專利名稱:氨化硫酸氫鉀液生產硫基復合肥的方法及其配用的裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及復合肥生產方法,特別是涉及一種氨化硫酸氫鉀液生產硫基復合肥的方法及其配用的裝置。
背景技術:
現在,對硫基復合肥的氨化生產技術進行研究,開發并應用到實際中的技術很多,按照所得產品的不同,主要可分為硫酸鉀銨生產技術、噴漿造粒硫基復合肥生產技術,氨化造粒硫基肥生產技術。
硫酸鉀銨屬于硫基復合肥種類中的氮鉀肥,對此方面的研究應用較少。已有的硫酸鉀銨生產技術中,采用了對硫酸氫鉀(KHSO4)液經中和槽進行的氨氣氨化,對硫酸鉀銨(KNH4SO4)結晶液進行的離心機離心分離等主要技術;目前該技術亟待解決的問題相當多,主要表現在該技術加水量大,如加水量小無法結晶分離,導致動力消耗高,固液的離心分離較困難,離心后的固體不易烘干等幾個方面。其主要生產過程為,用過量硫酸與氯化鉀在反應槽中于110-130℃反應,生成硫酸氫鉀液(KHSO4),其中含有硫酸氫鉀(KHSO4)及過量硫酸,此反應生成液高于90℃時為液體,低于90℃時為固體;為了使該液體在加工過程中不至于凝固,同時能夠滿足離心分離的需要,在稀釋槽中加入水份,加水量為硫酸氫鉀液(KHSO4)總量的40-60%(質量比);加水稀釋后在中和槽中通入氨氣中和,中和后生成硫酸鉀銨,其中含有硫酸鉀銨(KNH4SO4)共結晶體及少量硫酸銨(NH4)2SO4,中和不好時還生成硫酸氫銨(NH4HSO4);中和后的硫酸鉀銨固液混合物在結晶槽中于50-60℃結晶,結晶后進入離心機離心分離,分離后的液體返回稀釋槽;分離后的固體直接去烘干機烘干,烘干后作為成品出售。
由于硫酸氫鉀的輸送過程及硫酸鉀銨的結晶過程需要的水量較多,與硫酸氫鉀的量相比達到1∶1以上,導致熱能消耗高;其所形成的硫酸鉀銨、硫酸銨、硫酸氫銨溶液粘度特別大,造成離心機離心分離困難;由于硫酸鉀銨共結晶體含結晶水及結合水相當多,達到25-35%,離心分離后的固體含水量高,表面粘稠,造成在烘干機內烘干易粘烘干機內壁,烘干困難,燃料消耗大;若增高稀釋槽中的水含量,就會面臨水分的不平衡問題,離心機離心分離后的水分只得部分外排或通過蒸發器用蒸汽蒸發;由于外排水中含有大量的溶解物,造成環境污染;鑒于以上原因,原有硫酸鉀銨的生產技術,工業化上未獲成功。
現有的噴漿造粒硫基復合肥生產技術,由于硫酸氫鉀與磷酸或硫酸氫鉀與磷一銨組成的混酸液含水份30%,其含水量為硫酸氫鉀重量的61.8%,使得返料比大,為4-5∶1,導致烘干能耗及動力消耗大;造粒機烘干溫度達到500℃以上,使得尿素、硝銨等高氮源原料無法過多加入,造成用該技術生產的高濃度硫基復合肥含氮低,不適于大多數植物生長所需要的氮磷鉀比例要求。
用氨氣氨化造粒生產技術生產的硫基復合肥產品比較適于植物生長需要,對這種生產技術進行研究開發并應用于實際的工程也相當多。現在這些工程中,都是利用硫酸氫鉀與磷酸或硫酸氫鉀與磷酸一銨溶液組成的混酸液用氨氣進行氨化,其主要工藝過程概述為,過量硫酸與氯化鉀在反應槽中于110-130℃反應,生成硫酸氫鉀液,反應后生成的氯化氫氣體進入鹽酸吸收系統吸收后作為成品出售,反應后生成的硫酸氫鉀液進入混酸槽;在混酸槽中,硫酸氫鉀液與來自磷酸一銨溶解槽的磷酸一銨液或來自磷酸生產線的磷酸液混合,經攪拌均勻后,成為混酸液,用泵輸送到管式反應器;在管式反應器中,通過通氨氣對混酸液進行氨化;從管式反應器出口出來的氨化后的氣體及液體進入造粒機。在造粒機內,經管式反應器反應后的物料與系統返料及所添加的新料一起進行造粒;造粒后的物料經烘干機烘干、冷卻機冷卻、篩分機篩分后,中顆粒作為成品部分取出,另一部分及篩分機篩下的大顆粒,經粉碎機粉碎后,與篩分機篩下的粉狀物料一起作為系統返料,返回造粒機。
目前氨氣氨化造粒工藝限于現狀是由于業內人士有一個共識,就是不加磷組分,難以輸送,此看法存在偏見;在以下所述的發明工藝中,對硫酸氫鉀液的組成及輸送,作了大幅度改進,由此使得被輸送的硫酸氫鉀液中的水份降低,使氨水氨化成為可能;現有氨化工藝所需的氨氣,價位相對氨水價位高得多;由硫酸氫鉀與磷酸一銨或磷酸溶液組成的混酸液中,必須使含水量達到28%以上;如按硫酸氫鉀的量計算,含水量則達到硫酸氫鉀重量的53.3%,達不到此含水量則混酸液輸送變得困難,而達到這樣高的含水量,勢必需增大進入造粒機的返料量,使從造粒機出來的物料不至于太濕以便烘干,導致進入造粒機所需的返料比增大,達到3.5-4∶1;由于返料比大,必須耗費相當多的熱能去完成產品的烘干任務。
以上工藝所需的氨氣是由氨站來提供的,氨站設備包括氨壓縮機、卸氨蒸發器、供氨蒸發器、液氨儲槽、氣氨緩沖罐、卸車槽;氨站需完成兩個功能,一是液氨的卸車,二是液氨的蒸發輸送。
已有的生產技術中,采用的液氨蒸發輸送技術都相同,都是采用通過液氨蒸發器,用間接蒸汽加熱或其他熱源間接加熱;液氨的卸車,有多種方式,主要有以下兩種方式。
第一種方式是通過氨壓縮機來完成的,用氨壓縮機抽取液氨儲槽中的氨氣,通過氨壓縮機加壓,加壓后通至卸車槽中的氣相管,氨壓縮機入口壓力為0.4-0.6MPa,出口壓力為1.0-1.2MPa,這樣使得卸車槽中的氣相壓力高于液氨儲槽中的氣相壓力,使卸車槽中的液氨經過管道輸送得以進入液氨儲槽。該方法由于使用了氨壓縮機,造成了動力消耗大;氨壓縮機需消耗冰機油,而且耗量較大,其所用活塞及軸套磨損快且價格貴,造成材料費用高。為了改善這種生產技術,有些廠家已開始采用下面所述的第二種方式。
第二種方式是采用卸氨蒸發器卸氨,靠液氨儲槽與卸車槽之間的液氨液位差,液氨儲槽的液氨被輸送至卸氨蒸發器,當卸氨蒸發器液位達到1/2~2/3時,關閉液氨儲槽與卸車槽之間的液氨閥門;然后在卸氨蒸發器中通入蒸汽加溫,使部分液氨氣化成氣氨,把這部分氣氨用管道通至卸車槽中的氣相空間,經過一段時間后,卸車槽中的壓力高于液氨儲槽的壓力,通過卸車槽與液氨儲槽之間的液相連管,把液氨輸送到液氨儲槽,完成卸氨任務。此工藝雖然操作簡單,仍有可改進之處。
對于第一種方式可用卸車泵代替氨壓縮機來完成卸氨功能,以減少動力;對于第二種方式可用一個蒸發器來同時完成卸氨功能及蒸氨功能,以減少設備投資、占地面積和操作費用。
當氨化采用了碳化氨水氨化時,由于碳化氨水中含有二氧化碳,由此涉及到二氧化碳的回收問題。
目前,碳化氨水中二氧化碳的回收方法未見報道,釀酒行業酒精發酵所產生的二氧化碳的回收方法已見于工具書及酒精發酵雜志中。酒精發酵所產生的二氧化碳的回收方法可簡述為來自酒精發酵罐的二氧化碳通過收集管收集后,進入酒精回收塔洗滌,回收二氧化碳氣體中所夾帶的酒精,經洗滌后的氣體進入離心風機或羅茨風機加壓,加壓后進入液體二氧化碳及其干冰的制造裝置中。此裝置由于離心風機或羅茨風機的軸封漏氣問題,發酵罐刷罐過程中漏入空氣問題,以及用二氧化碳收集管收集過程中進入較多的空氣問題,使得回收的二氧化碳純度不高,只能達到90%,不能作為化工廠的保安氣使用;制作干冰時,需外排相當多的含有40-50%二氧化碳的空氣,導致動力消耗高。
發明內容
本發明的目的在于克服上述缺陷,提供一種氨化硫酸氫鉀液生產硫基復合肥的方法,該方法與現有的液氨氨化工藝相比,具有既能充分利用豐富的氨水資源,又能降低生產成本,保證產品質量的優點。本發明的目的還在于提供一種用于實施該方法的裝置。
該方法主要是利用小氮肥廠的碳化氨水母液及各化工廠副產的氨水、碳化氨水并適當補充氨氣、氨液對硫酸氫鉀液及含硫酸氫鉀的物料進行氨化,用之制造硫基復合肥的方法;該硫基復合肥具體包括硫酸鉀銨、硫基氮鉀兩元素復合肥及硫基氮磷鉀三元素復合肥的制造。
本發明氨化硫酸氫鉀液生產硫基復合肥的方法先后包括如下步驟用過量硫酸與氯化鉀在反應槽中于110-130℃反應,生成硫酸氫鉀液(KHSO4),反應式為,硫酸氫鉀液中含有硫酸氫鉀(KHSO4)、過量硫酸、未反應的氯化鉀、未被鹽酸吸收裝置吸收的氯化氫,反應生成的氯化氫氣體通過鹽酸吸收系統吸收后,作為成品鹽酸出售;該硫酸氫鉀液(KHSO4)流至中和槽中,在中和槽中與其他物料攪拌混合,按中和槽所添加物料的不同形成兩種不同的混合液;一種只添加系統回收的洗滌水及蒸汽,所得混合液不含銨離子,稱為氫鉀稀液;另一種添加氨水或碳化氨水,所得混合液中含氨離子,稱為預中和液。在第一種方式中,中和槽中已無中和反應,還按慣稱稱謂。
在中和槽中,若加水及蒸汽,攪拌后溫度控制在75-90℃時,水含量為15-30%(與硫酸氫鉀的重量比);溫度控制在90-110℃時,水含量為10-15%(與硫酸氫鉀的重量比);此方式所形成的混合液,不含銨離子,為氫鉀稀液。
在中和槽中,若加氨水或碳化氨水,則通入本發明的放大器進行,系統回收的洗滌水通過管道加入;為了保持溫度,需用直接蒸汽加熱。所用氨水含氨5-30%(重量比),硫酸氫鉀液與氨水反應后生成的混合液含有硫酸氫鉀、硫酸鉀銨、硫酸氫銨、未反應的氯化鉀、硫酸、硫酸銨、鹽酸、氯化銨,此混合液含氨離子,稱為預中和液。
中和槽加氨水的工藝參數如下當溫度90-120℃時,控制預中和液中水含量為5-15%(與硫酸氫鉀的重量比);溫度75-90℃時,控制預中和液中水含量為15-20%(與硫酸氫鉀的重量比);所用的氨用量為中和氫鉀液中酸度用量的10-60%。
上述主要反應式為氨化后未被吸收的氨氣及二氧化碳,被氨凈化塔內的循環液體經循環泵循環吸收,氨凈化塔可以是填料塔、浮閥塔、泡罩塔、孔板塔;循環吸收后,若中和槽加入的是氨水,經凈化塔吸收后的氣體再經風機加壓后除霧排空;若中和槽加入的是碳化氨水,經凈化塔吸收后的氣體再進入水環真空泵,用水環真空泵使二氧化碳氣體加壓,加壓后進入冷卻器,用循環冷卻水或一次水冷卻,控制冷卻后氣體的溫度<50℃,氣體進入旋風分離器及除霧器分離液體后,由管道向外輸送,供化工裝置制作保護氣體用或制干冰用;為了使系統密閉,旋風分離器下部設有水封器。
上述在中和槽中所形成的氫鉀稀液或預中和液,不加磷組分,由于溫度及水份、銨離子含量控制得當,可以輸送,克服了現有裝置存在的偏見;使得被輸送的硫酸氫鉀液中的水份降低,使氨水氨化成為可能。
氫鉀稀液或預中和液通過管道,流至壓送槽。在壓送槽中,把氨氣通入壓送槽的氣相,靠氨氣的壓力把氫鉀稀液或預中和液送至十字管反應器中反應。
在十字管反應器中,通入由壓送槽送過來的氫鉀稀液或預中和液,并且通過管道通入氨水或碳化氨水、蒸汽、氣氨進行氨化反應,其中氫鉀稀液管或預中和液管通至十字管反應器的徑向,氨水、碳化氨水、蒸汽、氣氨混合管通入十字管反應器的軸向,氣氨管通入氨混合管的軸向,氨水或碳化氨水管、蒸汽管通入氨混合管的徑向。
在十字管反應器中,發生了如下反應,反應式為
氨水或碳化氨水濃度高時,不用添加氨氣或液氨;氨水濃度低時,為了使系統水分平衡,必須添加氨氣或液氨。十字管反應器反應時通入的氣氨或液氨,通過氨站工藝來制備或輸送;根據液氨的卸車方式不同,發明了以下兩種氨站工藝。
第一種工藝是用一臺液氨蒸發器來完成卸氨蒸發器卸氨和供氨蒸發器供氨任務;由液氨儲槽經閥門控制的液氨進入液氨蒸發器中,在其中通蒸汽把液氨蒸發,蒸發后的氣氨壓力高于液氨儲槽內氣相壓力,其中一部分氣氨通過管道進入卸車槽的氣相,來壓送卸車槽中的液氨流入液氨儲槽;來自液氨蒸發器的另一部分氣氨經管道通過閥門控制后進入氣氨緩沖罐,供系統使用;在液氨儲槽與氨氣緩沖罐之間配有氣相平衡管。卸氨時要求蒸發器氨氣壓力≥0.6MPa,液氨儲槽及氣氨緩沖罐氨氣壓力在3.0-4.0MPa之間。
第二種方式是用液氨泵卸氨,液氨由卸車槽流出,經液氨泵加壓后,把液氨送到液氨儲槽中,液氨儲槽與卸車槽之間配有氣相平衡管。
十字管反應器中通入的由壓送槽送過來的氫鉀稀液或預中和液,經十字管反應器反應后,反應生成物為硫酸鉀銨,其組成為硫酸鉀銨、硫酸鉀、氯化鉀、硫酸銨、氯化銨,在十字管反應器中的狀態為汽液固混合物。
在十字管反應器主要使用氨水或碳化氨水氨化的情況下,可根據比例補充氨氣;下面分別列出加碳化氨水及加氨水的情況一、加碳化氨水當造粒機內返料比為1-1.5∶1,碳化氨水含氨量>25%時,不需補充氨氣或液氨,碳化氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為碳化氨水重量的1-1.5%;當造粒機返料比為1.5-2.5;1,碳化氨水含氨量>22%時,不需補充氨氣或液氨,碳化氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為碳化氨水重量的1-1.35%;當造粒機返料比為2.5-3.5∶1,碳化氨水含氨量>19%時,不需補充氨氣或液氨,碳化氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為碳化氨水重量的1-1.2%;當造粒機返料比為3.5-4∶1,碳化氨水含氨量>17%時,不需補充氨氣或液氨,碳化氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為碳化氨水重量的1%;使用的碳化氨水、氨氣及蒸汽壓力≥0.3MPa,控制十字管反應器內壓力≥0.2MPa,溫度≥120℃。
二、加氨水當造粒機內返料比為1-1.5∶1,氨水含氨量>32%時,不需補充氨氣或液氨,氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為氨水重量的1-1.65%;當造粒機內返料比為2-2.5∶1,氨水含氨量>25%時,不需補充氨氣或液氨,氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為氨水重量的1-1.5%;當造粒機返料比為2.5-3.5∶1,氨水含氨量>22%時,不需補充氨氣或液氨,氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為氨水重量的1-1.35%;當造粒機返料比為3.5-4∶1,氨水含氨量>19%時,不需補充氨氣或液氨,氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為氨水重量的1-1.2%;使用的氨水、氨氣及蒸汽壓力≥0.3MPa,控制十字管反應器內壓力≥0.2MPa,溫度≥120℃。
經十字管反應器反應后的硫酸銨鉀汽液固混合物通過十字管反應器的出口進入造粒機機頭。
在造粒機內,由十字管反應器送來的硫酸銨鉀汽液固混合物含有未反應好的硫酸氫鉀及反應后的氨氣,與造粒機添加的新料及本系統返回的返料一起,通過在造粒機內由氨水管加入的氨水或碳化氨水及由魚翅管加入的氨氣,由蒸汽管加入的蒸汽,借助造粒機的轉動,使物料翻轉、滾動,固體物料進行造粒;在此過程中,氨被大部分吸收,蒸汽被部分吸收,且在造粒機尾變成水蒸汽;在造粒機中未被吸收的氨氣、水蒸汽、反應后放出的二氧化碳及造粒機內漏進的空氣,經過造粒洗滌裝置洗滌后,氨氣被吸收,進入到吸收液中,成為稀氨水,供中和槽使用,洗滌后的氣體放空。
在造粒機中不添加磷一銨新料時,可不通氨氣、碳化氨水及氨水;添加磷酸一銨時,磷酸一銨與氨反應生成磷酸二銨,本工藝中和度可達到1.6以上。
根據在造粒機內添加物料的不同,把造粒后的中間產品分為硫酸銨鉀中間產品、硫基氮鉀兩元素復合肥中間產品及硫基氮磷鉀三元素復合肥中間產品。
在造粒機內不添加任何物料而只靠返回的返料及經十字管反應器送來的硫酸銨鉀汽液固混合物進行造粒時,造粒機尾所得固體產物為硫酸鉀銨中間產品。
在造粒機內添加尿素或硝銨及輔料時,造粒機尾所得固體產物為硫基氮鉀兩元素復合肥中間產品。
在造粒機內添加尿素或硝銨、磷酸一銨及輔料時,造粒機尾所得固體產物為硫基氮磷鉀三元素復合肥中間產品。
經造粒機尾轉出的硫酸鉀銨中間產品經烘干機烘干、冷卻機冷卻、篩分機篩分后,粉狀及<2.0mm細粒狀作為硫酸鉀銨成品取出,篩分機篩下≥2.0mm的顆粒,經粉碎機粉碎后作為系統返料,返回造粒機。
經造粒機尾轉出的硫基氮鉀兩元素復合肥中間產品及硫基氮磷鉀三元素復合肥中間產品經烘干機烘干、冷卻機冷卻、篩分機篩分后,中顆粒作為硫基氮鉀兩元素復合肥及硫基氮磷鉀三元素復合肥成品取出;篩分機篩下的大顆粒經粉碎機粉碎后,與篩分機篩下的粉狀物料一起作為系統返料,返回造粒機。
本發明硫酸銨鉀的生產方法不用離心機離心分離,直接通過造粒烘干過程完成產品的制造,使硫酸鉀銨的工業化生產成為可能。
本發明提供了氫鉀稀液或預中和液的組成,給出了加氨水、碳化氨水及補充氨氣、氨液的比例,克服了現有偏見;使得被輸送的硫酸氫鉀液中的水份降低,使氨水氨化成為可能。
本發明用于實施碳化氨水、氨水氨化硫酸氫鉀液及含硫酸氫鉀液的液體造硫基復合肥的氨化生產方法的裝置,包括預中和裝置它的任務是把反應槽來的硫酸氫鉀液進行調稀、加氨、氣送;主要設備有放大器、中和槽、壓送槽;放大器的頂部與氨水管線相連,底部與中和槽相連,目的是使進入中和槽的氨水與硫酸氫鉀液反應不過于激烈、深入到硫酸氫鉀液中的部分不易損壞,不易堵塞;中和槽與反應槽、壓送槽、放大器相連,頂部配有加水管,目的是把反應槽來的硫酸氫鉀液進行調稀、加氨;中和槽不加氨水,攪拌后溫度控制在75-90℃時,水含量為15-30%(與硫酸氫鉀的重量比);溫度控制在90-110℃時,水含量為10-15%(與硫酸氫鉀的重量比);此方式所形成的混合液,不含銨離子,為氫鉀稀液;中和槽若加氨水或碳化氨水,當溫度90-120℃時,控制預中和液中水含量為5-15%(與硫酸氫鉀的重量比);溫度75-90℃時,預中和液中水含量為15-20%(與硫酸氫鉀的重量比);所用的氨用量為中和氫鉀液中酸度用量的10-60%;壓送槽頂部通入氨氣,目的是把從中和槽來的液體靠氨氣的壓力送至十字管反應器,即壓力輸送。
本發明的預中和裝置優選中和槽中混合液的參數控制,所含水分由占硫酸氫鉀重量的61.8%及53.3%降為5-30%,使得后續烘干系統為烘干硫酸氫鉀液所帶水份的煤耗降至本發明的預中和裝置優選氣力輸送,使泵送變為氣力輸送可減少設備故障率,增加設備運轉率,降低設備維修費用。
中和裝置 它的任務是完成中和反應,物料造粒過程,把從預中和裝置來的液體繼續氨化;主要設備有十字管反應器和造粒機;十字管反應器,與壓送槽及造粒機相連,與氫鉀稀液管或預中和液管、氨水或碳化氨水管、蒸汽管、氣氨管相連;其中氫鉀稀液管或預中和液管通至十字管反應器的徑向,氨水、碳化氨水、蒸汽、氣氨所組成的氨混合管通入十字管反應器的軸向,氣氨管通入氨混合管的軸向,氨水或碳化氨水管、蒸汽管通入氨混合管的徑向;造粒機,機頭與十字管反應器出口相連,在靠近機頭的部分加入蒸氣管和魚翅管,機頭進料,機尾出料。
在十字管反應器主要使用氨水或碳化氨水氨化的情況下,可根據比例補充氨氣;下面分別列出加碳化氨水及加氨水的情況一、加碳化氨水 當造粒機內返料比為1-1.5∶1,碳化氨水含氨量>25%時,不需補充氨氣或液氨,碳化氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為碳化氨水重量的1-1.5%;當造粒機返料比為1.5-2.5∶1,碳化氨水含氨量>22%時,不需補充氨氣或液氨,碳化氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為碳化氨水重量的1-1.35%;當造粒機返料比為2.5-3.5∶1,碳化氨水含氨量>19%時,不需補充氨氣或液氨,碳化氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為碳化氨水重量的1-1.2%;當造粒機返料比為3.5-4∶1,碳化氨水含氨量>17%時,不需補充氨氣或液氨,碳化氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為碳化氨水重量的1%;使用的碳化氨水、氨氣及蒸汽壓力≥0.3MPa,控制十字管反應器內壓力≥0.2MPa,溫度≥120℃。
二、加氨水 當造粒機內返料比為1-1.5∶1,氨水含氨量>32%時,不需補充氨氣或液氨,氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為氨水重量的1-1.65%;當造粒機內返料比為2-2.5∶1,氨水含氨量>25%時,不需補充氨氣或液氨,氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為氨水重量的1-1.5%;當造粒機返料比為2.5-3.5∶1,氨水含氨量>22%時,不需補充氨氣或液氨,氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為氨水重量的1-1.35%;當造粒機返料比為3.5-4∶1,氨水含氨量>19%時,不需補充氨氣或液氨,氨水含量每低一個百分點,補充液氨或氣氨的量為氨水重量的1-1.2%;使用的氨水、氨氣及蒸汽壓力≥0.3MPa,控制十字管反應器內壓力≥0.2MPa,溫度≥120℃。
在造粒機內,通過由氨水管加入的氨水及由魚翅管加入的氨氣,由蒸汽管加入的蒸汽,借助造粒機的轉動,使物料翻轉、滾動,進行反應,部分磷一銨反應生成磷二銨,固體物料得到造粒;控制造粒機尾物料的中和度為1.25-1.6,造粒溫度65-75℃。
根據在造粒機內添加物料的不同,把造粒烘干冷卻篩分后所得產品分為硫酸銨鉀產品、硫基氮鉀兩元素復合肥產品及硫基氮磷鉀三元素復合肥產品。
本發明的中和裝置優選十字管反應器中氨水與氨氣、液氨加入量的比例控制;只要氨水濃度及返料比達到一定范圍,可完全只用氨水而不用氨氣氨化,按現有技術的返料比3.5-4.0∶1測算,碳化氨水濃度只要達到17%,就可以不用補加液氨或氣氨,由于用低附加值的氨水代替高附加值的液氨,使噸產品成本降低,同時也解決了化工行業副產氨水在氨水銷售淡季對環境的污染問題。
本發明的中和裝置優選十字管反應器氨混合管部分的配管,這種配管不易堵塞,且能以氣帶液。
本發明的中和裝置優選造粒機中魚翅管的加入,可使氨氣布得均勻,減少了氨氣溢出量,提高了中和度,減少了氨氣損失。
本發明的中和裝置優選硫基氮鉀兩元素復合肥產品、硫酸銨鉀產品的中和工藝及造粒技術;與現有硫酸銨鉀產品的生產技術相比,由于減少了生產制作過程的水含量,使熱能降低;用烘干機中由煤產生的熱風氣烘干代替蒸汽加熱烘干,提高了熱能利用率;不用離心分離,克服了原有工藝的不足,減少了外排廢水;用造粒后的物料烘干代替硫酸銨鉀結晶體烘干,使工業化得以實現。
氨站裝置 它的任務是完成卸車槽的卸氨、液氨的蒸發及供氨;氨站設備包括氨壓縮機、液氨蒸發器、液氨儲槽、氣氨緩沖罐、卸車槽;針對現有的兩種液氨卸車方法,發明了兩種方式;一種方式是用一臺液氨蒸發器同時來完成卸氨蒸發器卸氨和供氨蒸發器供氨任務,通過液氨儲槽、液氨蒸發器、卸車槽、氨氣緩沖罐之間閥門的控制及液氨儲槽、氣氨緩沖罐、液氨蒸發器之間氣相平衡管的配置,使得液氨儲槽、卸車槽、氣氨緩沖罐之間產生壓力差,來完成卸氨及供氨目的。
第二種方式是用液氨泵卸氨,液氨由卸車槽流出,經液氨泵加壓后,把液氨送到液氨儲槽中;液氨儲槽與卸車槽之間配有氣相平衡管。
本發明的氨站裝置優選用一臺液氨蒸發器供氨及卸氨,這樣可減少設備投資及降低氨站占地面積。
本發明的氨站裝置優選液氨泵卸氨,與用氨壓縮機卸氨相比,降低了動力消耗及維修費用。
二氧化碳回收裝置 它的任務是回收氨氣變成氨水供系統回用、回收二氧化碳供化工裝置制作保安氣體用或制干冰用;二氧化碳回收裝置設備有,氨凈化塔、循環泵、水環真空泵、冷卻器、旋風分離器、除霧器、水封器。
其回收過程為,由中和槽來的未被吸收的氨氣及二氧化碳,經氨凈化塔吸收,氨凈化塔可以是填料塔、浮閥塔、泡罩塔、孔板塔,被凈化塔內的循環液體經循環泵循環吸收后;若中和槽加入的是氨水,經凈化塔吸收后的氣體再經風機加壓后除霧排空;若中和槽加入的是碳化氨水,經凈化塔吸收后的氣體再進入水環真空泵,用水環真空泵使二氧化碳氣體加壓,加壓后進入冷卻器,用循環冷卻水或一次水冷卻,控制冷卻后氣體的溫度<50℃,氣體進入旋風分離器及除霧器分離液體后,由管道向外輸送;為了使系統密閉,旋風分離器下部設有水封器。
本發明的二氧化碳回收裝置優選水環真空泵及水封器的使用;通過水環真空泵循環加水密封,使空氣不至于漏入,加入其內的水不但起冷卻作用而且可吸收氣體中的氨;使得回收的二氧化碳純度高,含量可達到98%以上,可作為化工廠一般生產過程中的保安氣使用;制作干冰時,外排氣少于10%,動力消耗低。
放大器 它位于中和槽的上部,它的任務是擴大氨水與中和槽中液體的接觸表面積,使氨水反應充分,減少了中和槽中未反應氣體的逸出量,相應減少了洗滌系統的處理量及設備投資;放大器由內外管組成,內管與氨水管連接,外管伸入中和槽中液體液面下,伸入深度在0.5米至1.0米之間;放大器的直徑為氨水或氨氣管直徑的1.5~10倍,氨水或碳化氨水管深入放大器內長度為氨水或氨氣管管道直徑的1~10倍,需在放大器內加水時,則設置側管,不加水不設側管。
魚翅管 它的任務是使氨氣在造粒機料層中布得均勻,氨氣逸出減少,更好地促進造粒;魚翅管由主管和翅管組成,翅管由鴨舌片、扁管、錐管、連管組成;鴨舌片擋住物料不進入魚翅管內,展開后呈半橢圓形;扁管,截面橢圓形或呈長方形,使流體在單一方向多布液,錐管使流體加速;魚翅主管直徑為翅管連管直徑的1/8~1/2。
采用上述技術方案后,本發明氨化硫酸氫鉀液生產硫基復合肥的方法與現有的液氨氨化工藝相比,具有既能充分利用豐富的氨水資源,又能降低生產成本,保證產品質量,生產多種復合肥的優點。
下面結合附圖和具體實施方案對本發明作進一步詳細說明。
圖1是本發明氨化硫酸氫鉀液生產硫基復合肥的方法的工藝流程圖;圖2是圖1所示工藝中的氨站工藝流程圖;圖3是圖1所示工藝中的二氧化碳回收裝置結構示意圖;圖4為圖1所描述的放大器的結構示意圖;圖5為圖1所描述的十字管反應器氨混合管中配管的結構示意圖;
圖6是圖1所示工藝中的魚翅管的結構示意圖。
具體實施例方式
下面對上述附圖分別作詳細說明圖1所描述的氨化硫酸氫鉀液生產硫基復合肥的方法的工藝流程中,過量硫酸與氯化鉀在反應槽1中通過直接加入的蒸氣和間接加入的蒸氣加熱到110-130℃進行反應,生成的硫酸氫鉀液流到中和槽2,在中和槽2中加入水或氨水、碳化氨水,用加入的蒸氣調節溫度,用通過放大器3加入的氨水、碳化氨水調節氨用量;根據中和槽2中加入的液體不同,形成兩種混合液,一種加入水,形成氫鉀稀液,溫度75-110℃,水含量10-30%(與硫酸氫鉀的重量比);一種加氨水,形成預中和液,溫度75-120℃,水含量為5-20%(與硫酸氫鉀的重量比),氨含量為中和氫鉀液中酸度用量的10-60%;在中和槽2中硫酸氫鉀液與加入的氨水、碳化氨水反應,反應后液體進入壓送槽4,氣體進入二氧化碳回收裝置5;在壓送槽頂部通入由氨站裝置6來的氨氣,把從中和槽來的液體靠氨氣的壓力送至十字管反應器7。
在十字管反應器7中,通入由氨站6制備的氨氣,通入由壓送槽4來的氫鉀稀液或預中和液,以及外界提供的氨水、碳化氨水,進行氨化反應,并控制氨水與氨氣的加入比例,控制氨水、氨氣及蒸汽壓力≥0.3MPa,控制十字管反應器內壓力≥0.2MPa,溫度≥120℃。
由十字管反應器7出來的反應產物直接進入造粒機8內,與進入其中的系統返料及添加料一起,通過造粒機內的魚翅管補加氨水、氨氣,進行氨化反應,通過加入蒸汽控制造粒粒度;控制造粒機8內的造粒溫度在65-75℃之間,中和度在1.25-1.6之間;造粒后由10輸送至烘干冷卻篩分系統9進行烘干、冷卻、篩分,通過篩分后合格粒度部分作為成品取出由12,不合格粒度部分作為返料11返回造粒機8。
圖2所示氨站工藝是用一臺蒸發器同時完成卸氨和蒸氨任務;由液氨儲槽61經控制閥62控制的液氨進入液氨蒸發器63中,通蒸汽把液氨蒸發,蒸發后的氣氨壓力高于液氨儲槽61的壓力,其中一部分氣氨通過管道64進入卸車槽65的氣相,來壓送卸車槽65中的液氨進入液氨儲槽61;來自液氨蒸發器63的另一部分氣氨通過閥門66控制后進入氣氨緩沖罐67,供系統使用,68為液氨儲槽及氨氣緩沖罐之間的平衡管控制閥,69為液氨儲槽及液氨蒸發器之間的平衡管控制閥。卸氨時要求蒸發器氨氣壓力≥0.6MPa,液氨儲槽及氣氨緩沖罐氨氣壓力在3.0-4.0MPa之間。
圖3所示二氧化碳回收裝置是未被吸收的氣體由壓送槽4出來,經氨凈化塔51被氨凈化塔內的循環液體經泵52循環吸收后,進入水環真空泵53使二氧化碳氣體加壓,加壓后進入冷卻器54中用循環冷卻水或一次水冷卻,控制冷卻后氣體的溫度<50℃,進入旋風分離器55及除霧器56分離液體后,由管道58向外輸送,供制化工裝置保護氣體用或制干冰用;為了使系統密閉,旋風分離器下部設有水封裝置57。
圖4所示放大器由內外管組成,內管通氨水,內管直徑用D表示;放大器深入液面下0.5-1.0米,漏出中和槽2的高度≥0.2米,放大器的外管直徑為1.5~10D,氨氣管深入放大器內長度為1~10D,內管與液面距離≥0.2米,需在放大器內加水則設側管,不加水不設側管。
圖5所示十字管反應器氨混合管配管中,71為氨液管、及補充的氨液管,72為蒸汽管,73為氨氣管,74為蒸汽、氨水、氨液或氨氣混合管,氨水氨液可單獨使用。73與74為一根連通直管道,71及72管道與73垂直。
圖6所示魚翅管由主管81、支管86和翅管組成,支管與魚翅管垂直,翅管方向順著造粒機圓周方向,翅管中心與造粒機外圓周距離<250mm,翅管由鴨舌片82、扁管83、錐管84、連管85組成;鴨舌片呈半橢圓形,長短軸比例為1.5-2.0∶1,擋住物料不進入魚翅管內;扁管,截面呈橢圓形,長短軸比例為2.0-5.0∶1,錐管使流體加速或改變流動狀態,大小口直徑比為1.0-2.0∶1;魚翅主管直徑與支管直徑相同,翅管直徑為主管直徑的1/16~1/4。
下面結合具體實例作更進一步的說明實施例一利用本發明的氫鉀稀液、氣力輸送、碳化氨水氨化、一臺液氨蒸發器兩用,制造硫酸鉀銨肥料。
在反應槽中加入98%的濃硫酸3.2m3/h(折5.8t/h)、氯化鉀(含K2O62%)4t/h,蒸汽2.0t/h,于125℃進行反應,反應液溢流至中和槽。
反應后的氯化氫氣體去鹽酸吸收裝置吸收后,余氣放空,吸收液含HCl 31%,鹽酸取出量4.5-5t/h,作為成品出售。
在中和槽中,由反應槽來的硫酸氫鉀液,通過加入系統回收的洗滌液(含固形物10%)1.5m3/h,通入蒸汽,進行攪拌,保持中和槽中液體溫度105℃,所形成的氫鉀稀液通過閥門控制進入壓送槽,氣體通過凈化塔吸收,經風機加壓后排空;壓送槽設置兩個,一開一備。
壓送槽中所用的氨氣通過氨站來制備。
來自液氨儲槽的液氨通過閥門控制進入液氨蒸發器中,在液氨蒸發器的管程加入蒸汽,維持蒸汽壓力0.5MPa,把液氨蒸發,蒸發后的氣氨壓力維持在0.8MPa,其中一部分氣氨通過管道進入卸車槽的氣相,來壓送卸車槽中的液氨流入液氨儲槽;來自液氨蒸發器的另一部分氣氨經管道通過閥門控制后進入氣氨緩沖罐,維持氣氨緩沖罐的壓力0.4MPa,進入壓送槽中。
在壓送槽中,把來自氨站的氨氣通入壓送槽的氣相空間,通入蒸汽,進行攪拌,保持壓送槽中液體溫度100℃,靠氨氣的壓力把氫鉀稀液送至十字管反應器中反應。
在十字管反應器中,通入由壓送槽送過來的氫鉀稀液5.8-6.2m3/h,通入碳化氨水(含氨25%,含水38%)5.5-6m3/h,蒸汽0.3t/h于125℃進行反應,反應生成物進入滾筒造粒機。
在造粒機內,加入返料15-20t/h,;加入蒸汽,控制造粒溫度70℃,控制造粒機尾出料的成品率,維持粉狀及<2.0mm細粒狀物料在1/3-1/2之間,經造粒機尾轉出的硫酸鉀銨中間產品去烘干機烘干。
從造粒機機尾出來的氣體去造粒洗滌裝置洗滌后,氨氣被吸收,進入到吸收液中,成為稀氨水,供中和槽使用,洗滌后的氣體放空。
在烘干機內,通過熱風爐供熱,控制烘干機機頭溫度350℃-450℃,機尾溫度80℃,進入冷卻機冷卻、篩分機篩分。
經篩分機篩分后,粉狀及<2.0mm細粒狀作為硫酸鉀銨成品取出,取出量為10t/h,篩分機篩下的≥2.0mm的顆粒,經粉碎機粉碎后作為系統返料,返回造粒機。
所得硫酸鉀銨產品含氮11%,含氧化鉀25%,含氯2.5%,含水2.5%,產量為10t/h。
實施例二利用本發明的氫鉀稀液、氣力輸送、氨氣氨化、一臺液氨蒸發器兩用,魚翅管布氨,制造硫酸鉀銨肥料。
在反應槽中加入98%的濃硫酸3.2m3/h(折5.8t/h)、氯化鉀(含K2O62%)4t/h,蒸汽2.0t/h,于125℃進行反應,反應液溢流至中和槽。
反應后的氯化氫去鹽酸吸收裝置吸收后,余氣放空,吸收液含HCl 31%,取出量4.5-5t/h,作為成品出售。
在中和槽中,由反應槽來的硫酸氫鉀液,通過加入系統回收的洗滌液(含固形物10%)1.5m3/h,通入蒸汽,進行攪拌,保持中和槽中液體溫度105℃, 所形成的氫鉀稀液通過閥門控制進入壓送槽;壓送槽設置兩個,一開一備。
壓送槽中所用的氨氣通過氨站制備。
來自液氨儲槽的液氨通過閥門控制進入液氨蒸發器中,在液氨蒸發器的管程加入蒸汽,維持蒸汽壓力0.5MPa,把液氨蒸發,蒸發后的氣氨壓力維持在0.8MPa,其中一部分氣氨通過管道進入卸車槽的氣相,來壓送卸車槽中的液氨流入液氨儲槽;來自液氨蒸發器的另一部分氣氨經管道通過閥門控制后進入氣氨緩沖罐,維持氣氨緩沖罐的壓力0.4MPa,進入壓送槽中。
在壓送槽中,把來自氨站的氨氣通入壓送槽的氣相空間,通入蒸汽,進行攪拌,保持壓送槽中液體溫度100℃,靠氨氣的壓力把氫鉀稀液送至十字管反應器中反應。
在十字管反應器中,通入由壓送槽送過來的氫鉀稀液5.8-6.2m3/h,通入氣氨1.2-1.5t/h,蒸汽0.3t/h于125℃進行反應,反應生成物進入滾筒造粒機。
在造粒機內,可以不加返料;加入蒸汽,控制造粒溫度70℃,控制造粒機尾出料的成品率,維持粉狀及<2.0mm,細粒狀物料在保持在60-80%之間,經造粒機尾轉出的硫酸鉀銨中間產品去烘干機烘干。
從造粒機機尾出來的氣體去造粒洗滌裝置洗滌后,氨氣被吸收,進入到吸收液中,成為稀氨水,供中和槽使用,洗滌后的氣體放空。
在烘干機內,通過熱風爐供熱,控制烘干機機頭溫度350℃-450℃,機尾溫度80℃,進入冷卻機冷卻、篩分機篩分。
經篩分機篩分后,粉狀及<2.0mm細粒狀作為硫酸鉀銨成品取出,取出量為10t/h,篩分機篩下的≥2.0mm的顆粒,經粉碎機粉碎后作為系統返料,返回造粒機。
所得硫酸鉀銨產品含氮11%,含氧化鉀25%,含氯2.5%,產量為10t/h。
實施例三利用本發明的預中和液、氣力輸送、碳化氨水氨化、二氧化碳回收裝置,卸氨泵卸車、放大器、魚翅管,制造硫基氮鉀兩元素復合肥。
在反應槽中加入3.2m3/h(折5.8t/h)、氯化鉀(含K2O62%)4t/h,蒸汽2.5t/h,于125℃進行反應,反應液溢流至中和槽。
來自液氨儲槽的液氨通過閥門控制進入液氨蒸發器中,在中和槽加入系統回收的洗滌液(含固形物10%)0.6m3/h,加入碳化氨水(含氨25%)1.5m3/h,通入蒸汽,進行攪拌,保持中和槽中液體溫度105℃,所形成的預中和液通過閥門控制進入壓送槽;壓送槽設置兩個,一開一備。
中和槽中的未被吸收的氨氣及二氧化碳,經氨凈化塔吸收后,進入水環真空泵;用水環真空泵使二氧化碳氣體加壓,加壓后進入冷卻器,用循環冷卻水或一次水冷卻,控制冷卻后氣體的溫度<50℃,氣體進入旋風分離器及除霧器分離液體后,由管道輸送向外輸送,供化工裝置制作保護氣體用或制干冰用。
在壓送槽中,把氨氣通入壓送槽的氣相空間,通入蒸汽,進行攪拌,保持壓送槽中液體溫度100℃,靠氨氣的壓力把預中和液送至十字管反應器中反應。
壓送槽中所用的氨氣通過氨站來制備。
液氨由卸車槽流出,經液氨泵加壓后,通過液氨儲槽與卸車槽之間氣相平衡管的作用,把液氨送到液氨儲槽中;液氨儲槽中的液氨通過液氨蒸發器蒸發后,去氣氨緩沖罐,供系統使用。
在十字管反應器中,通入由壓送槽送過來的預中和液5.8-6.2m3/h,通入碳化氨水(含氨25%、含水38%)3-3.5m3/h,蒸汽0.2t/h于125℃進行反應,反應生成物進入滾筒造粒機。
在造粒機內,加入尿素2.5t/h,加入返料12-16t/h;加入蒸汽,控制造粒溫度70℃,控制造粒機尾出料的成品率,維持2.0-4.5mm的顆粒物料在40-60%之間,經造粒機尾轉出的硫酸鉀銨中間產品去烘干機烘干。
從造粒機機尾出來的氣體去造粒洗滌裝置洗滌后,氨氣被吸收,進入到吸收液中,成為稀氨水,供中和槽使用,洗滌后的氣體放空。
在烘干機內,通過熱風爐供熱,控制烘干機機頭溫度180℃,機尾溫度65℃,進入冷卻機冷卻、篩分機篩分。
經篩分機篩分后,2.0-4.5mm的顆粒作為硫酸鉀銨成品取出,篩分機篩下<2.0mm的細粉及大于4.5mm的顆粒,經粉碎機粉碎后作為系統返料,返回造粒機。
所得的硫基氮鉀兩元素復合肥產品含氮18%,含氧化鉀20%,含氯2.0%,產量為12-13t/h。
實施例四利用本發明的預中和液、氣力輸送、碳化氨水氨化與氨氣氨化、二氧化碳回收裝置,放大器、魚翅管,制造硫基氮磷鉀三元素復合肥。
在反應槽中加入1.8m3/h(折3.68t/h)、氯化鉀(含K2O62%)2.1t/h,蒸汽1.4t/h,于125℃進行反應,反應液溢流至中和槽。
來自液氨儲槽的液氨通過閥門控制進入液氨蒸發器中,在中和槽加入系統回收的洗滌液(含固形物10%)0.6m3/h,加入碳化氨水(含氨25%)0.8m3/h,通入蒸汽,進行攪拌,保持中和槽中液體溫度105℃,所形成的預中和液通過閥門控制進入壓送槽;壓送槽設置兩個,一開一備。
中和槽中的未被吸收的氨氣及二氧化碳,經氨凈化塔吸收后,進入水環真空泵;用水環真空泵使二氧化碳氣體加壓,加壓后進入冷卻器,用循環冷卻水或一次水冷卻,控制冷卻后氣體的溫度<50℃,氣體進入旋風分離器及除霧器分離液體后,由管道輸送向外輸送,供化工裝置制作保護氣體用或制干冰用。
在壓送槽中,把氨氣通入壓送槽的氣相空間,通入蒸汽,進行攪拌,保持壓送槽中液體溫度100℃,靠氨氣的壓力把預中和液送至十字管反應器中反應。
壓送槽中所用的氨氣通過氨站來制備。
液氨由卸車槽流出,經液氨泵加壓后,通過液氨儲槽與卸車槽之間氣相平衡管的作用,把液氨送到液氨儲槽中;液氨儲槽中的液氨通過液氨蒸發器蒸發后,去氣氨緩沖罐,供系統使用。
在十字管反應器中,通入由壓送槽送過來的預中和液3.5-4m3/h,通入碳化氨水(含氨22%,含水46%)2.5m3/h,氨氣0.1-0.2t/h,蒸汽0.15t/h于125℃進行反應,反應生成物進入滾筒造粒機。
在造粒機內,由魚翅管補加氨氣0.1t/h,加入尿素0.8t/h,磷酸一銨3.4t/h,氯化鉀0.3t/h,加入返料12-15t/h;加入蒸汽,控制造粒溫度70℃,控制造粒機尾出料的成品率,維持2.0-4.5mm的顆粒物料在40-50%之間,控制由魚翅管加入的氨氣,使中和度為1.5,經造粒機尾轉出的硫基氮磷鉀三元素中間產品去烘干機烘干。
從造粒機機尾出來的氣體去造粒洗滌裝置洗滌后,氨氣被吸收,進入到吸收液中,成為稀氨水,供中和槽使用,洗滌后的氣體放空。
在烘干機內,通過熱風爐供熱,控制烘干機機頭溫度180℃,機尾溫度65℃,進入冷卻機冷卻、篩分機篩分。
經篩分機篩分后,粉狀及2.0-4.5mm的顆粒作為硫酸鉀銨成品取出,篩分機篩下<2.0mm的細粉及大于4.5mm的顆粒,經粉碎機粉碎后作為系統返料,返回造粒機。
所得的硫基氮磷鉀三元素復合肥產品含氮15%,含五氧化二磷15%,含氧化鉀15%,含氯2.2%,含水1.3%,產量為10t/h。
實施例五利用本發明的氫鉀稀液、氣力輸送、氨水氨化與氨氣氨化、放大器、魚翅管,制造硫基氮磷鉀三元素復合肥。
在反應槽中加入1.8m3/h(折3.68t/h)、氯化鉀(含K2O62%)2.1t/h,蒸汽1.4t/h,于125℃進行反應,反應液溢流至中和槽。
來自液氨儲槽的液氨通過閥門控制進入液氨蒸發器中,在中和槽加入系統回收的洗滌液(含固形物10%)1.0m3/h,通入蒸汽,進行攪拌,保持中和槽中液體溫度105℃,所形成的氫鉀稀液通過閥門控制進入壓送槽;壓送槽設置兩個,一開一備。
在壓送槽中,把氨氣通入壓送槽的氣相空間,通入蒸汽,進行攪拌,保持壓送槽中液體溫度100℃,靠氨氣的壓力把預中和液送至十字管反應器中反應。
壓送槽中所用的氨氣通過氨站來制備。
液氨由卸車槽流出,經液氨泵加壓后,通過液氨儲槽與卸車槽之間氣相平衡管的作用,把液氨送到液氨儲槽中;液氨儲槽中的液氨通過液氨蒸發器蒸發后,去氣氨緩沖罐,供系統使用。
在十字管反應器中,通入由壓送槽送過來的氫鉀稀液3.5-4m3/h,通入氨水(含氨22%)2.5-3m3/h,氨氣0.3t/h,蒸汽0.1t/h于125℃進行反應,反應生成物進入滾筒造粒機。
在造粒機內,由魚翅管加入氨氣,加入尿素0.8t/h,磷酸一銨3.4t/h,氯化鉀0.3t/h,加入返料20t/h;加入蒸汽,控制造粒溫度70℃,控制造粒機尾出料的成品率,維持2.0-4.5mm的顆粒物料在30-40%之間,控制由魚翅管加入的氨氣,使中和度為1.5,經造粒機尾轉出的硫基氮磷鉀三元素中間產品去烘干機烘干。
從造粒機機尾出來的氣體去造粒洗滌裝置洗滌后,氨氣被吸收,進入到吸收液中,成為稀氨水,供中和槽使用,洗滌后的氣體放空。
在烘干機內,通過熱風爐供熱,控制烘干機機頭溫度180℃,機尾溫度65℃,進入冷卻機冷卻、篩分機篩分。
經篩分機篩分后,粉狀及2.0-4.5mm的顆粒作為硫酸鉀銨成品取出,篩分機篩下<2.0mm的細粉及大于4.5mm的顆粒,經粉碎機粉碎后作為系統返料,返回造粒機。
所得的硫基氮磷鉀三元素復合肥產品含氮15%,含五氧化二磷15%,含氧化鉀15%,含氯2.2%,產量為10t/h。
權利要求
1.一種氨化硫酸氫鉀液生產硫基復合肥的方法,其特征在于氨化步驟是利用濃度為5-35%的氨水或碳化氨水對硫酸氫鉀液或含硫酸氫鉀液的液體進行氨化;在使用低濃度氨水或碳化氨水進行氨化時還可以同時補充液氨或氣氨對硫酸氫鉀液進行氨化。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于步驟為;A、在反應槽中用過量硫酸與氯化鉀于110-130℃反應,生成硫酸氫鉀液,并同時回收氯化氫;B、硫酸氫鉀液導入中和槽,向中和槽添加洗滌水、蒸汽,如攪拌后溫度控制在75-90℃時,水含量為15-30%,如攪拌后溫度控制在90-110℃時,水含量為10-15%,得氫鉀稀液或向中和槽添加氨水或碳化氨水得預中和液,所用的氨用量為中和氫鉀液中酸度用量的10-60%,當溫度為90-120℃時,控制預中和液中水含量為5-15%,當溫度為溫度75-90℃時,控制預中和液中水含量為15-20%;C、氫鉀稀液或預中和液通過管道流至壓送槽;在反應器中,通入由壓送槽送過來的氫鉀稀液或預中和液,并且通過管道通入氨水或碳化氨水、蒸汽、氣氨進行氨化反應;D、在十字管反應器中反應后的產物硫酸銨鉀汽液固混合物在造粒機內進行造粒,或添加磷酸一銨和氨氣、碳化氨水或氨水進行反應造粒;E、經造粒機尾轉出的物料經烘干、冷卻、篩分后,中顆粒作為成品取出,大顆粒經粉碎機粉碎后與篩分下的粉狀物料一起作為系統返料,返回造粒機。
3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于C步的反應器是十字管反應器,其中氫鉀稀液管或預中和液管通至十字管反應器的徑向,氨水、碳化氨水、蒸汽、氣氨混合管通入十字管反應器的軸向,氣氨管通入氨混合管的軸向,氨水或碳化氨水管、蒸汽管通入氨混合管的徑向。
4.根據權利要求3所述的方法,其特征在于十字管反應器使用的氨水、氨氣及蒸汽壓力≥0.3MPa,物料壓力≥0.2MPa,溫度≥120℃。
5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于向十字管反應器加碳化氨水時,當造粒返料比為1-1.5∶1,碳化氨水含氨量<25%時,返料比為1.5-2.5∶1,碳化氨水含氨量<22%時,返料比為2.5-3.5∶1,碳化氨水含氨量<19%時,返料比為3.5-4∶1,碳化氨水含氨量<17%時,需要向十字管反應器補充液氨或氣氨;向十字管反應器加氨水時,當返料比為1-1.5∶1,氨水含氨量<32%時,當造粒機返料比為2-2.5∶1,氨水含氨量<25%時,當造粒機返料比為2.5-3.5∶1,氨水含氨量<22%時,當造粒機返料比為3.5-4∶1,氨水含氨量<19%時,需要向十字管反應器補充液氨或氣氨。
6.用于實施本發明方法的設備,其特征在于包括依次相連的反應槽、中和槽、反應器和造粒機。
7.根據權利要求6所述的設備,其特征在于還包括液氨的卸車裝置、氣液氨的輸送裝置、二氧化碳回收裝置、液氨的卸車裝置由液氨蒸發器提供動力卸車或卸氨泵提供動力卸車。
8.根據權利要求6所述的設備,其特征在于中和槽還配裝有放大器及二氧化碳回收裝置,放大器是一個三通式混合器,直通的兩個管體內外相互套裝,側管與內套管的外壁相對應;二氧化碳回收裝置配有水環真空泵;十字管反應器中有氨氣、氨液、蒸汽、氨水或碳化氨水組成的氨混合管;造粒機中安裝魚翅管。
9.根據權利要求8所述的設備,其特征在于氨混合管以氣帶液,完成輸送任務。
10.根據權利要求8所述的設備,其特征在于魚翅管由依次相連的主管、支管、翅管組成,翅管由依次相連的連管、用于增速的錐管、末端開口的扁管、用于阻擋物料的鴨舌片組成。
全文摘要
本發明涉及一種氨化硫酸氫鉀液生產硫基復合肥的方法及其配用的裝置。為解決現有硫基復合肥生產方法成本高的問題,其氨化步驟是利用濃度為5-35%的氨水或碳化氨水對硫酸氫鉀液或含硫酸氫鉀液的液體進行氨化;在使用低濃度氨水或碳化氨水進行氨化時還可以同時補充液氨或氣氨對硫酸氫鉀液進行氨化。其與現有的液氨氨化工藝相比,具有既解決了副產氨水的利用問題,充分利用豐富的氨水資源,又能降低生產成本,保證產品質量,生產多種復合肥的優點。
文檔編號C05G1/00GK1654440SQ20051000508
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月2日 優先權日2005年2月2日
發明者高蘇茂 申請人:高蘇茂