磷酸一铵装置中和反应器的优化设计.pdf

维普资讯 32 CHE眦 ALENG 砸ERINGDESIGN 磷酸一铵装置中和反应器的优化设计 徐 辉 云南省化工设计院 昆明 650041 摘要 分析 目前磷酸一铵装置中的关键设备——中和反应器存在的问题；结合工程实例，介绍中和 反应器设计中的结构改进及设计计算中一些重要参数的选择。 关键词 磷酸一铵 中和反应器 搅拌器 反应 2 中和反应器现存 的主要问题 1 概述 目前 。国内已建成的磷酸一铵装置有 30kt／a 磷酸一铵是一种高效复合肥，是用合成氨和 和60kt／a两种规模 ，中和反应器结构见图2。 湿法磷酸为原料进行中和反应制取的。目前国内 磷酸一铵生产的主要工艺方法有：①料浆浓缩 一 喷浆造粒法；②预中和氨化粒化法；③加压中和 自热喷雾干燥法。其中加压中和 自热喷雾干燥法 流程较为简单合理，建设投资省，仅为其它方法 口 的1／4～1／5；完全依靠 自热 ，能耗低，装置运 行稳定性较好，因而在磷酸一铵生产中得到了广 泛的应用。其工艺流程简图如图1。 图 l 加压中和 自热喷雾干燥法流程简图 图 2 传统 中和反应器结构 图 1．夹套 2．搅拌装置 3．反应器体 4．密封装置 磷酸的氨化反应是一个中和快速反应，瞬间 5．机架 6．驱动装置 即能完成。气氨在一定的压力下进入反应器与磷 目前使用的中和反应器存在着 以下几方面的 酸}昆合 ，通过搅拌器的搅动和剪切，使进入的气 问题。 氨尽可能分散，形成很小的氨气泡，达到最大的 (1)搅拌器采用涡轮圆盘平直6叶搅拌器 ， 比表面，与磷酸充分接触。磷酸与氨产生强烈的 其直径通常取为反应器内径的0．3倍 ，所 以生产 放热反应 ，又使反应生成的料浆剧烈沸腾 ，水蒸 中要求较高 的转速 (通常为 250～300r／min)， 汽不断从料浆表面逸出，促进氨的扩散。反应生 接近轴的临界转速 ，由于制造 中的加工精度往往 成的料浆在反应器内的压力下，由底部压入喷雾 达不到设计要求 ，故在生产中会产生较大的振 干燥塔，闪急蒸发干燥 ，得到粉粒状固体产品。 动，甚至出现搅拌轴被振弯，造成事故。另外， 中和反应器是装置中的关键设备，其合理的设计 磷铵料浆易粘在搅拌器上，造成不平衡力矩 ，降 对保证产品优质高产，节能降耗具有十分重要的 低轴的临界转速。 意义。 (2)气氨 由两根对称导管进入反应器液面 徐 辉 ：高级工程师．1982年毕业于云南交通技术学院机械专业 ．长期从事化工设备设计工作。联系电话：(0871)3332563 维普资讯 徐 辉 磷酸一铵装置中和反应器的优化设计 33 下 ，并通过导管底部的小孑L喷出。此进气结构气