CN107935666A - 一种双氨化造粒工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双氨化造粒工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：步骤一、料浆制备；步骤二、管式反应器反应；步骤三、双氨化反应。本发明的生产工艺反应效率高，洗涤简单，工艺流程简短，洗涤水可以全部回收。得到的产品强度好，颗粒表面光滑、较为圆润、有光泽；成粒率高，系统返料低，装置有效利用率高，造粒无需添加粘土。
Description
技术领域
本发明涉及农用化肥生产工艺领域，尤其涉及一种双氨化造粒工艺。
背景技术
磷酸二铵又称磷酸氢二铵(DAP)，是含氮磷两种营养成分的复合肥。呈灰白色或深灰色颗粒，比重1.619，易溶于水，不溶于乙醇。有一定吸湿性，在潮湿空气中易分解，挥发出氨变成磷酸二氢铵。磷酸二铵是一种高浓度的速效肥料，适用于各种作物和土壤，特别适用于喜氮需磷的作物，作基肥或追肥均可，宜深施。与尿素、硝铵、氯化铵可混性好，因其本身不含钾，应与钾肥(氯化钾、硫酸钾)配合施用。
现有技术中，磷酸二铵复合肥的生产成本较高，产品质量达不到要求，生产过程产生的废弃物处理成本高，生产工艺较为复杂，为了克服现有技术的缺陷，需要设计一种双氨化造粒工艺。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，提供一种双氨化造粒工艺。
本发明通过下述方案实现：
一种双氨化造粒工艺，该工艺包括以下步骤：
步骤一、料浆制备；
步骤二、管式反应器反应；
步骤三、双氨化反应；
所述步骤一包括以下具体步骤：
将固体磷酸一铵和尾气洗涤液加入容器中，同时通入饱和蒸汽，控制容器温度为50-80℃，充分搅拌后升温至60-110℃，同时进行搅拌，搅拌速度为30-160rpm，得到的磷铵溶液；
所述步骤二包括以下具体步骤：
将步骤一制备的磷铵溶液投入管式反应器中，同时将98wt％的浓硫酸和工业合成氨加入所述管式反应器中进行反应，其反应方程式如下所示：
2NH3(g)+H2SO4(l)＝(NH4)2SO4(l)
NH4H2PO4(l)+NH3(g)＝(NH4)2HPO4(l)
所述步骤三包括以下具体步骤：
将步骤二中管式反应器所得的反应料浆直接喷到造粒机内造粒床层上，并将工业合成氨经氨喷轴加入到造粒机内造粒床层内，同时通入蒸汽，与复合肥产品生产的N：P：K固体原料进行双氨化反应。
所述双氨化反应如下所示：
NH4H2PO4(d)+NH3(g)＝(NH4)2HPO4(l)
NH4H2PO4(l)+NH3(g)＝(NH4)2HPO4(l)
经双氨化反应的造粒物料在造粒机转动的作用下，团聚成颗粒状，从造粒机内输出，得到复合肥产品颗粒。
在所述步骤一中，固体磷酸一铵和尾气洗涤液的投加的质量比为4：1-1：1。
在所述步骤一中，通入的饱和蒸汽的压力为0.4Mpa-1.004Mpa。
在所述步骤一中，搅拌的速度为30-160rpm，搅拌时间为30min。
在所述步骤二中，将磷铵溶液以0.5m3/h-8m3/h的流量投入管式反应器中。
在所述步骤二中，98wt％浓硫酸的加入量为：98wt％浓硫酸与磷铵溶液的质量比为1-6.5:10；所述工业合成氨的加入量为：工业合成氨与磷铵溶液的质量比为1-3.8:10。
在所述步骤三中，工业合成氨加入量占复合肥产品生产的N：P：K固体原料的质量比例为1％-10％(wt)。
在所述步骤三中，所述造粒机内造粒床层的温渡控制在50-85℃。
本发明的有益效果为：
本发明的生产工艺反应效率高，洗涤简单，工艺流程简短，洗涤水可以全部回收。得到的产品强度好，颗粒表面光滑、较为圆润、有光泽；成粒率高，系统返料低，装置有效利用率高，造粒无需添加粘土。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明：
一种双氨化造粒工艺，该工艺包括以下步骤：
步骤一、料浆制备；
步骤二、管式反应器反应；
步骤三、双氨化反应；
所述步骤一包括以下具体步骤：
将固体磷酸一铵和尾气洗涤液加入容器中，同时通入饱和蒸汽，控制容器温度为50-80℃，充分搅拌后升温至60-110℃，同时进行搅拌，搅拌速度为30-160rpm，得到的磷铵溶液；
所述步骤二包括以下具体步骤：
将步骤一制备的磷铵溶液投入管式反应器中，同时将98wt％的浓硫酸和工业合成氨加入所述管式反应器中进行反应，其反应方程式如下所示：
2NH3(g)+H2SO4(l)＝(NH4)2SO4(l)
NH4H2PO4(l)+NH3(g)＝(NH4)2HPO4(l)
所述步骤三包括以下具体步骤：
将步骤二中管式反应器所得的反应料浆直接喷到造粒机内造粒床层上，并将工业合成氨经氨喷轴加入到造粒机内造粒床层内，同时通入蒸汽，与复合肥产品生产的N：P：K固体原料进行双氨化反应。
所述双氨化反应如下所示：
NH4H2PO4(d)+NH3(g)＝(NH4)2HPO4(l)
NH4H2PO4(l)+NH3(g)＝(NH4)2HPO4(l)
经双氨化反应的造粒物料在造粒机转动的作用下，团聚成颗粒状，从造粒机内输出，得到复合肥产品颗粒。
在所述步骤一中，固体磷酸一铵和尾气洗涤液的投加的质量比为4：1-1：1。
在所述步骤一中，通入的饱和蒸汽的压力为0.4Mpa-1.004Mpa。
在所述步骤一中，搅拌的速度为30-160rpm，搅拌时间为30min。
在所述步骤二中，将磷铵溶液以0.5m3/h-8m3/h的流量投入管式反应器中。
在所述步骤二中，98wt％浓硫酸的加入量为：98wt％浓硫酸与磷铵溶液的质量比为1-6.5:10；所述工业合成氨的加入量为：工业合成氨与磷铵溶液的质量比为1-3.8:10。
在所述步骤三中，工业合成氨加入量占复合肥产品生产的N：P：K固体原料的质量比例为1％-10％(wt)。
在所述步骤三中，所述造粒机内造粒床层的温渡控制在50-85℃。
通常复合肥造粒需加入50kg的粘土，才能保证良好的成粒，而粘土的加入，则需增加高氧分的尿素的加入量，从需造成原料成本的上升，本发明的生产工艺可以有效的降低原料成本，无需粘土的加入，在原料组成上增大的低成本氯化铵的加入量，减少了尿素的加入量，降低了原料成本。少加50的粘土，则多加100氯化铵，少加50尿素。
其成本简单计算如下：0.05*1750+0.05*240-0.1*550＝44.5元/吨，即每吨至少可以节约44.5元的成本。
应用本发明的生产工艺可以提高产量，使得公用工程费用下降。本领域中通常公用工程消耗为：电：30度/吨、蒸汽0.12吨/吨、煤25kg/吨，公用工程成本约为76.6元/吨。本发明的生产工艺经多个现场应用数据表明，产能可提高10-25％，如按10％计算，则可降低公用工程费用7.66元/吨。由于氨轴的结构，氨利用率高，与其它生产工艺相比，可节省氨10kg/吨以上，氨的成本因素考虑到回收因素，按50％进行计算，则可降低14.5元/吨。综上所述，生产成本可以66.66元/吨。
本发明的生产工艺可以提高产品内外观质量，产品强度好，颗粒表面光滑、较为圆润、有光泽。具体如下：颗粒强度方面，以磷酸为料浆：产品颗粒强度可达50N左右；以磷铵料浆为料浆：产品颗粒强度可达30N左右。产品水份方面：产品水份可达1.5％以下，部分配方产品水份可达1.0％以下；产品PH值方面，产品PH值均可达到6.5左右；产品抗结性能方面，由于产品PH值可控，并相对较高，从而阻断了产品后续反应的基础，另产品的水份及强度等指标相对较好，降低了结块反应的条件，从而使产品的抗结块性显著增强。由于造粒不加或少加粘土，如对原料进行简单优化，则可使产品达水溶肥产品标准。
本发明的生产工艺可以降低环保压力，保护环境。采用固体磷铵制浆可使装置尾气洗涤水得以全部回收，氨利用率高，排放量低，可控。造粒成粒率高，颗粒强度好，粉尘量及二次出粉量低，排放尾气含固量小，尾气经处理可以达标排放。
本发明的生产工艺技术的可操作性较强。采用料浆管式反应器造粒，造粒对原料磷酸一铵的依赖性降低，造粒可控性增强，产品配方范围大，如对原装置设备可靠性监控增强，则可使装置的自动化程序度得到较大的提升。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种双氨化造粒工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤：
步骤一、料浆制备；
步骤二、管式反应器反应；
步骤三、双氨化反应；
所述步骤一包括以下具体步骤：
将固体磷酸一铵和尾气洗涤液加入容器中，同时通入饱和蒸汽，控制容器温度为50-80℃，充分搅拌后升温至60-110℃，同时进行搅拌，搅拌速度为30-160rpm，得到的磷铵溶液；
所述步骤二包括以下具体步骤：
将步骤一制备的磷铵溶液投入管式反应器中，同时将98wt％的浓硫酸和工业合成氨加入所述管式反应器中进行反应，其反应方程式如下所示：
2NH3(g)+H2SO4(l)＝(NH4)2SO4(l)
NH4H2PO4(l)+NH3(g)＝(NH4)2HPO4(l)
所述步骤三包括以下具体步骤：
将步骤二中管式反应器所得的反应料浆直接喷到造粒机内造粒床层上，并将工业合成氨经氨喷轴加入到造粒机内造粒床层内，同时通入蒸汽，与复合肥产品生产的N：P：K固体原料进行双氨化反应。
所述双氨化反应如下所示：
NH4H2PO4(d)+NH3(g)＝(NH4)2HPO4(l)
NH4H2PO4(l)+NH3(g)＝(NH4)2HPO4(l)
经双氨化反应的造粒物料在造粒机转动的作用下，团聚成颗粒状，从造粒机内输出，得到复合肥产品颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种双氨化造粒工艺，其特征在于：在所述步骤一中，固体磷酸一铵和尾气洗涤液的投加的质量比为4：1-1：1。
3.根据权利要求1所述的一种双氨化造粒工艺，其特征在于：在所述步骤一中，通入的饱和蒸汽的压力为0.4Mpa-1.004Mpa。
4.根据权利要求1所述的一种双氨化造粒工艺，其特征在于：在所述步骤一中，搅拌的速度为30-160rpm，搅拌时间为30min。
5.根据权利要求1所述的一种双氨化造粒工艺，其特征在于：在所述步骤二中，将磷铵溶液以0.5m3/h-8m3/h的流量投入管式反应器中。
6.根据权利要求1所述的一种双氨化造粒工艺，其特征在于：在所述步骤二中，98wt％浓硫酸的加入量为：98wt％浓硫酸与磷铵溶液的质量比为1-6.5:10；所述工业合成氨的加入量为：工业合成氨与磷铵溶液的质量比为1-3.8:10。
7.根据权利要求1所述的一种双氨化造粒工艺，其特征在于：在所述步骤三中，工业合成氨加入量占复合肥产品生产的N：P：K固体原料的质量比例为1％-10％(wt)。
8.根据权利要求1所述的一种双氨化造粒工艺，其特征在于：在所述步骤三中，所述造粒机内造粒床层的温渡控制在50-85℃。
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