CN114735720A - 一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法及其系统 - Google Patents

一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法及其系统，涉及粒状硫酸铵生产技术领域。在中和槽内预制合格的硫酸铵料浆，通过泵建立大流量循环，气氨与硫酸从输料管道加入，在输料管道内进行预先中和后进入中和槽内，在中和槽内与加有硫酸的洗涤液进一步中和反应，得到含有硫酸铵的混合料浆，混合料浆经泵打入管式反应器与气氨、硫酸反应后得到造粒料浆，造粒料浆在造粒机内与氨气再次混合反应后得到的物料经干燥筛分后得到成品。通过大流量循环，可以控制浓硫酸硫酸稀释热、硫酸与气氨反应热平缓释放，防止反应料浆温度过高，同时，释放的热量可以将进入中和槽的洗涤液水份蒸发，降低后续物料干燥所需热量。

Description

一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法及其系统
技术领域
本发明涉及粒状硫酸铵生产技术领域，具体涉及一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法及其系统。
背景技术
硫酸铵在农业上是一种很好的含硫氮肥，不仅提高作物产量，还可以提高作物品质，硫是作物所需的中量营养元素，是含硫氨基酸主要成分及细胞内多种物质的合成原料，而且在农作物增产、改善作物品质等方面具有显著的效果。目前生产的硫酸铵大多以粉料或者不定型晶体为主，此类产品不利于贮存运输，易吸湿结块，且养分释放快存在后期肥效不足的问题。而粒状硫酸铵储存和运输性都较好，且养分释放速度会减缓。但目前粒状硫铵的生产方法主要以挤压成粒或结晶成粒，挤压成粒法生产的产品颗粒不规整、不圆润；结晶法生产的颗粒普遍较小。近年来，造粒技术也越来越多的应用到了粒状硫酸铵的制备中，CN101850989A中就公开了一种造粒技术来生产大颗粒硫酸铵的方法，其将硫酸、氨以及洗涤液加入管式反应器内进行中和反应，再将料浆喷入造粒机，与返料、填料、造粒粘结剂一起得到固体湿料，再经干燥分级后得到成品。过程中，需要消耗大量的填料以及造粒粘结剂，实现了硫酸铵的大颗粒化的同时对于成品的肥效也产生了不利的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种循环中和料浆法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法及其系统，解决现有技术中粒状硫酸铵制备成本高的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种循环中和料浆法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法，其特征在于包括如下步骤：
S1.将硫酸加入液封槽的尾气洗涤液内，液封槽中反应后的混合溶液a通过液泵进入中和槽内，气氨和硫酸通过输料管道加入中和槽，中和槽内混合溶液a、硫酸、气氨进行预中和反应；
S2.料浆泵将中和槽内的预中和反应料浆泵入管式反应器内，同时通入气氨、加入硫酸，经过反应后得到造粒料浆；
S3.将步骤S2得到的造粒料浆喷入造粒机料床上，并加入氯化铵，通入氨气后造粒，得到的成品物料经干燥、筛分、冷却后包装入库；
S4.造粒机及中和槽尾气进入文丘里洗涤器内，与从液封槽的混合溶液a混合均匀后进入尾气洗涤系统内，经洗涤后排空。
更进一步的技术方案是所述步骤S1中硫酸浓度为98％，液封槽中加入量为0.5～0.8m3/h，中和槽中加入量为5～6m3/h；中和槽内反应温度为98～105℃，预中和反应pH值为3～5，中和料浆比重为1.26～1.29。
更进一步的技术方案是所述步骤S2中加入的预中和反应料浆和硫酸的质量比为4～5:1，反应温度为130～140℃。
更进一步的技术方案是所述步骤S3中造粒机出口物料pH值为5～6，干燥温度为90～95℃。
更进一步的技术方案是所述方法使用的生产系统包括依次连接的中和槽、料浆泵、管式反应器、造粒机，造粒机尾气出口与文丘里洗涤器进气口连接，造粒机出料口与干燥筛分装置连接；中和槽侧壁的出料口通过第一循环泵、输料管道与中和槽顶部的进料口连接；输料管道设置有气氨加入口和硫酸加入口，气氨发生装置分别与气氨加入口、管式反应器连接，硫酸提供装置分别与硫酸加入口、管式反应器连接；文丘里洗涤器顶部的尾气出口与尾气洗涤系统连接，文丘里洗涤器底部连接有液封槽，液封槽进口通过洗涤泵与尾气洗涤系统连接，液封槽进口与硫酸提供装置连接，液封槽出口通过液泵与中和槽顶部的进料口连接，中和槽顶部的尾气出口与文丘里洗涤器进气口连接。
更进一步的技术方案是所述气氨加入口和硫酸加入口分别设置有两个，且气氨加入口位于硫酸加入口上方。
更进一步的技术方案是所述料浆泵与管式反应器的连接管道上设置有蒸汽加入口。
更进一步的技术方案是所述尾气洗涤系统包括依次连接的尾气洗涤器、洗涤塔，洗涤塔通过第二循环泵与凉水塔连接，凉水塔与洗涤塔连通，尾气洗涤器上设置有洗涤液加入口
工作原理：在中和槽内预制合格的硫酸铵料浆，通过泵建立大流量循环，气氨与硫酸从输料管道加入，在输料管道内进行预先中和后进入中和槽内，在中和槽内与加有硫酸的洗涤液进一步中和反应，得到含有硫酸铵的混合料浆，混合料浆经泵打入管式反应器与气氨、硫酸反应后得到造粒料浆，造粒料浆在造粒机内与氨气再次混合反应后得到的物料经干燥筛分后得到成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过大流量循环，可以控制浓硫酸硫酸稀释热、硫酸与气氨反应热平缓释放，防止反应料浆温度过高，同时，释放的热量可以将进入中和槽的洗涤液水份蒸发，降低后续物料干燥所需热量，大大降低生产成本。
附图说明
图1为本发明的工艺原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
图1示出了一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的系统，包括依次连接的中和槽1、料浆泵2、管式反应器3、造粒机4，造粒机4尾气出口与文丘里洗涤器5进气口连接，造粒机4出料口与干燥筛分装置连接；中和槽1侧壁的出料口通过第一循环泵6、输料管道7与中和槽1顶部的进料口连接；输料管道7设置有气氨加入口和硫酸加入口，气氨发生装置分别与气氨加入口、管式反应器3连接，硫酸提供装置分别与硫酸加入口、管式反应器3连接；文丘里洗涤器)顶部的尾气出口与尾气洗涤系统连接，文丘里洗涤器5底部连接有液封槽8，液封槽8进口通过洗涤泵9与尾气洗涤系统连接，液封槽8进口与硫酸提供装置连接，液封槽8出口通过液泵10与中和槽1顶部的进料口连接，中和槽1顶部的尾气出口与文丘里洗涤器5进气口连接。所述气氨加入口和硫酸加入口分别设置有两个，且气氨加入口位于硫酸加入口上方。所述料浆泵2与管式反应器3的连接管道上设置有蒸汽加入口，设置两个加料口交替布置，分散反应热，防止管道温度过高。所述尾气洗涤系统包括依次连接的尾气洗涤器11、洗涤塔12，洗涤塔12通过第二循环泵6与凉水塔13连接，凉水塔13与洗涤塔12连通，尾气洗涤器11上设置有洗涤液加入口
实施例2
使用上述系统生产粒状硫酸铵的具体步骤如下：
S1.将硫酸按0.5m3/h加入液封槽8的尾气洗涤液内，液封槽8中反应后的混合溶液a通过液泵10进入中和槽1内，气氨和硫酸通过输料管道7加入中和槽1，中和槽1内混合溶液a、硫酸、气氨进行预中和反应，中和槽1中加入量为5m3/h；中和槽1内反应温度为98～100℃，预中和反应pH值为3～4，中和料浆比重为1.26～1.29；
S2.料浆泵2将中和槽1内的预中和反应料浆泵入管式反应器3内，同时通入气氨、加入硫酸，经过反应后得到造粒料浆，加入的预中和反应料浆和硫酸的质量比为4～5:1，反应温度为130～135℃；
S3.将步骤S2得到的造粒料浆喷入造粒机4料床上，通入氨气后造粒，得到的成品物料经干燥、筛分、冷却后包装入库，造粒机出口物料pH值5-6，干燥出口温度控制90-95℃，返料比控制在4:1。
S4.造粒机4、中和槽1内的尾气进入文丘里洗涤器5内，与从液封槽8的混合溶液a混合均匀后进入尾气洗涤系统内，经洗涤后排空，文丘里洗涤器5内pH值控制在2～3。
经检测得到的成品粒径1.00mm～4.75mm达到100％，粒径2.00mm～4.00mm≥90％。
实施例3
使用上述系统生产粒状硫酸铵的具体步骤如下：
S1.将硫酸按0.6m3/h加入液封槽8的尾气洗涤液内，液封槽8中反应后的混合溶液a通过液泵10进入中和槽1内，气氨和硫酸通过输料管道7加入中和槽1，中和槽1内混合溶液a、硫酸、气氨进行预中和反应，中和槽1中加入量为5.4m3/h；中和槽1内反应温度为100～105℃，预中和反应pH值为3.5～4.5，中和料浆比重为1.26～1.29；
S2.料浆泵2将中和槽1内的预中和反应料浆泵入管式反应器3内，同时通入气氨、加入硫酸，经过反应后得到造粒料浆，加入的预中和反应料浆和硫酸的质量比为4～5:1，反应温度为135～140℃；
S3.将步骤S2得到的造粒料浆喷入造粒机4料床上，通入氨气后造粒，得到的成品物料经干燥、筛分、冷却后包装入库，造粒机出口物料pH值5-6，干燥出口温度控制90-95℃，返料比控制在4:1。
S4.造粒机4、中和槽1内的尾气进入文丘里洗涤器5内，与从液封槽8的混合溶液a混合均匀后进入尾气洗涤系统内，经洗涤后排空，文丘里洗涤器5内pH值控制在3～4。
经检测得到的成品粒径1.00mm～4.75mm达到100％，粒径2.00mm～4.00mm≥92％。
实施例4
使用上述系统生产粒状硫酸铵的具体步骤如下：
S1.将硫酸按0.8m3/h加入液封槽8的尾气洗涤液内，液封槽8中反应后的混合溶液a通过液泵10进入中和槽1内，气氨和硫酸通过输料管道7加入中和槽1，中和槽1内混合溶液a、硫酸、气氨进行预中和反应，中和槽1中加入量为6m3/h；中和槽1内反应温度为102～105℃，预中和反应pH值为4～5，中和料浆比重为1.26～1.29；
S2.料浆泵2将中和槽1内的预中和反应料浆泵入管式反应器3内，同时通入气氨、加入硫酸，经过反应后得到造粒料浆，加入的预中和反应料浆和硫酸的质量比为4～5:1，反应温度为130～140℃；
S3.将步骤S2得到的造粒料浆喷入造粒机4料床上，通入氨气后造粒，得到的成品物料经干燥、筛分、冷却后包装入库，造粒机出口物料pH值5-6，干燥出口温度控制90-95℃，返料比控制在4:1。
S4.造粒机4、中和槽1内的尾气进入文丘里洗涤器5内，与从液封槽8的混合溶液a混合均匀后进入尾气洗涤系统内，经洗涤后排空，文丘里洗涤器5内pH值控制在4～5。
经检测得到的成品粒径1.00mm～4.75mm达到100％，粒径2.00mm～4.00mm≥93％，成分如下表：
总氮 游离酸 水分 PH值
20.5 0.17 0.1 5.32
20.6 0 0.2 6.26
20.5 0.1 0.1 5.61
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件或布局进行多种变形和改进。除了对组成部件或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法，其特征在于包括如下步骤：
S1.将硫酸加入液封槽(8)的尾气洗涤液内，液封槽(8)中反应后的混合溶液a通过液泵(10)进入中和槽(1)内，气氨和硫酸通过输料管道(7)加入中和槽(1)，中和槽(1)内混合溶液a、硫酸、气氨进行预中和反应；
S2.料浆泵(2)将中和槽(1)内的预中和反应料浆泵入管式反应器(3)内，同时通入气氨、加入硫酸，经过反应后得到造粒料浆；
S3.将步骤S2得到的造粒料浆喷入造粒机(4)料床上，并加入氯化铵，通入氨气后造粒，得到的成品物料经干燥、筛分、冷却后包装入库；
S4.造粒机(4)、中和槽(1)内的尾气进入文丘里洗涤器(5)内，与从液封槽(8)的混合溶液a混合均匀后进入尾气洗涤系统内，经洗涤后排空。
2.根据权利要求1所述的一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法，其特征在于：所述步骤S1中硫酸浓度为98％，液封槽(8)中加入量为0.5～0.8m3/h，中和槽(1)中加入量为5～6m3/h；中和槽(1)内反应温度为98～105℃，预中和反应pH值为3～5，中和料浆比重为1.26～1.29。
3.根据权利要求1所述的一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法，其特征在于：所述步骤S2中加入的预中和反应料浆和硫酸的质量比为4～5:1，反应温度为130～140℃。
4.根据权利要求1所述的一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法，其特征在于：所述步骤S3中造粒机(4)出口物料pH值为5～6，干燥温度为90～95℃。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法，其特征在于：所述方法使用的生产系统包括依次连接的中和槽(1)、料浆泵(2)、管式反应器(3)、造粒机(4)，造粒机(4)尾气出口与文丘里洗涤器(5)进气口连接，造粒机(4)出料口与干燥筛分装置连接；中和槽(1)侧壁的出料口通过第一循环泵(6)、输料管道(7)与中和槽(1)顶部的进料口连接；输料管道(7)设置有气氨加入口和硫酸加入口，气氨发生装置分别与气氨加入口、管式反应器(3)连接，硫酸提供装置分别与硫酸加入口、管式反应器(3)连接；文丘里洗涤器(5)顶部的尾气出口与尾气洗涤系统连接，文丘里洗涤器(5)底部连接有液封槽(8)，液封槽(8)进口通过洗涤泵(9)与尾气洗涤系统连接，液封槽(8)进口与硫酸提供装置连接，液封槽(8)出口通过液泵(10)与中和槽(1)顶部的进料口连接，中和槽(1)顶部的尾气出口与文丘里洗涤器(5)进气口连接。
6.根据权利要求5所述的一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法，其特征在于：所述气氨加入口和硫酸加入口分别设置有两个，且气氨加入口位于硫酸加入口上方。
7.根据权利要求5所述的一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法，其特征在于：所述料浆泵(2)与管式反应器(3)的连接管道上设置有蒸汽加入口。
8.根据权利要求5所述的一种循环中和法转鼓造粒生产粒状硫酸铵的方法，其特征在于：所述尾气洗涤系统包括依次连接的尾气洗涤器(11)、洗涤塔(12)，洗涤塔(12)通过第二循环泵(6)与凉水塔(13)连接，凉水塔(13)与洗涤塔(12)连通，尾气洗涤器(11)上设置有洗涤液加入口。
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