一种高水溶性磷酸二铵生产装置的制作方法
本实用新型涉及磷肥水溶性能改善用装置技术领域，尤其是一种高水溶性磷酸二铵生产装置。
背景技术：
随着国家农业产业结构的调整，化学肥料产品的发展趋势进入了新一轮的转型期，面对当前磷肥品质的低下，水溶性较差，养分可利用率不理想的缺陷，对于磷肥中水溶性磷成分的提高成为了磷肥产业转型升级的主要手段之一。
当前，磷肥产品中，其有效磷的质量百分含量相对较低，处于90％以下，为此，如何将磷肥中水溶性有效磷的质量百分比含量提高到90％以上，使得磷肥产品的品质得到有效的提高，使得磷肥产业得到升级转型，成为了磷肥企业增强竞争力的重要手段。
据研究，对于在磷酸二铵中，其水溶性的指标主要受到浓磷酸中金属阳离子等杂质的影响，在传统的磷酸二铵生产过程中，其采用氨与磷酸发生中和反应生成磷酸二铵产品的过程中，其也伴随着水不溶物的复杂化合物的大量生成，使得磷酸二铵水溶性指标受到了严重的影响。因此，对于如何降低浓磷酸中金属阳离子的量，使得磷酸二铵产品的水溶性得到改善，是实现磷酸二铵产品中水溶性磷成分含量提高的重要举措。
现有技术中，由于在磷酸二铵生产过程中，其主要采用的磷酸是湿法磷酸，对于湿法磷酸的除杂过程主要是采用沉降脱除；由于在此过程中，对于磷酸除杂过程较为复杂，而且处理的成本较高；最主要的是，对于处理过程中的相关理化参数控制不恰当，导致得到的除杂磷酸中依然含有大量的金属阳离子杂质，使得用于氨气和磷酸反应制备磷酸二铵产品的过程中，发生如下反应：
(1)H3PO4+NH3→NH4H2PO4；
(2)H2SO4+NH3+NH4H2PO4→NH4HSO4·NH4H2PO4
(3)H3SiF6+2NH3→(NH4)2SiF6
(4)(Fe,Al)3(H2O)H8(PO4)6·6H2O+NH3→
(Fe,Al)3NH4H8(PO4)6·6H2O+H2O
(5)(Fe,Al)3(H2O)H8(PO4)6·6H2O+3Mg(H2PO4)2+H2SiF6+9NH3→6NH4H2PO4+3(Fe,Al)MgNH4(HPO4)2F2+SiO2+5H2O
(6)NH4HSO4·NH4H2PO4+NH3→(NH4)2SO4+NH4H2PO4
(7)6(Fe,Al)3MgNH4(HPO4)2F2+(NH4)2SiF6+4NH3+2H2O→6(Fe,Al)Mg(NH4)2(HPO4)2F3+SiO2
(8)Mg(H2PO4)+NH3→MgHPO4+NH4H2PO4
(9)(Fe,Al)3NH4H8(PO4)6·6H2O+2NH3→4.5H2O+3(Fe,Al)NH4(HPO4)2·0.5H2O
(10)NH4H2PO4+NH3→(NH4)2HPO4
(11)MgHPO4+(NH4)2HPO4+4H2O→Mg(NH4)2(HPO4)2·4H2O
(12)Mg(NH4)2(HPO4)2·4H2O→MgNH4PO4·H2O+NH4H2PO4+3H2O
(13)CaSO4·2H2O+2NH3+H3PO4→CaHPO4+(NH4)2SO4+2H2O
(14)5CaHPO4+2NH3+H2O→Ca5(PO4)3OH+2NH4H2PO4
由上述反应可知，对于在整个反应过程中，其随着理化环境的变化，将会使得最终获得的磷酸二铵产品中的杂质程度不一样，而且经过大量的试验探索和现有技术的研究报道，上述反应过程是与氨通入量有着较大关系的，而且是随着氨通入量变化发生变化的，进而导致对于磷酸二铵生产过程中的产品成分组成和各个组成的量不稳定，导致产品的品质较差。
而本研究者通过长期的生产实践以及不断的探索，其在磷酸二铵生产过程中，其洗涤工段预洗涤磷铵料浆中和度为0.45-0.6时，料浆中将生成(Fe,Al)NH4(HPO4)2·0.5H2O及(Fe,Al)Mg(NH4)2(HPO4)2F3等复合物；为此，本研究者结合现有技术知识以及当前磷酸品质情况，对磷酸二铵生产过程中的工艺步骤进行研究，通过在磷酸二铵生产过程中，通过处理装置、步骤以及理化参数的调整，使得制备的磷酸二铵中有效磷的质量百分含量达到了90％以上，有效的改善了磷酸二铵产品的品质，为磷酸二铵生产提供了一种新思路。
技术实现要素：
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高水溶性磷酸二铵生产装置。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种高水溶性磷酸二铵生产装置，包括磷酸储罐、渣浆储槽、纯磷酸储槽、卧螺机机构、管反槽a、管反槽b、预洗塔、造洗塔、洗涤器，其中磷酸储罐与渣浆储槽连通，磷酸储罐与配酸槽、预洗塔、洗涤器连通，预洗塔与管反槽a、洗涤器、管反槽b连通，造洗塔与洗涤器、管反槽b连通，预洗塔的底部与卧螺机机构连通，卧螺机机构与渣浆储罐、纯磷酸储槽连通，纯磷酸储槽与配酸槽连通。
将磷酸在磷酸储槽中进行真空蒸发浓缩至磷酸质量浓度以五氧化二磷计为35-60％后，将其自然降温沉降至38-42℃，使得磷酸中的磷石膏以及金属离子复合物沉淀析出，并过滤，将滤渣送入渣浆储罐中，将滤液分成两部分，取45％的液体转入预洗塔和洗涤器中，用于吸收磷酸二铵生产过程产生尾气中的氨气或者直接与氨气作用，并对从预洗塔中出来的物料送入卧螺机中，实现渣、液的分离，从预洗塔中出来的物料满足含固量为8-12％，比重为1.5-1.6，温度为85-95℃，得到的渣送入磷铵生产车间生产附加产品，配酸完成的磷酸与氨气作用后，送入料浆法生产磷酸二铵装置中进行磷酸二铵产品的生产，造粒，干燥，筛分，冷却，包装，获得高水溶性磷酸二铵产品。得到的磷酸与前面剩余的液体在配酸槽进行配酸处理待用，使得获得的磷酸的品质较优，提高浓磷酸中水溶性有效磷的含量，同时使得制备的磷酸二铵产品中的水溶性有效磷的含量达到90％以上。
优选，所述的磷酸储罐，分为三级储罐，分别为储罐a，储罐b，储罐c，储罐c与渣储槽、储罐b连通，储罐b与渣储槽、储罐a连通，储罐a上设置有出酸口。
优选，所述的磷酸储罐与配酸槽、预洗塔、洗涤器连通，是从磷酸储罐中出来的管被分为两路，一路与配酸槽连通，另外一路再分支，形成两个支流，一个支流与预洗塔连通，另一个支流与洗涤器连通。
优选，所述的预洗塔，其底部分别与卧螺机机构和管反槽a的中部连通，管反槽a的底部与预洗塔底部通过管路连通，管反槽a侧壁与预洗塔侧壁紧靠连通；管反槽a的顶部与预洗塔的顶部，通过汇聚后与管反槽b的顶部连通；管反槽b的侧壁与造洗塔的侧壁紧贴连通，管反槽b的底部通过管路与造洗塔的底部连通，造洗塔与洗涤器连通，洗涤器与管反槽b的侧壁靠上部分连通，洗涤器与预洗塔侧壁连通。
优选，所述的预洗塔，其底部与预混槽连通，预混槽后设置有单向阀，经过单向阀后，与管反槽a顶部出来的管路汇聚成一根管路，再与预洗塔顶部出来的管路汇聚，再与管反槽b顶部连通；在汇聚成一根管路点和预洗塔顶部出来的管路汇聚点之间设置有压力表。
优选，所述的卧螺机机构，其顶部与洗涤器连通，底部分别与纯磷酸储罐连通和渣储罐连通，纯磷酸储罐与配酸槽连通。
优选，所述的卧螺机机构由至少两台卧螺机组成，
优选，所述的汇聚成一根管路，在该汇聚点之后，设置有补气点a；所述的再与预洗塔顶部出来的管路汇聚，再与管反槽b顶部连通，在该汇聚点之后，进入管反槽b顶部之前，设置有补气点b；所述的预混槽与磷酸二铵造粒机的排气管连通。
通过磷酸储罐、渣浆储槽、纯磷酸储槽、卧螺机机构、管反槽a、管反槽b、预洗塔、造洗塔、洗涤器的设置，使得湿法磷酸中的磷酸得到脱杂，使得其中的金属阳离子得到大幅度的降低，并且能够不断的产生出纯度较高的浓磷酸，并在通过配酸后再次应用，能够逐渐使得磷酸二铵产品的品质得到改善，使得后续的磷酸二铵产品中的水溶性有效磷的含量达到90％以上。
并且通过在处理过程中，对于技术参数的控制，使得在运用该装置进行处理制备磷酸二铵的过程中，能够使得自然沉降过程中的沉降幅度较大，确保大量的金属阳离子被以复合肥的方式沉降出来，降低磷酸中金属阳离子的含量，使得制备的磷酸二铵的水溶性指标得到改善，提高了磷酸二铵中水溶性有效磷的含量。
附图说明
图1为本实用新型创造的结构流程示意图。
1-储罐a 2-储罐b 3-储罐c 4-泵a 5-泵b 6-泵c 7-泵d 8-泵e 9-渣储罐10-泵f 11-纯磷酸储槽 12-泵g 13-卧螺机a 14-卧螺机b 15-卧螺机c 16-卧螺机d 17-预混槽 18-单向阀 19-压力表 20-管反槽a 21-预洗塔 22-管反槽b 23-造洗塔 24-洗涤器 25-泵h 26-泵I 27-泵j。
图2为本实用新型创造的各结构部件连接关系的简化示意图。
A-磷酸储罐B-配酸槽C-纯磷酸储槽D-卧螺机机构E-管反槽a F-预洗塔G-洗涤器H-管反槽b I-造洗塔J-渣浆储槽；箭头表示物料走向。
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
一种高水溶性磷酸二铵生产装置，如图2所示，包括磷酸储罐A、渣浆储槽J、纯磷酸储槽C、卧螺机机构D、管反槽aE、管反槽bH、预洗塔F、造洗塔I、洗涤器G，其中磷酸储罐与渣浆储槽连通，磷酸储罐与配酸槽、预洗塔、洗涤器连通，预洗塔与管反槽a、洗涤器、管反槽b连通，造洗塔与洗涤器、管反槽b连通，预洗塔的底部与卧螺机机构连通，卧螺机机构与渣浆储罐、纯磷酸储槽连通，纯磷酸储槽与配酸槽连通。
具体的，本发明创造的高水溶性磷酸二铵生产装置的结构，如图1所示：
包括三级磷酸储罐，三级磷酸储罐分别是储罐a1、储罐b2、储罐c3，储罐c3通过泵c6与储罐b2顶端连通，储罐c3通过泵e8与渣储槽9顶端连接，渣储槽9通过泵f10与磷酸二铵料浆法生产装置连通；储罐b2通过泵b5与储罐a1顶端连通，储罐b2通过泵d7与渣储槽9顶端连通；储罐a1设置有出酸口，出酸口通过管路与泵a4连通，泵a4出口端的管路分为两个支流，一个支流进入配酸槽，另外一个支流分别进入预洗塔21和洗涤器24中，并且在各个支流上，通过设置阀门来控制其流量；洗涤器24上设置有尾气洗水入口和磷石膏添加入口；洗涤器24顶端还与造洗塔23的顶端连通，造洗塔23的顶端与尾气吸收装置连通；洗涤器24上还设置有出口端，该出口端通过管路与泵h25和泵i26连通，泵h25和泵i26的出口端通过管路连接，并汇聚在一起，并且在泵h25和泵i26的前后，均设置有阀门控制，而且在从出口端出来进行分支进入泵h25和泵i26中的主干道上还设置有阀门控制，这样能够使得泵h25和泵i26在损坏的过程中，能够相互的控制和替换，提高工作效率，降低从洗涤器24中向高位传输液体的压力。
从泵h25和泵i26汇聚的管路中，其将分成多股支流，分别与预洗塔21的侧壁连接、管反槽b22的靠近顶部的侧壁上连接以及与管反槽b22和造洗塔23向连接的位置连通，并且管反槽b22的底部，通过管路与造洗塔23底部与洗涤器24连接的管路相连通，能够充分的使得在造洗塔23、管反槽b22中的产物通过底部进入洗涤器24中，并通过洗涤器24输入预洗塔21中，而且还实现了洗涤器24与管反槽b22、造洗塔23的循环。
在上述中，对于洗涤器24与预洗塔21连接的管路入口靠近泵a4出口端管路上的一个分支与预洗塔21连接的位置，有效确保液体进入预洗塔21中后，混合均匀，提高处理效果。
预洗塔21的顶端通过管路与管反槽b22相连通，在进入管反槽b22之前的位置处，还设置有补气点b，预洗塔21的底部通过管路与泵j27连通，预洗塔21与管反槽a20在侧壁上连通，管反槽a20的顶部通过管路与预洗塔21顶部的管路相汇聚，优选在汇聚点和管反槽a20顶部之间设置有压力表19；管反槽a20的底部通过管路与预洗塔21的底部上的管路连通；泵j27的出口端通过管路分别与卧螺机机构、管反槽a20连通，并在与管反槽a20连通之前，在进入卧螺机机构之后，设置有分支线，该分支线与预混槽17连通，预混槽17的进口端与氨气供应装置或者磷酸二铵生产造粒机的尾气输出端连通，预混槽17的出口端设置有单向阀18，单向阀18的出口端与管反槽a20的顶端管路连通，优选在单向阀18至与管反槽a20的顶端管路连通点之间设置有补气点a，该处补气点a与氨气供应装置或者磷酸二铵生产中和槽的尾气输出端连通。
在上述的卧螺机机构的渣输出端与渣储槽9连通，液体输出端与纯磷酸储槽11连通，纯磷酸储槽11通过泵g12与配酸槽连通；渣储槽9通过泵f10与磷铵车间连通。
上述装置在生产磷酸二铵的过程中，达到逐渐纯化磷酸，降低湿法磷酸中金属阳离子的含量，提高磷酸的品质，使得采用该磷酸进行配酸处理后，再将其用于磷酸二铵产品的生产，能够有效的提高磷酸二铵中的水溶性磷的有效含量，使得其达到90％以上，有效的提高了磷酸二铵产品的品质。
上述装置在运行过程中是：磷酸通过三级磷酸储罐处理，自然沉降后，将其进行过滤，并将过滤出来的液体分成两部分，选取以五氧化二磷计的液体45％进入预洗塔和洗涤器中，另外剩余的部分进入配酸槽，通过将进入预洗塔和洗涤器中的液体在泵的作用下进行处理，并吸收尾气或者与氨气发生中和作用，并经过多次循环后，使得经过卧螺机机构处理，使得其得到纯化，降低磷酸中的金属阳离子的含量；尤其是通过对磷酸储罐中进行自然沉降处理过程中，通过真空蒸发浓缩磷酸，再采用自然降温至40℃左右沉降处理，并且结合控制磷酸含固量为2-3％，比重为1.55-1.65时，将其过滤，能够大幅度的降低磷酸中金属阳离子的含量，提高金属阳离子复合物的析出，提高磷酸的纯度；再结合后续预洗塔、洗涤器之后的多次循环和中和处理，并对其含固量以及中和度的控制，使得磷酸中的杂质得到进一步的降低，使得金属阳离子复合物的沉降析出程度较大，改善了磷酸品质，再将其应用于配酸槽与从磷酸储槽中出来的剩余部分液体配酸后，制备磷酸二铵，有效的提高了磷酸二铵产品中水溶性磷的有效含量，达到了90％以上，有效的改善了磷酸二铵的品质。
上述的卧螺机机构至少由两个卧螺机组成，优选为4个卧螺机组成，如图2所示，由卧螺机a13、卧螺机b14、卧螺机c15、卧螺机d16组成，能够有效提高处理效率。
以上实施例仅限于出本发明创造的技术方案做出进一步的解释和说明，并非对本发明创造的技术方案做出进一步的限定，本领域技术人员在此基础上，做出的非突出的实质性特征和非显著进步的改进，均属于本发明创造的保护范围。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！