CN108203084A

CN108203084A - 一种在稀磷酸中添加萃余酸和渣酸生产磷酸一铵产品的方法及装置

Info

Publication number: CN108203084A
Application number: CN201810201697.7A
Authority: CN
Inventors: 王宗孝; 郑光明; 邹学勇; 沈维云; 李绪; 刘明高; 陈春雷; 杜万保; 黄翔翔
Original assignee: YIDU XINGFA CHEMICAL Co Ltd
Current assignee: YIDU XINGFA CHEMICAL Co Ltd
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2018-06-26

Abstract

本发明公开了一种在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和含磷废水生产磷酸一铵产品的方法，本发明具体步骤是将萃余酸、渣酸在配酸槽内与稀磷酸按一定比例进行混合，同时在混合酸内添加二、三效浓缩产生的含磷废水（含磷0.02%），使混合酸的密度、酸浓、含固量满足生产要求；将经配比适宜的混合酸送入快速氨化反应器与气氨反应生成合格的一铵料浆；将一铵料浆浓缩、高压喷粉、干燥生产优等品磷酸一铵。减少稀磷酸用量，节约磷酸浓缩所需蒸汽，达到了节能减排的目的，保守按添加萃余酸折百质量比例40%计，节约蒸汽345.6万元/年；4、使用二、三效含磷废水，年产20万吨一铵装置理论计算每吨产品可消耗0.22m³含磷废水，全年可回收200‑300吨磷。

Description

一种在稀磷酸中添加萃余酸和渣酸生产磷酸一铵产品的方法及装置

技术领域

本发明涉及磷资源回收利用，具体就是通过在稀磷酸中按照比例添加萃余酸、渣酸和含磷废水配制成混合酸与气氨反应生产优等品磷酸一铵产品。

背景技术

在湿法磷酸精制生产过程中，伴随产生大量萃余酸，萃余酸含固量高、倍半氧化物高，湿法磷酸精制无法自身消耗萃余酸，长时间系统开车后萃余酸涨库，严重影响生产运行效率。

湿法磷酸生产过程中产生大量渣酸，因无处消化而返回至萃取装置，造成系统萃取率低，同时增加了过滤的负荷，也降低了成品酸的品质，影响下游装置使用。

一铵生产过程中因稀磷酸酸浓较低，浓缩系统须使用大量蒸汽进行加热，同时二、三效产生大量含磷废水(冷凝水)，该水自身无法消耗，长时间系统开车后含磷废水漫槽，严重影响生产运行效率。

在稀磷酸中按照比例添加萃余酸和渣酸，可大量消耗萃余酸和渣酸，同时因萃余酸密度较高(萃余酸比重1.65g/ml，稀酸1.28g/ml)，可将二、三效含磷废水按适当比例进行添加降低混合酸密度(混合酸1.31-1.33g/ml)，按此方法生产不仅可大量消耗萃余酸和渣酸，同时回收使用二、三效含磷废水，减少系统磷损失，同比且可节约浓磷酸用量，而且因混合酸密度较稀磷酸略高可节约大量浓缩需要的蒸汽，起到节能减排的目的。

另外，一铵生产主要生产60.0％规格产品(总养分≥60.0％)，因稀磷酸品质较高造成一铵产品的总养分在61.5％左右，产品中磷富余导致一铵生产成本过高，通过在稀磷酸中添加渣酸，充分利用渣酸中的含固杂质以降低酸品质，将混合酸含固量调整至1.15-1.50％，可使总养分降低至60.0-60.8％，此方法不仅可消耗大量渣酸同时可湿法降低产品总养分节约生产成本。

本发明采用在稀磷酸中按照比例添加萃余酸、渣酸，在配酸槽内充分混合后结合混合酸密度适当补充二、三效含磷废水既避免了常规稀磷酸生产一铵工艺养分高的难题，又能高效的生产高品质优等品磷酸一铵产品，同时大量消耗萃余酸和渣酸，减少稀磷酸用量，同时节约浓缩蒸汽，且实现含磷废水中磷资源的回收利用。

发明内容

本发明旨在提供一种在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和含磷废水生产优等品磷酸一铵产品的方法，以实现萃余酸、渣酸的再利用，在确保生产正常稳定连续运行的前提下，生产出高品质优等品磷酸一铵产品，提高磷资源的回收利用。

本发明主要是将萃余酸、渣酸、稀酸配比，并适当补充含磷废水达到磷酸一铵氨反应所需要的密度和浓度及含固量，再送入氨化反应器与气氨反应生成料浆后浓缩、喷粉。

具体有如下步骤：

1、将湿法磷酸精制过程中副产萃余酸储存在萃余酸槽内；2、将湿法磷酸生产过程中副产品渣酸储存在渣酸槽内；3、将萃余酸、渣酸在配酸槽内与稀磷酸按一定比例进行混合，同时在混合酸内添加二、三效浓缩产生的含磷废水，使混合酸的密度、浓度及含固量满足生产要求；4、将经配比适宜的混合酸送入快速氨化反应器与气氨反应生成合格的一铵料浆。

上述方法第1步中，所述萃余酸槽内萃余酸密度1.63-1.70g/ml，酸浓 44-47.0％，含固量1.3-3.5％。

上述方法第2步中，所述渣酸槽内渣酸密度1.25-1.45g/ml，酸浓18-28.0％，含固量1.0-5.5％。

上述方法第3步中，所述配酸槽内混全酸密度为1.31-1.33g/ml，酸浓 28.0-32.0％，含固量1.35-1.50％。

上述方法第3步中，所述萃余酸、渣酸及含磷废水配比都采用流量计与调节阀联锁控制。

上述方法第4步中，所述混酸送入氨化反应器与气氨反应生成料浆采用流量计与调节阀控制。

上述方法，混合酸所需含固量的控制，结合产品养分最佳平衡点，优选含固量为1.35-1.50％。

采用上述的工艺步骤得到的磷酸一铵产品质量满足国家标准优等品磷酸一铵，相关质量指标要求：产品质量标准(执行GB10205－2009国家标准)

本发明还提供一种在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和含磷废水生产磷酸一铵的装置，

稀磷酸管道与配酸槽连接；

二、三效冷凝水管道与配酸槽连接；

来自湿法磷酸精制装置的萃余酸管道与萃余酸槽连接；

来自湿法磷酸装置的渣酸管道与渣酸槽经管道；

来自萃余酸槽的萃余酸管道与配酸槽连接；

来自渣酸槽的渣酸管道与配酸槽连接；

来自配酸槽的混合酸与氨化反应器连接；

氨化反应器与浓缩系统连接后再与高压喷粉干燥系统连接。

所述的配酸槽、萃余酸槽、渣酸槽内均设置有搅拌器，分别为配酸搅拌器、萃余酸搅拌器、渣酸搅拌器。

所述的配制混合酸过程中添加萃余酸、渣酸均采用泵进行输送，分别为萃余酸泵、渣酸泵。

本发明的有益效果是：1、通过在稀磷酸中添加湿法磷酸精制装置生产过程中产生的废弃萃余酸和湿法磷酸装置生产过程中的废弃渣酸生产优等品磷酸一铵产品，提高了磷资源的回收利用率，保守估计年产20万吨一铵装置每年可大约消耗4万吨萃余酸(折百磷)和1万吨渣酸(折百磷)，可防止萃余酸涨库导致湿法磷酸精制装置出现降低生产负荷甚至停车的情况；2、减少稀磷酸用量，节约稀磷酸浓缩所需蒸汽，达到了节能减排的目的，保守估计年产20万吨一铵装置年减少稀磷酸用量50000吨(折百磷)，节约蒸汽345.6万元/年；3、解决一铵产品养分过高的问题，产品养分可从61.5％左右降低至60.0-60.8％，保守估计年产20万一铵装置每年可节约2000吨磷；4、解决一铵装置浓缩产生的二、三效含磷废水无处消化的问题，保守估计年产20万一铵装置可处理44000吨含磷废水。

附图说明

图1为本发明的流程示意图，图中，1配酸槽；2萃余酸槽；3渣酸槽；4 混合酸泵；5萃余酸泵；6渣酸泵；7配酸搅拌器；8萃余酸搅拌器；9渣酸搅拌器；10氨化反应循环泵；11氨化反应器。

具体实施方式

实施例1

如图1中，结合附图1对本发明做进一步说明：

采用本发明通过在稀磷酸中按照比例添加萃余酸、渣酸和含磷废水优等品磷酸一铵产品，具体方案如下：

具体有如下步骤：

1、将湿法磷酸精制过程中副产品萃余酸储存在萃余酸槽内；

2、将湿法磷酸生产过程中副产品渣酸储存在渣酸槽内；

3、将萃余酸、渣酸在配酸槽内与稀磷酸按一定比例经搅拌器进行混合，同时在混合酸内添加二、三效浓缩产生的含磷废水，使混合酸的密度、浓度及含固量满足生产要求；

4、将经配比适宜的混合酸送入快速氨化反应器与气氨反应生成合格的一铵料浆。

5、将一铵料浆浓缩、高压喷粉、干燥生产优等品磷酸一铵。

上述方法第3步中，所述配酸槽内混合酸密度为1.25-1.31g/ml，酸浓 25.0-28.0％，含固量0.8-1.5％。

上述方法第3步中密度高于1.31g/ml、酸浓高于28％时添加含磷废水进行调节；密度低于1.25g/ml、酸浓低于25％时添加萃余酸进行调节。

上述方法第3步中含固量高于1.5％时添加含稀磷酸进行调节；含固量低于00.8g/ml添加渣酸进行调节。

上述方法第4步中，混合酸与气氨在氨化反应器内经循环泵强制循环反应生成合格料浆。

上述方法第5步中，合格料浆经蒸汽浓缩系统、高压喷粉干燥系统生产合格品磷酸一铵。

上述方法，装置运行240个工作日左右定期停车，排空氨化反应器，人工清理氨化反应器及氨化反应器至三效过料管道，氨化反应器内反应制得的一铵料浆 (1.33-1.36)流动性较好，造成反应器壁及管壁结垢较少，所需蒸汽7-10t/h。

实施例2

如图1中，结合附图1对本发明做进一步说明：

具体有如下步骤：

1、将湿法磷酸精制过程中副产品萃余酸储存在萃余酸槽内；

2将湿法磷酸生产过程中副产品渣酸储存在渣酸槽内；

3将萃余酸、渣酸在配酸槽内与稀磷酸按一定比例经搅拌器进行混合，同时在混合酸内添加二、三效浓缩产生的含磷废水，使混合酸的密度、浓度及含固量满足生产要求；

4将经配比适宜的混合酸送入快速氨化反应器与气氨反应生成合格的一铵料浆。

5将一铵料浆浓缩、高压喷粉、干燥生产优等品磷酸一铵。

上述方法第3步中，所述配酸槽内混合酸密度为1.31-1.33g/ml，酸浓 28.0-32.0％，含固量1.35-1.50％。

上述方法第3步中密度高于1.33g/ml、酸浓高于32％时添加含磷废水进行调节；密度低于1.31g/ml、酸浓低于28％时添加萃余酸进行调节。

上述方法第3步中含固量高于1.50％时添加含稀磷酸进行调节；含固量低于1.35g/ml添加渣酸进行调节。

上述方法，装置运行90个工作日左右定期停车，排空氨化反应器，人工清理氨化反应器及氨化反应器至三效过料管道，氨化反应器内反应制得的一铵料浆 (密度：1.37-1.39g/ml)流动性正常，造成反应器壁及管壁结垢较效，但后续浓缩过程中所需蒸汽5-7t/h。

实施例3

如图1中，结合附图1对本发明做进一步说明：

具体有如下步骤：

1、将湿法磷酸精制过程中副产品萃余酸储存在萃余酸槽内；

2将湿法磷酸生产过程中副产品渣酸储存在渣酸槽内；

5将一铵料浆浓缩、高压喷粉、干燥生产优等品磷酸一铵。

上述方法第3步中，所述配酸槽内混全酸密度为1.33-1.35g/ml，酸浓 32.0-35.0％，含固量1.50-2.0％。

上述方法第3步中密度高于1.35g/ml、酸浓高于35％时添加含磷废水进行调节；密度低于1.33g/ml、酸浓低于32％时添加萃余酸进行调节。

上述方法第3步中含固量高于2.50％时添加含稀磷酸进行调节；含固量低于2.0g/ml添加渣酸进行调节。

上述方法，装置运行10个工作日左右定期停车，排空氨化反应器，人工清理氨化反应器及氨化反应器至三效过料管道，酸浓较高时氨化反应器内反应剧烈，反应制得的一铵料浆(密度：1.42-1.45g/ml)流动性较差，造成反应器壁及管壁结垢严重，但后续浓缩过程中所需蒸汽3-5t/h。

针对上述工艺实施例1、2、3的比较，在不同混合酸质量指标的情况下，实施例3因酸浓较高反应过于剧烈，产生大量的热，料浆的水分蒸汽量较多导致氨化反应器运行10个工作日结垢堵塞，实施例1、实施例2因酸浓较实施例3中低，氨化反应器运行分别可达240、90个工作日。但实施例3使用蒸汽量较实施例1、实施例2少，为平衡生产运行效率与蒸汽使用量，实施例2优选方案配酸槽内混合酸密度为1.31-1.33g/ml，酸浓28.0-32.0％，含固量1.35-1.50％，可确保装置连续稳定运行在90个工作日左右，同时按照以上萃余酸、渣酸及含磷废水添加量组织生产时产品满足质量指标且防止蒸汽使用量偏高浪费成本增加生产费用。

Claims

1.一种在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和磷酸一铵生产过程中产生的含磷废水生产磷酸一铵的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将萃余酸、渣酸在配酸槽内与稀磷酸混合得到混合酸；

（2）将混合酸内添加含磷废水，使混合酸的密度、含固量满足生产要求；

（3）将经配比适宜的混合酸送入快速氨化反应器与气氨反应生成合格的一铵料浆；

（4）将一铵料浆浓缩、高压喷粉、干燥生产得到磷酸一铵。

2.权利要求1所述的在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和含磷废水生产磷酸一铵的方法，其特征在于，所述萃余酸槽内萃余酸密度1.63-1.70g/ml，酸浓44-47.0%，含固量1.3-3.5%。

3.权利要求1所述的在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和含磷废水生产磷酸一铵的方法，其特征在于，所述渣酸槽内渣酸密度1.25-1.45g/ml，酸浓18-28.0%，含固量1.0-5.5%。

4.权利要求1所述的在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和含磷废水生产磷酸一铵的方法，其特征在于，所述配酸槽内混合酸密度为1.31-1.33g/ml，混合酸的质量浓度为28.0-32.0%，含固量1.35-1.50%，混合酸P₂O₅质量百分数为28-31%，比重为1.32-1.35g/ml。

5.权利要求1所述的在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和含磷废水生产磷酸一铵的方法，其特征在于，所述配酸槽内混合酸密度高于1.33g/ml、混合酸的质量浓度高于32.0%时添加二、三效浓缩产生的含磷废水进行调节；密度低于1.31g/ml、混合酸的质量浓度低于28%时添加萃余酸进行调节。

6.权利要求1所述的在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和含磷废水生产优等品磷酸一铵产品的方法，其特征在于，所述配酸槽内混合酸中含固量高于1.50%时添加含稀磷酸进行调节；含固量低于1.35g/ml添加渣酸进行调节。

7.权利要求1-6任一项所述的在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和含磷废水生产优等品磷酸一铵的装置，其特征在于：

稀磷酸管道与配酸槽（1）连接；

二、三效冷凝水管道与配酸槽（1）连接；

来自湿法磷酸精制装置的萃余酸管道与萃余酸槽（2）连接；

来自湿法磷酸装置的渣酸管道与渣酸槽（3）经管道；

来自萃余酸槽（2）的萃余酸管道与配酸槽（1）连接；

来自渣酸槽（3）的渣酸管道与配酸槽（1）连接；

来自配酸槽（1）的混合酸与氨化反应器（11）连接；

氨化反应器（11）与浓缩系统连接后再与高压喷粉干燥系统连接。

8.权利要求7所述的在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和含磷废水生产优等品磷酸一铵产品的方法，其特征在于，配酸槽（1）、萃余酸槽（2）、渣酸槽（3）内均设置有搅拌器，分别为配酸搅拌器（7）、萃余酸搅拌器（8）、渣酸搅拌器（9）。

9.权利要求7所述的在稀磷酸中添加萃余酸、渣酸和含磷废水生产优等品磷酸一铵产品的方法，其特征在于，配制混合酸过程中添加萃余酸、渣酸均采用泵进行输送，分别为萃余酸泵（2）、渣酸泵（3）。