CN205893105U - 包含多磷酸盐的npk或np肥料的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种包含多磷酸盐的NPK或NP肥料的制备装置。该制备装置包括：加热组件，加热组件用于加热待反应母液；蒸发分离器，蒸发分离器具有混合物输入口、第一输出口和第二输出口，混合物输入口与加热组件的输出口相连通，第一输出口用于输出气相物料；聚合反应组件，聚合反应组件的液相输入口与第二输出口相连通。应用该制备装置，通过加热组件加热待反应母液后，由蒸发分离器将所蒸发的气相物料以及液相物料进行分离，以获得浓缩之后的液相物料进行聚合反应，从而实现应用沉积岩型磷矿原料进行生产含聚磷酸盐复合肥料的目的，从而解决了现有技术中无法采用沉积岩型磷矿原料进行生产含聚磷酸盐大于5％以上的复合肥料产品的问题。

Description

包含多磷酸盐的NPK或NP肥料的制备装置

技术领域

本实用新型涉及磷酸肥料制备技术领域，具体地，涉及一种包含多磷酸盐的NPK或NP肥料的制备装置。

背景技术

工业价值的磷矿主要有两大类：岩浆岩型磷灰石、沉积岩型磷块岩。

由于沉积岩磷矿岩含镁等矿物质高，导致料浆粘稠，容易堵塞管道而无法采用沉积岩型磷矿原料直接生产含聚磷酸复合肥料产品。

目前市场上的多数含聚磷酸盐复合肥产品多为添加剂形式单独添加制得，而国内少数的利用磷矿原料进行生产出的硝酸磷肥产品的多聚磷酸盐(多磷酸盐)含量均在5％以下，无法满足多磷酸盐复合肥料对多磷酸盐含量百分比的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种包含多磷酸盐的NPK或NP肥料的制备装置，旨在解决现有技术中无法采用沉积岩型磷矿原料直接生产含聚磷酸复合肥料产品的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：提供一种包含多磷酸盐的NPK或NP肥料的制备装置，包括：加热组件，加热组件用于加热待反应母液；蒸发分离器，蒸发分离器具有混合物输入口、第一输出口和第二输出口，混合物输入口与加热组件的输出口相连通，第一输出口用于输出气相物料；聚合反应组件，聚合反应组件的液相输入口与第二输出口相连通。

可选地，加热组件包括预热器和蒸发器，预热器的输出口与蒸发器的输入口相连通，蒸发器的输出口与混合物输入口相连通。

可选地，预热器和蒸发器均为蒸汽式换热器。

可选地，预热器的输出口处设置有第一阀门，蒸发器的输入口处设置有第二阀门，第一阀门与第二阀门之间的连通管道上设置有加热保温层。

可选地，聚合反应组件包括聚合反应槽、搅拌器和反应加热结构，搅拌器的搅拌杆延伸进聚合反应槽内，反应加热结构用于使聚合反应槽内的反应物料的温度保持在预定温度范围内。

可选地，反应加热结构包括第一加热管路，第一加热管路具有多个换热部，多个换热部位于聚合反应槽内，多个换热部与聚合反应槽内的反应物料接触换热。

可选地，反应加热结构还包括第二加热管路，第二加热管路围绕在聚合反应槽的槽壁上。

可选地，制备装置还包括造粒机，造粒机与聚合反应组件的输出口相连通。

可选地，蒸发分离器的第二输出口处设有控制阀门，控制阀门与液相输入口之间的连通管路上套有第一输送保温层，聚合反应组件的输出口与造粒机之间的连通管路上套有第二输送保温层。

本实用新型中，通过加热组件将待反应母液加热升温在预定温度范围，并在输送待反应母液的过程中，待反应母液就已经开始了聚合反应，同时使得待反应母液中的水分被蒸发出来，然后通过蒸发分离器将所蒸发的气相物料以及液相物料进行分离，以获得浓缩之后的液相物料进行聚合反应，从而实现应用沉积岩型磷矿原料进行生产含聚磷酸盐大于5％以上的复合肥料的目的。

附图说明

图1是本实用新型的包含多磷酸盐的NPK或NP肥料的制备装置的实施例的结构示意图。

在附图中：

10、加热组件；11、预热器；12、蒸发器；20、蒸发分离器；

30、聚合反应组件；31、聚合反应槽；32、搅拌器；

33、反应加热结构；331、第一加热管路；332、第二加热管路；

3310、换热部；41、第一阀门；42、第二阀门；43、控制阀门；

51、加热保温层；52、第一输送保温层；53、第二输送保温层；

60、造粒机。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者间接连接至该另一个元件上。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

本实用新型的制备装置所应用的待反应母液需要经过酸解、结晶、硝酸钙过滤以及中和等操作步骤之后，将磷矿制备形成PH值范围为5.3至6之间的待反应母液，然后采用本实用新型的制备装置进行含聚磷酸盐肥的制备。含聚磷酸盐肥料的主要优点是：(1)聚磷酸盐对金属离子有螯合作用，因此，它不易被土壤中的铁、钙等金属离子固定，反而可与土壤中的无效微量元素形成可溶解性络合物而被植物吸收利用；(2)聚磷酸盐在土壤中不被植物直接吸收，而是逐步水解成正磷酸盐被植物利用，因此是一种缓控释肥料。

如图1所示，本实施例的包含多磷酸盐的NPK或NP肥料的制备装置包括加热组件10、蒸发分离器20和聚合反应组件30，加热组件10用于加热待反应母液，蒸发分离器20具有混合物输入口、第一输出口和第二输出口，混合物输入口与加热组件10的输出口相连通，第一输出口用于输出气相物料，聚合反应组件30的液相输入口与第二输出口相连通。

通过加热组件10将待反应母液加热升温在预定温度范围，并在输送待反应母液的过程中，待反应母液就已经开始了聚合反应，同时使得待反应母液中的水分被蒸发出来，然后通过蒸发分离器20将所蒸发的气相物料以及液相物料进行分离，以获得浓缩之后的液相物料进行聚合反应，从而实现应用磷矿原料进行生产含聚磷酸盐复合肥料的目的。应用该制备装置不仅能够消除现有技术中直接利用磷矿原料容易堵塞管道的隐患，并且待反应母液被加热组件10加热并输送的过程中就已经开始了聚合反应，这使得聚合效果更好，硝酸磷肥产品的聚合率高，产品聚合率稳定在8％～30％，最高聚合率可达到40％。

蒸发分离器20的第一输出口将气相物料输送至氟氨洗涤塔进行洗涤，蒸发分离器20的第二输出口将分离了水分的浓缩液相物料输送至聚合反应组件30内进行聚合反应。在蒸发分离器20中进行分离操作的工作温度为165℃至180℃。

在本实施例中，加热组件10包括预热器11和蒸发器12，预热器11的输出口与蒸发器12的输入口相连通，通过预热器11对待反应母液预热升温之后，待反应母液进入蒸发器12进行加热蒸发操作，预热器11的加热温度为120℃至135℃，蒸发器12的加热温度为135℃至180℃，蒸发器12的输出口与混合物输入口相连通。

具体地，预热器11和蒸发器12均为蒸汽式换热器。如图1所示，在预热器11中，按照空心箭头方向通入预热蒸汽与待反应母液进行换热以加热待反应母液，用0.6MPa的蒸汽预热后送至蒸发器12，经过预热器11后的蒸汽转变为蒸汽凝液流出。在蒸发器12内，按照空心箭头方向通入中压蒸汽与待反应母液进行换热以使待反应母液中的水分蒸发为气相，用2.0MPa的蒸汽进行加热蒸发操作，相同地，中压蒸汽同样以蒸汽凝液流出。进一步地，为了可以准确地控制输入预热器11和蒸发器12的蒸汽的输入量，因此，预热器11的蒸汽输送管的入口处设置有第一蒸汽阀门，预热器11的蒸汽输送管的出口处设置有第二蒸汽阀门，蒸发器12的蒸汽输送管的入口处设置有第三蒸汽阀门，蒸发器12的输送管的出口处设置有第四蒸汽阀门。

由于待反应母液在加热组件10内加热输送的过程中便开始有聚合反应，为了控制加热组件10中待反应母液的输送量以控制加热速率，因此，预热器11的输出口处设置有第一阀门41，蒸发器12的输入口处设置有第二阀门42。同时，为了保证加热组件10内的聚合反应的温度保持在预定范围，因而第一阀门41与第二阀门42之间的连通管道上设置有加热保温层51，通过加热保温层51对连通管道内输送的待反应母液进行保温。

如图1所示，为了使聚合反应组件30内的聚合反应的效果更好，因此，聚合反应组件30包括聚合反应槽31、搅拌器32和反应加热结构33，搅拌器32的搅拌杆延伸进聚合反应槽31内，搅拌杆对聚合反应槽31内的反应物料进行搅拌，使反应物料的聚合反应更加均匀进行，与此同时，反应加热结构33用于使聚合反应槽31内的反应物料的温度保持在预定温度范围内，搅拌杆对反应物料的搅拌过程可以使得反应物料被反应加热结构33均匀地进行加热保温，优选地，聚合反应槽31内的预定温度范围是170℃至200℃。

优选地，反应加热结构33包括第一加热管路331，第一加热管路331具有多个换热部3310，多个换热部3310位于聚合反应槽31内，多个换热部3310与聚合反应槽31内的反应物料接触换热。如图1所示，第一加热管路331内输入蒸汽，然后蒸汽通过换热部3310与聚合反应槽31内的反应物料接触后进行换热，使得反应物料在稳定反应温度范围内进行聚合反应。进一步地，为了减少聚合反应槽31将反应物料的温度进行辐射散热，因此，反应加热结构33还包括第二加热管路332，第二加热管路332围绕在聚合反应槽31的槽壁上，蒸汽通过第二加热管路332加热聚合反应槽31的槽壁，从而实现对反应物料进行保温的目的。

在聚合反应组件30内完成聚合反应后的含聚磷酸盐肥料浆并不便于使用，也不便与运输，还不便于在市场上进行销售，因此，制备装置还包括造粒机60，造粒机60与聚合反应组件30的输出口相连通，通过将含聚磷酸盐肥料浆送至造粒机60进行干燥造粒，从而成型为固体肥料，既方便了使用，也方便运输存放。

如图1所示，在蒸发分离器20的第二输出口处设有控制阀门43，以控制蒸发分离器20向聚合反应槽31输送的浓缩液相物料的输送量。在浓缩液相物料在蒸发分离器20与聚合反应槽31之间输送过程中，由于浓缩液相物料被冷却后会发生堵塞管路的现象，因而需要对浓缩液相物料进行保温，同样地也需要对聚合反应完成后输出的含聚磷酸盐肥料浆进行保温，因此，控制阀门43与液相输入口之间的连通管路上套有第一输送保温层52，聚合反应组件30的输出口与造粒机60之间的连通管路上套有第二输送保温层53。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种包含多磷酸盐的NPK或NP肥料的制备方法，利用本实用新型的上述制备装置进行生产，该制备方法包括以下步骤：

步骤S10：加热待反应母液以使待反应母液中的水分蒸发，利用制备装置的加热组件10进行加热，通过预热器11预热和蒸发器12加热蒸发，提高加热的速率，加快对待反应母液的浓缩操作；

步骤S20：将待反应母液中蒸发出的气相水分与浓缩液料分离，通过制备装置的蒸发分离器20进行汽液分离，从而获得聚合反应的液相反应物料，即浓缩液料；

步骤S30：利用制备装置的聚合反应组件30将浓缩液料进行聚合反应，以获得多磷酸盐的NPK或NP肥料浆，经聚合反应之后，制得含5％～40％聚磷酸盐的硝酸磷肥料浆，在输出聚合反应完成的料浆过程中对料浆进行保温。

在聚合反应完成后获得的多磷酸盐的NPK或NP肥料浆，即含聚磷酸盐肥料浆，为液态物料，不便于使用、运输和存储，因而需要将步骤S30完成后的浆料送制备装置的造粒机60进行造粒以形成便于使用、运输和存储的固体状肥料。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进、局部装置数量的增加(蒸发器、聚合反应槽的数量、阀门)等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种包含多磷酸盐的NPK或NP肥料的制备装置，其特征在于，包括：

加热组件(10)，所述加热组件(10)用于加热待反应母液；

蒸发分离器(20)，所述蒸发分离器(20)具有混合物输入口、第一输出口和第二输出口，所述混合物输入口与所述加热组件(10)的输出口相连通，所述第一输出口用于输出气相物料；

聚合反应组件(30)，所述聚合反应组件(30)的液相输入口与所述第二输出口相连通。

2.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述加热组件(10)包括预热器(11)和蒸发器(12)，所述预热器(11)的输出口与所述蒸发器(12)的输入口相连通，所述蒸发器(12)的输出口与所述混合物输入口相连通。

3.如权利要求2所述的制备装置，其特征在于，所述预热器(11)和所述蒸发器(12)均为蒸汽式换热器。

4.如权利要求2所述的制备装置，其特征在于，所述预热器(11)的输出口处设置有第一阀门(41)，所述蒸发器(12)的输入口处设置有第二阀门(42)，所述第一阀门(41)与所述第二阀门(42)之间的连通管道上设置有加热保温层(51)。

5.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述聚合反应组件(30)包括聚合反应槽(31)、搅拌器(32)和反应加热结构(33)，所述搅拌器(32)的搅拌杆延伸进所述聚合反应槽(31)内，所述反应加热结构(33)用于使所述聚合反应槽(31)内的反应物料的温度保持在预定温度范围内。

6.如权利要求5所述的制备装置，其特征在于，所述反应加热结构(33)包括第一加热管路(331)，所述第一加热管路(331)具有多个换热部(3310)，多个所述换热部(3310)位于所述聚合反应槽(31)内，多个所述换热部(3310)与所述聚合反应槽(31)内的反应物料接触换热。

7.如权利要求6所述的制备装置，其特征在于，所述反应加热结构(33)还包括第二加热管路(332)，所述第二加热管路(332)围绕在所述聚合反应槽(31)的槽壁上。

8.如权利要求1至7中任一项所述的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括造粒机(60)，所述造粒机(60)与所述聚合反应组件(30)的输出口相连通。

9.如权利要求8所述的制备装置，其特征在于，所述蒸发分离器(20)的第二输出口处设有控制阀门(43)，所述控制阀门(43)与所述液相输入口之间的连通管路上套有第一输送保温层(52)，所述聚合反应组件(30)的输出口与所述造粒机(60)之间的连通管路上套有第二输送保温层(53)。