120kta粒状磷酸一铵干燥工段工艺设计（毕业设计论文doc）.doc
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四川理工学院毕业设计中文摘要
120kt/a粒状MAP干燥工段工艺设计
学生：
XXX
学号：
XXXXX
专业：
化学工程与工艺
班级：
XX级1班
指导教师：
XXX
材料与化学工程学院
二O一O年六月
观察，旨在自然条件下，人们为一定目的而对事物所进行的有计划的知觉过程。
观察法就是以感官活动为先决条件，与积极的思维相结合，系统地运用感官对客观事物进行感知、考察和描述的一种研究方法。
II
120kt/a粒状MAP干燥工段工艺设计
摘要
磷酸一铵是高浓度磷复肥的主要品种之一，也是生产三元复混肥、BB肥最主要的基础原料。
我国磷铵生产工艺主要由料浆法和浓酸法，由于中国缺乏高品质的磷矿资源，通过比较料浆法和浓酸法说明料浆法更适合中国国情。
目前磷酸铵的干燥流程有喷浆造粒干燥流程、喷雾干燥流程。
本文采用喷浆造粒干燥技术来制造磷酸一铵。
首先介绍了粒状磷铵的干燥原理和喷浆造粒干燥机的操作条件并确定了操作条件下主要物性参数；其次根据物性参数进行了物料衡算、热量衡算和主体设备计算；最后根据主体设备计算结果进行附属设备选型，并给出了主体设备图和带控制点的工艺流程图。
本设计主要任务是喷浆造粒干燥机主体设备的设计，本文所选工艺和设备能完成给定的生产任务。
关键词：
磷酸一铵，喷浆造粒，干燥
毕业设计英文摘要
Theprocessdesignfor120kt/agranularMAPofdryingsection
Abstract
MAPisamainvarietiesofhigh-concentrationphosphatecompoundfertilizerandisthebasicprocreativematerialofternaryCompoundFertilizerandBBFertilizer.OurMAPprocessmainlyincludeslurrymethodandconcentratedacidmethod,duetothelackofhighqualityphosphorateinChina,andcomparingthetwomethodshowsslurrymethodismoresuitableforChina'snationalconditions.Atpresent,thedryingprocessproductionhassprayinggranulationprocessesandthespray-dryingprocess.Inthispaper,sprayinggranulationtechnologyisusedtoproduceMAP.
Firstly,weintroducedtheprincipleofgranularammoniumphosphateandspraydryinggranulation,andoperatingconditionsweredeterminedtogetthemainphysicalparameters;Secondly,accordingtopropertyparametersofthematerial,theheatandmassconservationwascarriedouttodeterminethemainequipment;Finally,baseonthemaindevicevaluationresults,theancillaryequipmentswereselected,andprovidedthemainequipmentandcontrollingprocessflowcharts.
Themaintaskofthisdesignisthespraygranulationequipmentdesign,theselectedprocessanddevicecancompletethegiventask.
Keywords:
monoammoniumphosphate（MAP）,spraygranulation,dry
毕业设计目录
目录
1绪论 1
1.1前言 1
1.2湿法磷酸氨化反应的基本原理 1
2文献综述及主要工作 2
2.1国内外生产技术概况 2
1.3.1传统法 2
1.3.2料浆法 3
2.2干燥工艺 5
2.2.1干燥概述 5
2.2.2滚筒干燥 5
2.2.3喷雾干燥 6
2.2.4喷浆造粒干燥 6
2.2.5转筒干燥制粒状磷铵 6
2.3本研究工作意义和主要工作 7
2.3.1工作意义 7
2.3.2主要工作 7
3 工艺选择与论证 9
3.1喷浆造粒干燥机成粒机理 9
3.2粒状磷铵的干燥原理 9
3.2.1湿气体性质 9
3.2.2湿物料的性质 12
3.3干燥速率及其影响 13
3.4干燥器的物料和热量衡算 14
3.4.1物料衡算 14
3.4.2热量衡算 15
3.4.3气体进出干燥器状态的确定 17
3.4.4干燥器的热效率与干燥效率 17
3.5喷浆造粒干燥操作条件的选择 18
3.5.1干燥机的进口温度 18
3.5.2干燥机的尾风温度 18
3.5.3浓缩料浆含水率 18
3.5.4干燥机填充系数 19
3.5.5料浆中和度 19
3.5.6料浆温度 19
4干燥机的设计 21
4.1干燥机的物热衡算 22
4.1.1水分蒸发量 22
4.1.2废气的湿度 22
4.1.3废气的露点温度 23
4.1.4气体耗量 24
4.1.5进气体积流量 24
4.1.6出气体积流量 24
4.1.7热效率和干燥效率 24
4.1.8物料和热量衡算表 24
4.2干燥机结构设计 25
4.2.1转筒直径 26
4.2.2转筒长度 26
4.2.3转筒转速 26
4.3附属设备设计 27
4.3.1筒体自重 27
4.3.2物料重量 27
4.3.3传动功率的确定 27
4.3.4托轮.齿轮.齿圈 29
4.3.5扬料板的结构尺寸 29
4.3.6喷枪选择 30
4.3.7旋风除尘器 30
4.3.8高温风机 31
设计评述 32
参考文献 33
符号说明 34
致谢 35
附录 36
I
毕业设计1绪论
1绪论
1.1前言
复合肥料是现代化肥工业的发展方向。
在发达国家，复合肥料已占化肥总产量的50~80％，其中，氮肥产量的25~50％，磷肥和钾肥产量的70~90％，均加工成复合肥料的形式进行使用。
磷酸铵是由氮、磷两种元素化合而成的一种复合肥料。
根据原料和加工方法的不同，有很多品种，如用磷酸和氨生产的磷酸二铵（简称DAP，含N18％、P2O546％），磷酸一铵（简称MAP，含N12％、P2O552％），硫磷铵（简称APS，含N16％、P2O520％），硝磷铵（简称APN，含N24％，P2O524％），尿磷铵（简称UP，含N28％，P2O528％）等。
但目前产量最大的只有磷酸二铵和磷酸—铵两种。
它们由于有效成分高，物理性能（吸湿性、混容性等）好，适用于所有土壤和作物，受到了各国用户的欢迎。
磷酸一铵又称磷酸二氢铵。
无色透明正方晶系晶体，密度1.803（19℃）。
熔点190℃，易溶于水，微溶于醇、不溶于丙酮。
水溶液呈酸性。
磷酸一铵（MAP）是一种水溶性速效复合肥，有效磷（AP2O5）与总氮（TN）含量的比例约5.44:
1，是高浓度磷复肥的主要品种之一。
该产品一般作追肥，也是生产三元复混肥、BB肥最主要的基础原料；该产品广泛适用于水稻、小麦、玉米、高粱、棉花、瓜果、蔬菜等各种粮食作物和经济作物；广泛适用于红壤、黄壤、棕壤、黄潮土、黑土、褐土、紫色土、白浆土等各种土质；尤其适合于我国西北、华北、东北等干旱少雨地区施用。
1.2湿法磷酸氨化反应的基本原理
湿法磷酸的氨化反应，由于湿法磷酸中含有较多杂质，磷酸中的杂质也同时发生反应。
磷酸有3个氢离子，它们可以依次被氨中和生成磷酸一铵（MAP）-NH4H2PO4、磷酸二铵（DAP）-（NH4）2HPO4、磷酸三铵-（NH4）3PO4。
基本化学反应方程式为：
上述反应中，生成的磷酸一铵最为稳定，磷酸二铵次之，二者都是高浓度磷复肥。
磷酸三铵很不稳定，不适宜作商品肥料使用。
1
毕业设计2文献综述及主要工作
2文献综述及主要工作
2.1国内外生产技术概况
磷铵生产工艺总的来说可分为传统法和料浆法二大类见图2-1。
传统法工艺既能生产磷酸一铵（MAP）也能生产磷酸二铵（DAP）。
该工艺由美国DAVY-MCEE和英国FISON等公司首先开发成功，国外单系列最大生产能力1000kt/a，国内引进和消化吸收国产化后的单系列最大生产能力480kt/a。
由于生产技术的成熟可靠，国外装置发展趋向于规模大型化，但要求磷酸浓度较高，可以通过二水法萃取磷酸浓缩或半水法直接生产得到，一般来说，此法用于含杂质较低的优质磷矿。
料浆法工艺是国家“七.五”科技攻关成果，该工艺主要用于生产磷酸二铵，并首先在四川银山磷肥厂建立装置开车成功。
“八.五”以来，国内相继建成30~60kt/a装置80多套，单系列最大生产能力可达150kt/a。
该工艺技术在生产、管理和设计方面已积累了较丰富的经验，有了相当的基础，技术日趋成熟可靠。
传统法
料浆法
中和
浓缩
浓缩
中和
干燥
固体磷铵
湿法
磷酸
浓H3P04
稀磷铵料浆
热炉气
浓磷铵料浆
蒸汽
H2O
蒸汽
NH3
H2O
H2O
NH3
H2O
图2-1传统法和料浆法磷铵生产示意图
传统法是指以蒸汽为热源先将稀磷酸进行浓缩，所得浓磷酸再用氨中和得浓磷铵料浆去干燥,生产固体磷铵产品。
料浆法是先用氨中和稀磷酸,所得稀磷铵料浆再以蒸汽为热源进行浓缩，所得浓磷铵料浆去干燥，生产固体磷铵产品。
两种生产方法分别简述如下。
1.3.1传统法
（1）预中和-氨化粒化：
本工艺中和反应在预中和反应器进行，氨气通过反应器周围接管喷头喷入，容器中磷酸和气体由反应本身进行有力搅拌，因此可取消机械搅拌装置。
中和料浆用泵送氨化粒化器内再与磷酸反应。
并控制中和度在1.95。
料浆与返料细粉造粒后经干燥、筛分、冷却制得磷铵产品。
该工艺技术成熟可靠，使用磷酸浓度低，适应性强，装置操作灵活方便，能生产多种产品，国外普遍使用，有较成熟的设计生产经验。
国内秦皇岛、大连、南京、云峰等厂先后从美国DAVY-MCK
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