专利名称：碳铵法生产磷酸一铵新工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以碳酸氢铵(以下简称碳铵)替代液氨生产磷酸一铵的新工艺，即碳铵法生产磷酸一铵新工艺。
背景技术：
传统的料浆法生产磷酸一铵(以下简称磷铵)，是将液氨气化后与磷酸进行中和反应得到磷铵料浆，后者经蒸发浓缩造粒而制得磷铵肥料。该法的缺陷是投资大、原料液氨供应紧缺，且存在运输储存和使用不便、不安全、有毒性、有污染的痼疾。用碳铵替代液氨与磷酸中和反应再制得磷铵的工艺称为碳铵法生产磷铵工艺。其公认优点是投资少、原料便宜易购得、运输储存方便安全毒性污染性小。这已由中国专利申请公开号CN 1094964A“用碳酸氢铵生产磷酸一铵工艺”和中国专利授权公告号CN 1048227C“一种以碳酸氢铵替代液氨生产磷铵的方法”所充分述及。上述两专利均为碳铵法工艺，但上述两个专利也均有技术缺陷。前专利CN 1094964A的主要缺陷已被后专利CN 1048227C所指出，即预热磷酸增加成本且操作不便不安全；中和度较低。较之前专利CN 109499964A，后专利CN 1048227C有较大的改进，但后专利自身也有较大的缺陷，主要为1、该专利在对其说明书附图的详细说明中“将碳酸氢铵固体粉碎后经传送带1送入反应槽3中”，用传送带投料，就不可能使其中和反应槽实现封闭化；且因其出料口在反应槽的下部(详见其附图)，其中和反应及其进、出料均必将为间歇式，不能实现连续化生产。故此中和反应槽的使用效率和生产强度较低。这种既不封闭，又不能连续化生产的中和反应槽中产生的CO2等有害气体必将大量逸出至中和反应槽外，严重污染操作空间和周围环境，更不能将CO2等有害气体充分集中以回收利用和净化，这明显不符合环保要求。其次，该说明书中虽写到“反应生成的二氧化碳气体经回收系统4排出回收”，但没有下文，没有具体的回收利用和净化的技术措施，无可实施性，无法操作。
2、其敞开不封闭的中和反应槽、其间歇式的加热中和反应以及其间歇式的进、出料操作，均将耗损较多的能量(蒸汽和电力)，不符合节能原则。
3、由于其中和反应为间歇式不能连续化进行，因此其中和度控制范围较窄小(1.15-1.2)，增加了生产控制时间和成本。
发明内容
本发明的目的在于用封闭、连续化的中和反应新工艺，取代敞开、间歇式的中和反应老工艺，以提高设备的生产效率、强度和节能；用强碱液对酸性气体的极强吸收性或用其他方式，实现对封闭集中的有害副产物CO2的充分回收利用和尾气净化。
本发明实现其目的的工艺技术方案是一种全部用碳铵替代液氨生产磷铵的新工艺，与现有的碳铵法生产磷铵工艺比较，该新工艺的特征在于将破碎的碳铵(含N≥17％)与中低浓度的磷酸(含R2O5在22％左右)同时连续加入到封闭的内有加热管和特制结构的反应罐中进行连续化吸热中和反应，其化学反应式如下(热量)中和反应生成的磷铵料浆连续溢流至精调缓冲罐，将料浆的中和度调控至1.16±0.05(即1.11-1.21)后，经连续蒸发浓缩喷粉干燥(或造粒)后得到磷铵产品(含N＞10％；含P2O5＞46％)。含CO2的尾气经吸收净化塔内的CO2吸收剂吸收利用净化后，经抽风机排放。如，这里用强碱NaOH溶液作吸收剂，则酸性气体CO2被吸收利用的化学反应式如下
回收物Na2CO3溶液可用作联产多种磷酸钠盐的原料。根据不同情况，CO2的吸收剂也可用其他相应的化学物质，以制得相应的回收物，可再联产其他相关的产品或综合利用，以降低总生产成本。CO2气体亦可经冷冻液化直接回收制成液态二氧化碳“干冰”产品。国际《京都议定书》要求各国政府必须采取得力措施减少温室气体，限制工业CO2的排放量，防止大气污染。我国环保法也有明确的类似要求，本发明完全符合国际国内对防止污染和实现综合利用的要求。
本发明的有益效果是本发明不仅更新、完善了碳铵法生产磷铵的工艺技术，提高了设备的生产效率、强度和节能、安全及降低成本；还创新或从根本上改进了碳铵法生产磷铵中对有害付产物CO2的回收利用和净化尾气的工艺技术。最终在保证产品质量的前提下，综合实现了碳铵法生产磷铵的高效、节能、低成本、安全和环保的多重目的。
附图是本发明“碳铵法生产磷酸一铵新工艺”的工艺流程示意图。
下面结合附图，对本发明详细说明如下将固体碳铵投入破碎机1破碎后，经螺旋输送机2投入到有特制结构的中和反应罐3中，同时磷酸由进料口4加入到3中，碳铵与磷酸中和反应所需的热量由加热管5供给。中和反应所产生的CO2气体进入吸收净化塔6回收利用，净化后的尾气经抽风机7排空。CO2吸收液由塔的进料口8进入塔的顶部向下喷淋，以充分接触吸收由塔的底部强制上升来的CO2气体，生成回收利用物的溶液由塔底部的出料口9放出以回收利用。碳铵与磷酸中和生成的磷铵料浆由3上部的出料口溢流出料至精调缓冲罐10，调控料浆中和度所需补加的少量碳铵或磷酸由补料口11投入，调好中和度的磷铵料浆经循环泵12打入蒸发浓缩系统的加热器13，被急升温后进入闪蒸室14蒸发脱水，料浆在蒸发浓缩系统12-13-14-12之间快速循环。料浆蒸发的水蒸汽由冷凝系统15排出。当磷铵料浆循环蒸发浓缩到要求的浓度后，进入喷粉干燥(或造粒)系统16制得磷铵成品。
具体实施例方式
参照说明书附图，具体实施的工艺流程如下将固体碳铵投入破碎机1破碎后，经螺旋输送机2投入到有特制结构的中和反应3中，同时磷酸由进料口4加入到3中，碳铵与磷酸中和反应所需的热量由加热管5供给。中和反应所产生的CO2气体进入吸收净化塔6回收利用，净化后的尾气经抽风机7排空。CO2吸收液由塔的进料口8进入塔的顶部向下喷淋，以充分接触吸收由塔底部强制上升来的CO2气体，生成回收利用物的溶液由塔底部的出料口9放出以回收利用。碳铵与磷酸中和生成的磷铵料浆由3上部的出料口溢流出料至精调缓冲罐10，调控料浆中和度所需补加的少量碳铵或磷酸由补料口11投入，调好中和度(1.16±0.05)的磷铵料浆经循环泵12打入蒸发浓缩系统的加热器13，被急升温后进入闪蒸室14蒸发脱水，料浆在蒸发浓缩系统12-13-14-12之间快速循环。料浆蒸发的水蒸汽由冷凝系统15排出。当磷铵料浆循环蒸发浓缩到要求的浓度后，进入喷粉干燥(或造粒)系统16制得磷铵成品。
权利要求
1.一种碳铵法生产磷酸一铵新工艺，其特征是将碳酸氢铵(以下简称碳铵)经破碎机(1)破碎后，再经螺旋输送机(2)与磷酸同时连续投入到封闭的内有加热管和特制结构的反应罐(3)内进行连续中和反应，生成的磷铵料浆连续溢流出料至精调缓冲罐(10)，将料浆的中和度调控至1.16±0.05(即1.11-1.21)后，经连续蒸发浓缩喷粉干燥(或造粒)系统后得到磷铵产品(含N＞10％；含P2O5＞46％)；中和反应生成的含大量CO2的尾气经吸收塔(6)内的CO2吸收剂吸收利用净化后，经抽风机(7)排放，例如用烧碱溶液作CO2的吸收剂，则吸收利用CO2的化学反应式为吸收利用CO2得到的Na2CO3溶液可用作联产多种磷酸钠盐的原料；根据不同情况CO2的吸收剂还可用其他相应的化学物质，以制得相应的回收物，可再联产其他相关的产品或综合利用，以降低总生产成本。
2.根据权利要求1所述的碳铵法生产磷酸一铵新工艺，其特征是将破碎的碳铵与磷酸同时连续投入到封闭的内有加热管和特制结构的反应罐(3)内进行连续中和反应，以制成磷铵料浆，且料浆连续溢流出料至精调缓冲罐(10)内，以调控中和度。
3.根据权利要求1所述的碳铵法生产磷酸一铵新工艺，其特征是磷铵料浆的中和度为1.16±0.05(即1.11-1.21)。
4.根据权利要求1所述的碳铵法生产磷酸一铵新工艺，其特征是中和反应罐(3)在封闭状态下连续产生的含大量CO2的气体集中被抽风机(7)抽入吸收净化塔(6)的底部，CO2在塔内强制上升过程中，被从塔顶部喷淋下来的CO2吸收剂充分接触吸收，生成的回收利用物由塔底部的出料口(9)放出，去用作联产相应化工产品的原料，例如这里用烧碱(NaOH)溶液作CO2的吸收剂，则CO2被吸收利用的化学反应式为回收利用物NaCO3溶液可用作联产多种磷酸钠盐的原料，被回收利用后净化的尾气经抽风机(7)排空，达到综合利用和环保的目的；根据不同情况，CO2的吸收剂亦可采用其他相应的化学物质，以制得相应的回收利用物，可再联产其他相关的产品或综合利用，以降低总生产成本。
全文摘要
本发明涉及一种碳铵法生产磷酸一铵的新工艺，将破碎的碳铵与磷酸同时连续投入到内有加热管和特制结构的反应罐内进行连续中和反应生成磷铵料浆，料浆连续溢流出料至精调缓冲罐，调控料浆的中和度达到要求后，经蒸发浓缩喷粉干燥(或造粒)后，制得磷铵产品，含CO
文档编号C01B25/00GK1706745SQ200510018528
公开日2005年12月14日 申请日期2005年4月8日 优先权日2005年4月8日
发明者陈思敏, 陈所安 申请人:陈所安