專利名稱：碳銨法生產(chǎn)磷酸一銨新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以碳酸氫銨(以下簡(jiǎn)稱碳銨)替代液氨生產(chǎn)磷酸一銨的新工藝，即碳銨法生產(chǎn)磷酸一銨新工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的料漿法生產(chǎn)磷酸一銨(以下簡(jiǎn)稱磷銨)，是將液氨氣化后與磷酸進(jìn)行中和反應(yīng)得到磷銨料漿，后者經(jīng)蒸發(fā)濃縮造粒而制得磷銨肥料。該法的缺陷是投資大、原料液氨供應(yīng)緊缺，且存在運(yùn)輸儲(chǔ)存和使用不便、不安全、有毒性、有污染的痼疾。用碳銨替代液氨與磷酸中和反應(yīng)再制得磷銨的工藝稱為碳銨法生產(chǎn)磷銨工藝。其公認(rèn)優(yōu)點(diǎn)是投資少、原料便宜易購(gòu)得、運(yùn)輸儲(chǔ)存方便安全毒性污染性小。這已由中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)CN 1094964A“用碳酸氫銨生產(chǎn)磷酸一銨工藝”和中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)CN 1048227C“一種以碳酸氫銨替代液氨生產(chǎn)磷銨的方法”所充分述及。上述兩專利均為碳銨法工藝，但上述兩個(gè)專利也均有技術(shù)缺陷。前專利CN 1094964A的主要缺陷已被后專利CN 1048227C所指出，即預(yù)熱磷酸增加成本且操作不便不安全；中和度較低。較之前專利CN 109499964A，后專利CN 1048227C有較大的改進(jìn)，但后專利自身也有較大的缺陷，主要為1、該專利在對(duì)其說(shuō)明書附圖的詳細(xì)說(shuō)明中“將碳酸氫銨固體粉碎后經(jīng)傳送帶1送入反應(yīng)槽3中”，用傳送帶投料，就不可能使其中和反應(yīng)槽實(shí)現(xiàn)封閉化；且因其出料口在反應(yīng)槽的下部(詳見(jiàn)其附圖)，其中和反應(yīng)及其進(jìn)、出料均必將為間歇式，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。故此中和反應(yīng)槽的使用效率和生產(chǎn)強(qiáng)度較低。這種既不封閉，又不能連續(xù)化生產(chǎn)的中和反應(yīng)槽中產(chǎn)生的CO2等有害氣體必將大量逸出至中和反應(yīng)槽外，嚴(yán)重污染操作空間和周圍環(huán)境，更不能將CO2等有害氣體充分集中以回收利用和凈化，這明顯不符合環(huán)保要求。其次，該說(shuō)明書中雖寫到“反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)回收系統(tǒng)4排出回收”，但沒(méi)有下文，沒(méi)有具體的回收利用和凈化的技術(shù)措施，無(wú)可實(shí)施性，無(wú)法操作。
2、其敞開(kāi)不封閉的中和反應(yīng)槽、其間歇式的加熱中和反應(yīng)以及其間歇式的進(jìn)、出料操作，均將耗損較多的能量(蒸汽和電力)，不符合節(jié)能原則。
3、由于其中和反應(yīng)為間歇式不能連續(xù)化進(jìn)行，因此其中和度控制范圍較窄小(1.15-1.2)，增加了生產(chǎn)控制時(shí)間和成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于用封閉、連續(xù)化的中和反應(yīng)新工藝，取代敞開(kāi)、間歇式的中和反應(yīng)老工藝，以提高設(shè)備的生產(chǎn)效率、強(qiáng)度和節(jié)能；用強(qiáng)堿液對(duì)酸性氣體的極強(qiáng)吸收性或用其他方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)封閉集中的有害副產(chǎn)物CO2的充分回收利用和尾氣凈化。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的的工藝技術(shù)方案是一種全部用碳銨替代液氨生產(chǎn)磷銨的新工藝，與現(xiàn)有的碳銨法生產(chǎn)磷銨工藝比較，該新工藝的特征在于將破碎的碳銨(含N≥17％)與中低濃度的磷酸(含R2O5在22％左右)同時(shí)連續(xù)加入到封閉的內(nèi)有加熱管和特制結(jié)構(gòu)的反應(yīng)罐中進(jìn)行連續(xù)化吸熱中和反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式如下(熱量)中和反應(yīng)生成的磷銨料漿連續(xù)溢流至精調(diào)緩沖罐，將料漿的中和度調(diào)控至1.16±0.05(即1.11-1.21)后，經(jīng)連續(xù)蒸發(fā)濃縮噴粉干燥(或造粒)后得到磷銨產(chǎn)品(含N＞10％；含P2O5＞46％)。含CO2的尾氣經(jīng)吸收凈化塔內(nèi)的CO2吸收劑吸收利用凈化后，經(jīng)抽風(fēng)機(jī)排放。如，這里用強(qiáng)堿NaOH溶液作吸收劑，則酸性氣體CO2被吸收利用的化學(xué)反應(yīng)式如下
回收物Na2CO3溶液可用作聯(lián)產(chǎn)多種磷酸鈉鹽的原料。根據(jù)不同情況，CO2的吸收劑也可用其他相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，以制得相應(yīng)的回收物，可再聯(lián)產(chǎn)其他相關(guān)的產(chǎn)品或綜合利用，以降低總生產(chǎn)成本。CO2氣體亦可經(jīng)冷凍液化直接回收制成液態(tài)二氧化碳“干冰”產(chǎn)品。國(guó)際《京都議定書》要求各國(guó)政府必須采取得力措施減少溫室氣體，限制工業(yè)CO2的排放量，防止大氣污染。我國(guó)環(huán)保法也有明確的類似要求，本發(fā)明完全符合國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)防止污染和實(shí)現(xiàn)綜合利用的要求。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明不僅更新、完善了碳銨法生產(chǎn)磷銨的工藝技術(shù)，提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率、強(qiáng)度和節(jié)能、安全及降低成本；還創(chuàng)新或從根本上改進(jìn)了碳銨法生產(chǎn)磷銨中對(duì)有害付產(chǎn)物CO2的回收利用和凈化尾氣的工藝技術(shù)。最終在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，綜合實(shí)現(xiàn)了碳銨法生產(chǎn)磷銨的高效、節(jié)能、低成本、安全和環(huán)保的多重目的。


附圖是本發(fā)明“碳銨法生產(chǎn)磷酸一銨新工藝”的工藝流程示意圖。
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明如下將固體碳銨投入破碎機(jī)1破碎后，經(jīng)螺旋輸送機(jī)2投入到有特制結(jié)構(gòu)的中和反應(yīng)罐3中，同時(shí)磷酸由進(jìn)料口4加入到3中，碳銨與磷酸中和反應(yīng)所需的熱量由加熱管5供給。中和反應(yīng)所產(chǎn)生的CO2氣體進(jìn)入吸收凈化塔6回收利用，凈化后的尾氣經(jīng)抽風(fēng)機(jī)7排空。CO2吸收液由塔的進(jìn)料口8進(jìn)入塔的頂部向下噴淋，以充分接觸吸收由塔的底部強(qiáng)制上升來(lái)的CO2氣體，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。碳銨與磷酸中和生成的磷銨料漿由3上部的出料口溢流出料至精調(diào)緩沖罐10，調(diào)控料漿中和度所需補(bǔ)加的少量碳銨或磷酸由補(bǔ)料口11投入，調(diào)好中和度的磷銨料漿經(jīng)循環(huán)泵12打入蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的加熱器13，被急升溫后進(jìn)入閃蒸室14蒸發(fā)脫水，料漿在蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)12-13-14-12之間快速循環(huán)。料漿蒸發(fā)的水蒸汽由冷凝系統(tǒng)15排出。當(dāng)磷銨料漿循環(huán)蒸發(fā)濃縮到要求的濃度后，進(jìn)入噴粉干燥(或造粒)系統(tǒng)16制得磷銨成品。
具體實(shí)施例方式
參照說(shuō)明書附圖，具體實(shí)施的工藝流程如下將固體碳銨投入破碎機(jī)1破碎后，經(jīng)螺旋輸送機(jī)2投入到有特制結(jié)構(gòu)的中和反應(yīng)3中，同時(shí)磷酸由進(jìn)料口4加入到3中，碳銨與磷酸中和反應(yīng)所需的熱量由加熱管5供給。中和反應(yīng)所產(chǎn)生的CO2氣體進(jìn)入吸收凈化塔6回收利用，凈化后的尾氣經(jīng)抽風(fēng)機(jī)7排空。CO2吸收液由塔的進(jìn)料口8進(jìn)入塔的頂部向下噴淋，以充分接觸吸收由塔底部強(qiáng)制上升來(lái)的CO2氣體，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。碳銨與磷酸中和生成的磷銨料漿由3上部的出料口溢流出料至精調(diào)緩沖罐10，調(diào)控料漿中和度所需補(bǔ)加的少量碳銨或磷酸由補(bǔ)料口11投入，調(diào)好中和度(1.16±0.05)的磷銨料漿經(jīng)循環(huán)泵12打入蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的加熱器13，被急升溫后進(jìn)入閃蒸室14蒸發(fā)脫水，料漿在蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)12-13-14-12之間快速循環(huán)。料漿蒸發(fā)的水蒸汽由冷凝系統(tǒng)15排出。當(dāng)磷銨料漿循環(huán)蒸發(fā)濃縮到要求的濃度后，進(jìn)入噴粉干燥(或造粒)系統(tǒng)16制得磷銨成品。
權(quán)利要求
1.一種碳銨法生產(chǎn)磷酸一銨新工藝，其特征是將碳酸氫銨(以下簡(jiǎn)稱碳銨)經(jīng)破碎機(jī)(1)破碎后，再經(jīng)螺旋輸送機(jī)(2)與磷酸同時(shí)連續(xù)投入到封閉的內(nèi)有加熱管和特制結(jié)構(gòu)的反應(yīng)罐(3)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)中和反應(yīng)，生成的磷銨料漿連續(xù)溢流出料至精調(diào)緩沖罐(10)，將料漿的中和度調(diào)控至1.16±0.05(即1.11-1.21)后，經(jīng)連續(xù)蒸發(fā)濃縮噴粉干燥(或造粒)系統(tǒng)后得到磷銨產(chǎn)品(含N＞10％；含P2O5＞46％)；中和反應(yīng)生成的含大量CO2的尾氣經(jīng)吸收塔(6)內(nèi)的CO2吸收劑吸收利用凈化后，經(jīng)抽風(fēng)機(jī)(7)排放，例如用燒堿溶液作CO2的吸收劑，則吸收利用CO2的化學(xué)反應(yīng)式為吸收利用CO2得到的Na2CO3溶液可用作聯(lián)產(chǎn)多種磷酸鈉鹽的原料；根據(jù)不同情況CO2的吸收劑還可用其他相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，以制得相應(yīng)的回收物，可再聯(lián)產(chǎn)其他相關(guān)的產(chǎn)品或綜合利用，以降低總生產(chǎn)成本。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳銨法生產(chǎn)磷酸一銨新工藝，其特征是將破碎的碳銨與磷酸同時(shí)連續(xù)投入到封閉的內(nèi)有加熱管和特制結(jié)構(gòu)的反應(yīng)罐(3)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)中和反應(yīng)，以制成磷銨料漿，且料漿連續(xù)溢流出料至精調(diào)緩沖罐(10)內(nèi)，以調(diào)控中和度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳銨法生產(chǎn)磷酸一銨新工藝，其特征是磷銨料漿的中和度為1.16±0.05(即1.11-1.21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳銨法生產(chǎn)磷酸一銨新工藝，其特征是中和反應(yīng)罐(3)在封閉狀態(tài)下連續(xù)產(chǎn)生的含大量CO2的氣體集中被抽風(fēng)機(jī)(7)抽入吸收凈化塔(6)的底部，CO2在塔內(nèi)強(qiáng)制上升過(guò)程中，被從塔頂部噴淋下來(lái)的CO2吸收劑充分接觸吸收，生成的回收利用物由塔底部的出料口(9)放出，去用作聯(lián)產(chǎn)相應(yīng)化工產(chǎn)品的原料，例如這里用燒堿(NaOH)溶液作CO2的吸收劑，則CO2被吸收利用的化學(xué)反應(yīng)式為回收利用物NaCO3溶液可用作聯(lián)產(chǎn)多種磷酸鈉鹽的原料，被回收利用后凈化的尾氣經(jīng)抽風(fēng)機(jī)(7)排空，達(dá)到綜合利用和環(huán)保的目的；根據(jù)不同情況，CO2的吸收劑亦可采用其他相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，以制得相應(yīng)的回收利用物，可再聯(lián)產(chǎn)其他相關(guān)的產(chǎn)品或綜合利用，以降低總生產(chǎn)成本。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳銨法生產(chǎn)磷酸一銨的新工藝，將破碎的碳銨與磷酸同時(shí)連續(xù)投入到內(nèi)有加熱管和特制結(jié)構(gòu)的反應(yīng)罐內(nèi)進(jìn)行連續(xù)中和反應(yīng)生成磷銨料漿，料漿連續(xù)溢流出料至精調(diào)緩沖罐，調(diào)控料漿的中和度達(dá)到要求后，經(jīng)蒸發(fā)濃縮噴粉干燥(或造粒)后，制得磷銨產(chǎn)品，含CO
文檔編號(hào)C01B25/00GK1706745SQ200510018528
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者陳思敏, 陳所安 申請(qǐng)人:陳所安