CN214261429U - 一种含硫磷肥生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种含硫磷肥生产装置，属于化肥生产装置领域，本实用新型包括粉状硫磺与磷酸混合装置；粉状硫磺与磷酸混合装置包括液态硫磺输送装置（1）、硫磺喷枪（2）、硫磺磷酸分散槽（3）、乳化机（4）、循环泵（5）；所述硫磺喷枪（2）设置在液态硫磺输送装置（1）的出口端，硫磺喷枪（2）设置在硫磺磷酸分散槽（3）的液面之上；所述乳化机（4）设置在硫磺磷酸分散槽（3）内，所述循环泵（5）的进出口分别连接在硫磺磷酸分散槽（3）的下部和上部。本实用新型能使硫磺以粉状均匀分散在磷酸中，进而以含有硫磺的磷酸为原料生产出硫磺粉分散均匀的含硫磷肥。

Description

一种含硫磷肥生产装置

技术领域

本实用新型属于化肥生产装置领域，具体的说，涉及一种含硫磷肥生产装置。

背景技术

含硫化肥的研究起源于本世纪初，主要通过两种方式向化肥中添加硫元素，一种是通过在磷肥生产过程中添加硫酸，使硫以硫酸根的形式存在于化肥中。另外一种就是通过将单质硫加入磷肥中补充硫元素。而采用直接在磷肥的生成过程中添加硫酸来补充硫的做法，一方面由于硫酸含量过高会影响磷肥的总养分，使制得的产品达不到产品标准要求；另一方面，直接加浓硫酸，由于浓磷酸在稀释时产生大量的稀释热，再加上硫酸根的腐蚀作用，会对设备造成比较大的腐蚀。对于磷肥，加入过多的硫酸会导致产品总养分降低，达不到产品国标要求，无法出售。

但由于硫磺粉需要粉碎至较细粒度才能被作物有效吸收，采用包裹方式生产，不仅粉尘大，硫磺粉在产品中分散不均匀、且硫磺粉尘有爆炸的风险。对于采用稳定剂、分散剂等表面活性剂的生产方法，不仅生产成本高，且添加的活性不能被作物有效吸收，会造成土壤污染。

磷铵的制备主要是通过让磷酸和液氨在管式反应器内反应，通过控制磷酸与液氨的质量比，分别生成磷酸一铵或磷酸二铵。对应磷酸一铵，在磷酸与液氨反应后，利用自身产生的反应热经过干燥塔的冷却干燥，可直接得到磷酸一铵产品。对于磷酸二铵，在磷酸和液氨反应后，在自身反应热的干燥下，先形成含水较高的磷酸二铵半成品，磷酸二铵半成品经造粒机造粒、干燥机进一步干燥后形成磷酸二铵产品。

由于硫磺粉较细，如果直接将硫磺粉加入磷酸中，通过循环泵或搅拌桨搅拌的方式，很难保证硫磺粉在磷酸中的均匀分散。特备是在磷铵的制备中：在磷酸与液氨反应生成半成品后，在后续加工过程中没有强力的混合工序，很难保证磷铵产品中粉状硫磺的均匀分散。特备是对于磷酸二铵，在磷酸与液氨反应后即进入造粒机进行造粒，一旦造粒完成，想通过后续工序使已经成粒的产品中的硫磺粉重新分散基本是不可能的事。如果采用直接将液态硫磺喷洒在磷铵成品或半成品中制备含硫磷铵，由于高温液态硫磺在喷出的瞬间会急速冷却，喷洒出来的硫磺很容易结团，且很难保证在物料上喷洒的均匀性，因此制备出的含硫磷肥不仅硫磺粉颗粒大小不均匀，且在产品中也分散不均匀，并因此导致产品指标波动。因此，如何将单质硫均匀地加入磷肥中、特备是均匀地加入磷铵中一直是行业内难题。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种含硫磷肥生产装置，能使硫磺以粉状均匀分散在磷酸中，进而以含有硫磺的磷酸为原料生产出硫磺粉分散均匀的含硫磷肥。

为实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

所述的含硫磷肥生产装置包括粉状硫磺与磷酸混合装置；所述的粉状硫磺与磷酸混合装置包括液态硫磺输送装置1、硫磺喷枪2、硫磺磷酸分散槽3、乳化机4、循环泵5、磷酸槽6、液氨输送管7、管式反应器8、干燥设备、工艺筛 9；所述硫磺喷枪2设置在液态硫磺输送装置1的出口端，硫磺喷枪2设置在硫磺磷酸分散槽3的液面之上；所述乳化机4设置在硫磺磷酸分散槽3内，所述循环泵5的进、出口分别连接在硫磺磷酸分散槽3的下部和上部；所述磷酸槽6通过泵和管道连通至硫磺磷酸分散槽3；所述硫磺磷酸分散槽3通过泵输送至管式反应器8；所述液氨输送管7连通至管式反应器8；所述管式反应器8连通至干燥设备，所述干燥设备通过输送皮带输送至工艺筛9。

作为优选，所述的含硫磷铵装置还包括硫酸槽10；所述硫酸槽10通过输送泵和管道连通至硫磺磷酸分散槽3。

作为优选，所述的干燥设备包括造粒机11、干燥机12、热风炉13；所述管式反应器8出口连通至造粒机11、所述造粒机11通过输送通道连通至干燥机 12；所述热风炉13的热风管连通至干燥机12内。

作为优选，所述的干燥设备为干燥塔14，所述管式反应器8出口连通至干燥塔14；所述干燥塔14通过输送皮带输送至工艺筛9。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过用液态硫磺加料的方式制备含硫磷肥，解决了制备硫肥时直接添加粉状硫磺所带来的粉状、爆炸等风险；通过用液硫喷枪将液态硫磺喷射至硫磺磷酸分散槽，使液态硫磺变为粉状与磷酸混合，并在乳化机的作用下保证了粉状硫磺在磷酸中的乳化、均匀分散，进而实现制备硫磺粉颗粒细小、分散均匀的含硫磷肥产品。

本实用新型通过用液硫喷枪将液态硫磺喷射至硫磺磷酸分散槽，使喷洒出的液态硫磺与空气接触冷却瞬间变为粉状硫磺落入硫磺磷酸分散槽并与磷酸混合，通过喷枪压力、喷口直径的合理配置，以及硫磺喷枪喷嘴与硫磺磷酸分散槽液面间距等的共同控制，使喷洒出的硫磺粉细度小于200目的能达到94％以上，能够满足作物对单质硫的吸收需求。

本实用新型通过在硫磺磷酸分散槽内设置高剪切乳化机，在乳化机的高速旋转及剪切作用下保证了粉状硫磺在磷酸中的乳化、均匀分散，循环泵的设置，有效防止了硫磺在硫磺磷酸分散槽底部的微量沉积。

本实用新型，可实现含硫磷酸与其他物料反应后后期无混合产品的制备，例如粉状磷铵和粒状磷铵。且制备出的粉状含硫产品硫磺粒度小，分散均匀。能有效解决单质硫磺在产品中的分散。

附图说明

图1是本实用新型的硫磺与磷酸混合装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的结构示意图；

图3是本实用新型实施例2的结构示意图；

图4是本实用新型实施例1的硫磺粉粒度分布图；

图5是实施例2制备出的粒状磷酸二铵切开后的扫描电镜图；

图中，1-液态硫磺输送装置、2-硫磺喷枪、3-硫磺磷酸分散槽、4-乳化机、 5-循环泵、6-磷酸槽、7-液氨输送管、8-管式反应器、9-工艺筛、10-硫酸槽、11- 造粒机、12-干燥机、13-热风炉、14-干燥塔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

实施例1(本实施例为粉状硫磺与磷酸混合装置)

如图1所示，所述的含硫磷肥生产装置包括液态硫磺输送装置1、硫磺喷枪 2、硫磺磷酸分散槽3、乳化机4、循环泵5、磷酸槽6。

硫磺喷枪2设置在液态硫磺输送装置1的出口端，插入硫磺磷酸分散槽3，且在硫磺磷酸分散槽3的液面之上。控制硫磺喷枪2喷口距离硫磺磷酸分散槽3 液面高度为：200mm。

液态硫磺输送装置1包括液硫输送泵和液硫输送管，液硫输送泵和液硫输送管均设有蒸汽夹套，通过在外层蒸汽夹套内通入保温蒸汽，保证内层管道内液硫不会冷却凝固，整个液硫输送距离大于2000米仍能保持液态。硫磺喷枪2 连接在液硫管道的出口。

高剪切乳化机4设置在硫磺磷酸分散槽3内，循环泵5的进出口分别连接在硫磺磷酸分散槽3的下部和上部，循环泵5的循环量为硫磺磷酸分散槽3内磷酸体积总量的50～80％。循环泵5起到循环作用，强化硫磺粉与磷酸的混合，同时能保证喷到液面上的硫磺粉快速分散在槽内。

硫磺喷枪2为三层保温夹套结构，内层为液硫通道、外层为蒸汽保温夹层，通过较高压力将液态硫磺喷洒在硫磺磷酸分散槽3液面之上，使喷洒出的液态硫磺与空气接触的瞬间冷却为粉状，喷洒至硫磺磷酸分散槽3内与磷酸混合。

液硫喷枪的喷嘴口径为：6～8mm；喷枪工作压力：0.8～1.0MPa。

液硫喷枪喷出硫磺成雾化状态，雾化行程≤1500mm；雾化角≥50°；雾化粒径≤80um。

从循环泵5的出口管上取样，对混入硫磺的磷酸进行取样，分别观察其沉降时间，并对样品进行过滤洗涤，得到硫磺粉末滤饼，对滤饼烘干后测其粒度分布情况，-200目大于93％，粒度分布检测结果见附图4。

实施例2(本实施例为含硫粒状磷酸二铵生产装置)

如图1-2所示，所述的含硫磷肥生产装置包括液态硫磺输送装置1、硫磺喷枪2、硫磺磷酸分散槽3、乳化机4、循环泵5、磷酸槽6、液氨输送管7、管式反应器8、造粒机11、干燥机12、热风炉13、工艺筛9。硫磺喷枪2设置在液态硫磺输送装置1的出口端，插入硫磺磷酸分散槽3，且在硫磺磷酸分散槽3的液面之上。高剪切乳化机4设置在硫磺磷酸分散槽3内，循环泵5的进出口分别连接在硫磺磷酸分散槽3的下部和上部。在硫磺磷酸分散槽3内完成磷酸与粉状硫磺返充分混合：硫磺制酸装置熔硫槽内的液态硫磺经液态硫磺输送装置1 (高压液硫泵和蒸汽保温夹套管)输送至硫磺磷酸分散槽3，并经硫磺喷枪2的喷射分散，液态硫磺被喷洒出，并在喷洒的瞬间，因与空气接触快速冷却变为固态硫磺粉喷洒在硫磺磷酸分散槽3的液面上，在循环泵5和乳化机4的乳化、混合作用下，硫磺粉在磷酸中充分混合、分散，形成硫磺粉稳定分散的含硫磷酸，完成磷酸与硫磺粉的混合。磷酸槽6通过泵和管道连通至硫磺磷酸分散槽3，磷酸槽6不断向硫磺磷酸分散槽3补给磷酸，硫磺喷枪2不断向硫磺磷酸分散槽3内喷射硫磺，进而完成硫磺与磷酸的持续不断混合，为下游含硫磷酸二铵生成提供含硫磷酸。硫酸槽10通过输送泵和管道连通至硫磺磷酸分散槽3，根据产品含硫需要，可选择打开硫酸槽10上的输送管上的阀门向硫磺磷酸分散槽 3内补充硫酸根、或用来调节磷酸二铵产品的养分。

硫磺磷酸分散槽3通过泵将含硫磷酸输送至管式反应器8；液氨输送管7连通至管式反应器8，管式反应器8连通至造粒机11、造粒机11通过输送通道连通至干燥机12，热风炉13的热风管连通至干燥机12内。在管式反应器8内，含硫磷酸与液氨完成反应，形成含硫磷酸二铵半成品，并在造粒机11内进行造粒，使经管式反应器8反应后的磷酸二铵形成粒状同时蒸发部分水分，从造粒机11出来的磷酸二铵进入干燥机12，在热风炉13提供的热风干燥下，继续蒸发掉部分水分后经皮带输送至工艺筛9进行下一工序处理。

所得磷酸二铵产品单质硫含量最高可达6.0％以上，硫酸根含量大于4.0％，同时产品指标能达到国标GB 10205-2009要求。以发明人公司2020年10月2 日分析数据，所得产品指标为。

表1粒状磷酸二铵产品指标

对该产品进行切粒后，通过电镜扫描(附图5)，可以看到白色的单质硫星星点点地均匀分散。

实施例3(本实施例为含硫粉状磷酸一铵生产装置)

如图1和3所示，所述的含硫磷肥生产装置包括液态硫磺输送装置1、硫磺喷枪2、硫磺磷酸分散槽3、乳化机4、循环泵5、磷酸槽6、液氨输送管7、管式反应器8、干燥塔14、工艺筛9。硫磺喷枪2设置在液态硫磺输送装置1的出口端，插入硫磺磷酸分散槽3，且在硫磺磷酸分散槽3的液面之上。高剪切乳化机4设置在硫磺磷酸分散槽3内，循环泵5的进出口分别连接在硫磺磷酸分散槽3的下部和上部。在硫磺磷酸分散槽3内完成磷酸与粉状硫磺返充分混合：从硫磺制酸装置的熔硫槽内的液态硫磺经液态硫磺输送装置1(高压液硫泵和蒸汽保温夹套管)输送至硫磺磷酸分散槽3，并经硫磺喷枪的喷射分散，液态硫磺被喷洒出，并在喷洒的瞬间，因与空气接触快速冷却变为固态硫磺粉喷洒在硫磺磷酸分散槽3的液面上，在循环泵5和乳化机4的乳化、混合作用下，硫磺粉在磷酸中充分混合、分散，形成硫磺粉稳定分散的含硫磷酸，完成磷酸与硫磺粉的混合。磷酸槽6通过泵和管道连通至硫磺磷酸分散槽3，磷酸槽6不断向硫磺磷酸分散槽3补给磷酸，硫磺喷枪2不断向硫磺磷酸分散槽3内喷射硫磺，进而完成硫磺与磷酸的持续不断混合，为下游含硫磷酸二铵生成提供含硫磷酸。硫酸槽10通过输送泵和管道连通至硫磺磷酸分散槽3，根据产品含硫需要，可选择打开硫酸槽10上的输送管上的阀门向硫磺磷酸分散槽3内补充硫酸根。

硫磺磷酸分散槽3通过泵将含硫磷酸输送至管式反应器8；液氨输送管7连通至管式反应器8，管式反应器8连通至干燥塔14，在管式反应器8内液氨与含硫磷酸进行反应，生成磷酸一铵半成品，同时释放大量的反应热将磷酸中带来的水分蒸发。从管式反应器8内出来的物料进入干燥塔14，在干燥塔14内水分进一步蒸发，物料从干燥塔14出来后经皮带输送至工艺筛9进行下一工序处理。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种含硫磷肥生产装置，其特征在于：所述的含硫磷肥生产装置包括粉状硫磺与磷酸混合装置；所述的粉状硫磺与磷酸混合装置包括液态硫磺输送装置（1）、硫磺喷枪（2）、硫磺磷酸分散槽（3）、乳化机（4）、循环泵（5）、磷酸槽（6）、液氨输送管（7）、管式反应器（8）、干燥设备、工艺筛（9）；所述硫磺喷枪（2）设置在液态硫磺输送装置（1）的出口端，硫磺喷枪（2）设置在硫磺磷酸分散槽（3）的液面之上；所述乳化机（4）设置在硫磺磷酸分散槽（3）内，所述循环泵（5）的进、出口分别连接在硫磺磷酸分散槽（3）的下部和上部；所述磷酸槽（6）通过泵和管道连通至硫磺磷酸分散槽（3）；所述硫磺磷酸分散槽（3）通过泵输送至管式反应器（8）；所述液氨输送管（7）连通至管式反应器（8）；所述管式反应器（8）连通至干燥设备，所述干燥设备通过输送皮带输送至工艺筛（9）。

2.根据权利要求1所述的一种含硫磷肥生产装置，其特征在于：所述的含硫磷肥生产装置还包括硫酸槽（10）；所述硫酸槽（10）通过输送泵和管道连通至硫磺磷酸分散槽（3）。

3.根据权利要求1或2所述的一种含硫磷肥生产装置，其特征在于：所述的干燥设备包括造粒机（11）、干燥机（12）、热风炉（13）；所述管式反应器（8）出口连通至造粒机（11）、所述造粒机（11）通过输送通道连通至干燥机（12）；所述热风炉（13）的热风管连通至干燥机（12）内。

4.根据权利要求1或2所述的一种含硫磷肥生产装置，其特征在于：所述的干燥设备为干燥塔（14），所述管式反应器（8）出口连通至干燥塔（14）；所述干燥塔（14）通过输送皮带输送至工艺筛（9）。

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