CN112717862A - 一种磷酸氢二铵的生产装置及其方法 - Google Patents

一种磷酸氢二铵的生产装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的属于化工技术领域，具体为一种磷酸氢二铵的生产装置及其方法，其技术方案是：包括支撑架、反应装置、尾气处理装置、连接装置、晶体收集箱、废水收集箱和连接管，所述反应装置和尾气处理装置固定安装在所述支撑架上，所述连接装置两端分别连接所述反应装置和尾气处理装置，所述晶体收集箱顶部固定连接所述连接装置，本发明的有益效果是：伺服电机驱动U形刮壁杆和搅拌杆对反应釜内的混合物进行搅拌，加热管对反应釜进行加热，加速了氨水和磷酸的反应，并且U形刮壁杆和毛刷对反应釜内壁进行清理，避免生产的磷酸氢二铵晶体附着在反应釜内壁上，使得后期对反应釜的清理变得十分轻松。

Description

一种磷酸氢二铵的生产装置及其方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种磷酸氢二铵的生产装置及其方法。
背景技术
磷化工是化肥工业的重要组成部分，磷酸二氢铵是磷肥中的主导产品，磷酸二氢铵除了用作磷肥之外，其还用作木材、纸张、织物的防火剂，也用于制药和反刍动物饲料添加剂等，磷酸二氢铵是由磷酸直接与液氨或气氨发生中和反应生成，反应后的母液经浓缩结晶除去大部分水份后，料浆再经过加压设备加压进入喷雾干燥塔干燥后，回收即可得到磷酸二氢铵晶体产品，作为肥料在作物生长期间施用磷酸铵是最适宜的，磷酸铵在土壤中呈酸性，与种子过于接近可能产生不良影响，在酸性土壤中它比普钙、硫酸铵好，在碱性土壤中也比其他肥料优越；不宜与碱性肥料混合使用，以免降低肥效，如南方酸性土壤要使用石灰时，应相隔几天后再施用磷酸一铵。
现有磷酸二氢铵生产装置在生产过程中，未对反应过程中的氨气进行有效收集利用，排放磷酸二氢铵的管道内壁会有晶体附着物，时间长后，会堵塞管道，降低磷酸二氢铵的生产效率，在对磷酸二氢铵晶体进行排放时，必须停止制备磷酸二氢铵的反应，使得生产磷酸二氢铵效率低下。
因此，发明一种磷酸氢二铵的生产装置及其方法很有必要。
发明内容
为此，本发明提供一种磷酸氢二铵的生产装置及其方法，通过设置尾气处理装置，将氨气溶于水再置入反应釜中，设置连接装置和尾气处理装置，对管道内壁进行清理，设置电动伸缩杆、过滤板和推料板，使得排放磷酸二氢铵晶体时不必停止制备反应，解决了现有磷酸二氢铵生产装置在生产时存在的不足。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种磷酸氢二铵的生产装置及其方法，包括支撑架、反应装置、尾气处理装置、连接装置、晶体收集箱、废水收集箱和连接管，所述反应装置和尾气处理装置固定安装在所述支撑架上，所述连接装置两端分别连接所述反应装置和尾气处理装置，所述晶体收集箱顶部固定连接所述连接装置，所述废水收集箱位于所述晶体收集箱的正下方，所述反应装置和尾气处理装置通过连接管连通，所述晶体收集箱内壁设有过滤网；
所述反应装置包括反应釜，所述反应釜底部设有出料口，所述反应釜外壁缠绕加热管，所述反应釜外壁固定连接内壳，所述内壳外壁缠绕冷凝管，所述内壳外壁固定连接外壳，所述反应釜左右两端设有晶体出口，所述反应釜顶部螺纹连接釜盖，所述釜盖顶部设有注氨水口和注磷酸口，所述釜盖顶部固定安装伺服电机，所述伺服电机输出端固定连接转轴，所述转轴顶部外壁套接套筒，所述套筒外壁焊接U形刮壁杆，所述刮壁杆底部通过螺栓固定安装搅拌杆和电动伸缩杆，所述电动伸缩杆底部通过螺栓固定连接过滤板，所述过滤板底部设有毛刷，所述反应釜内壁固定安装支架，所述支架顶部固定连接限位杆，所述限位杆一侧设有丝杆，所述丝杆外壁螺纹连接推料板，所述丝杆右端固定连接步进电机，所述注磷酸口通过导管固定连接计量仓一，所述注氨水口通过导管固定连接计量仓二，所述计量仓二顶部设有回收口；
所述尾气处理装置包括处理箱，所述处理箱顶端设有注水口，所述处理箱右端设有出水口，所述处理箱左端设有出液口和吸气口，所述出液口通过导管固定连接水泵，所述水泵输出端固定安装所述连接管，所述处理箱右端内壁固定安装吸气机，所述处理箱内壁固定安装加热片，所述处理箱顶部固定安装清理电机，所述清理电机输出端固定连接驱动杆，所述驱动杆底部外壁套接主动齿轮，所述主动齿轮啮合连接从动齿轮，所述从动齿轮内壁套接螺纹杆，所述螺纹杆右端通过轴承固定连接支撑板一；
所述连接装置包括连接筒，所述连接筒内壁固定连接支撑板二，所述连接筒内腔设有刮壁盘，所述连接筒底部设有排放口。
优选的，所述加热管位于所述内壳内壁和反应釜之间，所述冷凝管位于所述内壳外壁和外壳内壁之间。
优选的，所述步进电机外侧设有防水箱，所述防水箱外壁固定连接所述晶体出口内壁。
优选的，所述连接管远离所述水泵的一端固定连接所述回收口，所述连接筒右端固定连接所述吸气口，所述连接筒左端固定连接所述晶体出口。
优选的，所述螺纹杆外壁套接所述刮壁盘，所述螺纹杆左端通过轴承固定连接所述支撑板二。
优选的，所述外壳外壁固定连接所述支撑架，所述晶体收集箱底部固定连接所述支撑架。
优选的，所述处理箱右端外壁固定安装雾化机，所述雾化机输出端通过导管固定连接主管，所述主管外壁固定安装喷雾嘴。
优选的，包括以下步骤：
S1，按照氨水和磷酸浓度以及氨气和磷酸反应的化学方程式，通过计量仓一和计量仓二向反应釜内注入氨水和磷酸，启动伺服电机，伺服电机驱动U形刮壁杆对反应釜内的混合物进行搅拌，加热管对反应釜进行加热，加速氨水和磷酸的反应，并且U形刮壁杆和毛刷对反应釜内壁进行清理，避免生产的磷酸氢二铵晶体附着在反应釜内壁上；
S2，待氨水和磷酸反应充分后，停加热管停止加热，伺服电机停止工作，冷凝管透过内壳对反应釜进行冷却降温，加速磷酸氢二铵晶体的析出，磷酸氢二铵晶体落在过滤板上；
S3，电动伸缩杆带动过滤板上升至晶体出口处，启动步进电机，进电机驱动丝杆旋转，从而带动推料板移动，经过晶体出口，推料板将磷酸氢二铵晶体推到连接筒中，通过排放口落到晶体收集箱中，经过滤网的过滤；
S4，晶体中掺杂的液体落到废水收集箱中，氨水和磷酸反应过程中，会有氨气生产，吸气机通过吸气口、连接筒和晶体出口将氨气吸到处理箱中，通过注水口向处理箱内注水，水充分与氨气接触反应生产氨水，水泵将处理箱内生成的氨水抽到计量仓二中，实现对氨气的回收利用；
S5，定期对连接筒内壁进行清理，避免连接筒内壁附着磷酸氢二铵晶体造成连接筒内壁堵塞，启动清理电机，清理电机通过主动齿轮和从动齿轮带动刮壁盘在连接筒内腔中来回移动，对连接筒内壁进行清理。
本发明的有益效果是：
伺服电机驱动U形刮壁杆和搅拌杆对反应釜内的混合物进行搅拌，加热管对反应釜进行加热，加速了氨水和磷酸的反应，并且U形刮壁杆和毛刷对反应釜内壁进行清理，避免生产的磷酸氢二铵晶体附着在反应釜内壁上，使得后期对反应釜的清理变得十分轻松；
冷凝管透过内壳对反应釜进行冷却降温，加速磷酸氢二铵晶体的析出，磷酸氢二铵晶体落在过滤板上，电动伸缩杆带动过滤板上升至晶体出口处，启动步进电机，进电机驱动丝杆旋转，从而带动推料板移动，经过晶体出口，推料板将磷酸氢二铵晶体推到连接筒中，通过排放口落到晶体收集箱中，经过滤网的过滤，晶体中掺杂的液体落到废水收集箱中；排放磷酸氢二铵晶体的过程中，无需停止反应釜内的反应，使得磷酸氢二铵晶体的生产效率大大提高，设置的加热管加速氨水和磷酸反应，进而在相同时间内生成更多磷酸氢二铵，并通过冷凝管加速了晶体析出，使得制备磷酸氢二铵的速度大大提高，有效提高了生产率；
氨水和磷酸反应过程中，会有氨气生产，吸气机通过吸气口、连接筒和晶体出口将氨气吸到处理箱中，通过注水口向处理箱内注水，并且雾化机经过主管和喷雾嘴向处理箱内喷雾气，充分与氨气接触反应生产氨水，水泵将处理箱内生成的氨水抽到计量仓二中，实现对氨气的回收利用，避免了氨气排放到空气中对环境造成污染，同时又对排放的氨气进行了重复利用，避免资源的浪费；
无需拆除连接筒，就可实现连接筒内壁自动化清理，避免了连接筒内壁附着磷酸氢二铵晶体造成连接筒内壁堵塞。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的反应装置的结构示意图；
图3为本发明实施例1提供的尾气处理装置的结构示意图；
图4为本发明实施例1提供的图2中A处放大图；
图5为本发明实施例1提供的连接装置的结构示意图；
图6为本发明实施例2提供的尾气处理装置的结构示意图。
图中：支撑架100、尾气处理装置200、反应装置300、连接装置400、连接管500、晶体收集箱600、废水收集箱700、处理箱201、清理电机202、驱动杆203、注水口204、吸气口205、主动齿轮206、从动齿轮207、出液口208、水泵209、出水口210、加热片211、吸气机213、雾化机214、主管215、喷雾嘴216、支撑板一217、反应釜301、出料口302、釜盖303、伺服电机304、注氨水口305、注磷酸口306、计量仓一307、计量仓二308、回收口309、转轴310、U形刮壁杆311、套筒312、搅拌杆313、电动伸缩杆314、内壳315、加热管316、外壳317、冷凝管318、晶体出口319、丝杆320、推料板322、限位杆323、过滤板325、毛刷326、支架327、防水箱328、步进电机329、连接筒401、刮壁盘402、螺纹杆404、排放口405、支撑板二406、过滤网601。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
参照说明书附图1-5，该实施例的一种磷酸氢二铵的生产装置及其方法，包括支撑架100、尾气处理装置200、反应装置300、连接装置400、连接管500、晶体收集箱600和废水收集箱700；
进一步地，支尾气处理装置200包括处理箱201、清理电机202、驱动杆203、注水口204、吸气口205、主动齿轮206、从动齿轮207、出液口208、水泵209、出水口210、加热片211、吸气机213和支撑板一217，具体的，所述处理箱201顶端设有注水口204，所述处理箱201右端设有出水口210，所述处理箱201左端设有出液口208和吸气口205，所述出液口208通过导管固定连接水泵209，所述水泵209输出端固定安装所述连接管500，所述处理箱201右端内壁固定安装吸气机213，所述处理箱201内壁固定安装加热片211，所述处理箱201顶部固定安装清理电机202，所述清理电机202输出端固定连接驱动杆203，所述驱动杆203底部外壁套接主动齿轮206，所述主动齿轮206啮合连接从动齿轮207，所述从动齿轮207内壁套接螺纹杆404，所述螺纹杆404右端通过轴承固定连接支撑板一217；清理电机202设置为型号JSF42-3-30-AS-1000的伺服电机，清理电机202的作用是驱动螺纹杆404旋转，从而带动螺纹杆404边旋转边移动，对连接筒401内壁附着的晶体进行清理。
进一步地，反应装置300包括反应釜301、出料口302、釜盖303、伺服电机304、注氨水口305、注磷酸口306、计量仓一307、计量仓二308、回收口309、转轴310、U形刮壁杆311、套筒312、搅拌杆313、电动伸缩杆314、内壳315、加热管316、外壳317、冷凝管318、晶体出口319、丝杆320、推料板322、限位杆323、过滤板325、毛刷326、支架327、防水箱328和步进电机329，具体的，所述反应釜301底部设有出料口302，所述反应釜301外壁缠绕加热管316，所述反应釜301外壁固定连接内壳315，所述内壳315外壁缠绕冷凝管318，所述内壳315外壁固定连接外壳317，所述反应釜301左右两端设有晶体出口319，所述反应釜301顶部螺纹连接釜盖303，所述釜盖303顶部设有注氨水口305和注磷酸口306，所述釜盖303顶部固定安装伺服电机304，所述伺服电机304输出端固定连接转轴310，所述转轴310顶部外壁套接套筒312，所述套筒312外壁焊接U形刮壁杆311，所述刮壁杆311底部通过螺栓固定安装搅拌杆313和电动伸缩杆314，所述电动伸缩杆314底部通过螺栓固定连接过滤板325，所述过滤板325底部设有毛刷326，所述反应釜301内壁固定安装支架327，所述支架327顶部固定连接限位杆323，所述限位杆323一侧设有丝杆320，所述丝杆320外壁螺纹连接推料板322，所述丝杆320右端固定连接步进电机329，所述注磷酸口306通过导管固定连接计量仓一307，所述注氨水口通过导管固定连接计量仓二308，所述计量仓二308顶部设有回收口309，所述加热管316位于所述内壳315内壁和反应釜301之间，所述冷凝管318位于所述内壳315外壁和外壳内壁之间，所述步进电机329外侧设有防水箱328，所述防水箱328外壁固定连接所述晶体出口319内壁，所述外壳317外壁固定连接所述支撑架100；伺服电机304的型号设置为JSF 60-15-30-CF-1000，伺服电机304的作用是U形刮壁杆311旋转，对反应釜301内壁进行清理，同时对反应釜301中的氨水和磷酸混合物进行搅拌，加速氨水和磷酸的反应；步进电机329的型号设置为SH-20402N，步进电机329的作用是驱动推料板322左右移动，将晶体从晶体出口319处推出；电动伸缩杆314设置为YNT-03，电动伸缩杆314的作用是带动过滤板325上下移动。
进一步地，连接装置400包括连接筒401、刮壁盘402、螺纹杆404、排放口405、支撑板二406，具体的，所述连接筒401内壁固定连接支撑板二406，所述连接筒401内腔设有刮壁盘402，所述连接筒401底部设有排放口405，所述连接筒401右端固定连接所述吸气口205，所述连接筒401左端固定连接所述晶体出口319，所述螺纹杆404外壁套接所述刮壁盘402，所述螺纹杆404左端通过轴承固定连接所述支撑板二406。
进一步地，所述晶体收集箱600内壁设有过滤网601，所述废水收集箱700位于所述晶体收集箱600的正下方。
实施例2：
参照说明书附图6，与实施例1不同的是：所述处理箱201右端外壁固定安装雾化机214，所述雾化机214输出端通过导管固定连接主管215，所述主管215外壁固定安装喷雾嘴216；
实施场景具体为：
相比于实施例1，在使用本发明时，按照氨水和磷酸浓度以及氨气和磷酸反应的化学方程式，通过计量仓一307和计量仓二308向反应釜301内注入氨水和磷酸，启动伺服电机304，伺服电机304驱动U形刮壁杆311对反应釜301内的混合物进行搅拌，加热管316对反应釜进行加热，加速氨水和磷酸的反应，并且U形刮壁杆311和毛刷326对反应釜301内壁进行清理，避免生产的磷酸氢二铵晶体附着在反应釜301内壁上，待氨水和磷酸反应充分后，停加热管316停止加热，伺服电机304停止工作，冷凝管318透过内壳315对反应釜301进行冷却降温，加速磷酸氢二铵晶体的析出，磷酸氢二铵晶体落在过滤板325上，电动伸缩杆314带动过滤板325上升至晶体出口319处，启动步进电机329，进电机329驱动丝杆320旋转，从而带动推料板322移动，经过晶体出口319，推料板322将磷酸氢二铵晶体推到连接筒401中，通过排放口405落到晶体收集箱600中，经过滤网601的过滤，晶体中掺杂的液体落到废水收集箱700中，氨水和磷酸反应过程中，会有氨气生产，吸气机213通过吸气口205、连接筒401和晶体出口319将氨气吸到处理箱201中，通过注水口204向处理箱201内注水，并且雾化机214经过主管215和喷雾嘴216向处理箱201内喷雾气，充分与氨气接触反应生产氨水，水泵将处理箱201内生成的氨水抽到计量仓二308中，实现对氨气的回收利用；定期对连接筒401内壁进行清理，避免连接筒401内壁附着磷酸氢二铵晶体造成连接筒401内壁堵塞，启动清理电机202，清理电机202通过主动齿轮206和从动齿轮207带动刮壁盘402在连接筒401内腔中来回移动，对连接筒401内壁进行清理。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种磷酸氢二铵的生产装置，包括支撑架(100)、反应装置(300)、尾气处理装置(200)、连接装置(400)、晶体收集箱(600)、废水收集箱(700)和连接管(500)，其特征在于：所述反应装置(300)和尾气处理装置(200)固定安装在所述支撑架(100)上，所述连接装置(400)两端分别连接所述反应装置(300)和尾气处理装置(200)，所述晶体收集箱(600)顶部固定连接所述连接装置(400)，所述废水收集箱(700)位于所述晶体收集箱(600)的正下方，所述反应装置(300)和尾气处理装置(200)通过连接管(500)连通，所述晶体收集箱(600)内壁设有过滤网(601)；
所述反应装置(300)包括反应釜(301)，所述反应釜(301)底部设有出料口(302)，所述反应釜(301)外壁缠绕加热管(316)，所述反应釜(301)外壁固定连接内壳(315)，所述内壳(315)外壁缠绕冷凝管(318)，所述内壳(315)外壁固定连接外壳(317)，所述反应釜(301)左右两端设有晶体出口(319)，所述反应釜(301)顶部螺纹连接釜盖(303)，所述釜盖(303)顶部设有注氨水口(305)和注磷酸口(306)，所述釜盖(303)顶部固定安装伺服电机(304)，所述伺服电机(304)输出端固定连接转轴(310)，所述转轴(310)顶部外壁套接套筒(312)，所述套筒(312)外壁焊接U形刮壁杆(311)，所述刮壁杆(311)底部通过螺栓固定安装搅拌杆(313)和电动伸缩杆(314)，所述电动伸缩杆(314)底部通过螺栓固定连接过滤板(325)，所述过滤板(325)底部设有毛刷(326)，所述反应釜(301)内壁固定安装支架(327)，所述支架(327)顶部固定连接限位杆(323)，所述限位杆(323)一侧设有丝杆(320)，所述丝杆(320)外壁螺纹连接推料板(322)，所述丝杆(320)右端固定连接步进电机(329)，所述注磷酸口(306)通过导管固定连接计量仓一(307)，所述注氨水口通过导管固定连接计量仓二(308)，所述计量仓二(308)顶部设有回收口(309)；
所述尾气处理装置(200)包括处理箱(201)，所述处理箱(201)顶端设有注水口(204)，所述处理箱(201)右端设有出水口(210)，所述处理箱(201)左端设有出液口(208)和吸气口(205)，所述出液口(208)通过导管固定连接水泵(209)，所述水泵(209)输出端固定安装所述连接管(500)，所述处理箱(201)右端内壁固定安装吸气机(213)，所述处理箱(201)内壁固定安装加热片(211)，所述处理箱(201)顶部固定安装清理电机(202)，所述清理电机(202)输出端固定连接驱动杆(203)，所述驱动杆(203)底部外壁套接主动齿轮(206)，所述主动齿轮(206)啮合连接从动齿轮(207)，所述从动齿轮(207)内壁套接螺纹杆(404)，所述螺纹杆(404)右端通过轴承固定连接支撑板一(217)；
所述连接装置(400)包括连接筒(401)，所述连接筒(401)内壁固定连接支撑板二(406)，所述连接筒(401)内腔设有刮壁盘(402)，所述连接筒(401)底部设有排放口(405)。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸氢二铵的生产装置，其特征在于：所述加热管(316)位于所述内壳(315)内壁和反应釜(301)之间，所述冷凝管(318)位于所述内壳(315)外壁和外壳内壁之间。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸氢二铵的生产装置，其特征在于：所述步进电机(329)外侧设有防水箱(328)，所述防水箱(328)外壁固定连接所述晶体出口(319)内壁。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸氢二铵的生产装置，其特征在于：所述连接管(500)远离所述水泵(209)的一端固定连接所述回收口(309)，所述连接筒(401)右端固定连接所述吸气口(205)，所述连接筒(401)左端固定连接所述晶体出口(319)。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸氢二铵的生产装置，其特征在于：所述螺纹杆(404)外壁套接所述刮壁盘(402)，所述螺纹杆(404)左端通过轴承固定连接所述支撑板二(406)。
6.根据权利要求1所述的一种磷酸氢二铵的生产装置，其特征在于：所述外壳(317)外壁固定连接所述支撑架(100)，所述晶体收集箱(600)底部固定连接所述支撑架(100)。
7.根据权利要求1所述的一种磷酸氢二铵的生产装置，其特征在于：所述处理箱(201)右端外壁固定安装雾化机(214)，所述雾化机(214)输出端通过导管固定连接主管(215)，所述主管(215)外壁固定安装喷雾嘴(216)。
8.一种磷酸氢二铵的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，按照氨水和磷酸浓度以及氨气和磷酸反应的化学方程式，通过计量仓一(307)和计量仓二(308)向反应釜(301)内注入氨水和磷酸，启动伺服电机(304)，伺服电机(304)驱动U形刮壁杆(311)对反应釜(301)内的混合物进行搅拌，加热管(316)对反应釜进行加热，加速氨水和磷酸的反应，并且U形刮壁杆(311)和毛刷(326)对反应釜(301)内壁进行清理，避免生产的磷酸氢二铵晶体附着在反应釜(301)内壁上；
S2，待氨水和磷酸反应充分后，停加热管(316)停止加热，伺服电机(304)停止工作，冷凝管(318)透过内壳(315)对反应釜(301)进行冷却降温，加速磷酸氢二铵晶体的析出，磷酸氢二铵晶体落在过滤板(325)上；
S3，电动伸缩杆(314)带动过滤板(325)上升至晶体出口(319)处，启动步进电机(329)，进电机(329)驱动丝杆(320)旋转，从而带动推料板(322) 移动，经过晶体出口(319)，推料板(322)将磷酸氢二铵晶体推到连接筒(401)中，通过排放口(405)落到晶体收集箱(600)中，经过滤网(601)的过滤；
S4，晶体中掺杂的液体落到废水收集箱(700)中，氨水和磷酸反应过程中，会有氨气生产，吸气机(213)通过吸气口(205)、连接筒(401)和晶体出口(319)将氨气吸到处理箱(201)中，通过注水口(204)向处理箱(201)内注水，水充分与氨气接触反应生产氨水，水泵将处理箱(201)内生成的氨水抽到计量仓二(308)中，实现对氨气的回收利用；
S5，定期对连接筒(401)内壁进行清理，避免连接筒(401)内壁附着磷酸氢二铵晶体造成连接筒(401)内壁堵塞，启动清理电机(202)，清理电机(202)通过主动齿轮(206)和从动齿轮(207)带动刮壁盘(402)在连接筒(401)内腔中来回移动，对连接筒(401)内壁进行清理。
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