CN105540563B - 聚磷酸铵连续生产设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种聚磷酸铵连续生产设备，尤其是一种用于无机化学工业中磷酸盐生产技术领域的聚磷酸铵连续生产设备。本发明提供一种反应时间短，产量得到有效扩大，运行成本低，维护方便，可以实现聚磷酸铵固体产品连续化生产的聚磷酸铵连续生产设备，包括制浆反应罐、泵、管式反应器、气液分离器和聚合反应器，所述制浆反应罐的出口与泵的进口相连，所述泵的出口与管式反应器的进口相连，所述管式反应器的出口与气液分离器的进口相连，气液分离器的出口与聚合反应器的进口相连。采用本申请的聚磷酸铵连续生产设备，各个工艺环节紧密相连，没有间断，且反应时间短，产量得到有效扩大，运行成本低，维护方便，实现了聚磷酸铵固体产品连续化生产。

Description

聚磷酸铵连续生产设备
技术领域
本发明涉及一种聚磷酸铵连续生产设备，尤其是一种用于无机化学工业中磷酸盐生产技术领域的聚磷酸铵连续生产设备。
背景技术
低聚合度的聚磷酸铵由于其养分含量高，溶解性好，不易与土壤溶液中的钙、镁、铁、铝等离子反应而使磷酸根失效。聚磷酸铵还具有螯合金属离子的作用，提高诸如锌、锰等微量元素的活性。同时还具有缓释功能，是一种速效长效结合的磷肥，可明显促进作物生长，而且肥料持续期更长。因而该产品在农业发达国家得到广泛使用。
低聚合度的聚磷酸铵产品生产过程中控制要求高，制得产品吸湿性高，现有技术如美国TVA、中国专利CN104528682A中提到的，基本上是制成聚磷酸铵水溶液。该类产品存在低温贮存过程易结晶沉淀、贮存和运输费用高、运费高(按有效组分计)等缺点。虽然聚磷酸铵固体产品没有前述缺点，但是现有技术生产聚磷酸铵固体产品是采用单盘通过隧道窑式进行聚合，这种间歇式生产方式效率低，劳动强度大。因此现有技术中还没有一种反应时间短，产量得到有效扩大，运行成本低，维护方便，可以实现聚磷酸铵固体产品连续化生产的聚磷酸铵连续生产设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种反应时间短，产量得到有效扩大，运行成本低，维护方便，可以实现聚磷酸铵固体产品连续化生产的聚磷酸铵连续生产设备。
本发明解决其技术问题所采用的聚磷酸铵连续生产设备，包括制浆反应罐、泵、带反应腔体的管式反应器、气液分离器和聚合反应器，所述制浆反应罐上设置有搅拌装置，所述聚合反应器内设置有反应室，所述制浆反应罐的出口与泵的进口相连，并且制浆反应罐的出口设置在制浆反应罐的侧壁上，所述泵的出口与管式反应器的进口相连，所述管式反应器的出口与气液分离器的进口相连，气液分离器的出口与聚合反应器的进口相连。
进一步的是，所述制浆反应罐上的搅拌装置包括电机和搅拌桨，所述电机设置在制浆反应罐上方，所述搅拌桨上设置有转轴，所述转轴与电机输出轴连接。
进一步的是，所述泵为计量泵。
进一步的是，所述聚合反应器内设置有双轴搅拌装置。
进一步的是，所述聚合反应器的下部设置有下料口。
进一步的是，所述制浆反应罐的上部还设置有尾气排放口。
进一步的是，所述气液分离器上设置有尾气排放口。
进一步的是，所述聚合反应器的外壁上设置有加热装置，所述双轴搅拌装置的轴为空心导热油轴。
进一步的是，所述制浆反应罐上设置有加热装置。
进一步的是，所述管式反应器的外壁上设置有加热装置。
本发明的有益效果是：采用本申请的聚磷酸铵连续生产设备，从原料进入设备到生产出成品，各个工艺环节紧密相连，整个过程没有间断，且反应时间短，产量得到有效扩大，运行成本低，维护方便，实现了聚磷酸铵固体产品连续化生产。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中零部件、部位及编号：制浆反应罐100、电机1、尾气排放口2、蒸汽夹套3、反应室4、计量泵200、管式反应器300、加热外夹套8、气液分离器400、聚合反应器500、双轴搅拌装置12、下料口15。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的聚磷酸铵连续生产设备，包括制浆反应罐100、泵、带反应腔体的管式反应器300、气液分离器400和聚合反应器500，所述制浆反应罐100上设置有搅拌装置，所述聚合反应器500内设置有反应室4，所述制浆反应罐100的出口与泵的进口相连，并且制浆反应罐100的出口设置在制浆反应罐100的侧壁上，所述泵的出口与管式反应器300的进口相连，所述管式反应器300的出口与气液分离器400的进口相连，气液分离器400的出口与聚合反应器500的进口相连。本发明的聚磷酸铵的连续生产设备在使用时按照制浆、发泡、聚合固化三道工序进行连续生产：在制浆反应罐100里按比例加入磷酸和尿素，在一定温度下搅拌溶解，由于制浆反应罐100的出口设置在制浆反应罐100的侧壁上，可以通过不间断向制浆反应罐100内加入原料的方法，使反应好的物质连续溢出到泵中，以实现连续生产，反应好的料浆经泵连续加入管式反应器300，在高温下进行发泡，发泡出来的物料经一个气液分离器400后，进入一个聚合反应器500内进行聚合固化，固化好的物料，经冷却粉粹后包装。制浆反应罐100、管式反应器300和气液分离器400、聚合反应器500出来的尾气，经洗涤回收，制备副产物。从原料进入设备到生产出成品，各个工艺环节紧密相连，整个过程没有间断。
所述制浆反应罐100上的搅拌装置包括电机1和搅拌桨，所述电机1设置在制浆反应罐100上方，所述搅拌桨上设置有转轴，所述转轴与电机1输出轴连接。电机1带动搅拌桨转动，对制浆反应罐100内的原料进行搅拌，以提高反应速度，使其得到充分反应。
所述泵为计量泵200。采用计量泵200既可以将制浆反应罐100内经过制浆处理的浆体连续加入到管式反应器300中，又可以测控加入到管式反应容器中的浆体的量，可以根据现场生产情况对聚磷酸铵生产过程进行实时控制。
所述聚合反应器500内设置有双轴搅拌装置12。采用双轴搅拌装置12可以是聚合反应器500内的反应物质充分，快速地发生聚合反应。
所述聚合反应器500的下部设置有下料口15。固化好的物料可以通过经下料口15出来，经冷却粉粹后包装
所述制浆反应罐100的上部还设置有尾气排放口2。所述气液分离器400上设置有尾气排放口2。制浆反应罐100、管式反应器300和气液分离器400、聚合反应器500出来的尾气通过前述排放口，排放处理，经洗涤回收，制备副产物。
所述聚合反应器500的外壁上设置有加热装置，所述双轴搅拌装置12的轴为空心导热油轴。在聚合物的外壁设置加热装置，并将双轴搅拌装置12设置为空心轴的形式，在空心轴中导入热油，空心导热油轴一边搅动反应物质，一边给位于聚合反应器500中部的反应物质加热，使其中的反应物加热快速，均匀，提高了加热效果。
所述气液分离器的外壁上设置有保温装置。气液分离器400上设置的保温装置。使气液分离在工艺要求温度范围内进行，可以提高气液分离的效果。外壁上的加热装置，在发泡过程中给气液分离器400内的反应物加热，使其反应充分。加热装置可以是加热外夹套8
所述制浆反应罐100上设置有加热装置。气制浆反应罐100上的加热装置，给在制浆过程中制浆反应罐100内的反应物加热，使其反应充分。
所述制浆反应罐100上的加热装置为蒸汽夹套3。在制浆反应过程中将热蒸汽通入套设在制浆反应管外壁上的的蒸汽夹套3中。在蒸汽夹套3的导流作用下，热蒸汽对制浆反应罐100进行加热。
作为另一种优选的实施方式加热装置也可以采用导热油夹套，热油通过设置在制浆反应罐100上的夹套对制浆反应罐100进行加热。热油流动充分，加热效率高，加热均匀。
所述管式反应器300的外壁上设置有加热装置。管式反应器300上的加热装置，保证反应物在高温下发泡。其加热装置可以是蒸汽夹套类加热装置也可以是电加热装置或者导热油夹套。
本发明生产不仅可以作为低聚合度聚磷酸铵的连续化生产装置，也可以用于高聚合度的聚磷酸的连续化生产。
制浆反应罐100所加入的原料湿法磷酸的P2O5浓度为30～65％，P2O5/F大于100，也可以是热法磷酸。制浆使用原料比例为尿素：H3PO4＝0.8～3.0摩尔比，制浆温度为30～100℃；
管式反应器300，发泡温度为100～250℃，发泡时间10-20min；
聚合反应器500，聚合温度为150～350℃，聚合时间10-60min。
工艺原理：
1、反应制浆：在制浆反应罐100里将磷酸升温，再按比例加入尿素。该过程发生的反应主要有：
H3PO4+CO(NH2)2→CO(NH2)2·H3PO4
2、高温发泡：将反应制浆所得料浆加入到在管式反应器300中进行发泡；该过程发生的反应主要有：
磷酸脲受热分解，生成焦磷酸铵、尿素、CO2127～135℃：
2CO(NH2)2·H3PO4→(NH4)2H2P2O7+CO(NH2)2+CO2
在有水的情况下：
CO(NH2)2+H2O→CO2+2NH3
则该过程产物会有(NH4)2H2P2O7、CO(NH2)2、CO2、NH3、H2O。
3、高温聚合：将管式反应器300所得泡沫经一个气液分离器400后，在进入聚合器反应器中进行聚合，得到固化的半成品。该过程发生的反应主要有以聚合度为10为例。
5(NH4)2H2P2O7+2NH3→(NH4)12P10O31+4H2O
CO(NH2)2+H2O→2NH3+CO2
总的反应式为：
5(NH4)2H2P2O7+CO(NH2)2→(NH4)12P10O31+3H2O+CO2。

Claims (8)

1.聚磷酸铵连续生产设备，其特征在于：包括制浆反应罐(100)、泵、带反应腔体的管式反应器(300)、气液分离器(400)和聚合反应器(500)，所述制浆反应罐(100)上设置有搅拌装置，所述聚合反应器(500)内设置有反应室(4)，所述制浆反应罐(100)的出口与泵的进口相连，并且制浆反应罐(100)的出口设置在制浆反应罐(100)的侧壁上，所述泵的出口与管式反应器(300)的进口相连，所述管式反应器(300)的出口与气液分离器(400)的进口相连，气液分离器(400)的出口与聚合反应器(500)的进口相连，所述制浆反应罐(100)上的搅拌装置包括电机(1)和搅拌桨，所述电机(1)设置在制浆反应罐(100)上方，所述搅拌桨上设置有转轴，所述转轴与电机(1)输出轴连接，所述聚合反应器(500)内设置有双轴搅拌装置(12)。
2.如权利要求1所述的聚磷酸铵连续生产设备，其特征在于：所述泵为计量泵(200)。
3.如权利要求1所述的聚磷酸铵连续生产设备，其特征在于：所述聚合反应器(500)的下部设置有下料口(15)。
4.如权利要求1所述的聚磷酸铵连续生产设备，其特征在于：所述制浆反应罐(100)的上部还设置有尾气排放口(2)。
5.如权利要求1所述的聚磷酸铵连续生产设备，其特征在于：所述气液分离器(400)上设置有尾气排放口(2)。
6.如权利要求1所述的聚磷酸铵连续生产设备，其特征在于：所述聚合反应器(500)的外壁上设置有加热装置，所述双轴搅拌装置(12)的轴为空心导热油轴。
7.如权利要求1所述的聚磷酸铵连续生产设备，其特征在于：所述制浆反应罐(100)外壁上设置有加热装置。
8.如权利要求1所述的聚磷酸铵连续生产设备，其特征在于：所述管式反应器(300)的外壁上设置有加热装置。
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