CN103848670B - 一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，包括如下步骤：将浓度为20～22%的稀磷酸通过中和浓缩系统进行中和与料浆浓缩，得到浓缩磷铵料浆；将浓缩磷铵料浆送入造粒机内的反应器中，与浓硫酸及尾气洗涤液混合，通入气氨二次中和反应制得含水量18～20%的含磷酸一铵、磷酸二铵及硫酸铵的混合料浆，其中所述尾气洗涤液为用稀磷酸回收下述S3造粒与S4干燥的含氨粉尘得到的溶液；将混合料浆经反应器的喷嘴喷洒在造粒机的料床上进行造粒；将成粒物料经干燥，冷却，筛分得到高浓度复合肥。本发明中，上述以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，节能降耗，副反应发生少，可有效改善造粒物料特性，易造粒，且成本较低。

Description

一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺

技术领域

本发明涉及高浓度复合肥的生产工艺技术领域，尤其涉及一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺。

背景技术

我国目前高浓度复合肥生产工艺主要有：团粒法、融体高塔造粒、氨化造粒（包括稀硫酸氨化造粒、浓磷酸氨化造粒工艺）、硫酸氢钾与磷酸的混酸全料浆氨化造粒等四种主要生产工艺。

团粒法为传统的高浓度复合肥生产工艺，将各种生产原料混合后在转鼓造粒机中以蒸汽加热并补充适当的水份进行捏合造粒。团粒法工艺中所有的原料均为固体物料。

融体高塔造粒工艺是将氮、磷、钾及辅料经过三级混合并在外加热源加热的条件下，形成共融体后由造粒塔顶喷洒下来，利用表面张力形成颗粒并在下落过程中与冷空气接触实现冷却的过程。融体造粒工艺中所有的物料均为固体物料。

氨化造粒目前种类较多，有传统的稀硫酸氨化造粒、浓磷酸氨化造粒、稀磷酸氨化造粒等，均是以酸性液体与氨在管式反应器内发生中和反应形成具有一定压力的高温料浆，经管式反应器上的喷头喷洒在转鼓造粒机的料床上与返料混合进行热融造粒。氨化造粒虽然有部分原料为液体和气体，但大量的原料仍是固体物料（浓磷酸氨化造粒中的磷为全液体物料），或多或少存在着二次加工，增加了原材料成本和复合肥生产成本。

混酸全料浆造粒主要应用于生产氯化钾脱氯转化生产硫基复合肥装置上的，磷、钾原料为混合液体与气氨在管式反应器内中和反应形成具有一定压力的高温料浆，经管式反应器上的喷头喷洒在转鼓造粒机的料床上与返料混合进行热融造粒。

本工艺仍属于氨化造粒复合肥生产工艺，但与上述氨化造粒工艺比较有一定的优势。现就氨化造粒生产高浓度复合肥生产工艺分析如下：

一、传统氨酸法生产工艺：

氨酸法复合肥生产工艺通常是指以氯化铵、尿素、磷酸一铵及钾肥为原料，在复合肥转鼓造粒机内喷入浓度约为60%稀硫酸（浓硫酸与洗涤液的混合稀释液），与埋在料床内的氨分布器喷出的气氨中和反应的造粒方式。

该造粒方式的目的是利用氨酸中和反应为造粒料床提供温度与液相量。对转鼓造粒的成粒效果有较明显地改善，对提高产品的含氮量有一定的效果；因利用了酸氨反应热，可较大幅度地减少转鼓造粒用低压蒸汽消耗量，同时造粒的物料温度较高，即提高了成球率，还可以降低干燥所需的能耗。

传统的硫酸、氨喷管，由于硫酸是在物料床层中与氨反应，因此，不可避免地出现硫酸与其它原料发生副反应；如硫酸与氯化钾反应在造粒机内生成大量氯化铵烟雾，无法看清造粒机内部物料运行状况，严重影响造粒操作；硫酸与尿素反应生成硫酸脲，硫酸脲有较大的溶解度，会导致造粒机内发生“和泥”现象，致使造粒无法进行，同时也会出现颗粒在干燥机内的二次粉化问题，影响生产能力的提高。

二、以浓磷酸为原料生产复合肥的生产工艺：

以浓缩磷酸、液氨、氯化铵、氯化钾为原料生产高浓度复合肥的方法，是从传统法磷酸二铵装置上延续而来的，即根据复合肥配方，在磷酸二铵造粒系统中加入一定量的氯化钾及尿素，以增加钾元素及增加含氮量。采用的是预中和—转鼓氨化造粒生产工艺。

本生产工艺需要配套磷酸浓缩装置，将22%的稀磷酸一步浓缩至42%～45%P₂O₅，以稀磷酸做为尾气洗涤液回收造粒与干燥的含氨粉尘后，与浓缩磷酸混合配酸浓度达到40%左右，通过管式反应器与适量的稀硫酸混合后再与气氨中和反应，反应料浆经管式反应器喷嘴喷洒在转鼓造粒机的料床上进行物料的成粒。成粒后的物料经一段干燥、冷却、筛分后得到成品；大颗粒经破碎后与细粉料一并由返料胶带输送机送回转鼓造粒机内再与料浆混合造粒。造粒、干燥、冷却尾气经干法除尘、湿法洗涤后排空。

磷酸浓缩过程也是磷酸的净化过程。浓缩磷酸法主要是生产高品质的二元肥为主，部分厂家主要是生产出口产品。以此法生产的三元肥总养分可以达到质量指标要求，含氮量可以达到20%以上。

以浓磷酸为原料生产高浓度复合肥虽然在干燥工序的能耗较低，但是磷酸浓缩却需要消耗大量的蒸汽，磷酸浓缩工序每蒸发1吨水需要消耗低压蒸汽约1.25吨。每生产1吨P2O5，约消耗蒸汽2.9吨，即每吨复合肥产品约消耗蒸汽440kg。粉状磷酸一铵的中和料浆采用的是双效逆流浓缩工艺，每蒸发1吨水需要消耗的低压蒸汽约为380～400kg，吨产品的蒸汽消耗也只有浓磷酸法的三分之一左右。

故浓磷酸法生产复合肥不仅投资较大（投资中包含磷酸浓缩主装置，配套酸性循环水站及氟硅酸贮槽，配套的氟硅酸盐装置），而且操作运行费用也较传统氨酸法要高，不利于节能降耗，相对提高了产品的成本。若考虑本装置只生产高浓度复合肥产品是不经济的。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，节能降耗，副反应发生少，可有效改善造粒物料特性，易造粒，且成本较低。

本发明提出的一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，包括如下步骤：

S1、将浓度为20～22%的稀磷酸通过中和浓缩系统进行中和与料浆浓缩，得到浓缩磷铵料浆；

S2、将S1所述的浓缩磷铵料浆送入造粒机内的反应器中，与浓硫酸及尾气洗涤液混合，通入气氨二次中和反应制得含水量18～20%的含磷酸一铵、磷酸二铵及硫酸铵的混合料浆，其中所述尾气洗涤液为用稀磷酸回收下述S3造粒与S4干燥的含氨粉尘得到的溶液；

S3、将S2得到的混合料浆经反应器的喷嘴喷洒在造粒机的料床上进行造粒；

S4、将S3得到的成粒物料经干燥，冷却，筛分得到高浓度复合肥。

优选地，在S1中，稀磷酸浓度为22%，浓缩磷铵料浆的含水量25%～28%。

优选地，在S2中，通过管式反应器制成混合料浆。

优选地，在S3中，混合料浆喷洒在造粒机内并与原料尿素及氯化钾在造粒料床上进行热熔造粒形成造粒物料颗粒。

优选地，在S4中，造粒物料经干燥、冷却、筛分、包膜后得到高浓度复合肥成品。

优选地，在S4中，筛分的大颗粒经破碎后与细粉一起返回步骤S3并与原料尿素及氯化钾一并送入造粒机内再进行造粒。

优选地，上述以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，包括如下步骤：

S1、将22%的稀磷酸送入中和浓缩系统中与氨中和并进行双效逆流真空浓缩，制得含水量25%～28%的浓磷铵料浆；

S2、将磷铵浓缩料浆送入造粒机内的管式反应器中，与浓硫酸及尾气洗涤液混合，通入气氨二次中和反应制得含水量18～20%的含磷酸一铵、磷酸二铵及硫酸铵的混合料浆，其中所述尾气洗涤液为用稀磷酸回收下述S3造粒与S4干燥的含氨粉尘得到的溶液；

S3、将S2制备的混合料浆经管式反应器喷头喷洒在造粒机内并与原料尿素及氯化钾在造粒料床上进行热熔造粒，形成造粒物料颗粒；

S4、将上述造粒物料颗粒干燥、冷却、筛分、包膜得到高浓度复合肥，筛分的大颗粒经破碎后与细粉一起返回步骤S3并与原料尿素及氯化钾一并送入转鼓造粒机内再进行造粒。

本发明中，与浓磷酸氨化的区别与优势就是先进行磷铵中和料浆浓缩，其蒸汽消耗量只有磷酸浓缩的三分之一，有较好的节能优势，产品生产过程中的总能耗下降；由于管式反应器喷出的料浆为硫酸铵、磷酸一铵，无游离硫酸存在，可较彻底避免副反应的发生，同时又通过二次氨化磷酸一铵浓缩料浆即在反应器中与适量硫酸、尾气洗涤液、气氨二次中和生成磷酸二铵与适量的硫铵，有效改善了造粒物料特性,增加物料粘性，提高了原料间的配伍性,有利于物料在造粒机内完成造粒过程，解决了干燥机、溜槽、破碎机、筛分机等设备的结疤，堵塞严重等问题，保证了装置的连续稳定运行；又因磷素原料全部以磷铵料浆为原料，取消了粉状磷酸一铵的喷雾干燥加工工序，取消了固体磷铵的包装、运输与投料工作，减少了生产过程中的人力成本与物料消耗；因进行了二次加氨中和，产品中有三分之一以上的氮肥由磷酸二铵带入，减少了外加固体氮素原料量，同样减少了人、机消耗；二次中和的反应热可以充分蒸发物料带入的水分，降低造粒物料的含水量，保证了出造粒机物料的水分符合干燥要求；中和反应热可以取代传统的蒸汽加热造粒，整个造粒过程无需外加蒸汽，达到节能降耗的目的；本发明可用于转鼓氨化硫基复合肥装置，又可应用于传统团粒法复合肥生产装置；因其造粒物料粘性较强，还可应用于有机～无机复合肥装置，扩大了生产装置的生产弹性，提高了产品品质，具有较强的推广与应用前景。

附图说明

图1为本发明提出的一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明提出的一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺流程图。

实施例1

参照图1，一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，包括如下步骤：

S1、将22%的稀磷酸送入中和浓缩系统中与氨中和并进行双效逆流真空浓缩，制得含水量27%的浓磷铵料浆；

S2、将磷铵浓缩料浆送入造粒机内的管式反应器中，与浓硫酸及尾气洗涤液混合，通入气氨二次中和反应制得含水量20%的含磷酸一铵、磷酸二铵及硫酸铵的混合料浆，其中所述尾气洗涤液为用稀磷酸回收下述S3造粒与S4干燥的含氨粉尘得到的溶液；

S3、将S2制备的混合料浆经管式反应器喷头喷洒在造粒机内并与原料尿素及氯化钾在造粒料床上进行热熔造粒，形成造粒物料颗粒；

S4、将上述造粒物料颗粒干燥、冷却、筛分、包膜得到高浓度复合肥，筛分的大颗粒经破碎后与细粉一起返回步骤S3并与原料尿素及氯化钾一并送入转鼓造粒机内再进行造粒。

实施例2

一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，包括如下步骤：

S1、将20%的稀磷酸送入中和浓缩系统中与氨中和并进行双效逆流真空浓缩，制得含水量25%的浓磷铵料浆；

S2、将磷铵浓缩料浆送入造粒机内的反应器中，与浓硫酸及尾气洗涤液混合，通入气氨二次中和反应制得含水量19%的含磷酸一铵、磷酸二铵及硫酸铵的混合料浆，其中所述尾气洗涤液为用稀磷酸回收下述S3造粒与S4干燥的含氨粉尘得到的溶液；

S3、将S2制备的混合料浆经管式反应器喷头喷洒在造粒机内并与原料尿素及氯化钾在造粒料床上进行热熔造粒，形成造粒物料颗粒；

S4、将上述造粒物料颗粒干燥、冷却、筛分、包膜得到高浓度复合肥，筛分的大颗粒经破碎后与细粉一起返回步骤S3并与原料尿素及氯化钾一并送入转鼓造粒机内再进行造粒。

实施例3

一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，包括如下步骤：

S1、将21%的稀磷酸送入中和浓缩系统中与氨中和并进行双效逆流真空浓缩，制得含水量28%的浓磷铵料浆；

S2、将磷铵浓缩料浆送入造粒机内的管式反应器中，与浓硫酸及尾气洗涤液混合，通入气氨二次中和反应制得含水量18%的含磷酸一铵、磷酸二铵及硫酸铵的混合料浆，其中所述尾气洗涤液为用稀磷酸回收下述S3造粒与S4干燥的含氨粉尘得到的溶液；

S3、将S2制备的混合料浆经管式反应器喷头喷洒在造粒机内并与原料尿素及氯化钾在造粒料床上进行热熔造粒，形成造粒物料颗粒；

S4、将上述造粒物料颗粒干燥、冷却、筛分、包膜得到高浓度复合肥，筛分的大颗粒经破碎后与细粉一起返回步骤S3并与原料尿素及氯化钾一并送入转鼓造粒机内再进行造粒。

在实施例1-3中，以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺与浓磷酸氨化的区别与优势就是先进行磷铵中和料浆浓缩，其蒸汽消耗量只有磷酸浓缩的三分之一，有较好的节能优势，产品生产过程中的总能耗下降；由于管式反应器喷出的料浆为硫酸铵、磷酸一铵，无游离硫酸存在，可较彻底避免副反应的发生，同时又通过二次氨化磷酸一铵浓缩料浆即在反应器中与适量硫酸、尾气洗涤液、气氨二次中和生成磷酸二铵与适量的硫铵，有效改善了造粒物料特性,增加物料粘性，提高了原料间的配伍性,有利于物料在造粒机内完成造粒过程，解决了干燥机、溜槽、破碎机、筛分机等设备的结疤，堵塞严重等问题，保证了装置的连续稳定运行；又因磷素原料全部以磷铵料浆为原料，取消了粉状磷酸一铵的喷雾干燥加工工序，取消了固体磷铵的包装、运输与投料工作，减少了生产过程中的人力成本与物料消耗；因进行了二次加氨中和，产品中有三分之一以上的氮肥由磷酸二铵带入，减少了外加固体氮素原料量，同样减少了人、机消耗；二次中和的反应热可以充分蒸发物料带入的水分，降低造粒物料的含水量，保证了出造粒机物料的水分符合干燥要求；中和反应热可以取代传统的蒸汽加热造粒，整个造粒过程无需外加蒸汽，达到节能降耗的目的。

本发明可以应用于转鼓氨化硫基复合肥装置，又可应用于传统团粒法复合肥生产装置；因其造粒物料粘性较强，还可应用于有机～无机复合肥装置，扩大了生产装置的生产弹性，提高了产品品质，具有较强的推广与应用前景。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将浓度为22％的稀磷酸通过中和浓缩系统进行中和与料浆浓缩，得到浓缩磷铵料浆；

S2、将S1所述的浓缩磷铵料浆送入造粒机内的反应器中，与浓硫酸及尾气洗涤液混合，通入气氨二次中和反应制得含水量18～20％的含磷酸一铵、磷酸二铵及硫酸铵的混合料浆，其中所述尾气洗涤液为用稀磷酸回收下述S3造粒与S4干燥的含氨粉尘得到的溶液；

S3、将S2得到的混合料浆经反应器的喷嘴喷洒在造粒机的料床上进行造粒；

S4、将S3得到的成粒物料经干燥，冷却，筛分得到高浓度复合肥；

在S1中，浓缩磷铵料浆的含水量25％～28％；

在S2中，通过管式反应器制成混合料浆。

2.根据权利要求1所述的以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，其特征在于，在S3中，混合料浆喷洒在造粒机内并与原料尿素及氯化钾在造粒料床上进行热熔造粒形成造粒物料颗粒。

3.根据权利要求1所述的以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，其特征在于，在S4中，造粒物料经干燥、冷却、筛分、包膜后得到高浓度复合肥成品。

4.根据权利要求2所述的以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，其特征在于，在S4中，筛分的大颗粒经破碎后与细粉一起返回步骤S3并与原料尿素及氯化钾一并送入造粒机内再进行造粒。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的以磷铵浓缩浆一步法生产高浓度复合肥的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将22％的稀磷酸送入中和浓缩系统中与氨中和并进行双效逆流真空浓缩，制得含水量25％～28％的浓磷铵料浆；

S2、将磷铵浓缩料浆送入造粒机内的管式反应器中，与浓硫酸及尾气洗涤液混合，通入气氨二次中和反应制得含水量18～20％的含磷酸一铵、磷酸二铵及硫酸铵的混合料浆，其中所述尾气洗涤液为用稀磷酸回收下述S3造粒与S4干燥的含氨粉尘得到的溶液；

S3、将S2制备的混合料浆经管式反应器喷头喷洒在造粒机内并与原料尿素及氯化钾在造粒料床上进行热熔造粒，形成造粒物料颗粒；

S4、将上述造粒物料颗粒干燥、冷却、筛分、包膜得到高浓度复合肥，筛分的大颗粒经破碎后与细粉一起返回步骤S3并与原料尿素及氯化钾一并送入转鼓造粒机内再进行造粒。