CN212758537U - 水溶性聚磷酸铵生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水溶性聚磷酸铵生产装置，包括管式反应器，管式反应器内安装有填料，顶部设有气体出口，上部设有磷酸进料口，下部设有氨气进料口和出料口；该装置还包括磷酸槽、氨气罐、冷凝器和尾洗槽，磷酸槽出料口通过管道连接至磷酸进料口，氨气罐出料口通过管道连接至氨气进料口，气体出口通过管道经冷凝器后连接至尾洗槽，磷酸槽出料口还通过管道连接至尾洗槽进口，尾洗槽下部通过管道连接至管式反应器的进料口。采用本实用新型可以实现肥料用水溶性聚磷酸铵原料的连续化生产，将聚合度控制在很窄的范围，确保所得产品全水溶；以原料酸吸收尾气后又加入到系统中进行反应，既环保又提高了原料利用率。

Description

水溶性聚磷酸铵生产装置

技术领域

本实用新型属于磷化工技术领域，具体涉及一种水溶性聚磷酸铵生产装置。

背景技术

聚磷酸铵是一种含氮和磷的聚磷酸盐，一般根据使用需求的不同，可生产出低聚、中聚以及高聚三种不同聚合程度的产品，其聚合度越高水溶性越小，反之则水溶性越大。当聚合度为2～20时水溶性好，当聚合度大于20时则难溶于水。能溶于水的低聚合度聚磷酸铵是重要的液体肥料基础原料，基础液肥可与氮溶液、钾肥生产液体复混肥。聚磷酸铵作为肥料主要优点是：氮磷养分含量高，可节省包装运输费用；聚磷酸盐对金属离子有整合作用，不易被土壤中铁、钙等金属离子固定，可以与土壤中的无效微量元素形成可溶性络合物而被植物吸收利用；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，是一种缓溶性长效肥料；聚磷酸盐的整合作用可防止悬浮液肥料中的金属杂质形成沉淀，因而有利于制成高浓度悬浮肥料。

我国的农用聚磷酸铵处于起步阶段,仅有少量厂家生产。目前有研究采用热法磷酸、热法聚磷酸生产制备聚磷酸铵，而热法磷酸生产成本要比湿法磷酸生产成本高20%到40%；普通湿法生产聚磷酸铵过程中容易堵塞反应器，易造成气氨和混酸混合不均匀，反应温度不统一，从而导致聚磷酸铵质量无法控制。

发明内容

本实用新型提供一种水溶性聚磷酸铵生产装置，以实现肥料用水溶性聚磷酸铵原料的连续化生产。

本实用新型采取的技术方案是，一种水溶性聚磷酸铵生产装置，包括管式反应器，管式反应器内安装有填料，顶部设有气体出口，上部设有磷酸进料口，下部设有氨气进料口和出料口；该装置还包括磷酸槽、氨气罐、冷凝器和尾洗槽，磷酸槽出料口通过管道连接至磷酸进料口，氨气罐出料口通过管道连接至氨气进料口，气体出口通过管道经冷凝器后连接至尾洗槽，磷酸槽出料口还通过管道连接至尾洗槽进口，尾洗槽下部通过管道连接至管式反应器的进料口。

进一步地，所述管式反应器由下至上设置多套独立加热装置，并在每套独立加热装置对应的填料位置设置温度计。

进一步地，所述填料上方设置除沫器，其位于磷酸进料口与气体出口之间。

进一步地，所述磷酸槽内部设加热部件，为加热盘管、加热夹套或蒸汽管道。

进一步地，所述填料上方还设有磷酸喷嘴，磷酸进料口通过管道连接至磷酸喷嘴。

进一步地，所述填料为孔板波纹填料或丝网波纹填料。

进一步地，所述氨气罐出料口与氨气进料口之间的管道上还设有氨气预热器。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型将管式反应器中的尾气直接利用原料磷酸进行洗涤吸收，然后返回到管式反应器中再次反应，避免了尾气外排增加环保压力，又能够提高原料的利用率，降低成本。

2、通过在管式反应器设置多套独立加热装置，并在每套独立加热装置对应的填料位置设置温度计，便于实现管式反应器分段控温，将其分为氨化、聚合等不同分区，可以将聚合度控制在很窄的范围，确保所的产品全水溶。

3、对磷酸先在磷酸槽预热到一定温度，氨气加入到管式反应器之前也进行预热，以便进入管式反应器后能够迅速达到反应温度，提升效率。

附图说明

图1是本实用新型系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，进一步阐明本实用新型。

如图1所示，一种水溶性聚磷酸铵生产装置，包括管式反应器3，管式反应器3内安装有填料3-1，顶部设有气体出口3-2，上部设有磷酸进料口3-3，下部设有氨气进料口3-4和出料口3-5；该装置还包括磷酸槽1、氨气罐2、冷凝器4和尾洗槽5，磷酸槽1出料口通过管道连接至磷酸进料口3-3，氨气罐出料口通过管道连接至氨气进料口3-4，气体出口3-2通过管道经冷凝器4后连接至尾洗槽5，磷酸槽1出料口还通过管道连接至尾洗槽5进口，尾洗槽5下部通过管道连接至管式反应器3的进料口。磷酸槽1出料口与磷酸进料口3-3之间的管道上设置支管连接至尾洗槽5，支管引出一部分磷酸对冷凝器出来的气体进行洗涤，吸收残余的氨气，达到原料回收利用和环保的目的。

优选方案中，所述管式反应器3由下至上设置多套独立加热装置，并在每套独立加热装置对应的填料位置设置温度计。通过分级控温，能将聚磷酸铵聚合度控制在相对较窄的范围，确保所得产品为全水溶。

优选方案中，所述填料3-1上方设置除沫器3-6，其位于磷酸进料口3-3与气体出口3-2之间。除沫器为丝网除沫器。

优选方案中，所述磷酸槽内部设加热部件，为加热盘管、加热夹套或蒸汽管道。其加热方式为盘管加热或夹套加热或直通蒸汽加热。磷酸先在磷酸槽预热到一定温度，以便进入管式反应器后能够迅速达到反应温度。

磷酸槽1出料口与磷酸进料口3-3之间的管道上还设有磷酸出料阀、磷酸出料泵和磷酸流量计，其中磷酸出料阀和磷酸流量计连锁。

优选方案中，所述填料3-1上方还设有磷酸喷嘴3-7，磷酸进料口3-3通过管道连接至磷酸喷嘴。磷酸经磷酸出料泵泵入，再通过磷酸喷嘴喷洒到管式反应器中，可以使磷酸均匀分布，增大磷酸表面积，与氨气接触更充分。所述的冷凝器为水冷式冷凝器，型号可选立式壳管式冷凝器、套管式冷凝器、或板式冷凝器。所述尾洗槽上设有搅拌器，尾洗槽5与管式反应器3之间的管道上设有尾洗槽出料阀、尾洗泵，洗液通过尾洗泵加入到管式反应器，实现原料充分利用。

优选方案中，所述填料为孔板波纹填料或丝网波纹填料。填料能使气液混合更充分，提高原料利用率。

优选方案中，所述氨气罐出料口与氨气进料口3-4之间的管道上还设有氨气预热器。管道上还安装有氨气总阀、氨气减压阀及氨气流量计，其中氨气减压阀与氨气流量计连锁。

本实用新型中管式反应器材质为316L、904L或镍铬合金。

具体案例中，储存在磷酸槽的磷酸通蒸汽加热将其温度维持在固定值，打开磷酸槽与管式反应器磷酸进料口3-3之间的阀门，磷酸通过磷酸喷嘴均匀的喷洒入管式反应器中，并在填料的作用下分散从上至下流动。开启磷酸槽与尾洗槽之间的阀门，将部分磷酸加入到尾洗槽中。打开氨气罐与管式反应器氨气进料口之间的阀门，同时开启氨气预热器将氨气加热，氨气从管式反应器下部加入，与塔底的物料接触反应，未反应完的氨气向上流动，经填料层与向下喷洒的磷酸逆流接触反应，充分氨化后的物料向下落入到塔底，未反应完的氨气及蒸发出的水蒸气向上经除沫器除沫后进入冷凝器冷凝，含有少量氨气的不凝性气体进入到尾洗槽，被其中磷酸洗涤吸收。当尾洗槽液体比重达到一定程度后，将洗涤液引入到管式反应器中，与向上运动的氨气进行反应。

Claims (7)

1.一种水溶性聚磷酸铵生产装置，其特征在于：包括管式反应器（3），管式反应器（3）内安装有填料（3-1），顶部设有气体出口（3-2），上部设有磷酸进料口（3-3），下部设有氨气进料口（3-4）和出料口（3-5）；该装置还包括磷酸槽（1）、氨气罐（2）、冷凝器（4）和尾洗槽（5），磷酸槽（1）出料口通过管道连接至磷酸进料口（3-3），氨气罐出料口通过管道连接至氨气进料口（3-4），气体出口（3-2）通过管道经冷凝器（4）后连接至尾洗槽（5），磷酸槽（1）出料口还通过管道连接至尾洗槽（5）进口，尾洗槽（5）下部通过管道连接至管式反应器（3）的进料口。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述管式反应器（3）由下至上设置多套独立加热装置，并在每套独立加热装置对应的填料位置设置温度计。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述填料（3-1）上方设置除沫器（3-6），其位于磷酸进料口（3-3）与气体出口（3-2）之间。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述磷酸槽内部设加热部件，为加热盘管、加热夹套或蒸汽管道。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述填料（3-1）上方还设有磷酸喷嘴（3-7），磷酸进料口（3-3）通过管道连接至磷酸喷嘴。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的装置，其特征在于：所述填料为孔板波纹填料或丝网波纹填料。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的装置，其特征在于：所述氨气罐出料口与氨气进料口（3-4）之间的管道上还设有氨气预热器。

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