CN112978699B - 一种适用多品种磷酸盐的低能耗生产系统和生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用多品种磷酸盐的一拖二低能耗生产系统和生产方法，属于磷酸盐生产技术领域。本发明提供的一拖二低能耗生产系统包括喷雾干燥塔(1)、逆流回转聚合炉(2)、顺流回转聚合炉(3)、第一换热器(4‑1)、第二换热器(4‑2)、若干个阀门和原料仓(6)，通过控制各连通管道上的阀门，能够实现喷雾干燥塔(1)、逆流回转聚合炉(2)和顺流回转聚合炉(3)不同反应器的自由组合，从而综合干粉聚合法、一步法、两步法、顺流和逆流多种方法于一体，生产多种磷酸盐产品，且反应产生的热源直接回用或经换热器处理后回用，热源循环利用率高，能耗低，生产成本低。

Description

一种适用多品种磷酸盐的低能耗生产系统和生产方法

技术领域

本发明涉及磷酸盐生产技术领域，具体涉及一种适用多品种磷酸盐的低能耗生产系统和生产方法。

背景技术

脱水干燥干粉聚合磷酸盐的生产方法分为一步法和两步法。其中，一步法一般是指脱水干燥和聚合在一个回转炉中完成，其优点是投资省，缺点是大量尾气高温排放造成能耗高；两步法是先在塔或炉中进行干燥，而聚合则在二段回转炉中进行；两步法能耗明显低于一步法，但其缺点是相同产能投资较一步法明显要高。

按物料和热风的行进方向，脱水干燥干粉聚磷酸盐的生产又分为顺流和逆流。除单一正磷酸盐及其聚合产物外，其他磷酸盐的生产原料一般是正磷酸盐的混合物溶液(如磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的混合物溶液)，瞬间脱水对保证磷酸盐产品的质量至关重要，其脱水干燥过程一般采用顺流工艺。而逆流聚合的制备原料必须为干粉状态，即只能采用两步法制备。

现有生产磷酸盐的系统并不能同时满足磷酸盐产品的不同制备要求，得到的磷酸盐产品种类单一。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用多品种磷酸盐的一拖二低能耗生产系统和方法，本发明提供的一拖二低能耗生产系统能够综合干粉聚合法、一步法、两步法、顺流和逆流多种方法于一体，可适用生产多种磷酸盐产品，且反应产生的热源能够循环利用，能耗低，生产成本低。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种适用多品种磷酸盐的低能耗生产系统，包括喷雾干燥塔1、逆流回转聚合炉2、顺流回转聚合炉3、第一换热器4-1、第二换热器4-2和若干个阀门；

所述喷雾干燥塔1的出料口分别通过第一管道与所述逆流回转聚合炉2的进料口连通、通过第二管道与所述顺流回转聚合炉3的进料口；所述第一管道上设置有第一阀门5-1；所述第二管道上设置有第二阀门5-2；

所述逆流回转聚合炉2的出料口通过第三管道与所述顺流回转聚合炉3的进料口连通；所述第三管道上设置有第三阀门5-3；

所述顺流回转聚合炉3的出料口通过第四管道与所述逆流回转聚合炉2的进料口连通；所述第四管道上设置有第四阀门5-4；

所述逆流回转聚合炉2的气体出口分别通过第五管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口连通、通过第六管道与所述顺流回转聚合炉3的气体入口连通、以及通过第七管道与所述第一换热器4-1的气体入口连通；所述第五管道上设置有第五阀门5-5；所述第六管道上设置有第六阀门5-6；所述第七管道上设置有第七阀门5-7；

所述第一换热器4-1的气体的出口分别通过第八管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口连通、通过第九管道与所述顺流回转聚合炉3的气体入口通；所述第八管道上设置有第八阀门5-8；所述第九管道上设置有第九阀门5-9；

所述顺流回转聚合炉3的气体出口分别通过第十管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口连通、通过第十一管道与所述第二换热器4-2的气体入口连通；所述第十管道上设置有第十阀门5-10；所述第十一管道上设置有第十一阀门5-11；

所述第二换热器4-2的气体的出口分别通过第十二管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口连通、通过第十三管道与所述顺流回转聚合炉3的气体入口连通；所述第十二管道上设置有第十二阀门5-12；所述第十三管道上设置有第十三阀门5-13；

所述原料仓6通过第十四管道与喷雾干燥塔1连通、通过第十五管道与所述顺流回转聚合炉3连通；所述第十四管道上设置有第十四阀门5-14；所述第十五管道上设置有第十五阀门5-15。

优选的，所述一拖二低能耗生产系统还包括第一成品仓7-1和第二成品仓7-2；

所述逆流回转聚合炉2的出料口通过第十六管道与所述第一成品仓7-1的进料口连通；所述第十六管道上设置有第十六阀门5-16；

所述顺流回转聚合炉3的出料口通过第十七管道与所述第二成品仓7-2的进料口连通；所述第十七管道上设置有第十七阀门5-17。

优选的，所述一拖二低能耗生产系统还包括第一斗提机8-1和第二斗提机8-2；

所述第一斗提机8-1设置于所述第三管道上；

所述第二斗提机8-2设置于所述第四管道上。

优选的，所述一拖二低能耗生产系统还包括第一风机9-1和第二风机9-2；

第一风机9-1与所述第一换热器4-1连通；

第二风机9-2与所述第二换热器4-2连通。

本发明还提供了一种采用上述技术方案所述一拖二低能耗生产系统生产多品种磷酸盐的方法，

(a)焦磷酸二氢二盐或轻质三偏磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将第一磷酸二氢盐溶液由喷雾干燥塔1的进料口进入喷雾干燥塔1中进行第一脱水干燥；得到的干粉由所述第一管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第一聚合反应，得到焦磷酸二氢二盐或轻质三偏磷酸盐；所述喷雾干燥塔1中脱水干燥时的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气；

(b)实心颗粒三偏磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将第二磷酸二氢盐溶液在顺流回转聚合炉3中进行第二脱水干燥；得到的干粉由第四管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第二聚合反应，得到实心颗粒三偏磷酸盐；所述顺流回转聚合炉3中脱水干燥时的热源独立地来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气；

(c)焦磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将第一磷酸氢二盐溶液由喷雾干燥塔1的进料口进入喷雾干燥塔1中进行第三脱水干燥；得到的干粉由所述第二管道输送至顺流回转聚合炉3中进行第三聚合反应，得到焦磷酸盐；所述喷雾干燥塔1中脱水干燥时的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气；所述顺流回转聚合炉3中聚合反应时的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气；

(d)焦磷酸四盐的制备方法包括以下步骤：将第二磷酸氢二盐溶液在顺流回转聚合炉3中进行第四脱水干燥；得到的干粉由所述第四管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第四聚合反应，得到焦磷酸四盐；所述顺流回转聚合炉3中脱水干燥时的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气；

(e)三聚磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将磷酸氢二盐-磷酸二氢盐混合溶液在顺流回转聚合炉3中依次进行第五脱水干燥和第五聚合反应，得到三聚磷酸盐；所述顺流回转聚合炉3脱水干燥和聚合反应时的热源独立地来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气。

优选的，所述第一脱水干燥、第二脱水干燥、第三脱水干燥和第四脱水干燥的温度独立地为100～150℃；

所述第五脱水干燥的温度为350～550℃。

优选的，所述第一聚合反应的温度为210～600℃，时间为0.5～1.5h；

所述第二聚合反应和第三聚合反应的温度独立地为550～600℃，时间独立地为0.75～1.5h；

所述第三聚合反应和第四聚合反应的温度独立地为400～550℃，时间独立地为0.5～1h；

所述第五聚合反应的温度为350～550℃，时间为0.5～1h。

本发明提供的多品种磷酸盐的低能耗生产系统包括喷雾干燥塔1、逆流回转聚合炉2、顺流回转聚合炉3、第一换热器4-1、第二换热器4-2和若干个阀门，通过控制各连通管道上的阀门，能够实现喷雾干燥塔1、逆流回转聚合炉2和顺流回转聚合炉3不同反应器的自由组合，从而综合干粉聚合法、一步法、两步法、顺流和逆流多种方法于一体，生产多种磷酸盐产品，且反应产生的热源直接回用或经换热器处理后回用，热源循环利用率高，能耗低，生产成本低。

本发明提供的方法，通过喷雾干燥塔1、逆流回转聚合炉2和顺流回转聚合炉3的自由组合，能够实现不同反应器的自由组合，从而综合干粉聚合法、一步法、两步法、顺流和逆流多种方法于一体，生产得到焦磷酸二氢二盐、轻质三偏磷酸盐、焦磷酸盐、实心颗粒三偏磷酸盐、焦磷酸四盐和聚磷酸盐多种磷酸盐产品；反应产生的热源能够直接回用或通过换热器处理后循环利用，能耗低，生产成本低；而且制备方法操作简单，适宜工业化生产。

附图说明

图1为多品种磷酸盐的低能耗生产系统图，其中，1为喷雾干燥塔，2为逆流回转聚合炉，3为顺流回转聚合炉，4-1为第一换热器，4-2为第二换热器，5-3第三换热器，5-1为第一阀门，5-2为第二阀门，5-3为第三阀门，5-4为第四阀门，5-5为第五阀门，5-5为第五阀门，5-6为第六阀门，5-7为第七阀门，5-8为第八阀门，5-9为第九阀门，5-10为第十阀门，5-11为第十一阀门，5-12为第十二阀门，5-13为第十三阀门，5-14为第十四阀门，5-15为第十五阀门，5-16为第十六阀门，5-17为第十七阀门，6为原料仓，7-1为第一成品仓，7-2为第二成品仓，8-1为第一斗提机，8-2为第二斗提机，9-1为第一风机，9-2为第二风机。

具体实施方式

本发明提供了一种适用多品种磷酸盐的低能耗生产系统，包括喷雾干燥塔1、逆流回转聚合炉2、顺流回转聚合炉3、第一换热器4-1、第二换热器4-2和若干个阀门；

所述喷雾干燥塔1的出料口分别通过第一管道与所述逆流回转聚合炉2的进料口连通、通过第二管道与所述顺流回转聚合炉3的进料口；所述第一管道上设置有第一阀门5-1；所述第二管道上设置有第二阀门5-2；

所述逆流回转聚合炉2的出料口通过第三管道与所述顺流回转聚合炉3的进料口连通；所述第三管道上设置有第三阀门5-3；

所述顺流回转聚合炉3的出料口通过第四管道与所述逆流回转聚合炉2的进料口连通；所述第四管道上设置有第四阀门5-4；

所述逆流回转聚合炉2的气体出口分别通过第五管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口连通、通过第六管道与所述顺流回转聚合炉3的气体入口连通、以及通过第七管道与所述第一换热器4-1的气体入口连通；所述第五管道上设置有第五阀门5-5；所述第六管道上设置有第六阀门5-6；所述第七管道上设置有第七阀门5-7；

所述第一换热器4-1的气体的出口分别通过第八管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口连通、通过第九管道与所述顺流回转聚合炉3的气体入口通；所述第八管道上设置有第八阀门5-8；所述第九管道上设置有第九阀门5-9；

所述顺流回转聚合炉3的气体出口分别通过第十管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口连通、通过第十一管道与所述第二换热器4-2的气体入口连通；所述第十管道上设置有第十阀门5-10；所述第十一管道上设置有第十一阀门5-11；

所述第二换热器4-2的气体的出口分别通过第十二管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口连通、通过第十三管道与所述顺流回转聚合炉3的气体入口连通；所述第十二管道上设置有第十二阀门5-12；所述第十三管道上设置有第十三阀门5-13；

所述原料仓6通过第十四管道与喷雾干燥塔1连通、通过第十五管道与所述顺流回转聚合炉3连通；所述第十四管道上设置有第十四阀门5-14；所述第十五管道上设置有第十五阀门5-15。

本发明提供的一拖二低能耗生产系统包括喷雾干燥塔1。在本发明中，所述喷雾干燥塔的作用是作为原料溶液进行脱水干燥的反应器。

本发明提供的一拖二低能耗生产系统包括逆流回转聚合炉2，所述逆流回转聚合炉2的进料口通过第一管道与所述喷雾干燥塔1的出料口连通；所述第一管道上设置有第一阀门5-1。在本发明中，所述逆流回转聚合炉2的作用是对于脱水干燥后的原料干粉进行聚合反应制备磷酸盐。

在本发明的实施例中，所述一拖二低能耗生产系统还包括第一成品仓7-1，所述第一成品仓7-1的进料口通过第十六管道与所述逆流回转聚合炉2的出料口连通；所述第十六管道上设置有第十六阀门5-16。

在本发明中，所述逆流回转聚合炉2的气体出口通过第五管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口通过管道连通；所述第五管道上设置有第五阀门5-5。

本发明提供的一拖二低能耗生产系统包括顺流回转聚合炉3。在本发明中，所述顺流回转聚合炉3的进料口分别通过第二管道与所述喷雾干燥塔1的出料口连通、通过第三管道与所述逆流回转聚合炉2的出料口连通；所述第二管道上设置有第二阀门5-2；所述第三管道上设置有第三阀门5-3和第一斗提机8-1。在本发明中，所述顺流回转聚合炉3的出料口通过第四管道与所述逆流回转聚合炉2的进料口连通；所述第四管道上设置有第四阀门5-4和第二斗提机8-2。在本发明中，所述顺流回转聚合炉3的作用是作为原料溶液进行脱水干燥的反应器或作为经脱水干燥后的原料干粉进行聚合反应制备磷酸盐的反应器。

在本发明的实施例中，所述一拖二低能耗生产系统还包括第二成品仓7-2；所述第二成品仓7-2的进料口通过第十七管道与所述顺流回转聚合炉3的出料口连通；所述第十七管道上设置有第十七阀门5-17。

在本发明中，所述顺流回转聚合炉3的气体入口通过第六管道与所述逆流回转聚合炉2的气体出口通过管道连通，所述第六管道上设置有第六阀门5-6。

在本发明中，所述顺流回转聚合炉3的气体出口通过第十管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口通过管道连通；所述第十管道上设置有第十阀门5-10。

本发明提供的一拖二低能耗生产系统包括第一换热器4-1。在本发明中，所述第一换热器4-1的气体入口通过第七管道与所述逆流回转聚合炉2的气体出口连通，所述第七管道上设置有第七阀门5-7。在本发明中，所述第一换热器4-1的气体的出口分别通过第八管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口连通、通过第九管道与所述顺流回转聚合炉3的气体入口通；所述第八管道上设置有第八阀门5-8；所述第九管道上设置有第九阀门5-9。在本发明的实施例中，所述第一换热器4-1的顶部设置有气体排空出口。在本发明中，所述第一换热器4-1的作用是对逆流回转聚合炉2产生的高温尾气进行换热，吸收了热量的洁净热空气回用于喷雾干燥塔1和/或顺流回转聚合炉3中作为原料溶液脱水干燥的热源；换热后得到的低温气体经气体排空出口排出。

在本发明的实施例中，所述一拖二低能耗生产系统还包括与所述第一换热器4-1连通的第一风机9-1。

本发明提供的一拖二低能耗生产系统包括第二换热器4-2。在本发明中，所述第二换热器4-2的气体入口通过第十一管道与所述顺流回转聚合炉3的气体出口连通；所述第十一管道上设置有第十一阀门5-11。在本发明中，所述第二换热器4-2的气体的出口分别通过第十二管道与所述喷雾干燥塔1的气体入口连通、通过第十三管道与所述顺流回转聚合炉3的气体入口连通；所述第十二管道上设置有第十二阀门5-12；所述第十三管道上设置有第十三阀门5-13。在本发明的实施例中，所述第二换热器4-2的顶部设置有气体排空出口。在本发明中，所述第二换热器4-2的作用是对顺流回转聚合炉3产生的高温尾气进行换热，吸收了热量的洁净热气回用于喷雾干燥塔1和/或顺流回转聚合炉3中作为原料溶液脱水干燥的热源；换热后得到的低温气体经气体排空出口排出。

在本发明的实施例中，所述一拖二低能耗生产系统还包括与所述第二换热器4-2连通的第二风机9-2。

本发明提供的一拖二低能耗生产系统包括原料仓；所述原料仓6通过第十四管道与喷雾干燥塔1连通、通过第十五管道与所述顺流回转聚合炉3连通；所述第十四管道上设置有第十四阀门5-14；所述第十五管道上设置有第十五阀门5-15。

本发明提供了一种采用上述技术方案所述一拖二低能耗生产系统生产多品种磷酸盐的方法，

(a)焦磷酸二氢二盐或轻质三偏磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将第一磷酸二氢盐溶液由喷雾干燥塔1的进料口进入喷雾干燥塔1中进行第一脱水干燥；得到的干粉由所述第一管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第一聚合反应，得到焦磷酸二氢二盐或轻质三偏磷酸盐；所述喷雾干燥塔1中脱水干燥时的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气；

(b)实心颗粒三偏磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将第二磷酸二氢盐溶液在顺流回转聚合炉3中进行第二脱水干燥；得到的干粉由第四管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第二聚合反应，得到实心颗粒三偏磷酸盐；所述顺流回转聚合炉3中脱水干燥时的热源独立地来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气；

(c)焦磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将第一磷酸氢二盐溶液由喷雾干燥塔1的进料口进入喷雾干燥塔1中进行第三脱水干燥；得到的干粉由所述第二管道输送至顺流回转聚合炉3中进行第三聚合反应，得到焦磷酸盐；所述喷雾干燥塔1中脱水干燥时的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气；所述顺流回转聚合炉3中聚合反应时的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气；

(d)焦磷酸四盐的制备方法包括以下步骤：将第二磷酸氢二盐溶液在顺流回转聚合炉3中进行第四脱水干燥；得到的干粉由所述第四管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第四聚合反应，得到焦磷酸四盐；所述顺流回转聚合炉3中脱水干燥时的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气；

(e)三聚磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将磷酸氢二盐-磷酸二氢盐混合溶液在顺流回转聚合炉3中依次进行第五脱水干燥和第五聚合反应，得到三聚磷酸盐；所述顺流回转聚合炉3脱水干燥和聚合反应时的热源独立地来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气。

在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。

焦磷酸二氢二盐或轻质三偏磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将第一磷酸二氢盐溶液由喷雾干燥塔1的进料口进入喷雾干燥塔1中进行第一脱水干燥；得到的干粉由所述第一管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第一聚合反应，得到焦磷酸二氢二盐或轻质三偏磷酸盐；所述喷雾干燥塔1中脱水干燥时的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气；。

本发明将第一磷酸二氢盐溶液由喷雾干燥塔1的进料口进入喷雾干燥塔1中进行第一脱水干燥，得到干粉。

在本发明中，所述第一磷酸二氢盐溶液优选包括磷酸二氢钠溶液或磷酸二氢钾溶液；本发明对于所述第一磷酸二氢盐溶液的浓度没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的浓度即可。在本发明中，所述第一磷酸二氢盐溶液优选由碱性金属化合物与磷酸反应得到。在本发明中，所述碱性金属化合物优选包括碱性金属碳酸盐或碱性金属氢氧化物；所述碱性金属碳酸盐优选包括碳酸钠或碳酸钾；所述碱性金属氢氧化物优选包括氢氧化钠或氢氧化钾。在本发明中，分别以碱性金属和磷计，所述碱性金属化合物与磷酸中的磷的摩尔比优选为1:1。在本发明中，所述第一脱水干燥的温度优选为100～150℃，更优选为120～120℃；本发明对于所述第一脱水干燥的时间没有特殊限定，干燥至恒重即可。

在本发明中，所述喷雾干燥塔1中第一脱水干燥的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气，优选为来源于逆流回转聚合炉2产生的高温尾气。在本发明中，所述逆流回转聚合炉2产生的高温尾气优选直接回用于喷雾干燥塔1或经第一换热器4-1换热，得到低温尾气和吸收热能的洁净热空气，所述低温尾气优选经第一换热器4-1的气体排空口排出，所述洁净热空气优选回用于喷雾干燥塔1中作为第一脱水干燥的热源；当所述逆流回转聚合炉2产生的高温尾气的温度过低时；所述逆流回转聚合炉2产生的高温尾气优选经第一换热器4-1换热后得到的低温尾气经第一换热器4-1的气体排空口排出。在本发明中，所述逆流回转聚合炉2产生的高温尾气优选直接回用于喷雾干燥塔1中作为第一脱水干燥的热源；或，经第二换热器4-2换热，得到低温尾气和吸收热能的洁净热空气，所述低温尾气优选经第二换热器4-2的气体排空口排出，所述洁净热空气优选回用于喷雾干燥塔1。

得到干粉后，所述干粉由所述第一管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第一聚合反应，得到焦磷酸二氢二盐或轻质三偏磷酸盐。

在本发明中，所述焦磷酸二氢二盐优选包括焦磷酸二氢二钠或焦磷酸二氢二钾；所述轻质三偏磷酸盐优选包括轻质三偏磷酸钠或轻质三偏磷酸钾。在本发明中，所述第一聚合反应的温度优选为210～600℃，时间优选为0.5～1.5h。在本发明中，当产物为焦磷酸二氢二盐时，所述第一聚合反应的温度进一步优选为210～230℃，更优选为220℃；时间进一步优选为0.5～1h。在本发明中，当产物为轻质三偏磷酸盐时，所述第一聚合反应的温度进一步优选为550～600℃，更优选为570～580℃；时间进一步优选为0.75～1.5h，更优选为1～1.5h。

实心颗粒三偏磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将第二磷酸二氢盐溶液在顺流回转聚合炉3中进行第二脱水干燥；得到的干粉由第四管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第二聚合反应，得到实心颗粒三偏磷酸盐；所述顺流回转聚合炉3中脱水干燥时的热源独立地来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气。

本发明将第二磷酸二氢盐溶液在顺流回转聚合炉3中进行第二脱水干燥；得到干粉。在本发明中，所述干粉的制备条件优选与上述技术方案中所述焦磷酸二氢二盐或轻质三偏磷酸盐的制备过程中的干粉的制备条件相同，在此不再赘述。

在本发明中，所述顺流回转聚合炉3中脱水干燥的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气。在本发明中，所述高温尾气优选经第一换热器4-1换热，得到低温尾气和吸收热能的洁净热空气，所述低温尾气优选经第一换热器4-1的气体排空口排出，所述洁净热空气优选回用于所述顺流回转聚合炉3中作为脱水干燥的热源；当所述逆流回转聚合炉2产生的高温尾气的温度过低时，所述高温尾气优选经第一换热器4-1换热后经气体排空口排出。在本发明中，所述顺流回转聚合炉3产生的高温尾气优选经第二换热器4-2换热，得到低温尾气和吸收热能的洁净热空气，所述低温尾气优选经第一换热器4-1的气体排空口排出，所述洁净热空气优选回用于所述顺流回转聚合炉3中作为脱水干燥的热源。

得到干粉后，所述干粉由第四管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第二聚合反应，得到实心颗粒三偏磷酸盐。在本发明中，所述实心颗粒三偏磷酸盐优选包括实心颗粒三偏磷酸钠或实心颗粒三偏磷酸钾。在本发明中，所述第二聚合反应的温度优选为550～600℃，更优选为570～580℃；时间优选为0.75～1.5h，更优选为1～1.2h。在本发明中，所述高温尾气优选经第三换热器5-3换热后得到的洁净热空气再回用于逆流回转聚合炉2中作为聚合反应的热源。

焦磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将第一磷酸氢二盐溶液在喷雾干燥塔1中进行第三脱水干燥；得到的干粉由所述第二管道输送至顺流回转聚合炉3中进行第三聚合反应，得到焦磷酸盐。

本发明将第一磷酸氢二盐溶液在喷雾干燥塔1中进行第三脱水干燥，得到干粉。

在本发明中，所述第一磷酸氢二盐溶液优选包括磷酸氢二钠溶液或没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的浓度即可。在本发明中，所述第一磷酸氢二盐溶液优选由碱性金属化合物与磷酸反应得到。在本发明中，所述碱性金属化合物优选包括碱性金属碳酸盐或碱性金属氢氧化物；所述碱性金属碳酸盐优选包括碳酸钠或碳酸钾；所述碱性金属氢氧化物优选包括氢氧化钠或氢氧化钾。在本发明中，分别以碱性金属和磷计，所述碱性金属化合物与磷酸中的磷的摩尔比优选为2:1。在本发明中，所述第三脱水干燥的温度优选为100～150℃，更优选为120～120℃；本发明对于所述第三脱水干燥的时间没有特殊限定，干燥至恒重即可。

在本发明中，所述喷雾干燥塔1中第三脱水干燥的热源来源于前述焦磷酸二氢二盐或轻质三偏磷酸盐制备过程中喷雾干燥塔1中所述第一脱水干燥的热源来源相同，在此不再赘述。

得到干粉后，本发明将所述干粉由所述第二管道输送至顺流回转聚合炉3中进行第三聚合反应，得到焦磷酸盐。

在本发明中，所述焦磷酸盐优选包括焦磷酸钠或焦磷酸钾。在本发明中，所述第三聚合反应的温度优选为400～550℃，更优选为450～500℃；时间优选为0.5～1h，更优选为0.6～0.8h。

在本发明中，所述顺流回转聚合炉3中第三聚合反应的热源来源优选与前述实心颗粒三偏磷酸盐的制备过程中顺流回转聚合炉3中第二聚合反应的热源来源相同，在此不再赘述。

焦磷酸四盐的制备方法包括以下步骤：将第二磷酸氢二盐溶液在顺流回转聚合炉3中进行第四脱水干燥；得到的干粉由所述第四管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第四聚合反应，得到焦磷酸四盐；所述顺流回转聚合炉3中脱水干燥时的热源来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气。

本发明将第二磷酸氢二盐溶液在顺流回转聚合炉3中依次进行进行第四脱水干燥，得到干粉。在本发明中，所述干粉的制备条件优选与所述焦磷酸盐的制备条件相同，在此不再赘述。

在本发明中，所述顺流回转聚合炉3中第四脱水干燥的热源来源优选与前述实心颗粒三偏磷酸盐的制备过程中顺流回转聚合炉3中第二聚合反应的热源来源相同，在此不再赘述。

得到干粉后，本发明将所述干粉由所述第四管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第四聚合反应，得到焦磷酸四盐。

在本发明中，所述第四聚合反应的温度优选为400～550℃，更优选为450～500℃；时间优选为0.5～1h，更优选为0.6～0.8h。在本发明中，所述焦磷酸四盐优选包括焦磷酸四钠或焦磷酸四钾。

在本发明中，所述逆流回转聚合炉2中第四聚合反应的热源来源优选与前述焦磷酸二氢二盐或轻质三偏磷酸盐制备过程中逆流回转聚合炉2中第一聚合反应的热源来源相同，在此不再赘述。

三聚磷酸盐的制备方法包括以下步骤：将磷酸氢二盐-磷酸二氢盐混合溶液在顺流回转聚合炉3中依次进行第五脱水干燥和第五聚合反应，得到三聚磷酸盐；所述顺流回转聚合炉3脱水干燥和聚合反应时的热源独立地来自于逆流回转聚合炉2和/或顺流回转聚合炉3产生的高温尾气。

在本发明中，所述磷酸氢二盐-磷酸二氢盐混合溶液优选为磷酸氢二钠-磷酸二氢钠混合溶液或磷酸氢二钾-磷酸二氢钾混合溶液。在本发明中，所述磷酸氢二盐-磷酸二氢盐混合溶液优选由碱性金属化合物与磷酸反应得到。在本发明中，所述碱性金属化合物优选包括碱性金属碳酸盐或碱性金属氢氧化物；所述碱性金属碳酸盐优选包括碳酸钠或碳酸钾；所述碱性金属氢氧化物优选包括氢氧化钠或氢氧化钾。在本发明中，分别以碱性金属和磷计，所述碱性金属化合物与磷酸中的磷的摩尔比优选为5:3。在本发明中，所述第五脱水干燥和第五聚合反应的温度独立地优选为350～550℃，更优选为400～500℃；所述第五聚合反应时间优选为0.5～1h，更优选为0.6～0.8h。

在本发明中，所述第五脱水干燥的条件优选与所述第一脱水干燥的条件相同，在此不再赘述。在本发明中，所述三聚磷酸盐优选包括三聚磷酸钠或三聚磷酸钾。

在本发明中，所述顺流回转聚合炉3中第五脱水干燥和第五聚合反应时的热源独立地与前述实心颗粒三偏磷酸盐的制备过程中顺流回转聚合炉3中第二聚合反应的热源来源相同，在此不再赘述。

在本发明中，多品种磷酸盐的制备过程中，高温尾气在进入第一换热器4-1或第二换热器4-2前，或，经所述第一换热器4-1或第二换热器4-2处理后，优选还包括对所述高温尾气进行干式除尘和/或水洗；本发明所述干式除尘没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的干式除尘操作即可；所述水洗的目的是除尘和降温，然后经所述第一换热器4-1或第二换热器4-2的气体排空出口排放到环境中。

下面结合图1说明采用本发明提供的一拖二低能耗生产系统生产多品种磷酸盐的具体方法，

(I)采用步骤(a)、(c)和(e)，组合喷雾干燥塔1、逆流回转聚合炉2和顺流回转聚合炉3同时生产焦磷酸二氢二钠和三聚磷酸钠，打开阀门5-1、5-7、5-11、5-12、5-14、5-15、5-16和5-17，关闭其他阀门，包括以下步骤：

将磷酸二氢钠溶液在喷雾干燥塔1中第一脱水干燥，得到的干粉由第一管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第一聚合反应，得到焦磷酸二氢二钠，所述焦磷酸二氢二钠由第十六管道进入第一成品仓7-1中；所述逆流回转聚合炉2产生的高温尾气由第七管道进入第一换热器4-1中除尘后经气体排空出口排出，尾气中的余热不再循环利用；

将磷酸二氢钠-磷酸氢二钠溶液在顺流回转聚合炉3中依次进行第五脱水干燥和第五聚合反应，得到三聚磷酸钠，所述三聚磷酸钠由第十七管道进入第二成品仓7-2中；所述顺流回转聚合炉3产生的高温尾气由第十一管道进入第二换热器4-2中换热后由第十二管道输送至喷雾干燥塔1中作为脱水干燥的热源；

(II)采用步骤(a)和(e)，组合喷雾干燥塔1、逆流回转聚合炉2和顺流回转聚合炉3同时生产轻质三偏磷酸钠和三聚磷酸钾，打开阀门5-1、5-5、5-11、5-13、5-14、5-15、5-16和5-17，关闭其他阀门。

将磷酸二氢钠溶液在喷雾干燥塔1中第一脱水干燥，得到的干粉由第一管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第一聚合反应，得到轻质三偏磷酸钠，所述轻质三偏磷酸钠由第十六管道进入第一成品仓7-1中；所述逆流回转聚合炉2产生的高温尾气由第五管道输送至喷雾干燥塔1作为脱水干燥的热源；

将磷酸二氢钾-磷酸氢二钾溶液在顺流回转聚合炉3中第五脱水干燥和第五聚合反应，得到三聚磷酸钾，所述三聚磷酸钾由第十七管道进入第二成品仓7-2中；所述顺流回转聚合炉3产生的高温尾气由第十一管道进入所述第二换热器4-2换热后由第十三管道输送至顺流回转聚合炉3中作为脱水干燥和聚合反应的热源；

(III)采用步骤(c)，组合喷雾干燥塔1和顺流回转聚合炉3生产焦磷酸钠，打开阀门5-2、5-10、5-14和5-17，关闭其他阀门；

将磷酸氢二钠溶液在喷雾干燥塔1中进行第四脱水干燥，得到的干粉由第二管道输送至顺流回转聚合炉3中进行第三聚合反应，得到焦磷酸钠，所述焦磷酸钠由第十七管道进入第二成品仓7-2中；所述顺流回转聚合炉3产生的高温尾气由第十管道输送至喷雾干燥塔1中作为脱水干燥的热源；

(IV)采用步骤(b)，组合逆流回转聚合炉2和顺流回转聚合炉3同时生产实心颗粒三偏磷酸钠，打开阀门5-3、5-4、5-15和5-16，其他阀门关闭。

磷酸二氢钠溶液在顺流回转聚合炉3中进行第二脱水干燥，得到的干粉由第四管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第二聚合反应，得到实心颗粒三偏磷酸钠，所述实心颗粒三偏磷酸钠由第十六管道进入第一成品仓7-1中；所述逆流回转聚合炉2产生的高温尾气由第六管道输送至顺流回转聚合炉3中作为脱水干燥的热源；

(V)采用步骤(d)，组合逆流聚合炉2和顺流回转聚合炉3生产焦磷酸四钾，打开阀门5-4、5-6、5-15和5-16，关闭其他阀门；

磷酸氢二钾溶液在顺流回转聚合炉3中进行第四脱水干燥，得到的干粉由第四管道输送至逆流回转聚合炉2中进行第四聚合反应，得到焦磷酸四钾，所述焦磷酸四钾由第十六管道进入第一成品仓7-1中；所述逆流回转聚合炉2产生的高温尾气由第六管道输送至顺流回转聚合炉3中作为脱水干燥的热源。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

采用图1所示的系统，组合喷雾干燥塔1、逆流回转聚合炉2和顺流回转聚合炉3同时生产焦磷酸二氢二钠和三聚磷酸钠，打开阀门5-1、5-7、5-11、5-12、5-14、5-15、5-16和5-17，关闭其他阀门。

磷酸和氢氧化钠按钠磷摩尔比为1:1进行反应，得到磷酸二氢钠溶液；所述磷酸二氢钠溶液在喷雾干燥塔1中在100～150℃条件下第一脱水干燥，得到干粉；所述干粉由第一管道输送至逆流回转聚合炉2中在210～230℃条件下第一聚合反应0.5～1h，得到焦磷酸二氢二钠，所述焦磷酸二氢二钠由第十六管道进入第一成品仓7-1中；因焦磷酸二氢二钠反应温度较低，逆流回转聚合炉2产生的高温尾气由第七管道进入第一换热器4-1中除尘后经第一换热器4-1的气体排空出口排出，尾气中的余热不再循环利用。

磷酸和碳酸钠按钠磷摩尔比为5:3进行反应，得到磷酸二氢钠-磷酸氢二钠溶液，在顺流回转聚合炉3中350～550℃条件下第五脱水干燥后进行第五聚合反应0.5～1h，得到三聚磷酸钠，所述三聚磷酸钠由第十七管道进入第二成品仓7-2中；顺流回转聚合炉3产生的高温尾气中含约50％水蒸汽，由第十一管道进入第二换热器4-2换热，得到低温尾气和洁净热空气，低温尾气经第二换热器4-2的气体排空口排空，洁净热空气由第十二管道通入喷雾干燥塔1中作为脱水干燥的热源。

实施例2

采用图1所示的系统，组合喷雾干燥塔1、逆流回转聚合炉2和顺流回转聚合炉3同时生产轻质三偏磷酸钠和三聚磷酸钾，打开阀门5-1、5-5、5-11、5-13、5-14、5-15、5-16和5-17，关闭其他阀门。

磷酸和碳酸钠按钠磷摩尔比为1:1反应，得到磷酸二氢钠溶液；所述磷酸二氢钠溶液在喷雾干燥塔1中100～150℃的条件下第一脱水干燥，得到干粉；所述干粉由第一管道输送至逆流回转聚合炉2中在550～600℃条件下第一聚合反应0.75～1.5h，得到轻质三偏磷酸钠，所述轻质三偏磷酸钠由第十六管道进入第一成品仓7-1中；因聚合反应温度较高，且生产三偏磷酸钠的干粉原料来自喷雾干燥塔1，故逆流回转聚合炉2产生的高温尾气由第五管道直接通入喷雾干燥塔1作为脱水干燥的热源。

磷酸和氢氧化钾按钾磷摩尔比为5:3反应，得到磷酸二氢钾-磷酸氢二钾溶液；所述磷酸二氢钾-磷酸氢二钾溶液在顺流回转聚合炉3中350～550℃条件下第五脱水干燥后进行第五聚合反应0.5～1h，得到三聚磷酸钾，所述三聚磷酸钾由第十七管道进入第二成品仓7-2中；因一步法顺流回转聚合炉3中产生的高温尾气中含约50％水蒸汽不能直接利用，高温尾气先由第十一管道进入进入第二换热器4-2中换热，得到低温尾气和洁净热空气，低温尾气经气体排空口排空，洁净热空气由第十三管道返回到顺流回转聚合炉3中作为脱水干燥或聚合反应的热源。

实施例3

采用图1所示的系统，组合喷雾干燥塔1和顺流回转聚合炉3同时生产焦磷酸钠，打开阀门5-2、5-10、5-14和5-17，关闭其他阀门。

磷酸和碳酸钠按钠磷摩尔比为2:1反应，得到磷酸氢二钠溶液；所述磷酸氢二钠溶液在喷雾干燥塔1中100～150℃条件下第四脱水干燥，得到干粉；所述干粉由第二管道输送至顺流回转聚合炉3中在400～550℃条件下第三聚合反应0.5～1h，得到焦磷酸钠，所述焦磷酸钠由第十七管道进入第二成品仓7-2中；因磷酸氢二钠溶液的脱水干燥在喷雾干燥塔1中进行，顺流回转聚合炉3产生的高温尾气含5～10wt％的水蒸气，焦磷酸钠聚合反应温度较高，且生产焦磷酸钠的干粉原料来自喷雾干燥塔1，故顺流回转聚合炉3产生的高温尾气直接由第十管道通入喷雾干燥塔1中作为脱水干燥的热源。

实施例4

采用图1所示的系统，组合逆流回转聚合炉2和顺流回转聚合炉3同时生产实心颗粒三偏磷酸钠，其中，打开阀门5-3、5-4、5-15和5-16，其他阀门关闭。

磷酸和氢氧化钠按钠磷摩尔比为1:1反应，得到磷酸二氢钠溶液；用特制喷头将所述磷酸二氢钠溶液滴在顺流回转聚合炉3的熟料上，在100～150℃条件下第二脱水干燥，得到干粉；所述干粉由第四管道输送至逆流回转聚合炉2中在550～600℃条件下第二聚合反应0.75～1.5h，得到实心颗粒三偏磷酸钠；实心颗粒三偏磷酸钠通过阀门5-3和5-16组成的可调节分配阀调节后一部分由第十六管道进入第一成品仓7-1中，另一部分由第三管道返回到顺流回转聚合炉3中作为熟料使用；逆流回转聚合炉2产生的高温尾气由第六管道直接通入顺流回转聚合炉3中作为磷酸二氢钠溶液脱水干燥的热源。

实施例5

采用图1所示的系统，组合逆流聚合炉2和顺流回转聚合炉3生产焦磷酸四钾，打开阀门5-4、5-6、5-15和5-16，关闭其他阀门。

磷酸和氢氧化钾按钠磷摩尔比为2:1反应，得到磷酸氢二钾溶液；所述磷酸氢二钾溶液在顺流回转聚合炉3中在100～150℃条件下第四脱水干燥，得到干粉；所述干粉由第四管道输送至逆流回转聚合炉2中在400～550℃条件下第四聚合反应0.5～1h，得到焦磷酸四钾，所述焦磷酸四钾由第十六管道进入第一成品仓7-1中；逆流回转聚合炉2产生的高温尾气由第六管道直接通入顺流回转聚合炉3中作为脱水干燥的热源。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种适用多品种磷酸盐的一拖二低能耗生产系统，包括喷雾干燥塔(1)、逆流回转聚合炉(2)、顺流回转聚合炉(3)、第一换热器(4-1)、第二换热器(4-2)、若干个阀门和原料仓(6)；

所述喷雾干燥塔(1)的出料口分别通过第一管道与所述逆流回转聚合炉(2)的进料口连通、通过第二管道与所述顺流回转聚合炉(3)的进料口连通；所述第一管道上设置有第一阀门(5-1)，所述第二管道上设置有第二阀门(5-2)；

所述逆流回转聚合炉(2)的出料口通过第三管道与所述顺流回转聚合炉(3)的进料口连通；所述第三管道上设置有第三阀门(5-3)；

所述顺流回转聚合炉(3)的出料口通过第四管道与所述逆流回转聚合炉(2)的进料口连通；所述第四管道上设置有第四阀门(5-4)；

所述逆流回转聚合炉(2)的气体出口分别通过第五管道与所述喷雾干燥塔(1)的气体入口连通、通过第六管道与所述顺流回转聚合炉(3)的气体入口连通、以及通过第七管道与所述第一换热器(4-1)的气体入口连通；所述第五管道上设置有第五阀门(5-5)；所述第六管道上设置有第六阀门(5-6)；所述第七管道上设置有第七阀门(5-7)；

所述第一换热器(4-1)的气体的出口分别通过第八管道与所述喷雾干燥塔(1)的气体入口连通、通过第九管道与所述顺流回转聚合炉(3)的气体入口连通；所述第八管道上设置有第八阀门(5-8)；所述第九管道上设置有第九阀门(5-9)；

所述顺流回转聚合炉(3)的气体出口分别通过第十管道与所述喷雾干燥塔(1)的气体入口连通、通过第十一管道与所述第二换热器(4-2)的气体入口连通；所述第十管道上设置有第十阀门(5-10)；所述第十一管道上设置有第十一阀门(5-11)；

所述第二换热器(4-2)的气体的出口分别通过第十二管道与所述喷雾干燥塔(1)的气体入口连通、通过第十三管道与所述顺流回转聚合炉(3)的气体入口连通；所述第十二管道上设置有第十二阀门(5-12)；所述第十三管道上设置有第十三阀门(5-13)；

所述原料仓(6)通过第十四管道与喷雾干燥塔(1)连通、通过第十五管道与所述顺流回转聚合炉(3)连通；所述第十四管道上设置有第十四阀门(5-14)；所述第十五管道上设置有第十五阀门(5-15)。

2.根据权利要求1所述的一拖二低能耗生产系统，其特征在于，还包括第一成品仓(7-1)和第二成品仓(7-2)；

所述逆流回转聚合炉(2)的出料口通过第十六管道与所述第一成品仓(7-1)的进料口连通；所述第十六管道上设置有第十六阀门(5-16)；

所述顺流回转聚合炉(3)的出料口通过第十七管道与所述第二成品仓(7-2)的进料口连通；所述第十七管道上设置有第十七阀门(5-17)。

3.根据权利要求1或2所述的一拖二低能耗生产系统，其特征在于，还包括第一斗提机(8-1)和第二斗提机(8-2)；

所述第一斗提机(8-1)设置于所述第三管道上；

所述第二斗提机(8-2)设置于所述第四管道上。

4.根据权利要求1或2所述的一拖二低能耗生产系统，其特征在于，还包括第一风机(9-1)和第二风机(9-2)；

第一风机(9-1)与所述第一换热器(4-1)连通；

第二风机(9-2)与所述第二换热器(4-2)连通。

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