CN1309658C - 磷铵工厂废气两效利用加工料浆的一种方法 - Google Patents

磷铵工厂废气两效利用加工料浆的一种方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种由气氨中和湿法磷酸制造磷酸一铵和磷酸二铵的工业废气循环利用并且减少排放量的方法。本方法利用75～85℃的高湿含量的料浆浓缩末效蒸发器废气、预中和反应器废气和造粒机废气热源，在低于废气露点的温度下加热稀磷酸或其与气氨的中和溶液，并使稀溶液在58～65℃的温度下闪蒸浓缩，52～61℃的闪发蒸汽再用于5℃的液氨气化供中和反应所需。从75～85℃的废气热源到5℃的低温冷源之间全部传热传质过程均是有功过程，避免了通常真空蒸发二次蒸汽冷凝的无功消耗。以一个年产24万吨的磷酸一铵装置或一个年产60万吨的磷酸二铵装置为例，采用本方法每小时减少废气中的水蒸汽排放量至少15吨以上、减少生蒸汽消耗量至少18吨以上，而且无需消耗循环冷却水。生产过程的资源利用率和环境保护指标得到明显提高。

Description

磷铵工厂废气两效利用加工料浆的一种方法
技术领域  本发明涉及一种由湿法磷酸和氨制造磷酸一铵和磷酸二铵的工业废气的循环利用工艺，能够减少产品加工过程排放的废气量，同时降低过程的蒸汽消耗量。本方法适用于采用磷酸浓缩或中和料浆浓缩生产磷酸一铵或磷酸二铵的工厂，需要使用气氨中和磷酸并且浓缩料浆的场合，尤其适用于磷酸二铵/磷酸一铵联产工艺。
背景技术  现有从湿法磷酸和氨制造磷酸一铵和磷酸二铵的工业技术，由反应器、造粒机、中和料浆浓缩末效蒸发器等设备产生温度为75～85℃左右的废气，其中含有一定量的水蒸汽。现有技术是使废气通过烟囱在某一高度以上向大气排放，或者采用循环冷却水使其中的水蒸汽冷凝排放。一个年产24万吨的磷酸一铵装置或一个年产60万吨的磷酸二铵装置，每小时排放75～85℃左右的水蒸汽量均在20吨以上，带来了资源与环境两个方面不利影响。而从湿法磷酸和氨制造磷酸一铵和磷酸二铵的工艺需要使用水蒸汽浓缩稀磷酸及其中和料浆，还需要使用热源在5℃或更低的温度下气化液态氨。
发明内容  本发明公开一种由气氨中和湿法磷酸制造磷酸一铵和磷酸二铵的工业废气的循环利用方法。本方法利用75～85℃的磷酸预中和反应器废气、造粒机废气和中和料浆浓缩末效蒸发器废气为热源，根据废气的高湿含量性质，在低于露点的温度下主要利用其冷凝热来加热稀磷酸或中和料浆到58～65℃，并在9～15kPa(绝)左右的压力下闪蒸：52～61℃的闪发蒸汽再被利用供5℃或更低温度下的液氨气化所需热量，从而实现了利用废气热源预浓缩稀磷酸或中和料浆、同时进行液氨气化的两效加工。液氨气化过程作为低温冷源容易使52～61℃的闪发蒸汽冷凝，有助于降低闪蒸压力、强化稀磷酸或中和料浆预浓缩过程。并且节约了通常末效蒸发器废蒸汽冷凝所需的冷却水。
本发明的主要发明思想是根据热力学第二定律，在75～85℃的废气热源与5℃的液氨气化低温冷源之间，巧妙地插入了一个能够在低于废气露点温度以下10～15℃进行的稀溶液闪蒸浓缩过程，闪发蒸汽很容易被液氨气化耗热所冷凝从而有利于创造真空闪蒸所需的条件，后置的真空系统只需要抽走不凝气。从75～85℃的废气热源到5℃的低温冷源之间全部传热传质过程均是有功过程，避免了通常真空蒸发二次蒸汽冷凝的无功消耗。
与现有处理磷酸一铵和磷酸二铵工业废气的技术比较，本方法不同之处至少在于，利用75～85℃的高湿含量的料浆浓缩末效蒸发器废气、预中和反应器废气和造粒机废气热源，在低于废气露点的温度下加热稀磷酸或其与气氨的中和溶液，并使稀溶液在58～65℃的温度下闪蒸浓缩，52～61℃的闪发蒸汽再用于5℃的液氨气化供中和反应所需。从75～85℃的废气热源到5℃的低温冷源之间全部传热传质过程均是有功过程，避免了通常真空蒸发二次蒸汽冷凝的无功消耗。
以一个年产24万吨的磷酸一铵装置或一个年产60万吨的磷酸二铵装置为例，采用本方法每小时减少废气中的水蒸汽排放量至少15吨以上、减少生蒸汽消耗量至少18吨以上，而且无需消耗循环冷却水。生产过程的资源利用率和环境保护指标得到明显提高。
附图说明  附图1所示，是由废气换热器1、稀溶液闪蒸器2、循环泵3、捕沫器4和液氨蒸发器5为主要设备构成本发明的强制循环加热闪蒸流程，以下将结合具体实施例1进一步说明。附图2所示，是由废气换热降膜闪蒸器1、捕沫器2和液氨蒸发器3为主要设备构成本发明的单程降膜加热闪蒸流程，以下将结合具体实施例2进一步说明。
具体实施方式  实施例1  结合附图1说明本发明强制循环加热闪蒸流程的具体实施方式
生产装置：年产60万吨磷酸二铵/24万吨磷酸一铵联产装置
废气参数：经化学洗涤后的磷酸二铵预中和反应器废气与造粒机废气的混合气(以下简称“二铵废气”)，温度80℃左右，水蒸汽含量约22吨/小时
采用附图1所示本发明磷铵工厂废气两效利用预浓缩稀磷酸并气化液氨的强制循环加热闪蒸流程，使80℃左右的“二铵废气”在废气换热器1中加热循环的稀磷酸溶液，废气冷却冷凝降温至68℃、水蒸汽减量约18吨/小时后排出系统。通过循环泵3强制循环的稀溶液补充25～28P2O5％稀磷酸68吨/小时，在废气换热器1中被加热至58℃后进入闪蒸器2，在10kPa(绝)压力下蒸发浓缩至P2O5含量约29～33％送往后续工序继续加工。由闪蒸器2来的52℃左右的闪发蒸汽约16～17吨/小时，在捕沫器4中分离雾沫夹带后进入氨蒸发器5，在40℃左右的换热温差下加热液氨使其蒸发，产生的气氨压力约500kPa(绝)，作为原料可同时满足年产60万吨磷酸二铵和24万吨磷酸一铵联产装置工艺要求。不凝气与未冷凝的蒸汽一并由真空系统抽走。
实施例2  结合附图2说明本发明单程降膜加热闪蒸流程的具体实施方式
生产装置：年产6万吨磷酸一铵装置
废气参数：料浆浓缩末效蒸发器排出废气(以下简称“一铵废气”)，温度85℃左右，水蒸汽量约6吨/小时
采用附图2所示本发明磷铵工厂废气两效利用预浓缩稀磷酸并气化液氨的单程降膜加热闪蒸流程，使85℃左右的“一铵废气”在废气换热降膜闪蒸器1中间壁加热沿管内壁降膜流动的稀磷酸溶液，废气冷却冷凝，少量未凝气排出到真空系统。约18吨/小时22～25P2O5％含量的稀磷酸溶液在废气换热降膜闪蒸器1中被加热到62℃左右的同时在15kPa(绝)左右压力下蒸发浓缩至P2O5含量约29～33％送往后续工序继续加工。由废气换热降膜闪蒸器1来的56℃左右的闪发蒸汽约4～6吨/小时，在捕沫器2中分离雾沫夹带后进入液氨蒸发器3，在44℃左右的换热温差下加热液氨使其蒸发，产生的气氨压力约550kPa(绝)，作为原料可满足年产6万吨磷酸一铵装置工艺要求。不凝气与未冷凝的蒸汽一并由真空系统抽走。

Claims (2)

1.一种由气氨中和湿法磷酸制造磷酸一铵和磷酸二铵的工业废气循环利用的方法，其特征是利用75～85℃的高湿含量的料浆浓缩末效蒸发器废气、预中和反应器废气和造粒机废气热源，在低于废气露点的温度下加热稀磷酸或其与气氨的中和溶液，并使之在58～65℃的温度下闪蒸浓缩，再利用52～61℃的闪发蒸汽使5℃的液氨气化供中和反应所需。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述闪蒸为强制循环加热闪蒸流程或单程降膜加热闪蒸流程。
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