Tính toán, thiết kế phân xưởng sản xuất phân bón supe photphat đơn năng suất 200.000 tấnnăm. PHẦN I : GIỚI THIỆU VỀ SUPE PHOTPHAT ĐƠN PHẦN II : CHỌN THIẾT BỊ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT PHẦN III : TÍNH TOÁN KỸ THUẬT
LỜI MỞ ĐẦU Phân khoáng muối có chứa nguyên tố cần thiết cho phát triển thực vật Trong đất thiếu nguyên tố thực vật tiêu hố, để đảm bảo cho phát triển tốt phải thường xuyên bổ xung nguyên tố dinh dưỡng cho đất Phân bón khơng làm tăng sản lượng mà làm tăng chất lượng nông sản Nước ta nước nơng nghiệp, phân bón ngành nông nghiệp nước ta quan trọng Các công ty phân bón nước ta chưa đáp ứng nhu cầu phân bón cho trồng, hàm lượng chất dinh dưỡng đất ngày nghèo nàn, nên cần phải cung cấp lượng lớn phân bón cho đất giúp trồng phát triển cho suất cao Trong loại phân bón Supe photphat có vị trí quan trọng Nó bổ sung P2O5 cho đất trồng để nâng cao xuất chất lượng nơng sản Supe có hai loại supe đơn supe kép, supe đơn có thành phần mơnơ canxiphotphat Ca(H2PO4)2.H2O canxisunphát Việc sản xuất supe đơn phù hợp với điều kiện công nghiệp trình độ sản xuất nước ta Trong supe đơn có thành phần canxisunfat vừa làm giảm chất lượng phân bón vừa gây cằn cho đất thành phần khơng có ích supe đơn Ở nước ta có hai cơng ty lớn sản xuất supe đơn Lâm Thao Long Thành không đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng nước Như phát triển ngành phân bón có ý nghĩa to lớn đến phát triển ngành nông nghiệp Với nhận thức tầm quan trọng đó,em chọn đề tài : “Thiết kế xưởng sản xuất supe photphat đơn với suất 200000 tấn/năm ” Mục đích đề tài : - Xây dựng sở thiết kế sản xuất supe photphat đơn - Tính kích thước chủ yếu thùng hóa thành Kết cấu đồ án : Nội dung gồm phần - Phần : Giới thiệu supe photphat đơn - Phần : Chọn thiết bị thuyết minh dây chuyền sản xuất - Phần : Tính tốn kỹ thuật MỤC LỤC PHẦN I : GIỚI THIỆU VỀ SUPE PHOTPHAT ĐƠN……………………… I Nguyên liệu sản xuất supe đơn…………………………………………… 1 Apatit……………………………………………………………………….1 Axit Sunfuric……………………………………………………………….2 II Thành phần supe photphat đơn……………………………………….2 Supe photphat đơn……………………………………………………… 2 Tính chất hóa lý supe photphat đơn……………………………… 3 Ứng dụng supe photphat đơn……………………………………….4 Tiêu chuẩn supe photphat đơn……………………………………… III Cơ sở hóa lý q trình sản xuất supe photphat đơn………………5 Độ hoà tan hệ CaO - P2O5 - H2O………………………………….5 Phân hủy quặng photphat……………………………………………… 2.1 Giai đoạn thứ phản ứng yếu tố ảnh hưởng………7 2.2 Giai đoạn thứ hai phản ứng…………………………………… 11 Thành phần pha supe giai đoạn thùng hóa thành kho ủ……………………………………………………………………………………… 12 Hấp thụ khí chứa Flo yếu tố ảnh hưởng…………………………14 4.1 Hấp thụ khí chứa Flo…………………………………………………15 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất thoát flo……………………15 4.3 Ảnh hưởng nồng độ axit H3PO4…………………………………15 4.5 Ảnh hưởng lượng axit H2SO4 tiêu chuẩn…………………………… 16 PHẦN II : CHỌN THIẾT BỊ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT………………………………………………………………………………….17 I Chọn thiết bị…………………………………………………………………17 Thiết bị sấy nghiền quặng…………………………………………………17 1.1 Thiết bị sấy…………………………………………………………….17 1.2 Máy nghiền búa……………………………………………………….18 1.3 Máy nghiền mịn……………………………………………………….18 Thiết bị trộn……………………………………………………………… 20 Thùng hóa thành………………………………………………………… 24 Hệ thống hấp thụ khí Flo………………………………………………….26 II Thuyết minh dây chuyền sản xuất…………………………………………27 Dỡ quặng toa xe lửa xuống chuyển vào kho……………………29 Sấy nghiền sơ bộ……………………………………………………….29 Nghiền quặng thành bột mịn…………………………………………… 29 Điều chế supe photphat trung hoà đợt I…………………………… 30 Ủ trộn supe kho trung hoà đợt II………………………… 31 Xuất supe lên phương tiện vận chuyển………………………………….32 Hấp thụ khí Flo…………………………………………………………….31 PHẦN III : TÍNH TỐN KỸ THUẬT………………………………………….33 I Tính tốn cân chất sản xuất supe……………………………………33 Quy đổi thành phần quặng ……………………………………………….33 1.1 Hàm lượng Floapatit………………………………………………….33 1.2 Hàm lượng CaCO3…………………………………………………… 34 1.3 Hàm lượng MgCO3……………………………………………………34 Q trình sấy quặng………………………………………………………35 Tính lượng axit tiêu hao………………………………………………….35 3.1 Lượng axit để phân hủy Floapatit theo phản ứng…………………35 3.2 Phản ứng axit H2SO4 CaCO3……………………………….35 3.3 Phản ứng axit H2SO4 MgCO3……………………………….35 3.4 Phản ứng axit H2SO4 với Fe2O3……………………………… 35 3.5 Phản ứng axit H2SO4 với Al2O3……………………………… 35 Tính cân chất pha loãng axit H2SO4………………………………36 Thành phần supe tươi khỏi phòng hóa thành phân giải 100 kg quặng ẩm………………………………………………………………………………36 5.1 Lượng chất tham gia tạo thành giai đoạn I…………………36 5.2 Lượng chất sinh giai đoạn từ đầu giai đoạn đến sau hóa thành………………………………………………………………………………… 39 Tính thành phần Supe giai đoạn kho ủ………………………… 44 6.1 Giai đoạn kho ủ……………………………………………………….44 6.2 Tính hàm lượng P2O5 hữu hiệu……………………………………… 45 Tính suất phân xưởng………………………………………………47 Cân chất phận hóa thành…………………………………….48 Xác định thành phần khí khỏi phận hỗn hợp hóa thành……50 9.1 Chọn quạt hút…………………………………………………………50 9.2 Thể tích khơng khí khơ khí vào……………………………… 51 9.3 Xác định nước vào theo khơng khí khơ……………………… 51 9.4 Tổng hợp nước có khơng khí khỏi phận hỗn hợp hóa thành………………………………………………………………………………….51 9.5 Lượng SiF4 khỏi phận hỗn hợp hóa thành 158,48 (kg/h) 51 9.6 Lượng SiF4 khỏi phận hấp thụ…………………………….52 9.7 Lượng CO2 vào phận hấp thụ…………………………… 52 9.8 10 Xác định lượng khơng khí……………………………………………52 Cân chất phận hấp thụ…………………………………….53 II Tính tốn cân nhiệt sản xuất supe……………………………54 Tính cân nhiệt pha loãng axit H2SO4 98% xuống H2SO4 68% 54 1.1 Nhiệt chất mang vào……………………………………………54 1.2 Tính lượng H2O cần làm lạnh G để giảm nhiệt độ axit 68% (nước có nhiệt độ vào 25oC nhiệt độ 55oC)………………………………………… 55 Cân nhiệt phân hủy apatit phận hỗn hợp hóa thành……56 2.1 Nhiệt vào……………………………………………………………….56 2.2 Nhiệt ra…………………………………………………………………60 Cân nhiệt phận hấp thụ flo…………………………………….61 PHẦN III : TÍNH TỐN KỸ THUẬT………………………………………….66 Phòng hóa thành………………………………………………………… 66 a Tính tốn thơng số khí chính…………………………………………….66 b Kiểm tra đắn chọn h=2,5 m………………………………… 67 c Xác định bề dày thùng hóa thành………………………………………… 68 KẾT LUẬN……………………………………………………………………… 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 78 DANH MỤC BẢNG Bảng : Tiêu chuẩn supe photphat đơn Bảng : Thành phần quặng apatit nguyên khai 30 Bảng : Thành phần % theo khối lượng quặng apatit 36 Bảng : Thành phần quặng apatit ứng với 100 (kg) quặng 37 Bảng : Thành phần 100 kg quặng apatit ẩm 37 Bảng : Cân vật liệu pha loãng axit 40 Bảng : Cân vật chất phận hỗn hợp hoá thành 47 Bảng : Cân vật chất phận hỗn hợp hóa thành 54 Bảng : Thành phần khí vào phận hấp thụ 57 Bảng 10 : Cân vật liệu trình hấp thụ 58 Bảng 11 : Cân nhiệt pha loãng axit 60 Bảng 12 : Nhiệt sinh số chất 62 Bảng 13 : Cân nhiệt phận hỗn hợp hóa thành 66 Bảng 14 : Cân nhiệt hấp thụ Flo 70 Bảng 15 : Thống kê thiết bị thông số dây truyền sản xuất supe 79 PHẦN I : GIỚI THIỆU VỀ SUPE PHOTPHAT ĐƠN I Nguyên liệu sản xuất supe đơn Nguyên liệu để sản xuất supe photphat đơn gồm có quặng chứa phốt axit sunfuric Quặng chứa phốt bao gồm loại: apatit, photphoric photphat thiên nhiên Ở nước ta để sản xuất supe photphat đơn quặng dùng chủ yếu apatit Apatit Người ta gọi apatit khống có thành phần chủ yếu floapatit, biểu thị công thức chung Ca10R2(PO4)6 rút gọn Ca5R(PO4)3 R F, Cl, OH CO3 Phổ biến floapatit Ca10F2(PO4)6; gặp Hyđroxylapatit; Cloapatit, phận canxi thay kim loại như: Ba, Sr, Mg, Mn, Fe Tỷ trọng apatit 3,18 3,21 g/ cm3; nhiệt độ nóng chảy 1400 15700C; khơng tan nước Ở nước ta mỏ apatit Lào Cai có trữ lượng lớn, hàng tỷ tấn, phẩm chất q, ngồi thành phần chủ yếu có tạp chất khác Quặng chia làm bốn loại: Quặng loại I: Loại quặng giầu gồm phần lớn floapatit, hàm lượng P2O5 trung bình 33 38%.Vốn photphat trầm tích, bị biến chất nhẹ, tinh thể flo apatit kết tinh dạng tinh thể nhỏ, khó nhận (ẩn tinh), với kích thước 0,008 0,02 mm Từ năm 1962 đến nay, nhà máy supe photphat Lâm Thao dùng loại quặng nguyên khai Hiện nay, trữ lượng quặng I khơng nhiều, nên xây dựng nhà máy tuyển, làm từ quặng loại III thành quặng tuyển tuyển nổi, hàm lượng P2O5 32,4% Quặng loại II: lớp quặng loại I loại III, quặng loại II quặng loại IV Quặng loại II có hàm lượng P2O5 bình quân từ 24 26% Trong quặng I lâu trở Lâm Thao, thường lẫn quặng loại II, dạng cục to, rắn Hiện quặng loại II cấp cho sản xuất phân lân nung chảy Quặng loại IV: Là loại quặng phải bốc đi, khai thác quặng loại II Hiện nay, nước ta quặng IV chưa sử dụng, hàm lượng P2O5 bình quân 12% nhiều nước, loại quặng tuyển Apatit loại I chiếm 9098% khống floapatit Nhờ ngành cơng nghiệp sản xuất phân lân, supe photphat hợp chất phốt nước ta có nguồn nguyên liệu dồi Hàm lượng P2O5 flo apatit Lào Cai vào khoảng : 3236% Theo thiết kế em thành phần quặng apatit có thành phần sau: Thành phần P2O5 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 CO2 SiO2 F H2O % khối lượng 34,5 49,3 1,8 1,0 1,0 6,1 0,6 3,2 2,5 Axit Sunfuric Axit sunfuric nguyên liệu để sản xuất supe photphat thường sản xuất trực tiếp axit cung cấp cho sản xuất supe photphat Trong hoá học axit sunfuríc xem hợp chất Anhydric sunfuric với nước, cơng thức hố học SO3.H2O H2SO4 , khối lượng phân tử : 98,8 (g) Axit thu có nhiều sản phẩm gồm: mono hydrat, oleum, axit lỗng có tính ăn mòn mạnh, axit đặc có tính thụ động Là chất lỏng khơng màu, sánh, có KLR = 1,8305 (g/ cm3), kết tinh áp suất thường( 760 mmHg) đến 2920C axit H2SO4 bắt đầu sôi Axit sử dụng thiết kế em 98% Nó lấy từ phân xưởng axit cung cấp cho phân xưởng sản xuất supe Nguồn nguyên liệu phân xưởng axit sunfuric S nhập từ nước II Thành phần supe photphat đơn Thành phần sản phẩm thiết kế : supe photphat đơn, bên cạnh sản phẩm có sản phẩm phụ ví dụ : Na2SiF6 , NaF , SiO2, 3NaF, AlF3 Ngoài ý nghĩa kinh tế việc thu hồi Flo bảo đảm vệ sinh công nghiệp, chống ô nhiễm môi trường Supe photphat đơn Supe photphat đơn loại phân bón photpho phổ biến nhất, loại bột màu xám, thành phần chủ yếu : - Ca(H2PO4)2.H2O : Monocanxi photphat - CaSO4 : Canxi sunfat - H3PO4 : Axit photphoric tự - FePO4.2H2O : Photphat sắt (III) - AlPO4.2H2O : Photphat nhôm - CaHPO4 : Đi canxi photphat - Ca5(PO4)3F : Apatit chưa phân huỷ Sản phẩm thu supe photphat đơn đánh giá theo hàm lượng P2O5 hữu hiệu Nghĩa P2O5 tan nước xitratamon Supe photphat Lâm Thao thường chứa 16,5 19% P2O5 hữu hiệu Tính chất hóa lý supe photphat đơn Supe photphat đơn loại bột tơi, xốp, có màu xám sẫm xám nhạt, trọng lượng riêng từ 1,1 1,5 (tấn/m3) Hàm lượng hợp chất photphat chứa supe photphat đơn tính phần trăm anhydrit photphoric tức phần trăm P2O5 = 273651,89 (kcal/h) Gọi Qsupe tổng lượng nhiệt supe mang khỏi phòng hóa thành Tổng lượng nhiệt : ∑QR = QTT + Qhh + QK + Qsupe = 88303,96 + 1023081,29 + 273651,89 + Qsupe = 1385037,14 + Qsupe Cân nhiệt lượng vào ta : ∑QV = ∑QR = 2943465,24 (kcal/h) → Qsupe = 1558428,10 (kcal/h) Nhiệt độ supe tươi mang 1: t = = 103,87 (oC) Trong đó: lượng supe tươi khỏi phòng hóa thành C = 0,477 (kcal/kg.độ) nhiệt dung supe tươi Bảng 13 : Cân nhiệt phận hỗn hợp hóa thành 62 Chất vào Nhiệt lượng (kcal/h) Apatit ẩm 2,5% Chất Nhiệt lượng (kcal/h) 71839,44 Nước bốc 1023081,24 Khơng khí 56974,14 Khí 273651,89 Axit 68% 904644,46 Nhiệt tổn thất 88303,96 Nhiệt phân huỷ 19100072,2 Nhiệt supe mang 15584284 vào 2943465,24 2943465,24 Cân nhiệt phận hấp thụ flo Ở phần tính tốn cân vật liệu ta coi H2O CO2 không bị hấp thụ phận hấp thụ Flo ta coi bỏ qua nhiệt lượng phần nhỏ nước từ hỗn hợp khí chuyển vào dung dịch Nhiệt lượng vào : Bao gồm nhiệt lượng hỗn hợp khí, nước đưa vào nhiệt phản ứng - Nhiệt lượng hỗn hợp khí đưa vào QK1 phần tín cân bằng, nhiệt phận hỗn hợp hóa thành nhiệt lượng khí mang t = 850C QK = 273651,89 (Kcal/h) - Tổn thất nhiệt ống dẫn chọn 2% QK nhiệt lượng hỗn hợp khí mang vào là: QK1 = 98% QK = 268178,85 (kcal/h) - Nhiệt lượng phản ứng tỏa : SiF4 + H2O → H2SiF6 + SiO2 HPư = ( +) – (3 + ) = (2 542,3 + 202,62 ) – (3 362,1 + 68,37 ) = 132,55 (kcal) Nhiệt lượng tỏa để tạo thành 56,07 kg H2SiF6 là: Qpu = 132,55 = 25805,83 (kcal/h) 63 Với 144g khối lượng mol H2SiF6 - Nhiệt lượng nước mang vào : Q3 = t = 422,95 25 = 10573,75 (kcal/h) Hay Q3 = 10,57 103 (kcal/h) Trong : = (Kcal/h.độ) nhiệt dung nước = 422,95 kg/h lượng nước vào phận hấp thụ Flo t= 250C nhiệt độ nước Vậy tổng nhiệt vào : QV = Qk1 + Qpư + Q3 = 268178,85 + 25805,83 + 10573,75 = 304558,43 (kcal/h) Nhiệt lượng : Gồm nhiệt hỗn hợp khí mang nhiệt độ 350C axit H2SiF6 10% mang SiO2.H2O mang - Nhiệt khí mang : QK2 = ( + CKKK ) t Trong : , , GKKK, khối lượng khí thành phần hỗn hợp khí sau hấp thụ ta tính phần cân phận hấp thụ Ở nhiệt độ 68 oC tra bảng : CKKK = 1,008 (KJ/kg độ) = 0,241(Kcal/kgđộ) = 0,855(KJ/kg độ) = 0,2042(Kcal/kgđộ) = 1,863 (KJ/kg độ) = 0,445 (Kcal/kgđộ) = 0,1445 (KJ/kg độ)= 0,0345(kcal/kgđộ) Từ ta có: QK2 = ( 763,66.0,2042 + 2036,24.0,445 + 0,0345.160,38 + 0,241.9087,54).68 QK2 = 229644,72 (Kcal/h) 64 - Nhiệt tổn thất : Qtt lấy 5% nhiệt vào Qtt = 5% QV = 5% 304558,43 = 15227,92 (Kcal/h) - Nhiệt độ SiO2.H2O mang ra: gọi t nhiệt độ dung dịch H2SiF6 10% Q3’ = G.C.t = 21,03 ( 1).t = 7,72.t (Kcal/h) Với G = 21,03 (kg/h) lượng SiO2.H2O tạo thành C = 0,177 (Kcal/kg độ) nhiệt dung SiO2 C= (Kcal/kg độ) nhiệt dung nước 78; 60; 18 phân tử lượng SiO2.H2O; SiO2; H2O - Nhiệt dung dịch axit H2SiF6 10% mang ra: Dung dịch H2SiF6 10% có chứa 56,07 H2SiF6 Vậy 560,7 kg dung dịch H2SiF6 10% có chứa 560,7 – 56,07 = 504,63 (kg/h) Nhiệt dung H2SiF6 tính theo cơng thức Cp = cini (kcal/mol độ) C = 4,3 + 5,8 + 7,0 = 56,4 (cal/mol độ) Trong đó: CH = 4,3 (cal/mol độ) Csi = 5,8(cal/mol độ) CF = 7,0 (cal/mol độ) 56,4 3 C = 56,4 (cal/mol độ) = 144.10 0,3916 (Kcal/mol độ) 144.10-3 khối lượng mol H2SiF6 Vậy nhiệt dung dịch H2SiF6 10% mang là: Q’4 = (56,07.0,3916 + 504,63.1)t = 526,29.t (Kcal/h) Với : t : nhiệt độ dung dịch H2SiF6 mang C = (Kcal/kg độ) nhiệt dung H2O Tổng nhiệt : 65 Qra = Qk2 + QTT + Q'3 + Q'4 = 229644,72 + 15227,92 + 7,72.t + 526,59.t = 244872,64 + 534,21.t (Kcal/h) Cân nhiệt vào xác định nhiệt độ dung dịch H2SiF6 10%: Qvào = Qra 304558,43 = 244872,64 + 534,21.t t = 111,71 oC Q3’ = 7,72.111,71 = 862,40(Kcal/h) Q4’ = 526,59.111,71 = 58825,37 (Kcal/h) 66 Bảng 14 : Cân nhiệt hấp thụ Flo Nhiệt vào (kcal/h) Nhiệt (kcal/h) Khí mang vào 268178,85 Khí mang 229644,72 Nhiệt phản ứng 25805,83 Nhiệt tổn thất 15227,92 Nhiệt nước 10573,75 Nhiệt SiO2.H2O mang 862,40 Nhiệt dung dịch H2SiF6 58825,37 mang vào mang vào 304558,43 ra 305560,41 Sai số : 100% = 0,32 % 67 PHẦN III : TÍNH TỐN KỸ THUẬT Tính chọn thiết bị Phòng hóa thành 1.1 Tính tốn thơng số khí Năng suất supe tươi khỏi phòng hóa thành : Gsupe = (kg/h) Lưu lượng khí phòng hố thành : Vsupe = = 20,19 (m3/h) Với tỷ trọng supe d = 1,5.103 kg/m3 khối lượng riêng supe - Thời gian lưu supe phòng hố thành T= 90 phút - Thể tích supe chiếm chỗ phòng hố thành là: Vsupe = 90 = 30,29 (m3/h) - Chọn đường kính ống trung tâm d1 = m 0,025 Khoảng cách khe hở từ thân Karusen với thành phòng hố thành 0,25 (m) Chiều sau dao cắt ăn vào ống trung tâm 0,25 (m) Đường kính dao cắt dn đường kính phòng hố thành là: D= 2 dn 0,5d ong 0,25 = dn (1 0,025).0,5 0,25 Hay D = 2dn + 0,76 dn= D - 0,38(m) D dn 1m 68 Diện tích khối supe chiếm chỗ: S = Sht – Sn – Sống – 0,5 (m2) Với: Sht : diện tích mặt cắt ngang phòng hố thành (m2), Sht = 0,785D Sn : diện tích dao cắt Sn == 0,785 dn2: Sống = 0,785 (dống – 0,2)2 = 0,5024 (m2) diện tích thực tế mà ống trung tâm chiếm chỗ 0,5m2 diện tích phần gỗ ốp phần ống trung tâm để thích hợp với nở khối supe (lớp gỗ dày 0,25m) Vậy: S = 0,785D2 - 0,785 (- 0,52)2 - 0,5024 - 0,5 = 0,589 D2 + 0,41D - 1,21 (m2) - Chọn chiều cao phòng hố thành h = 2,5m thì: Vsupe=×∆S×h=×(0,589D2+0,41D-1,21)×2,5 = 35,77(m3) =>D = 5,86 (m) Ta chọn : D = 6(m) - Vậy phòng hố thành có đường kính 6m, có chiều cao 2,5 m - Đường kính dao cắt là: dn = D - 0,525 = �6 - 0,525 = 2,475 (m) II.1 Kiểm tra đắn chọn h=2,5 m Với D = S = 0,589×62+0,41×6-1,21=22,454(m2) - Chiều cao thực khối supe: Hsp== =1,593< 2,5 (1,593< 1,667) =>Vậy chiều cao thực khối supe nhỏ chiều cao thực 2/3 chiều cao phòng hố thành, ta chọn chiều cao phòng hố thành 2,5m hợp lý 69 - Lấy chiều cao từ đáy phòng hố thành tới nắp 2,0m chiều cao nắp phòng hố thành 0,5m - Kiểm tra đắn chọn đường kính ống trung tâm phải có kích thước hợp lý để supe khỏi bị cản trở Muốn supe rơi ống phải rơi tự Thời gian rơi tương ứng với supe cao là: T= = = 0,57(s) - Thể tích tối đa supe chiếm chỗ ống trung tâm là: V = VSP x T = ×0,57=0,006(m3) - Thể tích ống trung tâm là: Vống = 0,785d2 = 0,785 x 12 = 0,785 m3> 0,006(m3) =>Vậy Dống = (m) kích thước đạt điều kiện cho phép II.2 Xác định bề dày thùng hóa thành Thùng hóa thành phải có bề dày đủ để chứa supe hạn chế nhiệt lượng khối supe Ở ta tính bề dày để đạt yêu cầu giữ nhiệt cho supe, để bảo đảm giữ nhiệt bề dày phòng hóa thành phải đủ để nhiệt truyền từ phòng hóa thành 0,8 nhiệt tổn phận hỗn hợp hóa thành Thùng hóa thành vỏ có lớp sau Trong lớp nhựa epoxy dày 5mm, tiếp đến lớp gạch chịu axit trát vừa dibazơ dày 25mm, tiếp đến lớp betong cốt thép chịu axit (có độ dày phải tính tốn) ngồi lớp thép dày 10mm - Nhiệt lượng truyền từ khối supe môi trường qua lớp phòng hóa thành sau: F (tT1 tT2 ) 0, �Q.H 1 Q = 2 3 4 Trong đó: tT1 : nhiệt độ supe phòng hóa thành tT1 = 103,87oC 70 tT2 : Nhiệt độ vỏ ngồi phòng hóa thành lấy = 25oC : Độ dẫn nhiệt thép = 54,4 W/m độ = 0,01m độ dày vỏ thép ,, độ dẫn nhiệt epoxy, gạch chịu axit betong độ dày nhựa epoxy, gạch chịu axit betong - F: bề mặt truyền nhiệt: lấy bề mặt thùng hóa thành F=d×D×H+2πD2/4 =3,14×6×2,5+2×3,14×62/4=103,62(m) Với: D, H đường kính chiều cao thùng hóa thành =>Vậy : Q = = 0,8××100648,01 - Giải phương trình =0,039(m) lấy tròn = 0,04 (m) Vậy vỏ phòng hóa thành gồm lớp nhựa epoxy dày 10mm lớp gạch chịu axit dày 100mm, tiếp đến lớp betong cốt thép dày 40mm, lớp vỏ thép dày 10mm Tổng bề dày vỏ phòng hóa thành là: = 0,01 + 0,01 + 0,1 + 0,04 = 0,16(m) - Tổng đường kính ngồi: Dngồi = D + 2= + x 0,16 = 6,32 (m) => Chọn Dngoài = 6,5 m - Tổng chiều cao ngoài: Hngoài = h + 2= 2,5 + x 0,16 = 2,82 (m) => Chọn Hngoài = m * Tính tốc độ quay phòng hóa thành Ở phần lý thuyết coi khối supe ủ phòng hóa thành 90 phút đủ để supe đóng rắn lượng Floapatit phân giải đầu giai đoạn đến kết thúc giai đoạn hóa thành 60% lượng Floapatit lại kết thúc giai đoạn - Khi phòng hóa thành quay vòng tức góc nhỏ có mặt phận vách ngăn dao cắt Xét phần tử supe trung bình khối supe phòng hóa thành 71 phòng hóa thành quay quay theo cung tròn qua tâm dao cắt cung tròn có tâm phòng hóa thành bán kính R’ = 1/2 (D - dn) - 0,25 = 1/2 (6 - 26,2) - 0,25 hay R' = 1,5 (m) Chiều dài cung tròn hiệu chu vi vòng tròn với đường kính cung tròn tức là: L = R' - 2R' = (3,14 - )R' = 4,28 R' Vậy phòng hóa thành quay góc 360oC phần tử quay góc L 4,28R ' 360 360 245,4 ' ' DR 2.3,14.R Lấy = 245,4o góc quay trung bình khối supe phòng hóa thành quay 3600 Vậy chu kỳ quay phòng hóa thành là: T T = 90 = 90 = 124,7 phút/vòng Với 90 phút thời gian lưu Supe phòng hóa thành * Tốc độ dao cắt: Trên phận dao cắt ta thiết kế 12 dao cắt ngòai 12 dao cắt - Kích thước dao cắt ngòai 150 x 200mm - Mỗi dao cắt cắt khối supe có kích thước khoảng 120 x 200 x 150 V 22,8 8,6 V , 044 60 mm Thể tích khối là: V1 = 0,12 0,2 0,15 = 0,0036 (m3) - Một vòng quay dao cắt, cắt được: V2 = 12 0,0036 = 0,044 (m3) - Vậy tốt độ quay dao cắt là: n = = = 7,65 vòng/phút lấy tròn vòng/phút 72 Với V = 20,19 m3/h lưu lượng supe tươi * Kích thước ống nguyên liệu vào: Supe chảy từ phận hỗn hợp xuống hóa thành với lưu lượng V = 20,19 m3/h vận tốc trung bình supe 1m/s Vậy diện tích ống nguyên liệu là: S = = 0,0056 (m2) - Chọn ống nguyên liệu vào hình vng có cạnh là: a = = = 0,075 ( m) * Kích thước ống khí Khi khỏi phòng hóa thành với lưu lượng 7.500m3 tiêu chuẩn 1h với vận tốc ống khí 15m/s khí điều kiện 850C Lưu lượng khí là: V= = = 9835,17 m3/h Chọn ống khí hình tròn đường kính là: d= = = 0,48 m Vậy đường kính ống khí lấy tròn 0,5 (m) * Kích thước vách ngăn: Vách ngăn ống trung tâm nối liền lắp vào nắp phòng hóa thành Vách ngăn có tác dụng ngăn khơng cho supe chuyển động q vòng theo hóa thành nhằm hỗ trợ cho phận dao cắt, cắt triệt để supe vào ống trung tâm Do vách ngăn phải đặt sát dao cắt vách ngăn phòng hóa thành cách núp dao cắt 0,25 m Vậy vách ngăn có hình dạng khun ơm gọn phần gỗ ốp ống trung tâm chiều dài thẳng vách ngăn là: L = 1/2 (D + d(ống)) = 1/2 (6 + 1) = 3,5 (m) Lấy hệ số độ cong vách ngăn 1,1 chiều dài thực vách ngăn là: L = 1,1 3,5 = 3,85 (m) 73 Chiều cao vách ngăn chiều cao phòng hóa thành h = 2,5 m Vách ngăn làm thép bên lát gạch chịu axit trát vữa đibazơ dày 20mm phủ lớp nhựa êbôxi chống axit dày 5mm Bảng 15 Thống kê thiết bị thông số dây truyền sản xuất supe STT Tên thiết bị Thùng hóa thành Đặc tính kỹ thuật - Bên đổ betong xây lớp gạch chịu axit Chu kỳ quay 124,7 phút/vòng Tốc độ dao cắt vòng/phút Kích thước - Đường kính D = m Chiều cao H = 2,5 m Đường kính dao cắt dn = 2,49 m Đường kính ống trung tâm d1 = m x 0,25 Chiều sâu dao cắt vào ống trung tâm 0,25 m Ống nguyên liệu vào hình vng, có cạnh a = 0,075 m Ống khí d = 0,48 m Chiều cao vách ngăn h = 2,5 m KẾT LUẬN Sau thời gian làm việc tính tồn thiết kế, hướng dẫn bảo cô Bùi Thị Vân Anh thầy giáo khác, em hồn thành xong đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất supe photphat đơn suất 200.000 tấn/năm từ quặng apatit Lào Cai Quá trình thiết kế giúp em biết cách tiến hành tính tốn phân xưởng sản xuất Đó kinh nghiệm tốt để sau giúp em đảm nhận công việc kỹ sư Việc thực đồ án giúp em ôn lại, củng cố mở rộng thêm kiến thức, học 74 thêm kiến thức Trong q trình hồn thành đồ án, em vận dụng lý thuyết thực tế, kinh tế kỹ thuật Do khả có hạn, tài liệu ít, kiến thức hạn hẹp, đồ án em khơng tránh khỏi sai sót Mong thầy bạn góp ý để em rút kinh nghiệm tốt cho đồ án Em xin chân thành cảm ơn cô TS.Bùi Thị Vân Anh thầy cô môn vô tập thể sinh viên lớp Công Nghệ Vô Cơ-K57 giúp em hoàn thành đồ án 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Pts Trần Xoa– Pgs, Pts.Nguyễn Trọng Khuông Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội - năm 1992 [2] Pts Trần Xoa – Pgs,Pts Nguyễn Trọng Khng Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất tập NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội - năm 1999 [3] Đỗ Bình Cơng nghệ sản xuất axit sunfuric Đại học Bách Khoa - năm 2004 [4] TS.Trần Thị Hiền Bài giảng kỹ thuật sản xuất phân bón vơ [5] Bùi Song Châu Kỹ thuật sản xuất muối khoáng Đại học Bách Khoa - năm 2002 [6] Nguyễn An Giáo trình kỹ thuật phân khoáng Đại học Bách Khoa - năm 1978 [7]Vũ Xuân Nùng 20 năm sản xuất supe photphat đơn Tổng cục hố chất - năm 1983 [8] Hồng Nhâm Sổ tay hoá học NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội - năm 1973 [9] Nhóm kỹ sư phong kỹ thuật than Hòn Gai Tiêu chuẩn than Việt Nam Tổng cơng ty than Hòn Gai - năm 1979 [10] Sổ tay hoá hoc perry - năm 2008 [11] Nguyễn Minh Tuyển (2006) Q trình thiết bị trộn cơng nghệ NXB Xây dựng Hà Nội 76 ... Ngồi supe photphat đơn dùng để sản xuất loại phân bón hỗn hợp P-K NPK, dùng để sản xuất chất khoáng bổ xung thức ăn cho gia súc Tiêu chuẩn supe photphat đơn Supe photphat đơn sản xuất công ty supe. .. nghiệp sản xuất supe photphat biến thành sản phẩm phụ, 15 vấn đề thu hồi Flo vấn đề quan trọng sản xuất supe photphat. Trong công nghiệp sản xuất supe photphat thường hấp thụ khí flo để sản xuất. .. đơn …………………………………….2 Supe photphat đơn …………………………………………………… 2 Tính chất hóa lý supe photphat đơn …………………………… 3 Ứng dụng supe photphat đơn …………………………………….4 Tiêu chuẩn supe photphat đơn …………………………………… III Cơ sở hóa