CN206529300U - 颗粒硫铵生产装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种颗粒硫铵生产装置及系统，涉及化工装备技术领域。颗粒硫铵生产装置包括用于储存磷酸的第一储槽、与第一储槽相连的用于储存稀硫酸的第二储槽、与第二储槽相连的用于发生氨酸反应以生成粉状硫铵的管式反应器、与管式反应器相连的用于为氨酸反应提供氨来源的第三储槽以及与管式反应器相连的用于使粉状硫铵成粒生成颗粒硫铵的造粒机，解决了现有技术中存在的利用氨酸反应生产颗粒硫铵时硫铵易分解、成粒困难，利用结晶法或挤压成粒法生产颗粒硫铵需要对现有装置进行大规模改造，成本较高的技术问题，使得采用氨酸反应生产颗粒硫铵成为可能，避免了对现有装置进行大规模的改造工程，从而大大降低了成本。

Description

颗粒硫铵生产装置及系统

技术领域

本实用新型涉及化工装备技术领域，尤其是涉及一种颗粒硫铵生产装置及系统。

背景技术

随着国民经济的高速发展，农业科技的推广也不断深入，化学肥料对现代农业的发展起到了举足轻重的作用，合理施肥不仅能提高土壤肥力，也是提高作物产量、改善作物品质的重要措施，因此化学肥料得到了高速发展。硫铵也称硫酸铵、肥田粉，是一种既含有氮元素又含有硫元素的双效农用化肥，可作底肥，也可作追肥、种肥，还可用于生产复混肥，特别适合水果、蔬菜、烟草、糖料、油料、树木、草原等经济作物的生长。

目前，使用量最大的硫铵化肥多为粉状硫铵，含水量高，养分释放快，仅适合生长期短的作物，对于长期生长的作物，后期肥效不足，而且在储存性、运输性等方面也较差，无法满足农业机械化施肥的要求，硫铵成粒后，物理性质发生变化，养分释放速度减缓，能够延长肥料的有效作用时间，且颗粒硫铵可作为作物专用肥或与其他颗粒化肥掺混使用，具有较好的市场前景，但是由于利用浓硫酸与氨发生氨酸反应生产硫铵时释放的热量巨大，当控制不当温度高于280℃时，硫铵开始分解，且生成的硫铵主要以粉状形式存在，成粒困难，而目前国内生产颗粒硫铵时主要采用结晶法或挤压成粒法，技术也较为成熟，但若厂商不具备利用现有的条件来使用结晶法或挤压成粒法生产颗粒硫铵，而在采用氨酸反应生产硫铵较为便利和可行时，若改用结晶法或挤压成粒法生产颗粒硫铵则需要对现有装置进行大规模地改造，投入的成本过高，耗时过长，经济效益差，因此，研究出一套利用氨酸反应来生产颗粒硫铵的装置成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种颗粒硫铵生产装置及系统，以解决现有技术中存在的利用氨酸反应生产颗粒硫铵时硫铵易分解、成粒困难，利用结晶法或挤压成粒法生产颗粒硫铵需要对现有装置进行大规模改造，成本较高的技术问题。

本实用新型提供的颗粒硫铵生产装置包括用于储存磷酸的第一储槽、与所述第一储槽相连的用于储存稀硫酸的第二储槽、与所述第二储槽相连的用于发生氨酸反应以生成粉状硫铵的管式反应器、与所述管式反应器相连的用于为氨酸反应提供氨来源的第三储槽以及与所述管式反应器相连的用于使粉状硫铵成粒生成颗粒硫铵的造粒机；

磷酸由所述第一储槽流入所述第二储槽，与所述第二储槽中的稀硫酸充分混合后形成混合液进入所述管式反应器，氨由所述第三储槽进入所述管式反应器，与所述混合液充分混合并发生氨酸反应，生成的粉状硫铵进入所述造粒机成粒以生成颗粒硫铵。

进一步的，还包括与所述第二储槽相连的稀释装置；

所述稀释装置包括用于储存浓硫酸的第四储槽、与所述第四储槽和所述第二储槽相连的用于稀释浓硫酸的稀释器以及与所述稀释器相连的用于为所述稀释器供水及发生热交换的冷水塔；

浓硫酸由所述第四储槽流入所述稀释器，冷却水由所述冷水塔流入所述稀释器，经所述稀释器稀释后，浓硫酸的浓度降低，成为稀硫酸流入所述第二储槽。

进一步的，还包括与所述造粒机相连的用于储存添加剂的第五储槽，所述造粒机的进口处设有添加剂喷头；

添加剂由所述第五储槽经所述添加剂喷头进入所述造粒机以使粉状硫铵成粒。

进一步的，所述添加剂为硫酸脲溶液或尿素溶液。

进一步的，还包括与所述造粒机相连的用于使颗粒硫铵干燥的热风炉。

进一步的，还包括与所述冷水塔和所述稀释器相连的用于为所述稀释器提供给水动力的第一增压泵组、与所述第一储槽和所述第二储槽相连的用于为所述第二储槽提供原料供给动力的第二增压泵组、与所述第二储槽和所述管式反应器相连的用于为所述管式反应器提供原料供给动力的第三增压泵组以及与所述第五储槽和所述造粒机相连的用于为所述造粒机提供原料供给动力的第四增压泵组。

进一步的，所述第二增压泵组和所述第三增压泵组均为氟塑料泵组。

进一步的，所述第一储槽的内壁、所述第二储槽的内壁、所述第四储槽的内壁、所述稀释器的内壁以及所述管式反应器的内壁均涂覆有四氟材料。

进一步的，所述第二储槽连接有用于回收尾气的尾洗塔。

本实用新型提供的颗粒硫铵生产系统包括上述技术方案中任一项所述的颗粒硫铵生产装置。

本实用新型提供的颗粒硫铵生产装置利用第一储槽来储存磷酸，同时为氨酸反应提供磷酸原料，以使磷酸与氨反应生成粘性较强的磷酸铵，磷酸铵分子可与硫铵分子紧密连接以使硫铵具有较好的成粒效果，提高颗粒硫铵的圆润度，降低系统粉料，利用第二储槽来储存稀硫酸，同时为氨酸反应提供硫酸原料，以使硫酸与氨反应生成硫铵，由于采用稀硫酸，氨酸反应时释放的热量较低，能够避免温度过高使生成的硫铵分解，第一储槽与第二储槽相连以使磷酸由第一储槽流入第二储槽，从而使磷酸与稀硫酸进行充分的混合，形成混合液进入与第二储槽相连的管式反应器，第三储槽与管式反应器相连，用于储存氨从而为氨酸反应提供原料，氨进入管式反应器后与稀硫酸及磷酸的混合液充分混合并发生反应，生成的硫铵进入与管式反应器相连的造粒机，通过造粒机的转动使粉状硫铵成粒以生成颗粒硫铵，通过使用稀硫酸并在稀硫酸中加入磷酸，使得采用氨酸反应生产颗粒硫铵成为可能，相对于现有技术中利用结晶法或挤压成粒法来生产颗粒硫铵，在厂商不具备利用现有的条件来使用结晶法或挤压成粒法生产颗粒硫铵时，能够利用现有条件直接采用氨酸反应来生产颗粒硫铵，避免了对现有装置进行大规模的改造工程，从而大大降低了设备投入成本，缩短了改造周期，由于在氨酸反应中加入磷酸，使得硫铵的成粒效果好，颗粒圆润度高，提高了颗粒硫铵产品的市场竞争力，提高了经济效益，具有较好的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的颗粒硫铵生产装置的第一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的颗粒硫铵生产装置的第二种实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的颗粒硫铵生产装置的第三种实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的颗粒硫铵生产装置的第四种实施方式的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的颗粒硫铵生产装置的第五种实施方式的结构示意图。

图标：100-第一储槽；200-第二储槽；300-管式反应器；400-第三储槽；500-造粒机；600-稀释装置；700-第五储槽；800-热风炉；900-尾洗塔；610-第四储槽；620-稀释器；630-冷水塔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对实施例1及实施例2进行详细描述：

图1为本实用新型实施例提供的颗粒硫铵生产装置的第一种实施方式的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的颗粒硫铵生产装置的第二种实施方式的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的颗粒硫铵生产装置的第三种实施方式的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的颗粒硫铵生产装置的第四种实施方式的结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的颗粒硫铵生产装置的第五种实施方式的结构示意图。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种颗粒硫铵生产装置，包括用于储存磷酸的第一储槽100、与第一储槽100相连的用于储存稀硫酸的第二储槽200、与第二储槽200相连的用于发生氨酸反应以生成粉状硫铵的管式反应器300、与管式反应器300相连的用于为氨酸反应提供氨来源的第三储槽400以及与管式反应器300相连的用于使粉状硫铵成粒生成颗粒硫铵的造粒机500，具体而言：

磷酸由第一储槽100流入第二储槽200，与第二储槽200中的稀硫酸充分混合后形成混合液进入管式反应器300，氨由第三储槽400进入管式反应器300，与混合液充分混合并发生氨酸反应，生成的粉状硫铵进入造粒机500成粒以生成颗粒硫铵，通过利用第一储槽100来储存磷酸，同时为氨酸反应提供磷酸原料，以使磷酸与氨反应生成粘性较强的磷酸铵，磷酸铵分子可与硫铵分子紧密连接以使硫铵具有较好的成粒效果，提高颗粒硫铵的圆润度，降低系统粉料，利用第二储槽200来储存稀硫酸，同时为氨酸反应提供硫酸原料，以使硫酸与氨反应生成硫铵，由于采用稀硫酸，氨酸反应时释放的热量较低，能够避免温度过高使生成的硫铵分解，第一储槽100与第二储槽200相连以使磷酸由第一储槽100流入第二储槽200，从而使磷酸与稀硫酸进行充分的混合，形成混合液进入与第二储槽200相连的管式反应器300，第三储槽400与管式反应器300相连，用于储存氨从而为氨酸反应提供原料，氨进入管式反应器300后与稀硫酸及磷酸的混合液充分混合并发生反应，生成的硫铵进入与管式反应器300相连的造粒机500，通过造粒机500的转动使粉状硫铵成粒以生成颗粒硫铵，通过使用稀硫酸并在稀硫酸中加入磷酸，使得采用氨酸反应生产颗粒硫铵成为可能，相对于现有技术中利用结晶法或挤压成粒法来生产颗粒硫铵，在厂商不具备利用现有的条件来使用结晶法或挤压成粒法生产颗粒硫铵时，能够利用现有条件直接采用氨酸反应来生产颗粒硫铵，避免了对现有装置进行大规模的改造工程，从而大大降低了设备投入成本，缩短了改造周期，由于在氨酸反应中加入磷酸，使得硫铵的成粒效果好，颗粒圆润度高，提高了颗粒硫铵产品的市场竞争力，提高了经济效益，具有较好的市场前景。

由于硫酸中磷的含量对硫铵的成粒影响较大，磷含量过低容易导致喷浆后系统的粉料多，成粒效果差，粉料在设备及下料口处粘结严重，增大了除尘系统的负荷，且容易使尾气洗涤液粘稠，导致装置无法实现长周期运行，而磷含量过高容易使硫铵颗粒的外观圆润度降低，形状不规则，且产品中硫含量也降低，不能满足正常的生产需要，一种具体的实施方式中，当硫铵产品中的五氧化二磷含量在0.75-1.3％时，硫铵的成粒效果较好，颗粒圆润度高，且系统粉料低，磷酸的消耗低。

本实施例的可选方案中，如图2所示，颗粒硫铵生产装置还可包括与第二储槽200相连的稀释装置600，具体地，稀释装置600包括用于储存浓硫酸的第四储槽610、与第四储槽610和第二储槽200相连的用于稀释浓硫酸的稀释器620以及与稀释器620相连的用于为稀释器620供水及发生热交换的冷水塔630，浓硫酸由第四储槽610流入稀释器620，冷却水由冷水塔630流入稀释器620，经稀释器620稀释后，浓硫酸的浓度降低，成为稀硫酸流入第二储槽200，冷却水还可作为循环冷却水，与稀释器620发生热交换，避免浓硫酸在稀释器620中稀释释放热量，对设备造成损害，从而得到稀硫酸用于发生氨酸反应，避免直接采用浓硫酸与氨发生反应释放热量巨大而造成生成的硫铵分解，甚至产生危险，造成不必要的损失。

由于硫酸的浓度高低对颗粒硫铵的生产具有较大影响，在硫酸的浓度较低时，尾气洗涤液的消耗量小，洗涤液较浓稠，尾气洗涤效率低，硫铵造粒时，产品水分含量高，干燥负荷大，当硫酸的浓度较高时，容易造成管式反应器300温度过高，加重腐蚀，容易损坏设备，无法实现长周期的生产，一种具体的实施方式中，浓硫酸的稀释指标为68-74％，能够满足颗粒硫铵的正常生产需求。

本实施例的可选方案中，如图3所示，颗粒硫铵生产装置还可包括与造粒机500相连的用于储存添加剂的第五储槽700，造粒机500的进口处设有添加剂喷头，添加剂由第五储槽700经添加剂喷头进入造粒机500以使粉状硫铵成粒，在造粒机500中加入添加剂与生成的硫铵混合，添加剂具有较好的粘性，将添加剂喷洒在造粒机500的料床上，通过造粒机500的转动，颗粒与粉末相互粘结，使粒子不断长大，但是，添加剂加入的位置对降低系统粉料也有较大影响，当添加剂喷头靠近造粒机500出口时，对系统粉料的收粉效果不明显，且添加剂消耗量大，当添加剂喷头设于造粒机500进口时，收粉效果好，添加剂先将返料系统中的部分粘结在颗粒表面，再经过管式反应器300的料浆的二次包裹，系统粉料大幅度减少，一种具体的实施方式中，添加剂为硫酸脲溶液或尿素溶液，由于硫酸脲具有极大的粘性，因此硫酸脲的浓度对收粉也有较大影响，一种具体的实施方式中，当尿素与硫酸按不小于2:1摩尔的比例配置时，硫酸脲溶液的收粉效果较好，且硫酸脲的浓度在4％时，系统的粉料含量少，同时，原料的消耗量低，考虑到添加剂的配置过程会放热，在第五储槽700的内部设有换热盘管，在温度较高时可将冷却水接入换热盘管，在温度较低时可将热蒸汽接入换热盘管，同时第五储槽700与造粒机500连接的管道可为夹套管，并伴有蒸汽保温，以避免输送管道堵塞。

本实施例的可选方案中，如图4所示，颗粒硫铵生产装置还可包括与造粒机500相连的用于使颗粒硫铵干燥的热风炉800，颗粒硫铵进入热风炉800中进行干燥，传统的热风炉800采用燃煤炉，而硫铵的颜色为灰色或白色，使用燃煤炉无法保证颗粒硫铵的产品外观质量，因此颗粒硫铵的干燥热源采用天然气，能够保证产品的外观质量，对于传统的燃煤炉，可在燃烧室内放置天然气燃烧装置，以对颗粒硫铵进行干燥。

本实施例的可选方案中，如图5所示，颗粒硫铵生产装置还包括与冷水塔630和稀释器620相连的用于为稀释器620提供给水动力的第一增压泵组、与第一储槽100和第二储槽200相连的用于为第二储槽200提供原料供给动力的第二增压泵组、与第二储槽200和管式反应器300相连的用于为管式反应器300提供原料供给动力的第三增压泵组以及与第五储槽700和造粒机500相连的用于为造粒机500提供原料供给动力的第四增压泵组，通过设置增压泵保证了正常的颗粒硫铵生产时所需要的原料供给，使得颗粒硫铵的生产能够实现自动化和高效化，提高颗粒硫铵的生产效率。

由于生产颗粒硫铵采用氨酸反应，使用的硫酸原料都具有较强的腐蚀性，为避免强腐蚀对设备造成损伤，保证颗粒硫铵的正常生产作业，第二增压泵组和第三增压泵组均为耐腐蚀的氟塑料泵组，第一储槽100的内壁、第二储槽200的内壁、第四储槽610的内壁、稀释器620的内壁以及管式反应器300的内壁均涂覆有耐腐蚀的四氟材料，从而避免了强酸对设备造成的腐蚀，但是，由于四氟材料在温差较大时容易产生形变，在停车时管式反应器300温度骤降可能导致四氟材料变形断裂的情况，一种具体的实施方式中，将管式反应器300的出口管采用多个短节，并在多个短节内涂覆四氟材料，管道长度缩短减少了内衬材料的难度，同时减小了四氟材料的形变拉力，保证了颗粒硫铵生产装置的长周期稳定生产。

由于浓硫酸在稀释时挥发的尾气多而且对环境的污染较为严重，现场环境差，因此，在第二储槽200连接有用于回收尾气的尾洗塔900，从而将有害气体直接引入尾洗塔900进行洗涤回收，大大改善了现场环境，减小了对环境的污染。

实施例2

本实施例提供了一种颗粒硫铵生产系统，包括实施例1中的颗粒硫铵生产装置。通过使用稀硫酸并在稀硫酸中加入磷酸，使得采用氨酸反应生产颗粒硫铵成为可能，相对于现有技术中利用结晶法或挤压成粒法来生产颗粒硫铵，在厂商不具备利用现有的条件来使用结晶法或挤压成粒法生产颗粒硫铵时，能够利用现有条件直接采用氨酸反应来生产颗粒硫铵，避免了对现有装置进行大规模的改造工程，从而大大降低了设备投入成本，缩短了改造周期，由于在氨酸反应中加入磷酸，使得硫铵的成粒效果好，颗粒圆润度高，提高了颗粒硫铵产品的市场竞争力，提高了经济效益，具有较好的市场前景。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种颗粒硫铵生产装置，其特征在于，包括用于储存磷酸的第一储槽(100)、与所述第一储槽(100)相连的用于储存稀硫酸的第二储槽(200)、与所述第二储槽(200)相连的用于发生氨酸反应以生成粉状硫铵的管式反应器(300)、与所述管式反应器(300)相连的用于为氨酸反应提供氨来源的第三储槽(400)以及与所述管式反应器(300)相连的用于使粉状硫铵成粒生成颗粒硫铵的造粒机(500)；

磷酸由所述第一储槽(100)流入所述第二储槽(200)，与所述第二储槽(200)中的稀硫酸充分混合后形成混合液进入所述管式反应器(300)，氨由所述第三储槽(400)进入所述管式反应器(300)，与所述混合液充分混合并发生氨酸反应，生成的粉状硫铵进入所述造粒机(500)成粒以生成颗粒硫铵。

2.根据权利要求1所述的颗粒硫铵生产装置，其特征在于，还包括与所述第二储槽(200)相连的稀释装置(600)；

所述稀释装置(600)包括用于储存浓硫酸的第四储槽(610)、与所述第四储槽(610)和所述第二储槽(200)相连的用于稀释浓硫酸的稀释器(620)以及与所述稀释器(620)相连的用于为所述稀释器(620)供水及发生热交换的冷水塔(630)；

浓硫酸由所述第四储槽(610)流入所述稀释器(620)，冷却水由所述冷水塔(630)流入所述稀释器(620)，经所述稀释器(620)稀释后，浓硫酸的浓度降低，成为稀硫酸流入所述第二储槽(200)。

3.根据权利要求2所述的颗粒硫铵生产装置，其特征在于，还包括与所述造粒机(500)相连的用于储存添加剂的第五储槽(700)，所述造粒机(500)的进口处设有添加剂喷头；

添加剂由所述第五储槽(700)经所述添加剂喷头进入所述造粒机(500)以使粉状硫铵成粒。

4.根据权利要求3所述的颗粒硫铵生产装置，其特征在于，所述添加剂为硫酸脲溶液或尿素溶液。

5.根据权利要求3所述的颗粒硫铵生产装置，其特征在于，还包括与所述造粒机(500)相连的用于使颗粒硫铵干燥的热风炉(800)。

6.根据权利要求5所述的颗粒硫铵生产装置，其特征在于，还包括与所述冷水塔(630)和所述稀释器(620)相连的用于为所述稀释器(620)提供给水动力的第一增压泵组、与所述第一储槽(100)和所述第二储槽(200)相连的用于为所述第二储槽(200)提供原料供给动力的第二增压泵组、与所述第二储槽(200)和所述管式反应器(300)相连的用于为所述管式反应器(300)提供原料供给动力的第三增压泵组以及与所述第五储槽(700)和所述造粒机(500)相连的用于为所述造粒机(500)提供原料供给动力的第四增压泵组。

7.根据权利要求6所述的颗粒硫铵生产装置，其特征在于，所述第二增压泵组和所述第三增压泵组均为氟塑料泵组。

8.根据权利要求7所述的颗粒硫铵生产装置，其特征在于，所述第一储槽(100)的内壁、所述第二储槽(200)的内壁、所述第四储槽(610)的内壁、所述稀释器(620)的内壁以及所述管式反应器(300)的内壁均涂覆有四氟材料。

9.根据权利要求8所述的颗粒硫铵生产装置，其特征在于，所述第二储槽(200)连接有用于回收尾气的尾洗塔(900)。

10.一种颗粒硫铵生产系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的颗粒硫铵生产装置。