CN1235794C - 磷酸二铵与磷酸一铵的联产法及洗涤液中和设备 - Google Patents
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Abstract
一种磷酸二铵与磷酸一铵的联产法，将所萃取磷酸的一部分采用“磷酸浓缩法”生产磷酸二铵，工艺步骤为磷酸浓缩、中和造粒干燥，将所萃取磷酸的另一部分用于洗涤生产磷酸二铵的中和造粒干燥工序所产生的尾气后，再采用“中和料浆浓缩法”生产磷酸一铵，工艺步骤为洗涤液中和、多效料浆浓缩、喷雾流化干燥或喷浆造粒干燥。洗涤液中和设备为专门设计的强制循环氨化蒸发反应器，主要由闪蒸室、反应上升管、下降管和强制循环泵组成。该联产法直接用萃取稀磷酸洗涤生产磷酸二铵产生的尾气并以该洗涤液为原料生产磷酸一铵，不仅简化了生产磷酸二铵的工艺步骤，而且大大提高了浓缩设备的生产能力，延长了磷酸浓缩设备的使用寿命，减少了蒸气消耗，提高了生产线运行的稳定性。
Description
一、技术领域
本发明属于磷铵生产领域，特别涉及磷酸二铵与磷酸一铵的联产法及专用设备。
二、背景技术
磷铵生产的基本方法有两种，一种是“磷酸浓缩法”，一种是“中和料浆浓缩法”。“磷酸浓缩法”是先将萃取的稀磷酸浓缩至所需浓度再中和造粒干燥，主要是用于优质磷矿；“中和料浆浓缩法”是先将萃取的稀磷酸用氨中和成料浆，再将料浆浓缩至所需浓度后造粒或制粉，既适用于中低品位磷矿，也适用于优质磷矿。西方发达国家因其磷矿质量好，普遍采用“磷酸浓缩法”生产磷铵，因而我国从西方国家引进的大型磷铵生产装置均是与“磷酸浓缩法”配套的装置。此种大型磷铵生产装置软件费用大，关键硬件价格高且需配套建设基础设施，致使单位生产能力投资很高，企业经济效益较差，尤其是采用西方进口设备形成的磷酸二铵生产线，由于其工艺步骤为磷酸浓缩、中和造粒、干燥、尾气洗涤，因此磷酸浓缩工序必须将萃取的稀磷酸浓缩至50～52％P2O5以上对尾气进行洗涤，才能解决水平衡，满足中和造粒对磷酸浓度的要求，这样不仅会降低磷酸浓缩设备的能力和寿命，而且会影响生产线运行的稳定性。
三、发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种磷酸二铵(DAP)与磷酸一铵(MAP)的联产法，以扩大生产能力，降低生产成本，提高生产线运行的稳定性。
本发明提供的联产法是“中和料浆浓缩法”与“磷酸浓缩法”的一种组合。将所萃取磷酸的一部分采用“磷酸浓缩法”生产磷酸二铵(DAP)，工艺步骤为磷酸浓缩、中和造粒干燥；将所萃取磷酸的另一部分用于洗涤生产磷酸二铵的中和造粒干燥工序所产生的尾气后，再采用“中和料浆浓缩法”生产磷酸一铵(MAP)，工艺步骤为洗涤液中和，多效料浆浓缩，喷雾流化干燥或喷浆造粒干燥。该联产法中，生产磷酸二铵各工艺步骤的工艺参数如下：1、磷酸浓缩是将萃取所得的25％～28％P2O5稀磷酸浓缩至40～44％P2O5浓度；2、中和造粒干燥：料浆预中和度控制在1.4～1.5，造粒机内氨化至中和度1.8～1.9，含水量控制在3～4％，干燥气出口温度控制在90℃左右。尾气洗涤液的中和度为0.5～0.8。生产磷酸一铵各工艺步骤的工艺参数如下：1、洗涤液中和，料浆的中和度控制在1.0～1.05，含水量控制在42～45％；2、多效料浆浓缩，浓缩料浆的含水量控制在20～24％；3、喷雾流化干燥，干燥塔进风温度控制在120～135℃；4、喷浆造粒干燥，干燥气出口温度应控制在100～110℃。
本发明提供的联产法，在磷酸二铵装置没有开车或出现故障时，也可以用稀磷酸作原料生产磷酸一铵。
为了更好地实现发明目的，该联产法还采用了以下技术方案：
1、洗涤液中可加入磷酸储槽中的淤渣液或/和商品磷酸、精制磷酸盐生产所产生的含磷废渣液或/和固含量、杂质含量较高的磷酸淤渣液。
2、洗涤液中和采用专门设计的强制循环氨化蒸发反应器，该反应器主要由闪蒸室、反应上升管、下降管和强制循环泵组成，闪蒸室、反应上升管与下降管连接成环式结构，强制循环泵的进口端和出口端分别与下降管和反应上升管连接。
3、喷雾流化干燥采用燃煤热风炉产生的高温烟气直接与空气间壁换热的方式加热空气。
本发明具有以下有益效果：
1、将“磷酸浓缩法”与“中和料浆浓缩法”有机结合，能在短时间内实现对所引进的西方磷铵生产线的扩能改造，且扩能改造的投资低而磷铵产量大幅度增加。
2、直接用稀磷酸洗涤生产磷酸二铵所产生的尾气并将该尾气洗涤液作为生产磷酸一铵的原料，不仅简化了生产磷酸二铵的工艺步骤，而且降低了磷酸浓缩工序的终端浓缩浓度，由于浓缩磷酸浓度的降低，可大大提高浓缩设备能力，延长浓缩设备寿命，减少蒸汽消耗，提高生产线运行的稳定性。
3、以尾气洗涤液为原料，采用“中和料浆浓缩法”生产磷酸一铵能消化磷酸储槽中的淤渣和商品磷酸、精制磷酸盐生产所产生的含磷废渣及固含量、杂质含量较高的磷酸和淤渣，既充分利用了资源，又可降低产品成本，净化环境。
4、洗涤液中和所用的强制循环氨化蒸发反应器不仅反应过程操作稳定、无震动、反应完全、氨损失小，而且反应在封闭***完成，并能将其反应热用于料浆浓缩，因而有利于提高生产线运行的稳定性，降低能耗与投资，保护环境。
5、喷雾流化干燥的空气加热方式效率高，与传统蒸气加热相比，可降低能耗20％左右，此外，还兼具设备紧凑、烟尘小、安全可靠等优点。
四、附图说明
图1是本发明所提出磷酸二铵与磷酸一铵的联产法的一种工艺流程图；
图2是本发明所提出的磷酸二铵与磷酸一铵的联产法的又一种工艺流程图；
图3是强制循环氨化蒸发反应器的一种结构图；
图4是燃煤热风炉产生的高温烟气直接与空气间壁换热的示意图。
五、具体实施方式
实施例1：
本实施例是对引进的磷酸二铵生产线的改造，原磷酸二铵生产线的生产能力为60万吨/年，经改造后，生产能力为80万吨/年，其中粒状磷酸二铵60万吨/年，粉状磷酸一铵20万吨/年。改造后的工艺流程如图1所示，萃取磷酸为40万吨，将其中30万吨采用原生产线的“浓缩磷酸法”生产磷酸二铵，将其中10万吨用于洗涤生产磷酸二铵所产生的尾气并以该尾气洗涤液为原料，采用“中和料浆浓缩法”生产粉状磷酸一铵。生产磷酸二铵的工艺步骤依次包括磷酸浓缩、中和造粒干燥；磷酸浓缩是将浓度为28％的稀磷酸浓缩至浓度为42％的浓缩磷酸；中和造粒干燥的工艺参数为：料浆预中和度1.45，造粒机内氨化至中和度1.8，出造粒机含水量3％，干燥气出口温度90℃。洗涤液中加入磷酸储槽的淤渣液和商品磷酸、精制磷酸盐生产所产生的含磷废渣液，以此作为生产磷酸一铵的原料。生产粉状磷酸一铵的工艺步骤依次包括洗涤液中和、二效料浆浓缩、喷雾流化干燥；洗涤液中和，料浆中和度控制在1.03，含水量控制在44％，采用的设备为强制循环氨化蒸发反应器，如图3所示；二效料浆浓缩将含水44％的稀料浆浓缩至含水22％的浓缩料浆；喷雾流化干燥在喷雾干燥塔中完成，干燥介质环境空气由鼓风机送进换热炉与燃煤热风炉产生的高温烟气直接进行空气间壁换热，如图4所示，被加热的空气加压后进入干燥塔底部完成对粉状磷酸一铵的干燥，空气进塔温度130℃，出塔温度60℃。本实施例生产的粉状磷酸一铵产品：N11％，有效P2O552％，H2O2％；粒状磷酸二铵产品：N18％，有效P2O546％，H2O1.5％。
实施例2：
本实施例为新建的磷酸二铵、磷酸一铵联产生产线，工艺流程如图2所示。将萃取磷酸的80％采用“浓缩磷酸法”生产磷酸二铵，将其余部分用于洗涤生产磷酸二铵所产生的尾气并以该尾气洗涤液为原料，采用“中和料浆浓缩法”生产粒状磷酸一铵。生产磷酸二铵的工艺步骤依次包括磷酸浓缩、中和造料干燥；磷酸浓缩是将浓度为25％的稀磷酸浓缩至浓度为42％的浓缩磷酸；中和造粒干燥的工艺参数为：料浆预中和度1.5，造粒机内氨化至中和度1.8，出造粒机含水量3.5％，干燥气出口温度90℃。洗涤液中加入固含量、杂质含量较高的磷酸淤渣液，以此作为生产磷酸一铵的原料。生产粒状磷酸一铵的工艺步骤依次包括洗涤液中和、三效料浆浓缩、喷浆造粒干燥；洗涤液中和，料浆中和度控制在1.05，含水量控制在45％，设备为强制循环氨化蒸发反应器，如图3所示；三效料浆浓缩将含水45％的稀料浆浓缩至含水24％的浓缩料浆；喷浆造粒干燥，干燥气出口温度100℃。本实施例所生产的粒状磷酸一铵产品N10.5％，有效P2O545％，H2O2％；粒状磷酸二铵产品N16％，有效P2O546％，H2O1.5％。
Claims (4)
1、一种磷酸二铵与磷酸一铵的联产法，其特征在于将所萃取磷酸的一部分采用磷酸浓缩、中和造粒干燥工艺步骤生产磷酸二铵，将所萃取磷酸的另一部分用于洗涤生产磷酸二铵的中和造粒干燥工序所产生的尾气后，再采用洗涤液中和、多效料浆浓缩、喷雾流化干燥或喷浆造粒干燥工艺步骤生产磷酸一铵，
生产磷酸二铵各工艺步骤的工艺参数如下：(1)磷酸浓缩是将萃取所得的稀磷酸浓缩至40～44％P2O5浓度，(2)中和造粒干燥：料浆预中和度控制在1.4～1.5，造粒机内氨化至中和度1.8～1.9，含水量控制在3～4％，干燥气出口温度控制在90℃，尾气洗涤液的中和度为0.5～0.8，
生产磷酸一铵各工艺步骤的工艺参数如下：(1)洗涤液中和，料浆的中和度控制在1.0～1.05，含水量控制在42～45％，(2)多效料浆浓缩，浓缩料浆的含水量控制在20～24％，(3)喷雾流化干燥，干燥塔进风温度控制在120～135℃，(4)喷浆造粒干燥，干燥气出口温度应控制在100～110℃。
2、根据权利要求1所述磷酸二铵与磷酸一铵的联产法，其特征在于洗涤液中加入磷酸储槽中的淤渣液或/和商品磷酸、精制磷酸盐生产所产生的含磷废渣液或/和固含量、杂质含量较高的磷酸淤渣液。
3、根据权利要求1或2所述的磷酸二铵与磷酸一铵的联产法，其特征在于喷雾流化干燥采用燃煤热风炉产生的高温烟气直接与空气间壁换热的方式加热空气。
4、一种权利要求1至3之一所述磷酸二铵与磷酸一铵的联产法所用的强制循环氨化蒸发反应器，包括闪蒸室(1)、反应上升管(2)、下降管(4)，闪蒸室、反应上升管与下降管连接成环式结构，其特征在于还包括强制循环泵(3)，该泵的进口端和出口端分别与下降管和反应上升管连接。
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