1320 – Плотность кислоты, кг/м3

Следовательно, необходимая масса кислоты:

Общая масса, поступающая на смешение:

При взаимодействии фосфорной кислоты с фосфоритом испаряется Н₂О 1,7 кг и выделяется вся СО₂, т. е. 4,25 кг. Следовательно, количество пульпы, полученной при смешении реагентов и поступающей на смешение с ретуром, составляет:

Смешение пульпы с ретуром и сушка

В процессе сушки при условии пренебрежения выделением фтора при получении пульпы выделяется фтора:

В пересчете на SiF₄ это составляет:

Выход готового продукта с учетом гипса, содержащегося в кислоте (без учета золы топлива), равен:

210 И 1,33 – выход суперфосфата и количество гипса, поступающего с фосфорной кислотой.

В процессе сушки выделяется воды:

Это соответствует объему образующегося водяного пара, равному при н. у. 144,9 м³.

Количество ретура, подаваемого на смешение с пульпой:

Общее количество материала, направляемое в смеситель-гранулятор:

Содержание влаги в поступающем материале, удаляемой при сушке:

Количество материала, выходящего из сушильного барабана без учета золы:

Рассев и дробление

Из сушильного барабана на рассев поступает:

Где 2,59 – количество золы (из условия).

Содержание отдельных фракций в рассеянном материале, кг:

частиц с размерами > 4 мм

частиц с размерами >1 и <4 мм

частиц с размерами <1 мм

Количество материала, поступающего на дробление, равно 360,14 кг.

Нейтрализация двойного суперфосфата

Расчет производим при допущении, что остаточное содержание относится к ненейтрализованному материалу. В действительности количество нейтрализованного суперфосфата больше и, следовательно, содержание в продукте будет несколько меньше 4%.

Необходимо нейтрализовать :

Согласно реакции

Р₂О₅ + СаСО₃ + ЗН₂О = Са(Н₂РО₄)₂*Н₂О + СО₂

для нейтрализации необходимого известняка:

При нейтрализации выделится СО₂:

Расход известняка в натуре с учетом содержания в нем СаСО₃ и степени его использования:

Выход готового продукта:

Состав продукта, %:

Выход готового продукта с учетом 1 % потерь:

По данным материального баланса находим, что на 1000 кг готового продукта требуется, кг:

вторичного фосфата

расход Р₂О₅, содержащегося в кислоте

необходимо кислоты

Приход	кг	Расход	кг
Смешение и получение пульпы
Вторичного фосфата Масса фосфорной кислоты	100 235,71	Испаряется воды Выделяется СО2 Количество пульпы поступающей на смешение	1,7 4,25 329,76
Итого	335,71	Итого:	335,71
Смешение пульпы с ретуром и сушка
Количество пульпы поступающей на смешение Количество ретура	329,76 845,32	Выход SiF4 Испаряется воды Количество материала, выходящего из сушильного барабана	2,0 116,43 1056,65
Итого	1175,08		1175,08
Рассев и дробление
Количество материала, поступающего на рассев Количество золы	1056,65 2,59	Количество материала, поступающего на дробление Возвращается в ретур Фракция 1-4 мм	360,14 137,70 561,40
Итого	1059,24		1059,24
Нейтрализация двойного суперфосфата
Количество материала, поступающего на нейтрализацию Количество гипса, содержащегося в кислоте Количество золы Количество известняка для нейтрализации	210 1,33 2,59 6,68	Выделяется СО2 Выход готового продукта Потери 1%	1,95 216,48 2,17
Итого	220,6		220,6

Тепловой баланс

Используя предыдущие данные, произвести тепловой расчет барабанной печи для сушки двойного суперфосфата и определить расход топочных газов и угля, если 1 кг угля при сжигании образует 11,11 м³ (при н. у.) топочных газов. Содержание золы в угле 23,5%. Начальная температура топочных газов 500°С, а конечная 130°С. В топочных газах, поступающих на сушку, содержится 6% (об.) водяных паров. Температура поступающей в барабан пульпы 90°С, ретура – 70°С.

Решение

Приход теплоты

Пульпа и ретур вносят:

где

329,76 и 845,32 – количество пульпы и ретура

2,428 – теплоемкость пульпы,

70 – температура ретура, °С

1,256 – теплоемкость двойного суперфосфата,

Теплоту, вносимую дымовыми газами определяем по разности между расходом теплоты и теплотой, вносимой пульпой и ретуром.

Расход теплоты

Из сушильного барабана с выгружаемым материалом, имеющим температуру 90°С, уходит:

где

1056,65 – количество выгружаемого из барабана материала

1,256 – средняя теплоемкость материала,

На испарение воды и нагревание паров ее до 130°С тратится

где

116,43 – количество воды, испаряемой при сушке, кг

2721,84 – энтальпия водяных паров при 130°С,

Общий расход теплоты с учетом 5% теплопотерь в окружающую среду составляет:

Количество теплоты, которое необходимо подвести с топочными газами:

Расход топочных газов при средней теплоемкости их в интервале 100-700°С, равной 1,361

Расход угля:

Количество золы, вносимой топочными газами в продукт

где

0,235 – содержание золы в топливе, масс. доли

0,2 – принимаемая степень уноса золы топочными газами при сжигании топлива, масс. доли

Количество паров воды в топочных газах, подаваемых на сушку:

или

Количество паров воды в газе, выходящем из сушильного барабана

или

Приход	кДж	Расход	кДж
Теплота, вносимая пульпой и ретуром Теплота, вносимая топочными газами	146380 311738	Теплота, уносимая из барабана с выгружаемым материалом Теплота затрачиваемая на испарение воды и нагревание водяных паров Теплопотери 5%	119399 316904 21815
ИТОГО	458118		458118

9. Список литературы

1. Технология фосфорных и комплексных удобрений/под ред. С.Д. Эвенчика и А.А. Бродского. М.: Химия, 1987. 464с.

2. Позин М.Е. и др. Технология минеральных солей, ч. II. Изд. 3-е, пер. и доп., изд-во «Химия», 1970, стр. 1558, табл. 122, рис. 461.

3. Кочетков В.Н. Гранулирование минеральных удобрений. М., «Химия», 1975. 224 стр., 28 табл., 87 рис.

4. Мельникова Е.Я., Салтанова В.П., Наумова А.М., Блинова Ж.С. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений: Учебник для техникумов. – М.: Химия, 1983. – 432с., ил.

5. Расчеты по технологии неорганических веществ. Учебн. Пособие для вузов. Под ред. М.Е. Позина.- Л.: Химия, изд. 2-е, перераб., 1977г., 496 стр., 48 рис., 4 табл.

6. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4289.html

7. http://www.agromage.com/stat_id.php?id=54

8. http://www.luxenergohim.ru/articles_1_2.htm

9. http://www.agromage.com/stat_id.php?id=54

10. http://www.alhimikov.net/phosfor/otkrytie.html