化工工艺学章 化肥

化工工艺学章化肥第1页，共51页，2023年，2月20日，星期一第2章目录2.1氮肥2.1.1尿素2.1.2硝酸铵4.2磷酸和磷肥4.3钾肥4.4复合肥第2页，共51页，2023年，2月20日，星期一尿素P53

氮肥的品种主要有尿素、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等，其中尿素是最主要的氮肥，农业需求大，产量大，工业规模大，生产技术先进。一、尿素的主要性质和用途1、物理性质分子式：尿素Urea，分子式为CO(NH2)2，分子量60.06。性状：纯尿素为白色、无臭的针状或棱柱状结晶体，工业产品因略带杂质而略带红色。熔点：132.7℃特性：尿素易溶于水和液氨。尿素有吸湿性，易潮解。第3页，共51页，2023年，2月20日，星期一2、化学性质①水解反应尿素在水中会水解，生成氨和二氧化碳，但常温下很慢。②异构化尿素在常压下加热到接近熔点时开始异构化，形成氰酸铵，接着分解成氰酸和氨。③缩合反应尿素水溶液持续加热发生缩合反应，生成缩二脲。

2NH2CONH2=NH2CONHCONH2+NH3降低压力、升高温度和延长加热时间都会加速缩二脲生成。但当有氨时，压力为10.1~20.2MPa缩二脲和氨可逆向生成尿素。这一点在尿素生产过程中很重要。④络合反应尿素在强酸溶液中呈弱碱性，能与酸作用生成盐。尿素与盐类与有机化合物作用可生成络合物。Ca(H2PO4)2•H2O+CO(NH2)2=CO(NH2)2•H3PO4+CaHPO4+H2O第4页，共51页，2023年，2月20日，星期一3、尿素的用途P54①肥料用：尿素最重要的用途是作肥料，它是高效优质的氮肥，含氮量高达46%以上。尿素实际上是在土壤中转变成碳酸铵后水解及硝化被植物吸收的。②工业用：主要作为高聚物的合成材料。用于生产塑料、喷漆、粘合剂的原料；作为油墨颜料、炸药、纺织等的添加剂；还用于生产镇静剂、洁齿剂等。第5页，共51页，2023年，2月20日，星期一二、尿素生产的基本原理工业合成尿素的反应通常认为分两步：

2NH3(l)+CO2(l)=NH4COONH2(l)+Q

快

NH4COONH2(l)=CO(NH2)2(l)+H2O(l)-Q慢第一反应放热很多，H1=-86.93kJ/mol;第二反应吸热，H1=28.45kJ/mol。水解反应CO(NH2)2+H2O→NH4COONH2+H2O→(NH4)2CO3+H2O→CO2+NH3

缩合反应2CO(NH2)2=NH2CONHCONH2+NH3反应体系为5组分多相平衡体系，除化学平衡外，还有气液平衡：

NH3(g)=NH3(l)CO2(g)=CO2(l)H2O(g)=H2O(l)副反应主反应1、尿素合成的化学原理P54第6页，共51页，2023年，2月20日，星期一尿素生产是在高压下进行的，所以体系偏离理想溶液很远。几个平衡计算的经验公式如下。①1986年苏联库切里亚维的CO2平衡转化率x计算公式：x=34.28a-1.77a2-29.30b+3.699ab+0.09129t-0.07482at-5.395×10-6t3+0.002293P-112.1(2.1.1)②上海化工研究院在氨碳比2.5~4.5,水碳比0.2~1.0，温度75~195℃条件得出的公式为：x=14.87a-1.322a2+20.7ab-1.83a2b+167.6b-1.217bt+5.908t-0.01375t2-591.1(2.1.2)式中a,b分别为初始反应物中氨碳比、水碳比；t为反应温度，℃；P为体系绝对压力，0.1MPa。上式平衡转化率以百分数表示。第7页，共51页，2023年，2月20日，星期一图2.1Mavrovic平衡转化率算图工业上常用的x(CO2)简化算法——马洛维克算图练习：t=170℃a=4,b=0.3K=？,x=?第8页，共51页，2023年，2月20日，星期一(1)T（185~190℃）温度较低时平衡转化率随温度升高而增加，在195~200°C时达最大，温度再高，平衡转化率反而下降。尿素平衡转化率与温度的关系如图2.2。P56工业生产中，除考虑平衡转化率外，还要考虑设备耐腐蚀的温度限制，实际温度要选择低些，一般为180~200℃.1701801902002102、水溶液全循环法尿素合成的工艺条件P56第9页，共51页，2023年，2月20日，星期一(2)氨碳比(4.0~4.5)

CO2过量影响小，氨过量提高转化率明显。氨碳比的影响如图2.3.全循环法4.0~4.5

，汽提法2.8~2.9。(3)水碳比(0.6~0.7)水碳比增加0.1,转化率下降约1％。全循环法0.6~0.7

，汽提法0.3~0.4。(4)惰性气体含量合成氨来的CO2中含有少量H2和N2等惰性气体，惰性气体会导致CO2转化率降低。生产中要求CO2摩尔分数>98%,H2越少越好。图2.3第10页，共51页，2023年，2月20日，星期一(5)P(19.5~21.5MPa)对液相反应压力影响很小。但由于体系存在气液平衡，操作压力不能小于平衡压力。平衡压力与温度的关系如图2.4。T↑平衡P↑平衡压力与组成的关系很复杂，实验得出的关系如图2.5。图2.4图2.5第11页，共51页，2023年，2月20日，星期一最低平衡压力下的氨碳比经验式：

amin=0.01519t+0.005626tb-0.7287b-1.78×10-3(2.1.3)全循环法，合成塔顶液相平衡压力约16.5MPa，实际操作压力选19.5MPa左右；汽提法，合成塔顶液相平衡压力约12MPa，实际操作压力选13.5-14.5MPa。相平衡计算很复杂,综合诸因素有下列经验公式：P=54.75a-10.1ab-90.25b-0.1502at+2.059×104b/t-3.581t+2.099×10-2t2(2.1.4)式中P为表压，0.1MPa；温度175~195°C，水碳比0.2~1.0，氨碳比较高。3、尿素合成过程的相平衡P57（了解）第12页，共51页，2023年，2月20日，星期一另一个经验公式为：

气相氨碳比气相中可忽略尿素和水，液相中将尿素和水看成一个组分，可将体系简化为三组分。压力固定时，NH3和CO2体系的相图如图2.6。第13页，共51页，2023年，2月20日，星期一压力固定时三元立体相图如图2.7。压力固定时将各等温面投影到平面上，可得图2.8的三元平面相图。图2.7第14页，共51页，2023年，2月20日，星期一从图中可看出，当压力和温度不变时，体系吸收或散发热量，溶液组成必沿等温线移动；当压力不变时，化学平衡等压线与顶脊线交点的平衡温度最高，此时转化率最高，能耗最少。图中Y点表示一适宜操作点。此点温度最高，尿素+水的含量最高（有利甲铵转化，降低热能消耗），压力最低（可节省动力）。如选择更高压力，则平衡温度比上述Y点温度高。虽有利于尿素合成反应，但合成塔材料必须更耐腐蚀。如选择较低压力，则平衡温度较低，CO2转化率下降。第15页，共51页，2023年，2月20日，星期一4、尿素合成反应的动力学P61（了解）尿素合成反应速率取决于液相中甲铵脱水这一控制步骤的速率。其动力学方程式参见P61通常尿素合成反应需30~50分钟。传质过程：合成塔内压力高，传质速率快，气体流动快。合成塔内液相中尿素和水含量越多，越有利于平衡气相中NH3和CO2转入到液相。反应初期，气相CO2和NH3平衡分压高，向液相传质推动力p-p*不大。随着反应的进行，液相中生成尿素增多，气相中CO2和NH3不断转移到液相使其平衡分压下降，推动力增大。第16页，共51页，2023年，2月20日，星期一流动状况：合成塔中CO2和NH3转移到液相中的速度也与塔内流动状况有关，影响因素有：a.塔的高径比：高径比越大，塔越细长，越趋于置换型；b.生产强度：生产强度大，流速大，混合加大；c.惰性气体含量：含量高，气体体积大，混合加剧；d.操作压力。压力高有利于气体溶于液相，搅混少，压力越高越接近置换型。当操作压力高出5-7MPa时，接近活塞流。合成塔结构：若将塔内流动设计为置换型，在达到同样转化率的条件下，置换型所需的反应容积比混合型反应容积小得多。塔内筛板较多，可以看成是由若干个串联的、混合的小室组成。虽每个小室接近理想混合型，但就整个塔来说，其流动状况却接近理想置换型。生产实践表明，当物料停留时间相同时，有筛板的塔的效率比无筛板塔高得多。当转化率相同时，有筛板的塔生产强度大，物料停留时间较短。第17页，共51页，2023年，2月20日，星期一尿素合成塔第18页，共51页，2023年，2月20日，星期一5、未反应物的回收及副反应P61(1)未反应物的回收为了有效利用原料，必须将产物尿素与甲铵的混合物中的甲铵分离出来循环利用。甲铵分解化学反应

NH4COONH2(l)=2NH3(g)+CO2(g)

-Q反应是吸热的，减压和加热有利于甲铵的分解。纯固体甲铵的离解压力与温度的关系可用下式

lgP=-2748/T+8.2753(2.1.11)

式中P的单位为0.1MPa。

但是，分解温度过高，会发生尿素缩合、水解等副反应；分解压力过低，使冷凝吸收效率下降，增加动力消耗。工业上多用多段减压方式。第19页，共51页，2023年，2月20日，星期一全循环法工艺甲铵分解率a、总氨蒸出率aNH3、分解气中含水量GH2O与分解温度t的关系如下：中压段分解压力为1.67~1.96MPa时

a=-8.81+0.115625t–0.000346t2aNH3=0.03837t0.616

GH2O=1.216×10-10

t4.123低压段分解压力为0.29MPa时

a=0.5101+0.01903t–6.09×10-5

t2aNH3=0.271+0.0094t

-3.1×10-5

t2

GH2O=1.11×10-11

t4.906第20页，共51页，2023年，2月20日，星期一采用气提法流程时，系统理论操作压力为式中PS为纯甲铵分解压力。0.53是由纯甲铵分解平衡常数关系推出的：从上式可看出，当用纯CO2或NH3来气提时，都可使压力趋于无穷，理论上甲铵可完全分解。(2.1.18)第21页，共51页，2023年，2月20日，星期一(2)尿素合成副反应在尿素生产过程中，主要有两类副反应：尿素缩合反应和水解反应。①尿素缩合成缩二脲反应:2CO(NH2)2=NH2CONHCONH2+NH3用结晶法加工尿液时，可利用缩二脲在尿素溶液中具有一定溶解度来控制适宜的结晶温度和尿液浓度，尽可能使缩二脲保留在溶液中，获得含缩二脲很低的结晶尿素。含缩二脲的母液送合成塔使其中缩二脲部分分解，缩二脲不致在体系中积累。另外，提高氨含量可抑制缩二脲的生成。第22页，共51页，2023年，2月20日，星期一②尿素水解反应：CO(NH2)2+H2O=NH4COONH2NH4COONH2+H2O=(NH4)2CO3(NH4)2CO3=2NH3+CO2+H2O总反应式CO(NH2)2+H2O=2NH3+CO2当温度在60℃以下时，尿素水解缓慢；温度到100℃时尿素水解速度明显加快；温度在145℃以上时，水解速度剧增。尿素浓度低时，水解率大。氨也有抑制尿素水解的作用，氨含量高的尿素溶液的水解率低。第23页，共51页，2023年，2月20日，星期一三、尿素生产工艺流程1、尿素生产的大致工艺流程尿素生产工艺流程有以下几种：传统水溶液全循环法CO2气提法氨气提法其他分离过剩的氨和尿液（甲铵和尿素）合成塔一分塔（一段分解塔）二分塔闪蒸槽一段蒸发二段蒸发结晶造粒液氨泵CO2压缩机包装成品甲铵/尿素/氨/水闪蒸分解甲铵及进一步分离过剩氨尿素甲铵/尿素甲铵第24页，共51页，2023年，2月20日，星期一2、水溶液全循环法的典型工艺流程P63水溶液全循环法是将未反应的氨和二氧化碳用水吸收生成甲铵或碳酸铵水溶液返回合成系统的生产方法，CO2平衡转化率约62%。典型流程如图2.9.液氨液氨甲铵出塔：过剩NH3、尿液尿液过剩NH3尿素甲铵/NH3/CO2含NH3气含NH3气第25页，共51页，2023年，2月20日，星期一流程说明：1.合成塔中引入两段吸收塔来的甲铵，目的是为了让NH3(l)及CO2(g)溶于甲铵(l)中，从而在液相中进行反应，反应推动力上升。2.一分塔、二分塔及真空闪蒸槽主要是为了分离未反应物（过剩的NH3)及尿液（尿素、甲铵）。（一分塔P:1.67MPa/T:158℃;二分塔P:0.29MPa/T:138℃)3.两段蒸发系统主要是使甲铵闪蒸分解及进一步分离过剩NH3。（闪蒸P：44kpa绝压；一段蒸发T:130℃；二段蒸发T:190℃）4.两段吸收塔吸收来自一分塔、二分塔及闪蒸、两段真空蒸发系统来的甲铵、含氨气体（NH3、CO2、惰性气体），经吸收塔后部分返回合成塔。5.尿液经闪蒸槽和两段真空蒸发浓缩后，进结晶器降温结晶（尿素浓度越高，结晶T越低，析出结晶就越多），浆液经离心机分离后含Ｈ2O<2.5%,（质量分数，以下同），再干燥，最终产品含水<1%；或进造粒塔生产粒状尿素。第26页，共51页，2023年，2月20日，星期一2、尿素的结晶与造粒P681）结晶尿素的生产尿素母液必须蒸发浓缩至80~85％,再送入结晶器中冷却结晶（尿液浓度越高，温度越低，析出结晶就越多，但生产中为避免粘度过高影响流动，避免结晶过细影响过滤，结晶温度通常控制在60~65℃，且缓慢搅拌）；再经离心机分离，此时结晶尿素中水分小于2.5%（质量分数）；最后去干燥，最终成品尿素含水<1%结晶：饱和溶液冷却后，溶质以晶体的形式析出这一过程叫结晶。

第27页，共51页，2023年，2月20日，星期一各类结晶器第28页，共51页，2023年，2月20日，星期一2）粒状尿素的生产粒状尿素的优点：不易吸湿和结块，便于包装运输和贮藏，施用方便。所以目前尿素生产一般都用造粒塔造粒。造粒塔生产能力大、操作简单、生产费用低，只是一次投资大。第29页，共51页，2023年，2月20日，星期一2）粒状尿素的生产造粒塔的工作原理：溶液由喷布器喷入塔中。溶液的液滴在落至塔底的过程中，被冷空气冷却而凝固成晶体颗粒。

造粒过程：入塔的尿素质量分数必须>99.5％，温度为140℃时，均匀喷入塔内，自上而下与下部向上的冷气流换热，冷却固化成粒。由于上下翻腾运动，最后在下部形成球状颗粒。影响造粒的主要因素有：处理量、熔融液浓度和温度、空气温度和流量等。熔融尿素浓度>99.5%T:140℃冷空气尿液回收粒状尿素包装第30页，共51页，2023年，2月20日，星期一【尿素造粒要点】入塔熔融尿液浓度要求＞99.5%,若浓度＜99.5%尿液可能粘壁和结块。√增大通风量可以延长颗粒下落时间，强化颗粒冷却。但通风量过大会使塔顶逸出的空气中夹带过多的尿素粉尘。√在塔底设一个沸腾床冷却段，通过通入空气强制通风而强化冷却。但需强制通风，尿素粉尘较大，必须在塔顶设粉尘洗涤和回收装置。√尿液喷入塔内时混入固体尿素晶种，可以改进造粒质量，提高尿素颗粒的粒度、均匀度和冲击强度，降低成品含水量。为防止造粒过程结块，可往尿液中加甲醛，甲醛在蒸发工序前或后加入均可，其加入量很少，要保证产品中甲醛含量＜0.2%。第31页，共51页，2023年，2月20日，星期一沸腾床（又叫流化床）：当空气经流化床的均风器后自下而上地穿过固体颗粒，而气流速度达到或超过颗粒的临界流化速度时，料层中颗粒呈上下翻腾，使物料颗粒悬浮于气流之中，物料完成与气流间进行热交换，实现物料的干燥或冷却过程。第32页，共51页，2023年，2月20日，星期一尿素生产自动控制尿素造粒塔第33页，共51页，2023年，2月20日，星期一作业1、尿素的物理性质和化学性质有哪些？2、请写出尿素合成的主反应以及两个副反应的反应方程式；其中，决定合成速率的是哪一步反应？3、请写出尿素合成的工艺条件。4、请画出尿素生产的大致工艺流程。5、造粒塔是如何实现将高温熔融尿素结晶的？塔下的沸腾床有何作用？（简答）第34页，共51页，2023年，2月20日，星期一磷酸通常指正磷酸(PhosphoricAcid),分子式H3PO4,分子量97.995。磷酸是生产磷酸铵、重过磷酸钙及其他复合复合肥料的中间产品，也是多种磷酸盐的中间产品。一、生产方法及化学原理1生产方法①热法磷矿煅烧单质黄磷五氧化二磷水吸收为磷酸此法生产黄磷需消耗很大电量，生产成本高。②湿法用硫酸分解磷矿制磷酸(湿法磷酸)是磷酸生产中应用最广泛的方法，在技术上最成熟，经济上最合理，其产量在磷酸产量中占绝对优势。

磷酸和磷肥P73

第35页，共51页，2023年，2月20日，星期一2化学原理（1）化学反应生产原料：天然盐酸磷矿物（磷灰石和磷块岩Ca5F(PO4)3）硫酸浸取分解磷矿是液固相反应过程，反应式为：

Ca5F(PO4)3+5H2SO4+11H2O→3H3PO4+HF+5CaSO4·nH2O

反应过程中为避免磷矿颗粒表面被硫酸钙包裹，延缓或阻碍反应的进行(钝化现象P74），实际上是用循环磷酸料浆来分解磷矿，即用磷酸与硫酸的混酸来分解磷矿。

反应分两步进行，第一步是磷矿与磷酸生成磷酸一钙:

Ca5F(PO4)3+7H3PO4→5Ca(H2PO4)2+HF

第二步是磷酸一钙再与硫酸反应生成磷酸与硫酸钙：

5Ca(H2PO4)2+5H2SO4→10H3PO4+5CaSO4·nH2O

一步完成的反应为：Ca5F(PO4)3+nH3PO4+5H2SO4→(n+3)H3PO4+5CaSO4·mH2O+HF

√P73

磷酸料浆第36页，共51页，2023年，2月20日，星期一磷矿中所含杂质对湿法磷酸的生产工艺过程和产品质量有显著影响:P74①氟磷矿中的氟在酸解时会生成HF，再与磷矿中活性SiO2形成氟硅酸。氟存留在磷酸中会增大磷酸溶液的腐蚀性，大部分氟以SiF4形态逸出，回收加工为氟盐，并消除了污染。√

②SiO2

磷矿中含有少量SiO2，有利于生成的HF转化为挥发性低和腐蚀性弱的氟硅酸。若SiO2过高，会增大设备、管道和搅拌浆的腐蚀，并增加料浆粘度，降低分离硫酸钙时的过滤强度。√

③钾、钠化合物磷矿中钾、钠离子首先与氟硅酸反应生成氟硅酸钾、钠，会在反应、过滤及浓缩系统的设备与管线中析出结垢，在贮存系统中形成淤渣，导致装置开车率下降与P2O5损失增大。√

第37页，共51页，2023年，2月20日，星期一

④碳酸盐磷矿中通常会有少量石灰石等碳酸盐矿物，主要成分为CaCO3、MgCO3。CaO在酸解时生成CaSO4，增大硫酸的消耗定额；MgO全部进入磷酸溶液中，中和掉磷酸中的第一个氢离子，并增加溶液粘度，对结晶、过滤、浓缩过程不利。碳酸盐分解时放出CO2,使溶液形成泡沫，造成逸出损失。√

⑤铁、铝化合物磷矿中的铁、铝杂质会增大磷酸溶液的粘度，降低酸的质量，并在浓缩时在设备中结垢，并可能与磷酸形成淤渣，造成P2O5损失。

⑥锶、镧等稀土金属化合物磷灰石在矿中的稀土金属氧化物对半水物硫酸钙转化为二水物起延缓作用。

⑦氯、碘氯和碘是萃取磷酸中最不希望存在的杂质，它们会使磷酸溶液具有极强的腐蚀性。应避免这两种杂质进入磷酸生产系统。

第38页，共51页，2023年，2月20日，星期一（2）硫酸钙的晶型和生产方法分类

晶型在湿法磷酸生产过程中，根据液相中磷酸与硫酸的浓度，系统的温度不同，有三种硫酸钙的水合物结晶与溶液处于平衡状态，它们是：二水物CaSO4·2H2O(二水石膏)半水物α-CaSO4·0.5H2O(α半水石膏)和β-CaSO4·0.5H2O(β半水石膏)无水物CaSO4II(硬石膏II)

图2.15CaSO4-P2O5-H2O体系平衡图P75

二水物、半水物、无水物之间的转换关系：

由此图可确定二水物法和半水物法生产湿法磷酸的工艺条件。二水物法生产磷酸的浓度及相应的温度应处在区域Ⅱ中，即在介稳平衡曲线下方，因为此区域中二水物是介稳定的，而α半水物是不稳定的。半水物生产磷酸的浓度和相应的温度应处在区域Ⅲ中，即在介稳平衡曲线的上方，因为此区域中α半水物是介稳定的，而二水物是不稳定的。

第39页，共51页，2023年，2月20日，星期一湿法磷酸生产方法分类

湿法磷酸生产方法往往以硫酸钙出现的形态来命名。工业上有下述几种湿法磷酸生产方法：①二水物法(DH)制湿法磷酸这是目前世界上应用最广泛的方法，此法投资少、设备及操作简单。但生产的磷酸浓度低，一般含W(P2O5)＝28～32％，之后需浓缩；磷矿中P2O5回收率较低，为93～97%。原因是该法洗涤不完全，少量磷酸溶液进入硫酸钙晶体空穴中，磷酸一钙结晶后与硫酸钙结晶层交替生长；磷矿颗粒表面形成硫酸钙膜使磷矿萃取不完全，因此造成磷损失。为了减少磷损失，采用了磷酸液溶解再结晶的方法，即：使硫酸钙先以一种水合结晶沉淀，而后再转化为另一种水合结晶的生产方法——半水-二水法和二水-半水法。其特点是通过再结晶把磷石膏中的P2O5释放出来，以提高P2O5的回收率，同时提高了磷石膏的质量。第40页，共51页，2023年，2月20日，星期一②半水－二水物法(HH/DH)制湿法磷酸先使硫酸钙形成半水物结晶，后再重结晶为二水物。这样可使硫酸钙晶格中的P2O5全部释放出来，P2O5总收率达98～98.5％，同时提高了磷石膏纯度，扩大了它的应用。半水－二水物法流程根据产品酸的浓度又可分为稀酸流程(HRC)和浓酸流程(HDH)两种。前者半水物结晶不过滤直接水化为二水物再过滤分离，产品酸含W(P2O5)=30～32％；后者从半水物料浆分出产品酸，含W(P2O5)＝45％，滤饼送入水化槽重结晶为二水物。③二水－半水物(DH/HH)法制湿法磷酸

P2O5总收率达99％。磷石膏含结晶水少，有利于制造硫酸与水泥，产品酸含W(P2O5)=35％左右。

④半水物法(HH)湿法磷酸可得含W(P2O5)=40％-50％的高浓度磷酸。半水石膏比二水石膏利用价值高，但操作及设备要求高。

得到的石膏可制备硫酸，但技术还不成熟，现封存待用。技术不成熟第41页，共51页，2023年，2月20日，星期一二、湿法磷酸生产的工序湿法磷酸制造工艺由两个主要部分组成：

a、磷酸与硫酸的混酸浸取并分解磷矿生成磷酸与硫酸钙；

b、硫酸钙晶体的分离与洗净。湿法磷酸生产工艺希望达到最大的P2O5利用率和最低的硫酸用量。这就要求在磷矿浸取与分解工序磷矿分解率要高，并尽可能减少由于磷矿粉被包裹所造成的P2O5损失。在分离工序要求硫酸钙晶体粗大、均匀、稳定，过滤强度和洗涤效率高，减少P2O5损失。

第42页，共51页，2023年，2月20日，星期一湿法磷酸的生产工艺均须具有以下几个基本工序：

(1)磷矿的磨碎

采用干磨或湿磨方法将磷矿研磨至所需细度。研磨矿粉的细度原则上应与其特性与所选用的生产工艺流程相匹配。

(2)磷矿的浸取

在激烈搅拌和料浆高速循环的条件下进行硫酸分解磷矿的反应。反应系统的目的在于获得尽可能高的磷矿分解率和制得性能稳定、颗粒均匀粗大的硫酸钙结晶。对于二水物生产工艺，反应系统可以采用多槽串联，也可采用单槽或多格单槽。对于半水物和再结晶的生产工艺，必须采用多槽反应系统。

(3)料浆的冷却

磷矿的分解属放热过程，为使反应在适宜温度下进行，必须对料浆进行冷却，及时移除热量。第43页，共51页，2023年，2月20日，星期一

(4)料浆的过滤与洗涤

反应系统所制得的料浆中，固相以硫酸钙结晶为主，此外还有酸不溶物，未反应的磷矿以及从液相中重新析出的氟硅酸盐等固体杂质。普遍采用具有逆流洗涤的真空过滤机分离磷酸和固相物。过滤系统所追求的目标是：获得尽可能洁净的滤酸；达到尽可能高的P2O5回收率；尽可能避免滤酸损失；装置的可靠性与运转率高。过滤机是整个湿法磷酸生产装置中机械结构最复杂、价格上最昂贵的装备，约占二水物法装置投资的一半左右。

(5)回磷酸系统

将洗涤液