CN205152100U - 一种硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及氮磷复合肥生产技术领域，尤其是一种硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥方法及其装置，是通过反应器、稀料浆槽、蒸发器、浓料浆槽、喷淋造粒塔的设置，并结合在喷淋造粒塔中设置混合器、底部设置集料斗和筛分器，进而缩短了复合肥的生产工艺流程，降低了能耗和成本；实现了将硝酸、磷酸先在反应器中混合，与氨气中和反应，并结合pH值得控制以及氮磷比的限制，使得对硝基复合肥中的氮磷含量以及分散程度的限制从宏观层面到微观层面，利用分子相互运动以及碰撞的能量，进而达到分散均匀的效果。

Description

一种硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置

技术领域

本实用新型涉及氮磷复合肥生产技术领域，尤其是一种硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置。

背景技术

目前，对于硝基复合肥的生产主要是以硝铵熔融料浆为母液，并按照氮磷钾的配比，向其中计量加入粉状的磷肥和/或钾肥搅拌混合后，喷浆造粒制得；再对磷肥加入母液前，其需要对磷肥进行包装、转运和拆包装、计量加入等工艺步骤，并且对于磷肥具有极易与环境中空气作用变质，使得在包装、转运、计量加入过程的要求较为严格，尤其是对磷肥的加入量难以控制，进而导致生产的硝基复合肥的品质较差，并在将其施肥入土壤之后，造成土壤局部营养结构之间的不均匀，使得施肥效应得到明显化，阻碍了硝基复合肥在农业领域的进一步应用，减少了硝基复合肥的市场份额。除此之外，在采用现有设置和装置进行硝基复合肥的生产和加工过程中，其由于磷肥，钾肥在加入过程中是以固态的形式加入，并且是与熔融的硝铵料浆进行简单的混合，使得其极易在熔融料浆的局部位置出现沉淀或者局部营养分散不均匀的状态，造成设备的堵塞，甚至造成原料的断料供给，使得工艺为间断操作，降低了制备的硝基复合肥的质量，尤其是使得硝基复肥中呈现出局部的营养过剩和局部的营养匮乏的现象，阻碍了硝基复合肥在市场上的进一步的扩大化使用，降低了硝基复合肥的市场份额。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供一种硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置，由反应器，连接在反应器底端的稀料浆槽，通过管路与稀料浆槽相连接的稀料浆泵，通过管路与稀料浆泵的出口端相连通的蒸发器，通过管路与蒸发器的出口端相连通的转送泵，通过管路与转送泵的出口端相连通的浓料浆槽，通过管路与浓料浆槽相连通的浓料浆泵以及喷浆造粒塔组成，其中，浓料浆泵的出口端通过管路与喷浆造粒塔中设置的喷头连通。

所述的反应器，其内部设置有搅拌桨a，存氨槽，存氨槽通过管路与设置在反应器底端的喷嘴连通；搅拌桨a的搅拌端伸入反应器的底端，并且靠近喷嘴；搅拌桨a的另外一端伸出反应器顶端；在反应器顶端设置有存硝酸槽和存磷酸槽，存硝酸槽通过管路与反应器内部连通，存磷酸槽通过管路与反应器内部连通，并且在反应器内部距离顶端二分之一至三分之一处设置有液面线a。

所述的喷嘴，其至少为两个，并且均匀的分布在反应器的底端。

所述的喷嘴，其为4个。

所述的稀料浆槽，其内部设置有搅拌桨b和液面线b，外部设置有补氨槽、补硝酸槽；其中，补氨槽通过管路与稀料浆槽内部连通；补硝酸槽通过管路与稀料浆槽内部连通，液面线b设置在距离稀料浆槽顶部二分之一至三分之一处，搅拌桨b的搅拌端伸入液面线b之下，另外一端伸出稀料浆槽的顶端。

所述的浓料浆槽，其中设置有搅拌桨c，搅拌桨c的一端伸入浓料浆槽，并靠近浓料浆槽的底端；另外一端伸出浓料浆槽的顶端。

所述的喷浆造粒塔，其顶端设置有混合器，混合器顶端通过管路与浓料浆泵的出口端相连通，混合器底端通过管路与喷头连通，并且在混合器的顶端还设置有出口管路，该出口管路与存添加剂槽相连通。

所述的混合器，其内部设置有搅拌桨d，并且，搅拌桨d的搅拌端在混合器内部，另外一端伸出喷浆造粒塔的顶部。

所述的喷浆造粒塔，其底端设置有集料斗和筛分器，其中筛分器位于集料斗下方。

一种硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥的方法，将质量浓度为40-60％的硝酸与质量浓度为40-50％的磷酸按照N、P元素的质量比为0.9～1.1∶2.1～3.4置于反应器中混合，并通过设置在反应器底部的喷嘴向反应器中喷入氨气，并控制反应器中的反应温度为115～125℃，待反应后溶液的pH值为2.8～3.2后，从反应器的底端向稀料浆槽中放料浆，并同时向反应器中不断按照上述质量比加入硝酸和磷酸，并采用喷嘴向反应器中喷入氨气，维持反应器底端的pH值恒定在2.8-3.2，并且使得反应器中的液面维持在液面线a处，在稀料浆槽中的料浆液面在液面线b处时，停止放料浆，并通过补氨槽、补硝酸槽调整稀料浆槽中的氮磷元素的质量比为1∶1后，再将其经过稀料浆泵泵入蒸发器中，采用常压或真空蒸发浓缩至氮磷元素的质量浓度为98.5％后，将其进行熔融处理成熔融料浆后，经过转送泵转入浓料浆槽中，并在搅拌桨c的搅拌下，经过浓料浆泵转入喷浆造粒塔喷浆造粒，即获得氮磷二元复合肥。

在上述的方法中，在将浓料浆转入喷浆造粒塔中后，其并非是直接采用喷头进行喷洒形成的颗粒，而是将其在设置在喷浆造粒塔中的混合器内进行缓冲或者营养搭配处理后再将其进行喷淋造粒处理的，而在混合器中进行缓冲过程中是采用搅拌桨d进行搅拌处理后，使得其中的营养元素更加的均匀，或者是从外面的存添加剂槽中加入添加剂后，通过搅拌将添加剂与氮磷二元复合肥进行混合后，制得多营养、多成分的复合肥，同时也可以是加入钾盐、中微量其他元素组成后，制备的多元复合肥，并经过混合器的混合缓冲处理，不仅能够使得氮磷二元肥中的营养元素的充分均匀搭配，而且还能够实现多元复合肥的同时生产，并结合在混合器中的料浆为浓料浆，使得并是将浓料浆的氮磷质量浓度控制在98.5％以上后，将其熔融处理，进而使得加入的添加剂或者其他营养元素能够充分的与氮磷复合肥进行充分的混合均匀，进而提高了制备的氮磷二元复合肥或者含有氮磷的多元复合肥的肥效较高，品质较优，并且避免了复合肥局部营养搭配不合理所导致的施肥效应明显的技术缺陷，进而使得施肥入土壤中复合肥的营养成分在土地中的每一个角落的施入量均相等，进而降低了因为复合肥局部营养较差或者局部营养过剩所导致的施肥效应所带来的危害率，提高了复合肥的品质。

上述的添加剂可以是钾盐、磷钙、硫钙、填充剂、中微量元素等等，其加入量为根据复合肥生产所需的氮磷钾以及其他元素的量进行计量加入，可以生产成二元、三元或者多元的硝基复合肥。

上述添加剂在添加过程中，采用的粉末状添加。

上述的粉末状添加为颗粒度为小于或者等于0.5mm。

上述的钾盐为硫酸钾、碳酸钾、草酸钾、硝酸钾等中的一种或者多种的混合物。

上述的磷钙为磷酸三钙、磷酸二氢钙、磷酸氢钙等中的一种或者多种混合物。

上述的硫钙为亚硫酸钙、硫酸钙中的一种，上述的填充剂可以采用腐植酸，秸秆，植物腐烂物料或者是植物茎秆等等；上述的中微量元素可以是钙、铁、锌、硒、镁等等中的一种或者几种混合物。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果体现在：

本发明创造通过对硝基复合肥生产工艺中采用的设备进行改进，使得由反应器，连接在反应器底端的稀料浆槽，通过管路与稀料浆槽相连接的稀料浆泵，通过管路与稀料浆泵的出口端相连通的蒸发器，通过管路与蒸发器的出口端相连通的转送泵，通过管路与转送泵的出口端相连通的浓料浆槽，通过管路与浓料浆槽相连通的浓料浆泵以及喷浆造粒塔组成，其中，浓料浆泵的出口端通过管路与喷浆造粒塔中设置的喷头连通得到的装置在硝基复合肥生产工艺中应用，使得硝酸和磷酸得到预先溶液状态下混合后，再通过氨气的通入中和，并在氨气与硝酸、磷酸反应过程中能量变化以及分子间的相互碰撞和相互运动，进而使得氮磷元素得到充分的混合均匀，提高了硝基复合肥中氮磷的分散度，改善了氮磷二元肥复合肥的品质。尤其是结合上述装置结构的控制，使得反应器、稀料浆槽之间以及稀料浆槽之后的设备工作以及反应器中的工作得到半连续化的生产和加工，提高了生产效率；并且使得原料的混合更加易于控制，提高了原料混合的准确度，提高了制备的氮磷二元复合肥的品质，降低了成本。

本发明创造尤其是通过对设备中液面线的设置，使得半连续化得到有效的控制，并结合工艺中对pH值、氮磷比的控制，进而使得硝酸、磷酸在混合时的均匀度从宏观层面转化到了微观层面，并且使得硝酸、磷酸的混合比的准确性控制更加简单、易于操作。

本发明创造的生产工艺以及装置能够适用于二元复合肥、三元复合肥、甚至多元复合肥的生产，并且能够有效的确保复合肥中的各营养元素在复合肥颗粒中的每个部分的含量均差不多，避免了传统复合肥生产工艺中导致的复合肥局部营养过剩、局部营养匮乏的缺陷，提高了复合肥的品质，降低了施肥效应给环境造成的影响。

本发明创造尤其是结合上述装置设备的改进，实现了上述复合肥生产工艺的半连续化以及上述复合肥营养混合均匀的效果，尤其是经过反应器、稀料浆槽、蒸发器、浓料浆槽、喷淋造粒塔中混合器以及设置在喷淋造粒塔底部的集料斗和筛分器的设置，不仅缩短了工艺流程，降低了劳动强度，而且还确保生产出来的产品为成品的颗粒状，提高了产品的品质，尤其是确保了硝基复合肥中，氮磷钾等营养元素的分散更加均匀，使得每一粒复合肥中的每一个角落中的营养搭配均匀，确保了每一粒复合肥施肥到土壤之后，与其他复合肥颗粒进入土壤中的营养成分的量相等，降低了施肥效应造成的局部营养过剩的缺陷或者局部营养匮乏的缺陷产生率，具有显著的环保价值和经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置示意图。

1-反应器，11-存氨槽，12-存硝酸槽，13-搅拌桨a，14-存磷酸槽，15-液面线a，16-喷嘴；

2-稀料浆槽，21-补氨槽，22-补硝酸槽，23-搅拌桨b，24-液面线b；

3-稀料浆泵；

4-浓料浆槽，41-搅拌桨c；

5-浓料浆泵；

6-喷浆造粒塔，61-存添加剂槽，62-搅拌桨d，63-混合器，64-喷头，65-集料斗，66-筛分器；

7-转送泵；

8-蒸发器。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式来对本实用新型的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

如图1所示，一种硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置，由反应器1，连接在反应器1底端的稀料浆槽2，通过管路与稀料浆槽2相连接的稀料浆泵3，通过管路与稀料浆泵3的出口端相连通的蒸发器8，通过管路与蒸发器8的出口端相连通的转送泵7，通过管路与转送泵7的出口端相连通的浓料浆槽4，通过管路与浓料浆槽4相连通的浓料浆泵5以及喷浆造粒塔6组成，其中，浓料浆泵5的出口端通过管路与喷浆造粒塔6中设置的喷头64连通。在使用其生产氮磷复合肥时，将硝酸磷酸按照一定的配比加入到反应器1中，并经过向反应器1中通入氨气处理，使得磷酸、硝酸与氨气进行反应后，形成磷酸铵盐和硝酸铵盐的混合物料，再将该混合物料进行pH值得控制和调整后，将其放入稀料浆槽2中，并通过在稀料浆槽2中进行pH值得进一步调整和搅拌均质处理后，再通过稀料浆泵3转入蒸发器8中进行常压或者真空度控制在0.02-0.08MPa下蒸发浓缩处理后，并将其进行熔融成质量浓度为98.5％的氮磷元素熔融料浆后，再将其经过转送泵7转入浓料浆槽4中，并经过搅拌泵搅拌均质处理后或者不经过搅拌泵搅拌均质处理，再将其经过浓料浆泵5转入喷淋造粒塔6中，经过喷头64喷淋造粒，即可获得复合肥。

实施例2

如图1所示，在实施例1的基础上，为了能够实现硝酸、磷酸的连续计量流入，所述的反应器1，其内部设置有搅拌桨a13，存氨槽11，存氨槽11通过管路与设置在反应器11底端的喷嘴16连通；搅拌桨a13的搅拌端伸入反应器1的底端，并且靠近喷嘴16；搅拌桨a13的另外一端伸出反应器1顶端；在反应器1顶端设置有存硝酸槽12和存磷酸槽14，存硝酸槽12通过管路与反应器1内部连通，存磷酸槽14通过管路与反应器1内部连通，并且在反应器1内部距离顶端二分之一至三分之一处设置有液面线a15。所述的稀料浆槽2，其内部设置有搅拌桨b23和液面线b24，外部设置有补氨槽21、补硝酸槽22；其中，补氨槽21通过管路与稀料浆槽2内部连通；补硝酸槽22通过管路与稀料浆槽2内部连通，液面线b24设置在距离稀料浆槽2顶部二分之一至三分之一处，搅拌桨b23的搅拌端伸入液面线b24之下，另外一端伸出稀料浆槽2的顶端。不仅使得磷酸、硝酸在反应器1中混合后，能够充分的与氨气进行反应，并结合将pH值控制在2.8～3.2之间后，使得制备氮磷二元复合肥溶液中的氮磷搭配能够实现1∶1混合，进而提高了二元复合肥进行任意氮磷配比的可控率，为提高氮磷二元复合肥品质和改变氮磷二元复合肥中的结构提供了一种易于操作的方案，尤其是结合上述喷嘴的设计，进而使得氨气与反应器中与磷酸、硝酸的接触更加充分，反应更加完全，改善了复合肥品质；不仅如此，通过上述反应器1和稀料浆槽2中的结构设置，使得在排除合格的稀料浆的过程中，不会导致反应器的停止，提高了生产效率，使得生产能够实现半连续化的生产，降低了生产成本。

为了能够更加的均匀的、大面积的实现磷酸、硝酸与氨气的接触反应，提高反应速率，所述的喷嘴16，其至少为两个，并且均匀的分布在反应器1的底端。最优选取为为4个。

实施例3

如图1所示，在实施例1的基础上，所述的浓料浆槽4，其中设置有搅拌桨c41，搅拌桨c41的一端伸入浓料浆槽4，并靠近浓料浆槽4的底端；另外一端伸出浓料浆槽4的顶端。所述的喷浆造粒塔6，其顶端设置有混合器63，混合器63顶端通过管路与浓料浆泵5的出口端相连通，混合器63底端通过管路与喷头64连通，并且在混合器63的顶端还设置有出口管路，该出口管路与存添加剂槽61相连通。在使用过程中，通过反应器、稀料浆槽、蒸发器、浓料浆槽的处理后，经过浓料浆泵5的泵入处理，使得其浓料浆被泵入混合器中，进而通过从存添加剂槽61中将添加剂加入到混合槽中后，进而可以制得多元肥，氮磷钾三元肥等等，并且在混合器中实现多元营养元素的混合，使得复合肥中的营养元素得到充分的混合均匀，避免了复合肥局部营养过剩、局部营养不足的缺陷，进而使得其施肥入土壤中后，降低施肥效应带来的危害率，提高了复合肥的品质。

进一步的，为了使得其在混合器中的混合更加均匀，防止喷淋塔顶部出现挥发物料，所述的混合器63，其内部设置有搅拌桨d62，并且，搅拌桨d62的搅拌端在混合器63内部，另外一端伸出喷浆造粒塔6的顶部。

为了避免再次对复合肥进行筛分处理过程造成的工艺流程较长，成本较高，能耗较高的缺陷，所述的喷浆造粒塔6，其底端设置有集料斗65和筛分器66，其中筛分器66位于集料斗65下方。

实施例4

一种硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥的方法，将质量浓度为40-60％的硝酸与质量浓度为40-50％的磷酸按照N、P元素的质量比为0.9～1.1∶2.1～3.4置于反应器中混合，并通过设置在反应器底部的喷嘴向反应器中喷入氨气，并控制反应器中的反应温度为115～125℃，待反应后溶液的pH值为2.8～3.2后，从反应器的底端向稀料浆槽中放料浆，并同时向反应器中不断按照上述质量比加入硝酸和磷酸，并采用喷嘴向反应器中喷入氨气，维持反应器底端的pH值恒定在2.8-3.2，并且使得反应器中的液面维持在液面线a处，在稀料浆槽中的料浆液面在液面线b处时，停止放料浆，并通过补氨槽、补硝酸槽调整稀料浆槽中的氮磷元素的质量比为1∶1后，再将其经过稀料浆泵泵入蒸发器中，采用常压或真空蒸发浓缩至氮磷元素的质量浓度为98.5％后，将其进行熔融处理成熔融料浆后，经过转送泵转入浓料浆槽中，并在搅拌桨c的搅拌下，经过浓料浆泵转入喷浆造粒塔喷浆造粒，即获得氮磷二元复合肥。

实施例5

在实施例4的基础上，在浓料浆泵入喷浆造粒塔中后，先是进入喷浆造粒塔中的混合器中，并在混合器中经过搅拌的状态下，与添加剂进行混合后，制备获得多元复合肥。

实施例6

在实施例5的基础上，在添加添加剂时，选取的是将添加剂制备成颗粒度为0.5mm以下的粉末后再将其加入到其中，最优是将其颗粒度控制在0.001-0.5mm之间，进而防止颗粒度太细导致加入在其中后，使得其团聚较快，颗粒度较高导致其加入后的分散度较差的缺陷，提高了制备的复合肥的品质。

在结合上述的添加剂加入过程中，其可以是伴随着添加剂的加入过程，加入与添加剂所带电荷相反的等量的电荷物质，如添加剂整体所带电荷为负电荷，则加入的物质为正电荷，并且正负电荷刚好能够抵充。

实施例7

基于上述的实施例4，所述的添加剂为硫酸钾、碳酸钾、硝酸钾中的一种，加入后，通过混合器中的充分搅拌混合，使得钾盐与熔融的氮磷二元熔融料浆混合成三元复合肥，并经过搅拌处理，使得其能够均匀分散在熔融料浆中，并经过喷洒过程，使得熔融料浆在喷淋造粒塔中形成颗粒体后，再塔体中降落凝固形成多元肥复合肥颗粒；并且结合后续的集料、筛分处理，使得复合肥生产工艺流程得到简化，提高了复合肥的合格率，降低了生产成本。

上述在添加剂的添加过程中，还可以向其中加入其他中微量元素，如磷钙、硫钙、填充剂等，其中磷钙为磷酸三钙、磷酸二氢钙、磷酸氢钙等中的一种或者多种混合物。上述的硫钙为亚硫酸钙、硫酸钙中的一种，上述的填充剂可以采用腐植酸，秸秆，植物腐烂物料或者是植物茎秆等等；上述的中微量元素可以是钙、铁、锌、硒、镁等等中的一种或者几种混合物。

Claims (9)

1.一种硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置，其特征在于，由反应器(1)，连接在反应器(1)底端的稀料浆槽(2)，通过管路与稀料浆槽(2)相连接的稀料浆泵(3)，通过管路与稀料浆泵(3)的出口端相连通的蒸发器(8)，通过管路与蒸发器(8)的出口端相连通的转送泵(7)，通过管路与转送泵(7)的出口端相连通的浓料浆槽(4)，通过管路与浓料浆槽(4)相连通的浓料浆泵(5)以及喷浆造粒塔(6)组成，其中，浓料浆泵(5)的出口端通过管路与喷浆造粒塔(6)中设置的喷头(64)连通。

2.如权利要求1所述的硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置，其特征在于，所述的反应器(1)，其内部设置有搅拌桨a(13)，存氨槽(11)，存氨槽(11)通过管路与设置在反应器(11)底端的喷嘴(16)连通；搅拌桨a(13)的搅拌端伸入反应器(1)的底端，并且靠近喷嘴(16)；搅拌桨a(13)的另外一端伸出反应器(1)顶端；在反应器(1)顶端设置有存硝酸槽(12)和存磷酸槽(14)，存硝酸槽(12)通过管路与反应器(1)内部连通，存磷酸槽(14)通过管路与反应器(1)内部连通，并且在反应器(1)内部距离顶端二分之一至三分之一处设置有液面线a(15)。

3.如权利要求2所述的硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置，其特征在于，所述的喷嘴(16)，其至少为两个，并且均匀的分布在反应器(1)的底端。

4.如权利要求2或3所述的硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置，其特征在于，所述的喷嘴(16)，其为4个。

5.如权利要求1所述的硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置，其特征在于，所述的稀料浆槽(2)，其内部设置有搅拌桨b(23)和液面线b(24)，外部设置有补氨槽(21)、补硝酸槽(22)；其中，补氨槽(21)通过管路与稀料浆槽(2)内部连通；补硝酸槽(22)通过管路与稀料浆槽(2)内部连通，液面线b(24)设置在距离稀料浆槽(2)顶部二分之一至三分之一处，搅拌桨b(23)的搅拌端伸入液面线b(24)之下，另外一端伸出稀料浆槽(2)的顶端。

6.如权利要求1所述的硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置，其特征在于，所述的浓料浆槽(4)，其中设置有搅拌桨c(41)，搅拌桨c(41)的一端伸入浓料浆槽(4)，并靠近浓料浆槽(4)的底端；另外一端伸出浓料浆槽(4)的顶端。

7.如权利要求1所述的硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置，其特征在于，所述的喷浆造粒塔(6)，其顶端设置有混合器(63)，混合器(63)顶端通过管路与浓料浆泵(5)的出口端相连通，混合器(63)底端通过管路与喷头(64)连通，并且在混合器(63)的顶端还设置有出口管路，该出口管路与存添加剂槽(61)相连通。

8.如权利要求7所述的硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置，其特征在于，所述的混合器(63)，其内部设置有搅拌桨d(62)，并且，搅拌桨d(62)的搅拌端在混合器(63)内部，另外一端伸出喷浆造粒塔(6)的顶部。

9.如权利要求1或7所述的硝酸磷酸混合制取氮磷复合肥装置，其特征在于，所述的喷浆造粒塔(6)，其底端设置有集料斗(65)和筛分器(66)，其中筛分器(66)位于集料斗(65)下方。