Проект участка получения термической ортофосфатной кислоты

Национальный университет "Львовская политехника"
Кафедра химии и технологии неорганических веществ
Курсовой проект по дисциплине "Проектирование производств неорганических веществ"
На тему: Проект участка получения термической ортофосфатной кислоты
Львов 2023

Вихідні дані для розрахунку матеріального балансу:
Продуктивність установки (у кг/год. 100%-ї H3PO4) – 3000;
Вміст фосфору в технічному жовтому фосфорі, який надходить на перероблення (у % мас.) – 99,7;
Коефіцієнт надлишку повітря під час спалювання – 2,5;
Концентрація ортофосфатної кислоти у відхідних газах (у кг/м3) – 0,03;
Температура відхідних газів (у °C) – 140;
Температура повітря, яке надходить у піч (у °C) – 20;
Відносна вологість повітря (у %) – 70.

Вихідні дані для розрахунку теплового балансу:
Кількість фосфору, який надходить на спалювання (у кг/год) – 951,84;
Температура фосфору, який надходить на спалювання (у °С) – 70;
Концентрація ортофосфатної кислоти, яку подають на зрошення (у % мас.) – 70;
Температура ортофосфатної кислоти, яку подають на зрошення (у °С) – 42;
Температура ортофосфатної кислоти на виході з печі (у °С) – 90.

У курсовому проєкті наведено огляд та аналіз існуючих способів виробництва термічної ортофосфатної кислоти. На основі порівняльної характеристики різних способів виробництва термічної ортофосфатної кислоти вибрано двоступеневий метод, яким передбачено використання рідкого жовтого фосфору.
Виконано матеріальні розрахунки печі спалювання фосфору й електрофільтра і теплові розрахунки печі спалювання фосфору. За результатами розрахунків вибрано основне та допоміжне обладнання. На підставі цього розроблено технологічну схему дільниці одержання термічної ортофосфатної кислоти. Розглянуто відходи виробництва і запропоновано можливі шляхи їх утилізації.

Зміст

Вступ…………………………………………………………………………………....3
1. Огляд існуючих способів виробництва термічної ортофосфатної кислоти. Обґрунтування способу виробництва…………………………………………….......4
2. Характеристика сировини, матеріалів і продуктів……………………………....11
3. Теоретичні основи виробництва термічної ортофосфатної кислоти…………...15
3.1. Теоретичні основи окиснення фосфору киснем повітря………………...15
3.2. Гідратація фосфору (V) оксиду……………………………………………18
3.3. Абсорбція фосфору (V) оксиду та фосфатних кислот…………………...19
3.4. Туманоутворення під час конденсації пари ортофосфатної кислоти…...20
4. Опис схеми і технологічного режиму виробництва термічної ортофосфатної кислоти………………………………………………………………………………..21
5. Матеріальні й теплові розрахунки одержання термічної ортофосфатної кислоти………………………………………………………………………………..22
5.1. Матеріальний баланс печі спалювання фосфору………………………...22
5.2. Тепловий розрахунок печі спалювання фосфору………………………...24
5.3. Матеріальний розрахунок електрофільтра……………………………….28
6. Обґрунтування вибору та розрахунок основного апарата………………………29
6.1. Опис печі для спалювання фосфору………………………………………29
6.2. Конструктивний розрахунок печі для спалювання фосфору……………30
7. Вибір допоміжного обладнання…………………………………………………..31
8. Відходи виробництва та їх утилізація……………………………………………35
Висновки…………………………………………………………………………........38
9. Список використаної літератури……………………………………………….....39