CN108726497A - 一种用于磷酸一铵生产的中和及浓缩的装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开磷酸一铵生产的中和及浓缩的装置及使用方法，具体是反应器底部经循环泵与蒸汽换热器连接，蒸汽换热器与管式反应器连接，管式反应器经反应料浆循环管与反应器顶部连接；反应器上部设置有进萃余酸输送管；反应器中部经料浆至高压泵输送管与高压泵连接后送至喷粉塔。将萃余酸或浓磷酸与气氨进行中和反应，得到符合喷粉指标的磷酸一铵料浆后使用高压泵输送至喷粉塔获得磷酸一铵产品。解决使用料浆法采用萃余酸生产磷酸一铵产品时，因萃余酸酸浓过高，需降低酸浓后才能进行后续生产的工艺难题，可同比节约料浆法生产磷酸一铵产品时料浆浓缩的蒸汽消耗用量，按现在的萃余酸消耗量计算年节约蒸汽43200吨，年节约蒸汽用量直接经济效益778万元。

Description

一种用于磷酸一铵生产的中和及浓缩的装置及使用方法

技术领域

本发明涉及磷资源回收利用，具体就是通过将湿法磷酸精制过程中副产的萃余酸通过简单配酸（在确保酸浓40—44%，比重在1.4—1.5）后，送入本发明装置与气氨反应生成磷酸一铵料浆，根据料浆实际情况调节自身浓缩系统，得到符合需求的磷酸一铵料浆送至喷粉塔生产磷酸一铵产品。

背景技术

在湿法磷酸精制生产过程中，会产生大量萃余酸，萃余酸含固量高、倍半氧化物高，一般处理方法是将该副产萃余酸采用料浆法生产磷酸一铵产品，由于萃余酸酸浓过高，需降低酸浓后进行中和反应，然后再将料浆经过浓缩后生产磷酸一铵产品，降低酸浓到浓缩料浆过程浪费大量蒸汽。

发明内容

本发明采用在提高萃余酸酸浓的情况下进行中和反应的同时根据料浆需求进行浓缩，得到符合喷粉要求的磷酸一铵料浆生产磷酸一铵产品，每年可节约大量料浆浓缩需要的蒸汽，保守按现在的萃余酸消耗量计算年节约蒸汽43200吨，年节约蒸汽用量直接经济效益778万元，起到节能减排的目的。

本发明旨在提供一种采用萃余酸生产磷酸一铵铵产品的中和及浓缩的一体装置，解决使用料浆法采用萃余酸生产磷酸一铵产品时，因萃余酸酸浓过高，需降低酸浓后进行后续生产的工艺难题，可同比节约料浆法生产磷酸一铵产品时料浆浓缩的蒸汽消耗用量，每年可节约大量料浆浓缩需要的蒸汽，起到节能减排的目的，同时实现萃余酸的高效回收再利用。所述的磷酸一铵生产的中和及浓缩的装置，包括如下：反应器底部经循环泵与蒸汽换热器连接，蒸汽换热器与管式反应器连接，管式反应器经反应料浆循环管与反应器顶部连接；反应器上部设置有进萃余酸输送管；反应器中部经料浆至高压泵输送管与高压泵连接后送至喷粉塔。

所述的反应器上部设置有溢流管，溢流管设置在反应器塔体80-90%液位处，溢流管开口高于料浆至高压泵输送管管口；进萃余酸输送管插入至反应器下部1/4-1/5处。

所述的管式反应器上设置有进气氨输送管道；蒸汽换热器上设置有蒸汽进料管，蒸汽进料管上设置有蒸汽阀。

所述的反应器底部至循环泵的连接管道上设置有软连接装置一；循环泵至蒸汽换热器的连接管道上设置有软连接装置二。

所述的管式反应器进氨喷头设置有二个喷头，且与管道呈直角错开对插安装。

本发明主要是将现有的料浆法装置中的反应器与浓缩系统进行整合，通过优化磷酸管道插入反应器的位置，采用管式反应器添加气氨，料浆强制循环进行氨化中和反应，萃余酸与气氨联锁进行反应，萃余酸输送至反应器下部1/4-1/5处，确保输入的磷酸优先通过循环泵被输送至管式反应器进行氨化中和反应。

保持料浆循环管道插入反应器塔体料浆液面以下，防止循环料浆喷溅附着在反应器塔体上部及顶端形成垢块堵塞反应器。

反应器循环泵出口配置有蒸汽换热器，在中和反应后的磷酸一铵料浆不能满足密度要求时进行浓缩。

反应器塔体料浆输出取料口设置在塔体液位50%位置，确保输送至喷粉塔的料浆指标符合要求。

反应器溢流管设置在反应器塔体80-90%液位处，溢流管开口高于料浆输出管进口。

料浆输送采用高压泵输送至喷粉塔，高压泵出口压力控制在5--8MPa；

反应器塔体设置有雷达液位计用于监测液位；液位与进酸流量联锁，液位达到规定上限后停止进料。

反应器塔体底部设置有十字形防漩支架，防止反应器塔体料浆在循环过程中出现漩流现象。

本发明采用添加40-44%酸浓的萃余酸至反应器塔体，管式反应器添加气氨，料浆强制循环进行氨化中和反应的工艺，在反应过程中会产生大量的热量，蒸发走磷酸中大量的水分，可以确保反应后的料浆比重符合或接近喷粉料浆质量指标要求

采用本发明装置需确保萃余酸或浓磷酸质量指标符合：酸浓40-44%，比重在1.4-1.5的要求。

采用本发明装置在反应后的料浆比重符合喷粉料浆质量指标要求比重在1.5-1.55时，不需要投用自身浓缩蒸汽换热器；比重低于1.5时开启自身浓缩蒸汽换热器进行浓缩，并适当上调萃余酸或浓磷酸比重，确保料浆质量指标符合喷粉要求；

本发明装置设置有取样口，进行定时取样分析料浆质量指标。

本发明装置中的进氨管式反应器进氨喷头设置有二个喷头，且与管道呈直角错开对插安装。

本发明公开了一种磷酸一铵生产的中和及浓缩的装置及使用方法，具体是将适宜的萃余酸或浓磷酸与气氨进行中和反应，经过该发明装置自身浓缩系统浓缩，得到符合喷粉指标的磷酸一铵料浆后使用高压泵输送至喷粉塔获得磷酸一铵产品。本发明旨在提供一种采用萃余酸生产磷酸一铵产品的中和及浓缩的一体装置，解决使用料浆法采用萃余酸生产磷酸一铵产品时，因萃余酸酸浓过高，需降低酸浓后才能进行后续生产的工艺难题，可同比节约料浆法生产磷酸一铵产品时料浆浓缩的蒸汽消耗用量，每年可节约大量料浆浓缩需要的蒸汽，按现在的萃余酸消耗量计算年节约蒸汽43200吨，年节约蒸汽用量直接经济效益778万元，起到节能减排的目的，同时实现萃余酸的高效回收再利用，提高萃余酸回收利用的附加值。

附图说明

图1为本发明的流程示意图，图中，1 反应器；2防漩流十字支架；3取样阀；4软连接装置一；5排污阀；6循环泵；7软连接装置二；8温度计一；9蒸汽换热器；10蒸汽阀；11温度计二；12管式反应器；13进气氨输送管道；14反应料浆循环管道；15压力表一；16压力表二；17雷达液位计；18检查人孔一；19检查人孔二；20压差液位计；21溢流管；22高压泵压力仪表；23高压泵；24料浆至高压泵输送管；25进萃余酸输送管道。

具体实施方式

实施例1

如图1中，结合附图对本发明做进一步说明：

一种磷酸一铵生产的中和及浓缩的装置，反应器1底部经循环泵6与蒸汽换热器9连接，蒸汽换热器9与管式反应器12连接，管式反应器12经反应料浆循环管14与反应器1顶部连接；反应器1上部设置有进萃余酸输送管25；反应器1中部经料浆至高压泵输送管24与高压泵23连接后送至喷粉塔。

所述的反应器1上部设置有溢流管21，溢流管21设置在反应器1塔体80-90%液位处，溢流管21开口高于料浆至高压泵输送管24管口；进萃余酸输送管插入至反应器1下部1/4-1/5处，优选为1/4处。

所述的管式反应器12上设置有进气氨输送管道13；蒸汽换热器9上设置有蒸汽进料管，蒸汽进料管上设置有蒸汽阀10。

所述的反应器1底部至循环泵6的连接管道上设置有软连接装置一4；循环泵6至蒸汽换热器9的连接管道上设置有软连接装置二7。

所述的管式反应器12进氨喷头设置有二个喷头，且与管道呈直角错开对插安装。

实施例2

使用实施例1所述的装置进行的工艺如下：

将40-44%酸浓的萃余酸通过进萃余酸输送管道25输送至反应器塔体1，待液位计17显示液位达到30%时启动循环泵6；

通过进气氨输送管道13进气氨至管式反应器12，加强取样分析，待中和度达到0.92mol/mol，将进气氨输送管道13进氨流量与进萃余酸输送管道进流量投入自动联锁，设定氨酸配比中和度为0.95--1.02mol/mol；

取样分析料浆比重，比重在1.5-1.55时，不需要投用自身浓缩蒸汽换热器9；直接启动高压泵23输送料浆至喷粉塔，若比重低于1.5时开启蒸汽阀10投用蒸汽换热器9进行浓缩，并适当上调萃余酸或浓磷酸比重，确保料浆质量指标符合喷粉要求；

液位计17显示液位≥60%时，启动高压泵23输送料浆至喷粉塔，高压泵出口压力控制在5--8MPa；

控制进酸量与料浆输出相匹配，反应器塔体液位控制在60%--70%之间；

液位计17显示液位达到80%，系统联锁停止进料。

液位计17显示液位低于50%，高压泵23联锁停止喷粉

所述发明装置萃余酸与气氨联锁进行中和反应，进萃余酸输送管道25插入至反应器1下部约1/4处；

所述发明装置采用循环泵6强制循环及管式反应器12添加气氨的方法进行中和反应；

所述发明装置循环料浆管线14保持插入至反应器塔体1料浆液面以下；

所述发明装置反应器溢流管21设置在反应器塔体1的80%液位处，溢流管21开口高于料浆输出管24进口。

所述发明装置循环泵6出口设置有蒸汽换热器9用于浓缩料浆；

所述发明装置料浆输送采用高压泵23输送至喷粉塔，高压泵23出口压力表22控制在压力在5--8MPa；

所述发明装置反应器塔体1设置有雷达液位计17用于监测液位；液位与进酸流量联锁，液位达到规定上限后停止进料。

所述发明装置反应器塔体1底部设置有十字形防漩支架2，防止反应器塔体1料浆在循环过程中出现漩流现象。

所述发明装置还设置有一台压差液位计20用于对比雷达液位计17的准确性；

所述发明装置设置有取样口3，进行定时取样分析料浆质量指标。

所述发明装置中的进氨管式反应器12进氨喷头设置有二个喷头，且与管道呈直角错开对插安装。

所述发明装置设置有温度计8、温度计11，用于监控料浆温度从而分析料浆质量指标。

所述发明装置在循环泵6进口设置有排污阀5；

所述发明装置在反应器塔体1底部及蒸汽换热器9进口设置有软连接4及软连接7，防止装置在运行中产生的振动损坏设备。

所述发明装置反应器塔体1上部及下部设置有检查人孔18及检查人孔19，便于检查及检修。

Claims (9)

1.一种磷酸一铵生产的中和及浓缩的装置，其特征在于，反应器（1）底部经循环泵（6）与蒸汽换热器（9）连接，蒸汽换热器（9）与管式反应器（12）连接，管式反应器（12）经反应料浆循环管（14）与反应器（1）顶部连接；反应器（1）上部设置有进萃余酸输送管（25）；反应器（1）中部经料浆至高压泵输送管（24）与高压泵（23）连接后送至喷粉塔。

2.权利要求1所述的磷酸一铵生产的中和及浓缩的装置，其特征在于，反应器（1）上部设置有溢流管（21），溢流管（21）设置在反应器（1）塔体80-90%液位处，溢流管（21）开口高于料浆至高压泵输送管（24）管口；进萃余酸输送管插入至反应器（1）下部1/4-1/5处。

3.权利要求1所述的磷酸一铵生产的中和及浓缩的装置，其特征在于，管式反应器（12）上设置有进气氨输送管道（13）；蒸汽换热器（9）上设置有蒸汽进料管，蒸汽进料管上设置有蒸汽阀（10）。

4.权利要求1所述的磷酸一铵生产的中和及浓缩的装置，其特征在于，反应器（1）底部至循环泵（6）的连接管道上设置有软连接装置一（4）；循环泵（6）至蒸汽换热器（9）的连接管道上设置有软连接装置二（7）。

5.权利要求1所述的磷酸一铵生产的中和及浓缩的装置，其特征在于，所述的管式反应器（12）进氨喷头设置有二个喷头，且与管道呈直角错开对插安装。

6.使用权利要求1-5任一项所述的装置在磷酸一铵生产过程中的中和及浓缩装置进行中和及浓缩的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将质量浓度为40-44%磷酸萃取后的萃余酸通过进萃余酸输送管道输送至反应器塔体，待液位计显示液位达到25-30%时启动循环泵；

通过进气氨输送管道进气氨至管式反应器，待中和度达到0.9-0.92mol/mol，将进气氨输送管道进氨流量与进萃余酸输送管道进流量投入自动联锁，设定氨酸配比中和度为0.95--1.02mol/mol；

取样分析料浆比重，比重在1.5-1.55，且反应器塔内液位计显示液位≥60%时，直接启动高压泵输送料浆至喷粉塔；若比重低于1.5时，开启蒸汽阀投用蒸汽换热器进行浓缩，待料浆比重在1.5-1.55范围内后，启动高压泵输送料浆至喷粉塔；

控制进酸量与料浆输出相匹配，反应器塔体液位控制在60%--70%之间，即可完成磷酸一铵生产过程中的中和及浓缩。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，启动高压泵输送料浆至喷粉塔，高压泵出口压力控制在5-8MPa。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

反应器塔内液位计显示液位达到80%，系统联锁停止进料；

反应器塔内液位计显示液位低于50%，高压泵联锁停止喷粉。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述的萃余酸管道插入至反应器下部1/4处；所述的循环料浆管线保持插入至反应器塔体料浆液面以下。