Узбекский научно-исследовательский и проектный

Состав фосфогипса

Компоненты	кг/ч	%
	1261445	53,48
	15174	0,64
	19033	0,8
	24609,6	1,043
нерастворимый остаток	57991,06	2,46
	36915	1,56
	4930,6	0,21
Вода	938514,5	39,79
Всего	2358612,8	100,00

Содержание в гипсе

.
Количество влажного гипса, получающегося на 1000 кг фосфорной кислоты (20,5 % ),
.
Количество воды, которое необходимо подать на промывку фосфогипса, определяется из следующего баланса:
Поступает в систему (кг/ч)

Фосфорит. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	837053
Серная кислта (56%). . . . . . . . . . . . . . . . .	1337280
Всего. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	2174333

Уходит из системы (в кг/ч)

Влажный фосфогипс. . . . . . . . . . . . . . . . .	2358612,8
Продукционная фосфорная кислота. . . .	569974,63
Газообразная фаза. . . . . . . . . . . . . . . . . . .	171283,64
Испаряется вода в вакуум-испарителе. .	299771
Испаряется вода при фильтрации. . . . . .	26542
Всего. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	3426184

Необходимо подать воды на промывку фосфогипса

.
Сводный материальный баланс фильтрации

Приход	кг/ч	Расход	кг/ч
Пульпа из вакуум-испарителя	5720670	Продукционная фосфорная кислота	569974,63
Вода на промывку фосфогипса	1251851	Фосфогипс	2358612,8
		Фосфорная кислота на циркуляцию	2399819,5
		Промывная вода в цикл	1617572,8
		Испаряется вода в процессе фильтрации	26542
Всего	6972521,8	Всего	6972521,7

Расчет испарения влаги из пульпы в процессе фильтрации
Исходные данные

Фильтрация проводится под остаточным давлением^1 (в н/м^2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,547∙10^5
Фильтрация осуществляется в четырех зонах с трехкратной промывкой по противоточной схеме.
Количество жидкой фазы в фосфогипсе по зонам (в %):
2 зона (1 промывка). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	44
3 зона (2 промывка). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	42
4 зона (3 промывка). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	40
Концентрация в промывной воде (фильтрат) по зонам принимается следующая (в %):
В промывной воде, выходящей из 4 зоны (3 промывка) и поступающей в 3 зону (на 2 промывку). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	4,11
В промывной воде, выходящей из 3 зоны (2 промывка) и поступающей в 2 зону (на 1 промывку). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	11,8
Концентрация в жидкой фазе, оставшейся с фосфогипсом, по зонам (в %):
2 зона. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	21,25
3 зона. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	7,94
4 зона. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,70
Количество фосфогипса, снимаемого с фильтра (в пересчете на сухое вещество) (в кг/ч) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1415167,66

При съеме 800 кг/ч фосфогипса (пересчете на сухое вещество) с 1 м² фильтрующеё поверхности необходимая поверхность фильтрации составит

Количество отсасываемого воздуха
.
Для расчета принимается, что воздух через все зоны отсасывается в равных количествах
на зону.
где 4 – число зон фильтрации.
Первая зона фильтрации.
Из 1 зоны отсасывается фильтрат, представляющий собой раствор фосфорной кислоты концентрацией 32% , или 32∙1,38=44,2% , где поступающей пульпы 65°С. Принимается, что пульпа при фильтрации охлаждается до 63,5°С(принятая температура проверяется далее тепловым расчетом). Упругость паров воды над 44,2%-ной фосфорной кислотой при 63,5°С составляет 118 мм.рт.ст. или 0,157∙10⁵ н/м². Насышенность воздуха водяными парами 90%. Тогда упругость паров воды в отсасываемом воздухе будет
или ,
где 0,547∙10⁵ – остаточное давление, н/м².
Объем водяных паров в воздухе, отсасываемом из зоны фильтрации
или 7027,4 кг/ч.
Тепло, уносимое парами воды (7027,4 кг/ч),
,
где 2615 – энтальпия паров воды при 63,5°С, кДж/кг.
Следовательно, пульпа за счет тепла, уносимого с парами воды, охладится на

С учетом тепла в окружающую среду температура фильтрата примерно равна 63,55°С, что и было принято для расчета.
Четвертая зона фильтрации (3 промывка).
В четвертую зону из третьей поступает 1415167,66+1024776,64=2439944 кг/ч фосфогипс, в том числе 1415167,66 кг/ч твердой фазы и жидкой фазы (где 42 – содержание жидкой фазы в фосфогипсе, поступающем в 4 зону, %).
В жидкой фазе, оставшейся с фосфогипсом, содержится 7,94% , или 11% . Температура фосфогипса на фильтре принимается 52°С. Количество воды, поступающей на промывку, 1251851 кг/ч. Температура воды 55°С.
Средняя температура в 4 зоне
,
где 3,939 и 1,122 – теплоемкость жидкой и твердой фаз, кДж/кг∙∙град.
Принимается, что фильтрат охлаждается до 52°С (это температура проверяется далее тепловым расчетом).
В фильтрате 4 зоны содержится 4,11% , или 5,7% . Упругость паров воды над фильтратом при 52°С составляет 98 мм.рт.ст. или 0,131∙10⁵ н/м². При насыщении отсасываемого воздуха парами воды на 90% упругость паров воды будет
или .
Объем водяных паров в отсасываемом воздухе из 4 зоны фильтрации
или 5465кг/ч.
С парами воды (84 кг/ч) уйдет тепла
.
Следовательно, пульпа за счет тепла, уносимого с парами воды, охладится на

С учетом потерь тепла в окружающую среду температура фильтрата примерно равна 52°С, что и было принято для расчета.
Количество фильтрата (промывной воды), передаваемой из 4 зоны в 3 на промывку фосфогипса

Третья зона фильтрации (2 промывка).
В 3 зону из 2 поступает 1415167.66+1111917.45=2527085.46 кг/ч фосфогипса, в том числе 1415167.66 твердой фазы и жидкой фазы (где 44 – содержание жидкой фазы в фосфогипсе, поступающем в 3 зону, %).
В жидкой фазе содержится 20,5% , или 29,7% . Температура поступающего фосфогипса 52°С. Количество промывной воды, поступающей на промывку из 4 зоны, 1327717.46 кг/ч. В ней содержится 4,11% , или 5,2% . Температура промывной воды 52°С. Средняя температура при равенстве температур фосфогипса и промывной воды составляет 52°С. Принимается, что фильтрат охлаждается до 50°С (это температура проверяется далее тепловым расчетом).
В фильтрате 3 зоны содержится 11,8% , или 16,8% . Упругость паров воды над фильтратом при 50°С составляет 89 мм рт. ст., или 0,119∙10⁵ н/м². при насыщении отсасываемого воздуха парами воды на 90% упругость паров воды равна
или ,
Объем водяных паров в отсасываемом воздухе из 3 зоны фильтрации
или 4847 кг/ч.
С парами воды (4847 кг/ч) уйдет тепла
.
Следовательно, пульпа охладится на

С учетом потерь тепла в окружающую среду температура фильтрата примерно равна 50°С, что и было принято для расчета.
Количество фильтрата (промывной воды), передаваемой из 3 зоны во 2 на промывку фосфогипса

Вторая зона фильтрации (1 промывка).
Во вторую зону из первой поступает 1415167.66+1254960=2670127.7кг/ч фосфогипса, в том числе 1415167.66 твердой фазы и жидкой фазы (где 47 – содержание жидкой фазы в фосфогипсе, поступающем в 2 зону, %).
В жидкой фазе содержится 20,5% , или 29,7% . Температура поступающего фосфогипса 63°С. Количество промывной воды, поступающей на промывку из 3 зоны, 1322870.47 кг/ч. в ней содержится 11,8% , или 16,3% . Температура промывной воды 50°С.
Средняя температура во 2 зоне

Принимается, что фильтрат охлаждается до 54°С (это температура проверяется далее тепловым расчетом).
В фильтрате 2 зоны содержится 23% , или 31,8% . Упругость паров воды над фильтратом при 54°С составляет 102 мм рт. ст., или 0,136∙10⁵ н/м². При насыщении отсасываемого воздуха парами воды на 90% упругость паров воды равна
или ,
Объем водяных паров в отсасываемом воздухе из 3 зоны фильтрации
или 5725.65 кг/ч.
С парами воды (5725.65 кг/ч)уходит тепла
.
Следовательно, пульпа охладится на

С учетом потерь тепла в окружающую среду температура фильтрата примерно равна 54°С, что и было принято для расчета
Количества фильтрата (промывной воды), возвращаемого в цикл,


Количество воды, испаряемой при фильтрации и промывке,
17027.4+5725.65+4847+5465=23065.05 кг/ч.