CN106316510B - 一种采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产含硫磷铵的方法。首先将合成氨、焦煤厂等企业的副产脱硫膏按计算量加入到磷酸储槽中，搅拌均匀后输送至反应器，经过造粒、干燥得产品。本发明利用副产脱硫膏和现有的磷铵装置，生产含有磷、硫两种以上营养元素的肥料，不改变原工艺路线，为传统装置提供低成本的产品升级方法。所得产品含有均匀的单质硫，大幅减少返料频率，降低粉尘爆炸的可能性，还对副产脱硫膏进行了经济的利用。

Description

一种采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法

技术领域

本发明属于磷肥生产技术领域，具体是涉及一种采用工业副产脱硫膏直接制备含硫磷铵的生产方法。

背景技术

磷铵主要有磷酸二铵和磷酸一铵产品，它是采用湿法磷酸和氨为原料通过控制不同中和度分别得到不同的磷铵产品。近年来为满足农业生产要求，国内外开发了含中量元素硫的磷酸铵肥料，其生产工艺是在传统磷铵装置上采用在氨化磷铵物料上喷液态硫磺或者在产品表面包裹液态硫磺，也有将硫磺磨成桨体与磷酸混合直接进入氨化反应器生产含硫磷铵。在反应过程中喷液硫由于熔融硫磺粘度大，很难均匀分散在磷铵物料中；在造粒工序中熔融硫磺同样也导致颗粒产品含硫不均匀，产品质量不合格；而将硫磺磨成粉末料浆，所增加的硫磺磨桨装置对生产水平衡影响较大，并增加生产成本。

工业副产脱硫膏,也称硫泥，它主要来自国内含硫燃煤气化制煤气生产过程中采用HPF煤气脱硫工艺产生的工业副产物，其含有单质硫(S)以及硫化氢、游离氨、碳酸盐、焦油等杂质和水分，一般含硫60～80%，水分20～30%，其他杂质10%左右。由于脱硫膏颗粒较细，一般为20-100μm，含杂质及水分较高，通常作为化学固体废物回收处理生产低品质硫磺产品，由于回收生产装置投资较大，产品品质差、回收能耗及生产成本高等，长期以来一直没有找到较经济的脱硫膏体直接利用的方法。

经检索发现，中国专利96193527.8 中描述了“含硫肥料及其制备方法”，通过将融化硫通入反应器中和磷肥料浆混合后再固化、粒化。中国专利201080005679.3中描述了“含硫肥料及其制备方法”，通过在主要含有磷酸盐基肥料物质的浆液中混入表面活性剂再引入熔融硫，然后造粒。中国专利200380103202.9“含硫磷酸铵肥料的生产方法”，其描述了将含元素硫的液相在反应器中和含氨、磷酸、水的液相混合或者在造粒机装置中引入。中国专利99120285.6“复合含硫肥料及其制造方法”中描述了将各种肥料按比例进行混合。中国专利200610172825.7和01801260.4“含硫肥料组合物及其制备方法”描述了用含硫的浆液喷雾含有磷酸盐或者硝酸盐等肥料的表面。中国专利200910102988.1“用磷酸二硫装置加硫磺粉生产硫肥的方法”描述了将硫磺粉混合到硫酸中，氨化融化后引入反应器和磷酸二铵料浆混合。

上述这些专利文献公开了许多生产含硫磷铵的工艺方法，但以工业副产脱硫膏为原料生产含硫磷肥铵还尚未见有相关报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有工业副产脱硫膏综合利用的存在的技术不足，提供一种工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法。它包括将脱硫膏和磷铵生产洗涤液按照比例混合，取代现有硫磺磨桨工序，直接将脱硫膏浆料与湿法磷酸和氨在反应器中混合生产含硫磷铵产品，其技术解决了工业副产脱硫膏经济利用问题，以及满足市场对含硫磷铵产品的需求。

本发明通过以下技术方案实现。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数。

一种采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，包括以下步骤：

（1）将工业副产脱硫膏按比例加入到磷酸二铵生产装置的尾气洗涤液槽中搅拌混合得到脱硫膏混合浆料；将脱硫膏混合浆料由泵输送至反应器中与湿法磷酸和氨气中和反应得到含硫磷铵料浆喷入磷酸二铵的造粒机造粒即可按照传统磷酸二铵的生产工艺进行产品干燥、筛分、冷却、包装即得到合格的含硫磷铵产品。

步骤（1）所述的一种工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，特征在于工业副产脱硫膏为工业燃煤制煤气生产过程中采用HPF法煤气脱硫工艺产生的含单质硫(S)以及硫化氢、游离氨、碳酸盐、焦油等杂质和水分的固废物，一般含硫60～80%，水分20～30%，其他杂质10%左右，颗粒粒径≤500微米。

步骤（1）所述的一种采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，特征在于尾气洗涤液是传统磷酸二铵生产工艺过程中洗涤尾气的含氨等洗涤液。

步骤（1）所述的一种采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，特征在于脱硫膏与尾气洗涤液按比例混合，其脱硫膏加入量一般为湿法磷酸的10-20%（质量比）。

步骤（1）所述的一种采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，特征在于将脱硫膏混合浆料与湿法磷酸和氨气中和反应，所述的湿法磷酸浓度40-54% P2O5。

步骤（1）所述的一种采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，特征在于将脱硫膏混合浆料与湿法磷酸和氨气中和反应，喷入造粒机造粒、干燥、筛分、冷却、包装即得到合格的含硫磷铵产品中，单质硫（S）含量1%～10%，有效P₂O₅≥38%；水分≤2.0%，产品粒度1.00～4.00mm≥90%。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

1、本发明克服了现有磷酸二铵反应中加硫颗粒混合不均匀的缺点，利用现有的磷酸二铵装置，生产加硫磷铵，方便经济。最终得到含硫磷铵产品的质量指标能够达到：有效P₂O₅≥38%；水分≤2.0%；筛分后产品粒度在1.00～4.00mm的≥90%；硫含量≥5%。

2、本发明利用磷酸二铵装置的洗涤液，将副产脱硫膏加入到磷酸储槽中搅拌后得到均匀分散的混合液。发明人在无数次的实验基础上，发现脱硫膏的硫磺小颗粒和磷酸的铁铝镁等物质结合能均匀分散在磷酸体系中，且容易输送至反应器或者储槽中，在搅拌条件下不会分层，从而使硫单质颗粒均匀分布在含量磷铵产品中。而且硫磺的加入不会对磷酸二铵的反应及造粒造成影响，相反能提供碳酸铵等肥料组成。

3、本发明所用的脱硫膏来源广泛；颗粒粒径可小于500微米，含有一定水分，运输安全，和磷酸混合容易，总技改成本低。

附图说明

图1为用本发明方法生产含硫磷铵的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，但附图和实施例并不是对本发明技术方案的限定。

实施例1

生产含硫磷铵，如图1所示：

第一步：将硫含量为40%的脱硫膏,混入P₂O₅为40%的磷酸中，加入一定的洗涤液混合得到硫磺含量为1%的含硫磷酸，得中间物料A。

第二步：生产含硫磷铵。将上述中间物料A按图1引入反应器，和氨气反应，输送至反应器内反应完成后造粒，250℃以下热风干燥，破碎筛分后得到含硫磷铵。

表1 含硫磷铵分析结果

指标名称

总N%

有效P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/(%)

水溶性磷占有效磷百分率/（%）

总S/(%)

H<sub>2</sub>O/(%)

粒度（1.00mm-4.00mm）/%

外观

分析结果

12．0

40.2

85

10

1.75

92

颗粒状

实施例2

第一步：将硫含量为60%的脱硫膏,混入P₂O₅为47%的磷酸中，加入一定的洗涤液混合得到硫磺含量为5%的含硫磷酸，得中间物料A。

第二步：生产含硫磷铵。将上述中间物料A按图1引入反应器，和氨气反应，输送至反应器内反应完成后造粒，250℃以下热风干燥，破碎筛分后得到含硫磷铵。

表2 含硫重钙分析结果

指标名称

总N%

有效P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/(%)

水溶性磷占有效磷百分率/（%）

总S/(%)

H<sub>2</sub>O/(%)

粒度（1.00mm-4.00mm）/%

外观

分析结果

11．2

41.2

87

10

1.95

91

颗粒状

实施例3

第一步：将硫含量为60%的脱硫膏,混入P₂O₅为54%的磷酸中，加入一定的洗涤液混合得到硫磺含量为10%的含硫磷酸，得中间物料A。

第二步：生产含硫磷铵。将上述中间物料A按图1引入反应器，和氨气反应，输送至反应器内反应完成后造粒，250℃以下热风干燥，破碎筛分后得到含硫磷铵。

表3 含硫磷铵分析结果

指标名称

总N%

有效P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/(%)

水溶性磷占有效磷百分率/（%）

总S/(%)

H<sub>2</sub>O/(%)

粒度（1.00mm-4.00mm）/%

外观

分析结果

11．0

39.2

92

12

1.95

90

颗粒状

Claims (8)

1.一种采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，其特征在于包括以下步骤：以质量百分计，

（1）、将工业副产脱硫膏按比例加入到磷酸二铵生产装置的尾气洗涤液槽中，脱硫膏加入量为加入磷酸后总量的2%～20%，磷酸在储槽中和脱硫膏搅拌混合均匀后得到脱硫膏混合浆料A；

（2）、将脱硫膏混合浆料A输送至反应器中，脱硫膏混合浆料A与湿法磷酸和氨气进行中和反应，得到含硫磷铵料浆B；

（3）将含硫磷铵料浆B输送喷入磷酸二铵的造粒机造粒设备造粒，随后按传统磷酸二铵的生产工艺进行产品干燥、筛分、冷却、包装，即得到所需合格的含硫磷铵产品；

所述步骤（1）工业副产脱硫膏为工业燃煤制煤气生产过程中采用HPF法煤气脱硫工艺产生的含单质硫(S)以及硫化氢、游离氨、碳酸盐、焦油杂质和水分的固废物，含硫在40～80%，水分20～30%，其它杂质10%，颗粒粒径≤500微米，所述磷酸的P₂O₅%≥40%；所述步骤（1）尾气洗涤液是传统磷酸二铵生产工艺过程中洗涤尾气的含氨洗涤液；

所述合格含硫磷铵产品是指：单质硫（S）含量1%～10%，有效P₂O₅≥38%；水分≤2.0%，产品粒度1.00～4.00mm≥90%。

2.根据权利要求1所述的采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，特征在于步骤（1）脱硫膏与尾气洗涤液按比例混合，按质量比计，其脱硫膏加入量为湿法磷酸的10-20%。

3.根据权利要求1所述的采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，特征在于步骤（2）将脱硫膏混合浆料与湿法磷酸和氨气中和反应，所述的湿法磷酸浓度40%-54% P₂O₅。

4.根据权利要求1所述的采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，特征在于所述步骤（3）喷入造粒机造粒、干燥、筛分、冷却、包装后得到合格含硫磷铵产品，其所述干燥的出口物料水分≤2.0%。

5.根据权利要求1所述的采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，其特征在于步骤（1）所述脱硫膏混合浆料A中，其硫磺占总物料重量的2%～4%。

6.根据权利要求1所述的采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，其特征在于步骤（2）所得含硫磷铵料浆B，其组分是磷酸二氢铵，磷酸氢二铵，硫酸铵以及硫磺。

7.根据权利要求1所述的采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，其特征在于步骤（2）所得含硫磷铵料浆B，其组成还含有钙，镁，铝的无机磷酸盐或者硫酸盐。

8.根据权利要求1所述的采用工业副产脱硫膏生产含硫磷铵的方法，其特征在于所述步骤（2）所得含硫磷铵料浆B，其组成还含有锌，铁，硼，锰，铜，钼的无机磷酸盐或者硫酸盐。

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