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Introduction de l'industrie chimique du phosphore
1. Phosphore, engrais phosphaté, industrie du phosphate
Le phosphore est une matière première chimique largement utilisée et occupe une place importante dans l'économie nationale. Le phosphore jaune a des propriétés vives et de fortes propriétés chimiques, et peut produire une variété de produits. À l'heure actuelle, plus de la moitié du phosphore jaune dans le monde est principalement utilisé pour fabriquer de l'acide phosphorique et du phosphate, qui sont utilisés dans l'industrie des engrais, des détergents, de l'industrie alimentaire, de l'industrie pharmaceutique, des pesticides et des phosphates. Des industries telles que l'industrie électronique, le textile, le verre, la métallurgie et la céramique ont également une demande croissante de phosphates. De plus, les composés de phosphore jaune peuvent être transformés en bombes incendiaires et fumigènes, etc., et occupent une certaine position dans la défense nationale.
2. Le processus de production d'acide phosphorique
2.1 Production d'acide phosphorique thermique
Le processus de production d'acide phosphorique thermique peut être simplifié comme suit : la production de phosphore jaune phosphoreux dans un four électrique, la combustion, l'absorption et l'hydrolyse de l'acide phosphorique.
2.1.1 Méthode de combustion complète : (méthode en une étape)
Le gaz du four contenant du phosphore élémentaire du four électrique est directement brûlé, et le CO dans le gaz du four est également brûlé ensemble
Cette méthode n'est pas utilisée dans l'industrie en raison d'une mauvaise utilisation de la chaleur (l'anhydride phosphorique est fortement corrodé et une grande quantité de chaleur de réaction ne peut pas être utilisée).
2.1.2 Méthode de combustion du phosphore liquide (méthode en deux étapes)
Processus industriels courants, le premier : phosphore jaune brûlant du pentoxyde de phosphore pour refroidir et absorber l'acide phosphorique, également connu sous le nom de processus de refroidissement par eau ; le second: phosphore jaune brûlant du pentoxyde de phosphore pour refroidir l'acide phosphorique, absorber l'acide phosphorique, également connu sous le nom de processus de refroidissement acide.
Thermal phosphoric acid generally contains >Acide phosphorique à 85 % à haute concentration et qualité pure. C'est la principale matière première de l'acide phosphorique pour les industries alimentaires et pharmaceutiques. L'acide phosphorique thermique est produit avec du phosphore élémentaire. 1 tonne de phosphore élémentaire (1,38 tonne d'acide phosphorique à 100 % peut être produite) nécessite une consommation d'énergie de 12500-15000KWH, ce qui est une industrie à forte consommation d'énergie.
2.2 Production humide d'acide phosphorique
Il est obtenu en décomposant la roche phosphatée avec de l'acide inorganique : acide nitrique, acide chlorhydrique, acide sulfurique et acide fluosilicique couramment utilisés. Étant donné que le sulfate de calcium a une faible solubilité et est facile à séparer de l'acide phosphorique, l'acide phosphorique par voie humide fait en fait référence à l'acide phosphorique obtenu en décomposant la roche phosphatée avec de l'acide sulfurique. En fonction de la température de la suspension, de la concentration en acide phosphorique, du dosage de l'acide sulfurique et d'autres conditions, le sulfate de calcium hydraté se présente sous trois formes :
Le processus de fabrication est le suivant :
2.2.1 Processus de matériau dihydraté : processus à fentes multiples ou à fente unique, pas de processus de rétro-boue et de processus de rétro-boue, refroidissement sous vide et processus de refroidissement à l'air. Le produit contient généralement 28 à 32 % de P2O5 et le taux de récupération total du phosphore : 93 % à 97 %. Largement utilisé dans divers pays.
2.2.2 Processus hémihydrate-dihydrate : CaSO4 est d'abord formé en cristallisation d'hémihydrate, puis hydraté et recristallisé en dihydrate. Taux de récupération du phosphore total : 98 % ~ 98,5 % .
2.2.3 Procédé dihydrate-semi-hydrate : taux de récupération total du phosphore : environ 99 % .
2.2.4 Procédé hémihydrate : de l'acide phosphorique à haute concentration de 40 % à 50 % de P2O5 peut être obtenu, du phosphate d'ammonium ou du calcium lourd peut être produit directement et une grande usine de 1 300 T/dP2O5 a été construite.
3. Processus de production d'autres phosphates
La figure 1 et la figure 2 montrent les organigrammes de production du tripolyphosphate de sodium et de l'hydrogénophosphate de calcium, respectivement.
2. Sélection d'équipements dans la production chimique de phosphore
1. Sélection de la pompe à lisier d'acide phosphorique
1.1 Sélection de la structure de la pompe
Selon les caractéristiques du milieu et les conditions d'agitation dans le réservoir de réaction, le matériau et la structure raisonnable des pièces d'écoulement de la pompe avec résistance à l'usure et résistance à la corrosion doivent être sélectionnés. À condition que la teneur en solides du milieu d'acide phosphorique soit inférieure à 3%, la résistance à la corrosion du molybdène tri-titane à très faible teneur en carbone et du di-titane en aluminium est excellente, mais à condition que la teneur en solides de la suspension d'acide phosphorique soit 25% à 35%, la résistance à l'usure n'est pas élevée, la durée de vie est raccourcie. Par conséquent, une attention particulière doit être accordée au fluide et aux conditions de travail lors de la sélection du matériau des pièces d'écoulement de la pompe.
1.2 Le choix de la vitesse
Lorsque la vitesse de la pompe est élevée, elle accélère l'usure et la corrosion des composants d'écoulement tels que la volute et la roue. La plupart des vitesses de rotation des pompes utilisées dans les usines d'acide phosphorique de mon pays et celles utilisées dans les usines de phosphate d'ammonium étrangères sont de 1460 tr/min et 970 tr/min. Par conséquent, sur le principe de satisfaire la hauteur et le débit, la pompe à faible vitesse doit être sélectionnée autant que possible.
1.3 Sélection de la pompe verticale et de la pompe horizontale
Par rapport aux pompes verticales, les pompes horizontales présentent les avantages suivants :
1.3.1 Le prix est inférieur, généralement 1/2 à 1/3 de la pompe verticale dans les mêmes conditions de hauteur et de débit, voire jusqu'à 1/4.
1.3.2 La longueur de l'arbre en porte-à-faux sous le cadre de support de la pompe verticale est limitée et il est généralement difficile de contrôler le niveau de liquide en production.
1.3.3 Si la pompe verticale ne peut pas être directement installée sur un grand réservoir, la pompe verticale doit être installée et le milieu est placé sur le petit réservoir de la pompe verticale en ouvrant le côté de la partie inférieure du grand réservoir, ce qui augmentera les investissements et gaspillera la main-d'œuvre et les ressources matérielles. .
1.4 Sélection du type de roue de pompe
Étant donné que la suspension de phosphate d'ammonium, la suspension et l'acide phosphorique contiennent généralement des particules solides, lorsque la température baisse, la solubilité diminue et précipite, et il est facile de former une couche de tartre dure sur la roue de la pompe, en particulier la volute. Par conséquent, dans le phosphate de phosphate d'ammonium Dans le dispositif, la roue ouverte est généralement utilisée, en particulier dans le réservoir de réaction de l'usine d'acide phosphorique et le système de filtration d'acide phosphorique, la roue ouverte doit être sélectionnée ; la pompe à boues de phosphate d'ammonium doit également utiliser la roue ouverte.
2. Sélection de l'équipement de séparation des boues d'acide phosphorique par voie humide
Les impuretés solides qui se déposent lors du stockage de l'acide phosphorique humide sont appelées boues, qui peuvent bloquer les équipements, les pipelines et les outils de transport, et affecter la qualité du produit. Par conséquent, la séparation des boues doit être effectuée dans la production d'acide phosphorique humide.
Les principes de sélection des équipements doivent généralement être satisfaits : investissement moindre, rendement élevé, faible encombrement, fonctionnement simple, séparation des boues relativement complète et faible teneur en liquide dans le gâteau de filtration. En raison de la force motrice relativement faible de l'équipement de filtration sous vide, lorsque les fines particules cristallines bloquent le tissu filtrant, l'opération ne pourra pas se poursuivre, ce qui ne peut pas répondre aux besoins de séparation des boues d'acide phosphorique. Par conséquent, selon les exigences du processus, l'équipement sélectionne un filtre sous pression. Après recherche et analyse, les trois types de filtres sous pression suivants peuvent être envisagés.
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