一种液体聚磷酸铵肥料生产装置的制作方法

本技术涉及液体聚磷酸铵肥料生产，具体地说，涉及一种液体聚磷酸铵肥料生产装置。

背景技术：

1、聚磷酸铵肥料通常是以聚磷酸、热法磷酸、精制磷酸、工业磷酸一铵及磷酸脲等磷源为主要原料，与氨及尿素等氮源在一定工艺条件下聚合得到的产品，聚合度一般为2～10，根据产品的形态可分为固体聚磷酸铵和液体聚磷酸铵。聚磷酸铵肥料具有一定的螯合功能，能够螯合土壤中所含的钙、镁、锌、铁等离子，肥料施入土壤中不易被固定，可提高磷在土壤中的迁移距离，从而提高磷元素的利用率。

2、长期以来，国内研究以湿法磷酸为原料生产聚磷酸铵的文献资料很多，其中，cn104528682a公开了一种用湿法磷酸制取全水溶性聚磷酸铵水溶液的方法，它主要包括：采用浓度在30％到80％的湿法磷酸与氨气在加热到150℃到300℃温度下，在湿法磷酸、氨气、磷酸铵、聚磷酸铵、水混合组成的液体环境中不断发生缩合反应，初步制成聚磷酸铵水溶液。但是，聚磷酸铵的聚合过程为脱水过程，该法在水溶环境中发生聚合必然对聚合温度条件要求较高，能耗必然也高。cn107892278a公开了一种水溶性聚磷酸铵液体的生产方法，它主要包括：以工业湿法磷酸、液氨、气氨为原料，通过管式中和缩聚反应和聚合釜进一步中和缩聚反应而制取高温熔融物料，然后在带冷却夹套的水溶性聚磷酸铵水剂配制槽中冷却配制成聚磷酸铵液体；该法对磷酸浓度要求过高，以五氧化二磷计，磷酸质量分数为72～76％，且该法为间歇反应，难以扩大生产规模。

3、目前，市场主流的液体聚磷酸铵主要以美国tva在上世纪六十年代开发的工艺为主，以聚磷酸、热法磷酸及工业湿法磷酸等为主要原料在管式反应器中部分通氨中和反应生成熔融体物料，熔融体物料加入混合槽后再进一步氨化，同时，混合槽中的液体物料通过外循环冷却系统，移走过多的反应热，保持混合槽物料温度低于80℃。该工艺存在对原料磷酸品质要求高，聚磷酸和热法磷酸的生产均属于高耗能生产；以工业湿法磷酸为原料生产时，需将磷酸浓缩到磷酸含量为75％或85％。但是，在液体聚磷酸铵生产过程中，为了避免聚磷酸铵水解，需要通过外循环冷却装置移走大量的反应热，造成反应热浪费。另外，在工业湿法磷酸生产过程中，花极高的成本代价脱除了湿法磷酸中含有的钙、镁、硫、铁等农业有益元素。

4、综上所述，针对传统液体聚磷酸铵生产工艺及装置存在对原料磷酸品质要求高、反应热浪费、生产成本高以及湿法磷酸含有的中微量元素资源全量化利用不充分等问题。因此，急需一种以湿法磷酸为原料，在充分利用磷酸中的中微量元素及氨酸中和反应热的基础上，连续稳定生产液体聚磷酸铵肥料的装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种液体聚磷酸铵肥料生产装置，以解决上述背景技术中提出的传统液体聚磷酸铵生产工艺及装置存在对原料磷酸品质要求高、反应热浪费、生产成本高以及湿法磷酸含有的中微量元素资源全量化利用不充分等问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种液体聚磷酸铵肥料生产装置，其特征在于：包括浓缩系统、聚合反应系统和尾气洗涤系统，所述尾气洗涤系统包括依次连接的一级洗涤塔、洗涤液储槽、洗涤泵，洗涤液储槽一侧设置有磷酸进口，洗涤泵出液口分别与一级洗涤塔、二级换热器连接；所述浓缩系统包括依次连接的浓缩泵、加热器、浓缩塔、浓缩液储槽，浓缩液储槽上设置有尿素进料口，浓缩液储槽与浓缩泵进料口连接，浓缩泵进料口还与二级换热器连接；所述聚合反应系统进料口通过管式反应器与浓缩液储槽连接，聚合反应系统出料口依次与一级换热器、临时储槽连接，临时储槽与二级换热器产品进料口连接，二级换热器上的产品出料口与产品储槽连接，一级换热器进液口与液氨提供装置连接，一级换热器出口与管式反应器的氨进口连接，一级洗涤塔进气口与聚合反应系统排气口连接。

3、作为优选，所述临时储槽一侧设置有液氨进料口，液氨进料口与液氨提供装置连接。

4、作为优选，所述一级换热器出口与管式反应器的氨进口间设置有氨储罐，二级换热器与产品储槽之间设置有三级换热器，三级换热器进液口与液氨提供装置连接，三级换热器排气口与氨储罐连接。

5、作为优选，所述聚合反应系统包括依次连接的闪蒸室、聚合槽，聚合槽溢流口与溶解槽连接，溶解槽出口与收集槽连接，收集槽出料口与一级换热器连接；聚合槽的热源由加热系统提供。

6、作为优选，所述加热器的上部一侧设置有饱和蒸汽进口，所述加热器的下部另一侧设置有冷凝液出口。

7、作为优选，所述一级洗涤塔进气口处设置有文丘里洗涤器，洗涤泵出液口与文丘里洗涤器进口连接。

8、作为优选，所述一级洗涤塔排气口与二级洗涤塔进气口连接，二级洗涤塔进气口处设置有进水口，二级洗涤塔底部的洗涤液出口与洗涤液储槽连接。

9、作为优选，所述三级换热器产品出料口还通过循环管线与溶解槽连接，循环管线设置有鲜水进料口。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

11、1、该液体聚磷酸铵肥料生产装置中，采用分点、分段回收利用氨酸中和反应热的方式，降低磷酸浓缩、液氨蒸发、产品降温的能耗，有效地解决了传统液体聚磷酸铵装置存在的原料预处理时高温加热，产品质量控制则需外循环降温冷却的矛盾问题，在充分利用氨酸中和反应热的同时，降低了产品降温的能耗成本。

12、2、该液体聚磷酸铵肥料生产装置中，采用分步分设备进行连续中和反应、气液分离、聚合反应及溶解吸收的工艺，实现中和反应、气液分离、聚合反应及溶解吸收既独立又统一的有机结合，有效地解决了传统液体聚磷酸铵生产存在的在水环境中高温聚合效率低、能耗高的问题，提高了聚合效率，降低了聚合能耗成本。

13、3、该液体聚磷酸铵肥料生产装置中，采用尾气洗涤与聚合反应分离的方式，有效地解决了传统液体聚磷酸铵装置存在的在高温条件下洗涤吸收聚合尾气中氨气效率低的问题，节约了环保投入成本。

技术特征：

1.一种液体聚磷酸铵肥料生产装置，其特征在于：包括浓缩系统、聚合反应系统和尾气洗涤系统，所述尾气洗涤系统包括依次连接的一级洗涤塔(7)、洗涤液储槽(3)、洗涤泵(5)，洗涤液储槽(3)一侧设置有磷酸进口(4)，洗涤泵(5)出液口分别与一级洗涤塔(7)、二级换热器(10)连接；所述浓缩系统包括依次连接的浓缩泵(12)、加热器(13)、浓缩塔(16)、浓缩液储槽(17)，浓缩液储槽(17)上设置有尿素进料口(18)，浓缩液储槽(17)与浓缩泵(12)进料口连接，浓缩泵(12)进料口还与二级换热器(10)连接；所述聚合反应系统进料口通过管式反应器(20)与浓缩液储槽(17)连接，聚合反应系统出料口依次与一级换热器(27)、临时储槽(28)连接，临时储槽(28)与二级换热器(10)产品进料口连接，二级换热器(10)上的产品出料口与产品储槽(39)连接，一级换热器(27)进液口与液氨提供装置连接，一级换热器(27)出口与管式反应器(20)的氨进口连接，一级洗涤塔(7)进气口与聚合反应系统排气口连接。

2.根据权利要求1所述的液体聚磷酸铵肥料生产装置，其特征在于：所述临时储槽(28)一侧设置有液氨进料口(29)，液氨进料口(29)与液氨提供装置连接。

3.根据权利要求1所述的液体聚磷酸铵肥料生产装置，其特征在于：所述一级换热器(27)出口与管式反应器(20)的氨进口间设置有氨储罐(36)，二级换热器(10)与产品储槽(39)之间设置有三级换热器(31)，三级换热器(31)进液口与液氨提供装置连接，三级换热器(31)排气口与氨储罐(36)连接。

4.根据权利要求1所述的液体聚磷酸铵肥料生产装置，其特征在于：所述聚合反应系统包括依次连接的闪蒸室(21)、聚合槽(22)，聚合槽(22)溢流口与溶解槽(24)连接，溶解槽(24)出口与收集槽(25)连接，收集槽(25)出料口与一级换热器(27)连接；聚合槽(22)的热源由加热系统(23)提供。

5.根据权利要求1所述的液体聚磷酸铵肥料生产装置，其特征在于：所述加热器(13)的上部一侧设置有饱和蒸汽进口(14)，所述加热器(13)的下部另一侧设置有冷凝液出口(15)。

6.根据权利要求1所述的液体聚磷酸铵肥料生产装置，其特征在于：所述一级洗涤塔(7)进气口处设置有文丘里洗涤器(6)，洗涤泵(5)出液口与文丘里洗涤器(6)进口连接。

7.根据权利要求1所述的液体聚磷酸铵肥料生产装置，其特征在于：所述一级洗涤塔(7)排气口与二级洗涤塔(2)进气口连接，二级洗涤塔(2)进气口处设置有进水口(1)，二级洗涤塔(2)底部的洗涤液出口与洗涤液储槽(3)连接。

8.根据权利要求3所述的液体聚磷酸铵肥料生产装置，其特征在于：所述三级换热器(31)产品出料口还通过循环管线(32)与溶解槽(24)连接，循环管线(32)设置有鲜水进料口(33)。

技术总结
本技术涉及液体聚磷酸铵肥料产品生产技术领域，具体为一种液体聚磷酸铵肥料生产装置，尾气洗涤系统包括依次连接的一级洗涤塔、洗涤液储槽、洗涤泵，洗涤液储槽一侧设置有磷酸进口，洗涤泵出液口分别与一级洗涤塔、二级换热器连接；浓缩系统包括依次连接的浓缩泵、加热器、浓缩塔、浓缩液储槽，浓缩液储槽上设置有尿素进料口；聚合反应系统进料口通过管式反应器与浓缩液储槽连接，聚合反应系统依次与一级换热器、临时储槽连接，临时储槽与二级换热器、产品储槽连接。采用分点、分段回收利用氨酸中和反应热的方式，降低磷酸浓缩、液氨蒸发、产品降温的能耗，在充分利用氨酸中和反应热的同时，降低了产品降温的能耗成本。

技术研发人员：龙文恒,薛河南,马航,万邦隆,杜建波,刘家琪
受保护的技术使用者：云南云天化股份有限公司
技术研发日：20230613
技术公布日：2024/1/15