達到脫水濃縮的效果。</p&

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

65、;<p>　　第5.2.1 設備的選定</p><p>　　目前，社會上有多種造粒形式，如：油浸造粒、塔式噴淋造粒、盤式造粒及轉鼓流化床造粒。在這幾種形式的造粒選擇上，以轉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鼓流化床造粒機。</p><p>　　第5.2.2 設備的原理</p><p>　　轉鼓流化床造粒技術屬于熔體造粒,轉鼓內中心處設

66、有流化床，內壁設有螺旋抄板。</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。物料經充分冷卻后，從料漿噴涂方向的一側自流化床上流下而形成厚厚的料簾，同時抄板在上升的過程中，形成數層料簾。料漿管伸入管內，朝料簾一側設有多個噴頭，并配有霧化空氣，料漿經霧化噴涂在料簾上，使得顆粒在螺旋前進的過程中逐步長大。</p><p&g

67、t;　　轉鼓流化床整個造粒過程為涂布造粒，同時流化床的冷卻作用帶走結晶潛熱和顯熱，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 工藝指標及工藝參數</p><p>　　第七章 分析項目一覽表</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) 中和槽物料平衡計算</p><p>　　第8.3.1 已知條件：中和槽主要反應：</p><p>　　HNO3+NH3=NH4NO3</p><p><b>　　粗硝鈣組成：</b&

72、gt;</p><p><b>　　第8.3.2 計算</b></p><p>　　假設過程中，中和尾氣量為1kg/噸粗硝鈣；</p><p>　　以1噸粗硝鈣為基準：</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、藝冷凝液出口溫度 55℃</p><p><b>　　冷卻水進口 24℃</b></p><p><b>　　冷卻水出口 33℃</b></p><p>　　第9.2.2 計算: 設消耗冷卻水量為 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 主要設備計算</p><p>　　第10．1 蒸發(fā)器計算</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％時沸點為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>　　計算</b></p>

83、<p>　　物料從154℃時沸點進料</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垢固體（碳酸鈣類），影響傳熱，所以選傳系數</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>　　取安全系數為120％</p><p>　　所以S設計=120％</p><p>　　S理論=

85、44.75×120％=53.7㎡</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?）《天脊煤化工集團有限公司富銨鈣工程初步設計》第一冊</p><p>　?。?）《天脊集團興化公司硝酸銨鈣裝置操作規(guī)程》</p><p>　　（3）《粒狀硝酸銨鈣造粒工藝的探討》 作者：谷守玉</p&g

86、t;<p>　　（4）《高效復合肥料硝酸銨鈣的生產及市場概況》 作者：汪家銘</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設計的撰寫是對自己二年半函授學習的綜合檢查和考核，同時也是一次理論實踐和能力鍛煉。通過這次畢業(yè)設計論文撰寫，自己切實感受到所學知識是有限的，知識是永無止境的。我要感謝北京化工大學給了我這次學習機會，感謝天