料浆法磷铵中和和浓缩优化工艺设计.pdf

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学兔兔 宋学军 料浆法磷铵中和与浓缩的优化工艺设计 31 料浆法磷铵中和与浓缩的优化工艺设计 宋学军 四川省化工设计院 成都 610015 摘要 在料浆法磷铵生产装置的设计中,以强制循环中和新工艺代替旧的槽式中和反应工艺,将中和与 浓缩结合起来进行优化工艺设计,利用反应中产生的蒸汽与一效蒸发浓缩产生的二次蒸汽混合后共同作为二效 蒸发浓缩的热源,从而节省大量能源,取得节能减排的双重效果。 关键词 磷铵 中和 浓缩 新工艺 优化设计 磷铵是一种优质、高效的复合型化学肥料, 打至喷雾干燥工段经喷雾和干燥 (或喷浆造粒干 成品中含氮约10%,含磷约45%,是现代肥料工 燥)成磷铵产品。 业中高浓度复合肥料的代表产品。它既可作为磷 料浆法磷铵的工艺流程见图1。 肥单独使用,也是生产高浓度复合肥的主要原料。 磷铵还是重要的工业原料,在防火剂、水处理、 生物培养和化工原料等领域有广泛的应用价值, 市场需求量大。 图1 料浆法磷铵的工艺流程方框图 通常磷铵是由磷酸与氨反应制取。磷酸与氨 反应有三种盐生成:磷酸一铵NH H PO 、磷酸二 1 槽式中和工艺 铵 (NH )2HPO 和磷酸三铵(NH )3HPO 。 对于稀磷酸与气氨的中和反应工序,较为传 因磷酸三铵稳定性差,故国内外均以磷酸一 统的生产方法是采用槽式中和反应工艺。该工艺 铵或磷酸二铵为产品进行应用,简称磷铵。 的优点是操作较为稳定可靠、缓冲余地较大、物 磷酸一铵与磷酸二铵相比,磷酸一铵密度较 料物性较好;缺点是规模较小时虽可用反应釜, 大,稳定性和临界相对湿度较高,氨蒸汽压很低, 一 旦规模较大时则需用较大的反应槽,如100kt/a 因而从磷铵的生产、应用、贮运等方面看,磷酸 磷铵规模的反应槽就需约30m ,更大规模磷铵装 一 铵更具优势…。 置的反应槽容积就更大,或需增加反应槽台数。 磷铵在化肥工业中的生产,国内外均采用湿 反应槽不仅体积较大、生产强度低、气氨损耗较 法磷酸为原料,也就是料浆法磷铵生产工艺。 大、能耗高、环境条件差,而且反应的停留时间 在料浆法磷铵的生产装置中,稀磷酸与气氨 长 (45~55min),基建投资费用高。其次,磷酸 的中和反应与磷铵料浆的蒸发浓缩分别是很重要 与氨的中和反应是强放热反应,根据热量衡算, 的关键工序。中和工序主要是稀磷酸与气氨进行 以1000kg湿法磷酸为计算基准,磷酸与氨的中和 如下反应: 反应热为3.368 X 10 kJ J。反应热除将反应物料加

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