磷酸氢钙技改方案

TCP装置技改生产10万吨/年饲料级磷酸氢钙方案一、方案提出背景TCP目前生产成本高，不能适应市场需要，因此市场开发难度大。为了顺应饲料磷酸盐的市场需要，使公司产品生产多元化。根据现有装置情况，制订饲料级磷酸氢钙的生产工艺方案。二、方案思路根据瓮福实验情况和查询生产工艺技术，TCP装置不能进行造粒，回转窑也不能干燥磷酸氢钙。因此只能在干燥工段与原料球磨工段基础上进行改造，生产粉状磷酸氢钙。以下两种生产方法具有工艺简单，上新增加设备较少，产品纯度高，技术成熟等优点，但所需原料价格较贵，生产成偏高。三、方案情况方案一：碳酸钙与磷酸合成法生产磷酸一氢钙(DCP)、磷酸二氢钙(MCP)（一）、合成原理：P2O5+2CaCO3+5H2O===2CaHPO4·2H2O+2CO2↑P2O5+CaCO3+3H2O===Ca(H2PO4)2·H2O+CO2↑（二）、工艺流程：（三）、平面设计图碳酸钙粉料仓计量皮带磷酸罐磷酸高位槽反应槽熟化堆场粉碎筛分烘干球磨包装（四）、工艺描述与新增设备1、碳酸钙：采用粉末状碳酸钙原料，需要一个原料仓存储碳酸钙，行车等设备吊装碳酸钙进仓。原料仓下需要一个手动阀门控制开关，一条计量皮带准确计量碳酸钙的使用情况。2、磷酸：由于本公司TCP生产已有磷酸罐，故不需要新的磷酸罐，原造粒机磷酸管线离反应槽有一段距离而且磷酸流量较大，故需新安装磷酸管线，并且由于管程压降，原磷酸泵达不到正常使用要求，需改换泵。磷酸送至反应槽处，应设一个磷酸高位槽，来准确计量磷酸使用情况，同时高位槽下应有一个手动阀门控制开关。3、反应槽：碳酸钙与磷酸反应所必须设备。4、熟化堆场：碳酸钙与磷酸的反应需要一个熟化过程，故需一个合适的场地来堆放物料。5、粉碎：熟化后的物料可能形状不符合要求，需要粉碎以达到后续设备正常运行要求。6、烘干及球磨：可以使用原TCP生产中原料干燥、原料球磨以及相关罐子进行操作，包装设在原TCP生产V206精粉罐下。（五）、生产控制操作1、检查碳酸钙仓位与磷酸高位罐液位在合适量，以及其他设备处于良好备用状态。2、开启碳酸钙计量皮带，反应槽搅拌器，待运行正常后，再打开碳酸钙仓下手动阀门加料进入反应槽中搅拌。3、打开磷酸高位槽下阀门，使磷酸均匀洒落在搅拌的碳酸钙粉末上，保证磷酸流量维持在一定比例条件下。4、继续搅拌一定时间，打开反应槽下部阀门，卸料。5、将卸下的物料放至堆场，熟化反应一定时间(一般48小时)。6、将熟化完成的物料经过粉碎至一定条件后，进行烘干、球磨、包装操作。（六）、工艺计算技术标准/产品磷酸一氢钙磷酸二氢钙P≧16%≧22%Ca≧21%≧18%设：每吨产品需投入磷酸Am3，密度为ρKg/m3，浓度为M%，碳酸钙SKg，纯度为98%。P2O5+2CaCO3+5H2O===2CaHPO4·2H2O+2CO2↑1422009034488由上式可知:(A*ρ*M*62/142)/(A*ρ*M*0.12+0.02S+1000)=0.161式(0.98S*40/100)/(A*ρ*M*0.12+0.02S+1000)=0.212式由1、2式可解得磷酸与碳酸钙的最低配比。P2O5+CaCO3+3H2O===Ca(H2PO4)2·H2O+CO2↑1421005425244由上式可知:(A*ρ*M*62/142)/(A*ρ*M*0.12+0.02S+1000)=0.223式(0.98S*40/100)/(A*ρ*M*0.12+0.02S+1000)=0.184式由3、4式可解得磷酸与碳酸钙的最低配比。单耗：产品原料56%磷酸用量（kg/t）98%碳酸钙用量（kg/t）DCP412584MCP563396（七）、主要原材料指标要求磷酸指标P205SO4FNaMgCaFeALSiO2S.S55.17%0.63%0.29%0.24%1.02%1.46%0.38%0.30%13PPM1.61%碳酸钙选用含量为98%的矿石。（八）、成本概算表,按生产每吨产品计算：产品物资P2O5CaCO3水电费管理折旧燃料费总成本价DCP1568.64296.638.5175302108.74MCP2141.3202.4538.5175302587.25（九）、新增主要设备一览表设备名称设备数量参数磷酸泵2台双轴混合器1台破碎机1台磷酸高位槽1个计量皮带1条输送皮带1条碳酸钙料仓1个行车1台方案二：磷酸氢钙与氢氧化钙中和法生产磷酸一氢钙、磷酸二氢钙一、反应原理H3PO4+Ca(OH)2===CaHPO4·2H2O2H3PO4+Ca(OH)2===Ca(H2PO4)2·H2O+H2O二、工艺慨述购买粉状优质工业石灰，然后用4倍的水于90℃下反应75min；将56%相对密度为1.7的预处理磷酸溶液，在高速搅拌下，然后将石灰乳加入磷酸溶液中，通过中和反应器夹套循环冷却水流量来控制反应温度在45~55℃，当有白色沉淀析出后控制石灰乳缓慢加入；通过调节PH值来控制磷酸一氢钙和磷酸二氢钙的生成。之后在沉降槽中熟化0.5h，最后经离心脱水、干燥、粉碎得产品。三、工艺控制要求（1）缓慢向磷酸中加入石灰乳。（2）控制适宜的中和温度：温度低于20℃，磷酸氢钙沉淀析出，细小晶体温度高到40℃～60℃时，结晶增大；越过60℃时，磷酸氢钙的结晶形状和大小聚变，出现形状不规则的散细结晶，因此中和反应温度以50℃左右为宜。（3控制适宜的PH值：当溶液PH小于4.8时，磷酸的第一个氢离子被中和，反应后要生成Ca(H2PO4)2；当溶液PH值等于等于4.8时，磷酸氢钙开始析出；当溶液PH值升到6.0时，磷酸的第二个氢离子完全被中和，磷酸氢钙完全析出，当溶液PH值大于6.0时，磷酸的第三个氢离子开始被中和，主要形成不定型的磷酸三钙。四、工艺流程五、平面图设计氧化钙粉料仓磷酸清水石灰乳中和反应槽沉降槽离心机干燥球磨包装清液六、新增设备1、氧化钙：采用粉末状氧化钙原料，需要一个原料仓存储氧化钙，行车等设备吊装氧化钙进仓，原料仓下需要一条计量皮带准确计量氧化钙的使用情况。2、氢氧化钙：氧化钙用4倍的水于90℃下反应75min，水需在石灰乳反应槽中反应。3、磷酸：由于本公司TCP生产已有磷酸罐，故不需要新的磷酸罐，原造粒机磷酸管线离反应槽有一段距离而且磷酸流量较大，故需新安装磷酸管线，并且由于管程压降，原磷酸泵达不到正常使用要求，需换泵。磷酸管道上应安装流量计、调节阀和回流管线。5、中和反应槽：氢氧化钙与磷酸反应所必须设备。6、沉降槽：物料熟化所需设备。7、离心机：熟化后的物料通过离心机去除多余的水分。8、烘干及球磨：可以使用原TCP生产中原料干燥、原料球磨以及相关罐子进行操作，包装设在原V206精粉罐下。9，通风装置：由于反应系统安装在原料厂房中，通风效果较差，应安装通风装置。七、生产操作1、检查各设备运行正常，公用工程到位，磷酸和氧化钙储备量已达到生产需求。2、在石灰乳反应槽中加入1/2的水，开启其上部搅拌器，启动氧化钙计量皮带，开启氧化钙仓底阀。3、启动厂房内的通风装置。4、向中和反应槽中加入磷酸，然后启动其搅拌器，待石灰乳反应完全后，向中和反应槽中通入石灰乳。注意控制好反应器的液位和温度。6、开启干燥系统相关设备和离心分离机。7、待料熟化好后送入离心分离机，离心分离出的水溶液再次通过泵进入石灰乳反应槽中反应。8、离心后的干饼物料进行烘干、球磨、包装操作。八、工艺计算技术标准/产品磷酸氢钙磷酸二氢钙P≧16%≧22%Ca≧21%≧18%设：每吨产品需投入磷酸Am3，密度为ρKg/m3，浓度为M%，氧化钙溶液SKg。纯度为80％。H3PO4+Ca(OH)2===CaHPO4·2H2O9874172(A*ρ*M*62/142)/(A*ρ*M*0.12+0.2S+1000)=0.161式(0.8S*40/56)/(A*ρ*M*0.12+0.2S+1000)=0.212式由1、2式可解得磷酸与氢氧化钙溶液的最低配比。2H3PO4+Ca(OH)2===Ca(H2PO4)2·H2O+H2O19674252由上式可知:(A*ρ*M*62/142)/(A*ρ*M*0.12+0.2S+1000)=0.223式(0.8S*40/56)/(A*ρ*M*0.12+0.2S+1000)=0.184式由3、4式可解得磷酸与氢氧化钙溶液的最低配比。按15/h产品生产需求：产品原料56%磷酸用量（m3/h）80%氧化钙用量（t/h）DCP8.986.105MCP12.254.1667九、主要原材料指标磷酸指标：磷酸指标P205SO4FNaMgCaFeALSiO2S.S55.17%0.63%0.29%0.24%1.02%1.46%0.38%0.30%13PPM1.61%氧化钙选用含量为80%的生石灰。十、成本核算表成本概算表,按生产每吨产品计算：产品物资P2O5CaCO3水电费管理折旧燃料费总成本价DCP1568.64244.243.2175302061.04MCP2141.3166.6743.2175302556.17十一、新增主要设备一览表设备名称设备数量参数磷酸泵2台流量：20m3/h生石灰料仓1个55m3石灰乳反应槽1个120m3中和反应槽1个计量皮带1条沉降熟化槽1个离心机1台行车1台清水泵2台