リン酸プラント設備

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リン化学工業の紹介

1.リン、リン酸肥料、リン酸産業

リンは広く使用されている化学原料製品であり、国民経済において重要な位置を占めています。 黄リンは活発な性質と強い化学的性質を持ち、さまざまな製品を生み出すことができます。 現在、世界の黄リンの半分以上は主にリン酸とリン酸塩の製造に使用されており、肥料産業、洗剤、食品産業、製薬産業、農薬、リン酸塩に使用されています。 電子産業、繊維、ガラス、冶金、セラミックなどの産業でもリン酸塩の需要が高まっています。 また、黄リン化合物は焼夷弾や発煙弾などにもなり、国防上の一定の位置を占めています。

2. リン酸の製造工程

2.1 リン酸の熱生産

熱リン酸の製造工程は、次のように簡略化できます：電気炉でのリン黄リンの製造、リン酸の燃焼、吸収および加水分解。

2.1.1 完全燃焼法：（ワンステップ法）

電気炉からのリン元素を含む炉内ガスを直接燃焼し、炉内ガス中のCOも一緒に燃焼

この方法は、熱利用が悪い（無水リン酸は腐食が強く、反応熱を多く利用できない）ため、工業的には採用されていない。

2.1.2 液体リン燃焼法（二段法）

一般的な工業プロセス、最初：黄リン燃焼五酸化リンを冷却し、リン酸を吸収する、水冷プロセスとしても知られています。 2番目：黄リンが五酸化リンを燃焼させてリン酸を冷却し、リン酸を吸収し、酸冷却プロセスとも呼ばれます。

Thermal phosphoric acid generally contains >高濃度で純度の高い85％リン酸です。 食品および製薬業界向けのリン酸の主な原料です。 熱リン酸は、リン元素で生成されます。 1 トンのリン元素 (1.38 トンの 100% リン酸を生産可能) には 12500-15000 KWH の電力消費が必要であり、これは高エネルギー消費産業です。

2.2 湿式リン酸製造

リン酸岩を無機酸（一般的に使用される硝酸、塩酸、硫酸、ケイフッ化水素酸）で分解して得られます。 硫酸カルシウムは溶解度が小さくリン酸と分離しやすいため、実際にはリン鉱石を硫酸で分解したリン酸を湿式リン酸と呼んでいます。 スラリー温度、リン酸濃度、硫酸量などの条件により、硫酸カルシウム水和物は3つの形態をとります。

製作工程は以下の通りです。

2.2.1二水和物プロセス：マルチスロットまたはシングルスロットプロセス、バックスラリープロセスなしおよびバックスラリープロセス、真空冷却および空冷プロセス。 製品には一般に 28 ～ 32 パーセントの P2O5 が含まれており、総リン回収率は 93 パーセント ～ 97 パーセントです。 さまざまな国で広く使用されています。

2.2.2 半水和物-二水和物プロセス: CaSO4 は最初に半水和物結晶に形成され、次に水和され、二水和物に再結晶されます。 総リン回収率: 98% ~98.5% .

2.2.3 二水和物-半水和物プロセス: リンの総回収率: 約 99% .

2.2.4 半水化プロセス：高濃度リン酸 40% ～ 50% P2O5 が得られ、リン酸アンモニウムや重質カルシウムを直接製造でき、1300T/dP2O5 の大規模工場が建設されました。

3. その他のリン酸塩の製法

トリポリリン酸ナトリウムとリン酸水素カルシウムの製造フローをそれぞれ図1と図2に示します。

2.リン化学製造における機器の選択

1.リン酸スラリーポンプの選定

1.1 ポンプ構造の選定

媒体の特性と反応タンク内の攪拌条件に応じて、耐摩耗性と耐食性を備えたポンプフロー部品の材料と合理的な構造を選択する必要があります。 リン酸媒体の固形分が 3% 未満の条件下では、極低炭素モリブデン三チタンとアルミニウム二チタンの耐食性は優れていますが、リン酸スラリーの固形分が少ない条件下では、 25% から 35% 、耐摩耗性 高くなく、耐用年数が短くなります。 したがって、ポンプ流路部品の材料を選択する際には、媒体と使用条件に特に注意を払う必要があります。

1.2 速度の選択

ポンプの回転数が高いと、ボリュートやインペラーなどの流動部品の摩耗や腐食が加速します。 わが国のリン酸工場や外国のリン酸アンモニウム工場で使われているポンプの回転数は、ほとんどが1460r/minと970r/minです。 したがって、落差と流量を満足する前提で、できるだけ低速のポンプを選択する必要があります。

1.3 縦型ポンプと横型ポンプの選定

縦型ポンプと比較して、横型ポンプには次の利点があります。

1.3.1 価格は低く、通常、同じ揚程と流量条件の下で垂直ポンプの 1/2 から 1/3、または 1/4 までです。

1.3.2 垂直ポンプ支持フレームの下のカンチレバー シャフトの長さは制限されており、通常、製造時に液面を制御するのは面倒です。

1.3.3 縦型ポンプを大型タンクに直接設置できない場合は、縦型ポンプを設置する必要があり、大型タンクの下部の側面を開いて縦型ポンプの小型タンクに培地を置き、これは投資を増やし、労働力と物的資源を浪費します。 .

1.4 ポンプ羽根車タイプの選定

リン酸アンモニウムスラリー、スラリー、リン酸は通常固体粒子を含んでいるため、温度が下がると溶解度が低下して析出し、ポンプの羽根車、特にボリュートに硬質スケール層を形成しやすくなります。 したがって、リン酸アンモニウムリン酸では、装置では一般にオープンインペラーが使用されます。特に、リン酸プラントの反応タンクとリン酸ろ過システムでは、オープンインペラーを選択する必要があります。 リン酸アンモニウム スラリー ポンプもオープン インペラーを使用する必要があります。

2. 湿式リン酸汚泥分離装置の選定

湿ったリン酸の保管中に沈降する固形不純物はスラッジと呼ばれ、機器、パイプライン、輸送ツールを詰まらせ、製品の品質に影響を与える可能性があります。 したがって、湿式リン酸の製造では汚泥の分離を行う必要があります。

機器選択の原則は、一般的に満たされている必要があります。つまり、投資が少なく、効率が高く、設置面積が小さく、操作が簡単で、汚泥の分離が比較的完全で、フィルター ケーキの液体含有量が少ないことです。 真空ろ過装置の駆動力が比較的小さいため、微細な結晶粒子がろ布を詰まらせると、操作を進めることができなくなり、リン酸汚泥の分離のニーズを満たすことができなくなります。 したがって、プロセス要件に従って、装置は加圧フィルターを選択します。 研究と分析の後、次の 3 種類の圧力フィルターが考えられます。

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