GB T 29338-2012 磷酸(湿法)生产技术规范.pdf
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1、B ICS 71. 020 G 10 中华人民共和国国家标准GB/T 29338-2012 磷酸(湿法)生产技术规范Production technical regulation for phosphoric acid (wet-process) 2013-08-01实施2012-12-31发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检菠总局中国国家标准化管理委员会飞汗4时闹剧叫a叫阻四/川/Fm附GB/T 29338-2012 前本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准的附录A为资料性附录。本标准由中国石油和化工协会提出。本标准由全国化学标准化技术委员会元机技术委员会(SAC/T
2、C63/SC 1)归口。本标准负责起草单位=贵州开磷集团)有限责任公司。本标准参加起草单位z中海油天津化工研究设计院、瓮福(集团有限责任公司。本标准主要起草人z屈庆麟、周俊生、洪霞、陆思伟、万林、石秀明、刘海、姜庆泉。I GB/T 29338-2012 磷酸(湿法)生产技术规范1 范围1. 1 本标准规定了磷酸(湿法)生产企业的基本要求、磷酸湿法)生产原理、生产过程控制、生产设备维护和保养、产品品质要求、安全生产操作注意事项、污染物排放限值、数据采集与监测采样和污染物测定方法。本标准适用于现有、新建、扩建、改建和实施技改工程的磷酸(湿法生产企业。1. 2 磷酸(湿法)工程建设,除应符合本标准外
3、,还应符合国家有关工程质量、安全、职业卫生、消防等方面的强制性标准条文的规定。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修改单)适用于本文件。GB/T 2589 综合能耗计算通则GB 3095 环境空气质量标准GB 15580 磷肥工业水污染物排放标准GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法GB 16297 大气污染物综合排放标准GB 18599 一般工业固体废物储存、处置场污染物控制标准HG/T 4068 工业湿法粗磷酸HG/T 4069 工业湿法净化磷酸H
4、J/T 397 固定源废气监测技术规范3 术语3. 1 3.2 3.3 3.4 下列术语和定义适用于本文件。磷酸(湿法)phosphoric acid (wet-proc邸通常指用硫酸直接与磷矿反应制成的磷酸。二水法dihydrate Act 用硫酸与磷矿反应,生成磷酸和二水硫酸钙结晶的生产方法。半水法water-half Act 用硫酸与磷矿反应,生成磷酸和半水硫酸钙结晶的生产方法。半水二水法semi咐ater-dihydrateAct 用硫酸与磷矿反应,先生成磷酸和半水硫酸钙结晶,再水合成二水硫酸钙结晶的生产方法。1 GB/T 29338-2012 3.5 二水H半水法dihydrate-
5、halfwater Act 用硫酸与磷矿反应,先生成磷酸和二水硫酸钙结晶,再脱水成半水硫酸钙结晶的生产方法。3.6 磁石膏phosphogypsum 磷酸生产过程中生成的硫酸钙结晶石膏,即为磷石膏。3.7 装置可用率device availability 生产装置每年正常运行时间与生产装置每年设计运行时间的百分比,按式(1)计算z装置可用率=号主x100% . . 式中ztj一一生产装置每年设计运行时间,单位为小时(h);t2一一生产装置每年系统故障导致的停运时间,单位为小时(h)。3.8 磷回收率pbosphorus r配肝贺7获得的总磷量与进萃取糟总磷量的质量百分比,按式(2)计算:磷回收
6、率m些唔旦X1肌o0%.川.川.川.川.川.叫.川.叫.m句2X飞W2式中=ml 输出成品磷酸的质量的数值,单位为吨(t); 叫一输出成品磷酸含量以五氧化二磷(P20s)的质量分数计,数值以%表示zm2一一进入磷酸生产系统中干基磷矿石(以干基计的质量的数值,单位为吨。); W2 进入磷酸生产系统的磷矿石中五氧化工磷(Pz05)的质量分数,数值以%表示。4 基本要求4. 1 总圄布置要求4. 1. 1 厂区布置4. 1. 1. 1 总平面布置,应在总体规划的基础上,根据规模、生产流程、交通运输、环境保护,以及安全、卫生、施工及检修等要求,结合场地自然条件,经技术经济比较后择优确定。4. 1. 1
7、.2 总平面布置,应符合下列要求za) 在符合生产流程、操作要求和使用功能的前提下,建筑物、构筑物等设施,应联合多层布置zb) 按功能分区,合理地确定通道宽度zc) 厂区、功能分区及建筑物、构筑物的外形宜规整zd) 功能分区内各项设施的布置,应紧凑、合理。4. 1. 1.3 散发含尘含氟气体的装置应布置在厂区常年最小频率风向的上风的边缘地带。4. 1.2 厂房建筑4. 1. 2. 1 生产车间地面应平整,易于清扫。4. 1. 2. 2 多层厂房应有防止含氟气串流和扩散的相应隔离措施。4. 1. 2. 3 厂房建筑应具有足够使用的高度和面积,以利于通风。GB/T 29338-2012 4.2 工
8、艺设计要求4.2. 1 劳动安全卫生防护设施、环境保护设施应做到与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用,凡不符合劳动安全卫生标准、环境保护标准的,不得施工和投产。4.2.2 磷酸湿法生产工艺流程应包括萃取系统、过滤系统、浓缩系统、储存系统、氟回收系统和水处理系统、磷石膏储存系统。4.2.3 应采用先进的工艺和设备,使生产过程密闭化、机械化和自动化。4.2.4 磷酸(湿法装置的主体设备设计使用寿命不低于15年,装置的可用率应保证在95%以上。4.2.5 同一性质的生产工艺设备,宜集中布置,为劳动安全卫生防护及环境保护设施留出足够的检修空间。4.2.6 工艺设计应优化工艺流程,减少中转环节,缩
9、短运输距离,最大程度地达到节能效果。4.3 磷石膏储存与处置4.3. 1 磷石膏渣场建设应远离人口稠密区、水源区。4.3.2 磷石膏储存与处置符合GB18599的要求。4.4 工艺装置要求装置规模应符合国家和有关部门产业结构的相关规定。4.5 工艺装备4.5. 1 新建装置4.5. 1. 1 应同步建设原料加工系统,含氟气体回收利用系统,污水处理系统,磷石膏合理堆存,并逐步实现综合利用。4.5. 1. 2 原料加工流程应做到粉尘回收。4.5. 1. 3 含氟气体易泄漏、逸出的岗位,应有工业电视监控。4.5. 1. 4 尾气排放应实现在线监测。4.6 环撞保护4.6. 1 生产线应有含氟气处理装
10、置,大气污染物的源排放应满足GB16297的规定。4.6.2 应有磷石膏综合利用措施,磷石膏的排放应满足GB18599的规定,不污染周边环境。4.6.3 应有水循环利用系统,废水的排放应满足GB15580的规定。4. 7 经济技术评价指标经济技术评价指标应符合相关部门的规定。在国家没有相关规定时,企业参见附录A自行评价。5 磷酸(湿法生产原理5. 1 磷矿的酸分解(酸解用硫酸分解磷矿,生成磷酸和硫酸钙结晶的混合料浆。控制混合料浆磷酸溶液中的磷酸浓度、温度以及游离硫酸浓度得到三种不同的硫酸钙晶体,即二水硫酸钙(CaSO, 2HzO)、半水硫酸钙CaS04HzO)、元水硫酸钙(Ca灿。其总反应表示
11、如下z3 GB/T 29338-2012 CasF(PO)3 +5HzSO. +5nHzO =3H3PO.十5CaSO. nHzO t + HF t 在实际生产中,反应是分两步进行。(1) 磷矿颗粒首先被稀磷酸分解,生成磷酸一钙zCasF(PO.)3 + 7H3PO. =5Ca(HzPO.)z十HFt(2) 磷酸一钙继续与硫酸反应生成磷酸和二水硫酸钙结晶z5Ca(HzPO.)2 + 5HzSO.十5nHzO= 10H3PO. + 5CaSO. nHzO t 注2目前磷酸(湿法)生产中主要有二水法、半水法及其混合法,n为2古或00(3) 其他物质发生的副反应如下=磷矿中的Si02将与主反应生成H
12、F发生下述反应z6HF+SiO古=H主SiF十2HzOHzSiFs = SiF, t + 2HF干四氟化硅气体从反应槽逸出,在洗涤装置中用水吸收生成氟硅酸,同时析出易堵塞设备及管道的硅胶(Si02 nH20)。3Si几十(n+2)HzO二2HzSiFs+ SiOz nHzO t 磷矿中的铁、铝、锅、何等杂质与磷酸、氟硅酸发生下述反应:(Fe,Al)z3 + 2H3P04二Z(Fe,Al)P04t + 3HzO (Na.K)zO + HzSiFs = (Na.K)2SiF& t + HzO 磷矿中楼主要存在于碳酸盐中,与硫酸发生下述反应:CaC03 MgCO.十2H2SO,= CaSO.十MgS
13、O,十2HzO十2COzt CaC03十HzSO三CaSO.十HO+COz千生成的镜盐全部进入磷酸榕液中,对后工序生产将带来不利的影响。5.2 磷酸与磷石膏的过滤分离(过滤)磷酸(湿法)生产中将反应得到的磷酸和硫酸钙晶体磷再膏的混合料浆送到过滤矶上,采用真空过滤的方法进行被问分离,分别得到稀酸和磷石膏。并对过滤后的磷石膏滤饼进行逆流洗涤,充分回收磷酸。6 磷酸(湿法)生产过程控制6. 1 生产工艺过程原料质量要求6. 1. 1 磷矿质量要求:见表1。项目(P2 Os) 四(CaO)/w(P20S)一基本要求二注30%最低要求二注27%6. 1.2 硫酸质量要求z硫酸浓度注93(%)。4 1.
14、45 1.61 表1四(R20.) /W(P2 Os) 四(MgO)/w(P20S)细度(0.15 mm) 骂王10%5% 二80%11% 10% 二主80%G/T 29338-2012 6.2 主要设备性能6.2. 1 反应槽a) 料浆在反应槽中停留时间2h6 h,反应槽容积应满足料浆停留时间的要求zb) 工作压力z微负压;c) 槽体材质z混凝土或碳钢上衬胶再衬碳砖。6.2.2 过滤机单台过滤机过滤面积注80m2,过滤(P205)强度注4.0t/(m2 d)。6.3 湿法磷酸生产任务6.3. 1 用硫酸分解磷矿生成磷酸与硫酸钙结晶混合料浆,控制适宜的反应条件,以获得均匀、粗大、易于过滤洗涤的
15、硫酸钙结晶。6.3.2 用强制循环低位真空蒸发冷却料浆或用鼓风冷却料浆,移出反应余热,并将含氟尾气送到洗涤系统,经处理达标后排放。6.3.3 采用真空抽吸过滤、逆流洗涤工艺,对磷酸与硫酸钙结晶混合料浆进行液固分离和洗涤,控制适宜操作指标,尽可能提高过滤强度和洗涤率,达到最高的磷回收率,并将成品磷酸送到成品磷酸贮槽。6.3.4 采用湿法冲渣,将经过滤洗涤后的磷石膏,送人磷石膏再浆槽,由排渣泵送至磷石膏渣场。采用干法排渣,则将经过滤洗涤后的磷石膏通过皮带输送磷石膏渣场。6.3.5 将稀磷酸输人浓缩系统进行浓缩,获得需要浓度的浓磷酸,将浓缩后的成品酸送到磷酸贮槽储存。6.4 操作程序6.4. 1 开
16、车准备a) 磷酸生产作业人员上岗前应进行相应的培训,掌握生产原料、成品及中间产物特性及相应的安全知识,磷酸生产过程相关控制技术,并考试合格后才准予上岗作业Fb) 工序设备应经过专业专职人员对其进行联合检查,确认流程畅通,设备正常,并验收合格zd 确认电气、仪表正常;d) 准备足够的原料。6.4.2 开车程序6.4.2. 1 原始开车操作程序a) 向反应萃取槽加水至规定液位,启动其搅拌桨,并调节料浆SOa浓度至正常指标Fb) 在初次开车期间,应严格控制反应萃取槽的升温速率10C /h; c) 启动搅拌桨,根据反应槽中硫酸钙的结晶情况,作好过滤准备Fd) 启动过滤系统及排渣系统的所有设备,将滤液全
17、部返回反应萃取槽,当其槽位过高时适当将一部分滤液送到稀磷酸贮槽,待各项指标达到要求后,转人正常生产ze) 根据料浆液相P205浓度,调节滤液返回量,剩余滤液送到稀磷酸贮槽。6.4.2.2 短期停车后的开车程序a) 启动过滤系统及排渣系统的所有设备z5 GB/T 29338-2012 b) 向过滤机送料浆,调节反应萃取槽磷酸浓度,并向稀磷酸贮槽送磷酸zc) 按比例投人硫酸、磷矿至反应萃取槽,调节工艺指标到控制范围内zd) 将过滤机卸下的磷石膏送到磷石膏堆场堆放。6.4.3 停车程序6.4.3. 1 正常停车a) 关闭硫酸调节间,并停止输送磷矿精zb) 用回磷酸将料浆管内料浆置换完毕后停料浆泵Ec
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