一种水溶性聚磷酸铵固体的生产装置的制作方法

本实用新型涉及一种聚磷酸铵的生产装置，尤其涉及一种水溶性聚磷酸铵固体的生产装置。

背景技术：

水溶性聚磷酸铵是一种含磷、氮的聚合物，其聚合度一般在2～20,水溶性聚磷酸铵既可在工业上可作为织物、木材、纤维及涂料等的防火阻燃添加原料，也可以作为农业上的长效缓释肥料使用,并取得了较为理想的效果。由于水溶性聚磷酸铵产品具有高养分、高水溶性、螯合性、缓释长效性、调节土壤酸碱度等多种功能,在农业生产上得到了越来越广泛的应用。

目前在磷化工行业中，水溶性聚磷酸铵的生产方法多种多样，相应地出现了多种水溶性聚磷酸铵固体产品和液体产品的生产装置及设备。中国文献专利CN206692325U(申请号CN201720555484.5)公开了“一种连续生产粉状水溶性聚磷酸铵的系统”，该方法的生产装置主要是由磷酸预热装置、管式反应器、喷粉塔等组成，由于水溶性聚磷酸铵从熔融态变成固态后会变成比较坚硬的物料，导致该生产装置中的管式反应器出口堵塞，喷粉塔上部内壁易结垢，从而需要经常性地清理检修,且由该生产装置制得的水溶性聚磷酸铵产品聚合率低、正磷酸盐含量偏高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对聚磷酸铵在生产过程中尤其是管式反应器出口和聚合反应釜内壁容易结垢堵塞，物料在输送和储存过程中容易产生粉尘而污染环境，以及制得的水溶性聚磷酸铵产品聚合率低、正磷酸盐含量偏高的问题，本实用新型提供一种水溶性聚磷酸铵固体的生产装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种水溶性聚磷酸铵固体的生产装置，包括管式反应器，聚合反应釜，双轴螺旋冷却器，尾气处理系统以及成品储仓；

所述管式反应器通过磷酸入料口和液氨入料口分别与磷酸电磁流量计、液氨电磁流量计相连，所述管式反应器尾部通过管式反应器出料口与聚合反应釜进料口相连，通过磷酸电磁流量计、液氨电磁流量计的使用，可以比较准确地控制物料的投料量和投料比例；

所述聚合反应釜顶部设有反应釜液氨入口，底部设有聚合反应釜出料口，所述聚合反应釜外设有导热油夹套，所述导热油夹套一端与反应釜进导热油管相连，另一端与反应釜出导热油管相连，所述聚合反应釜顶部还连接有尾气处理系统，通过设置导热油夹套，保证在工业磷酸和液氨的后期中和反应放热量小的情况下，反应釜内仍能保持物料温度不低于熔点，使物料在反应釜内始终保持液态而不固化、结垢；

所述双轴螺旋冷却器进料口与聚合反应釜出料口相连，所述双轴螺旋冷却器外设有双轴螺旋冷却器冷水夹套，所述双轴螺旋冷却器冷水夹套一端与双轴螺旋冷却器冷水进水管相连，另一端与双轴螺旋冷却器冷水出水管相连，所述双轴螺旋冷却器尾部设有双轴螺旋冷却器出料口；

所述尾气处理系统包括尾气洗涤塔、洗涤液循环泵及洗涤液循环槽，尾气洗涤塔上端设有尾气洗涤塔尾气出口，下端设有尾气洗涤塔洗涤液出口，所述尾气洗涤塔洗涤液出口与洗涤液循环槽相连，所述洗涤液循环槽出口与洗涤液循环泵相连，所述洗涤液循环泵与尾气洗涤塔洗涤液入口相连，经过尾气处理系统处理后的尾气再排放进入大气，减轻了对环境的污染；

所述成品储仓顶部设有排气布袋和成品储仓进料口，底部设有成品储仓出料口，通过在成品储仓顶部设置布袋，可以排出进料过程中成品储仓内的空气，同时将粉尘阻止在成品储仓内，生产过程不会产生扬尘现象。

本实用新型的工作原理为：

工业磷酸和液氨通过磷酸电磁流量计和液氨电磁流量计计量后加入到管式反应器进行中和、初步聚合反应，反应后的物料由于较高的反应热而成熔融态，在原料反应的强大冲击力作用下，熔融态物料进入到聚合反应釜内，当物料容积达到聚合反应釜容积的三分之一后，停止进料，从反应釜液氨入口继续加入液氨在聚合反应釜中进行中和反应和深度聚合反应，反应结束后，物料进入到双轴螺旋冷却器内，通过双轴螺旋冷却器冷水夹套内的冷水冷却，熔融态的物料逐步冷却、固化，并在双轴螺旋叶片的挤压、推动下，物料大部分粉化成颗粒与粉状物的混合物，通过双轴螺旋冷却器的冷却、初粉碎后的物料通过斗式提升机被输送到成品储仓，成品储仓进料后，通过储仓顶部的布袋将储仓内的空气排除，而空气中的粉尘被布袋拦下后回到储仓内，生产过程不会产生扬尘现象。

优选地，所述双轴螺旋冷却器出料口出来的物料，通过斗式提升机被输送到成品储仓。

优选地，所述聚合反应釜内部设有反应釜搅拌器，反应釜搅拌器可以对聚合反应釜内的物料进行搅拌，使其混合均匀。

优选地，所述双轴螺旋冷却器内设有双轴螺旋叶片，双轴螺旋叶片对物料进行挤压、推动，使得物料大部分粉化成颗粒与粉状物的混合物。

优选地，所述尾气洗涤塔尾气出口连接有尾气风机，经尾气风机将达标后的尾气排出。

优选地，所述尾气洗涤塔内还设有洗涤液喷头，用于将洗涤液喷出。

优选地，所述洗涤液喷头呈螺旋状，螺旋状的洗涤液喷头可以使洗涤液与尾气充分接触。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.通过将工业磷酸与液氨的中和、聚合反应分步设置在管式反应器和聚合反应釜中进行，管式反应器内进行初步聚合、中和反应，聚合反应釜内进行深度中和、聚合反应，以此提高产品的聚合率，降低产品中正磷酸盐含量偏高的问题。

2.通过在聚合反应釜外设置导热油夹套，保证在工业磷酸与液氨的后期中和反应放热量小的情况下，仍能保持物料温度不低于熔点，使物料在反应釜内始终保持液态而不固化、结垢。

3.通过在成品储仓顶部设置布袋，可以排出进料过程中成品储仓内的空气，同时将粉尘阻止在成品储仓内，生产过程不会产生扬尘现象。

4.通过在工业磷酸和液氨输送管线上分别安置流量计，可比较准确地控制物料的投料量和投料比例，且操作控制简单易行。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型水溶性聚磷酸铵固体生产装置的结构图。

图中标记为：1-磷酸电磁流量计，2-液氨电磁流量计，3-管式反应器，4-反应釜进导热油管，5-反应釜出导热油管，6-聚合反应釜，7-导热油夹套，8-反应釜搅拌器，9-双轴螺旋冷却器，10-双轴螺旋冷却器冷水进水管，11-双轴螺旋冷却器冷水出水管，12-双轴螺旋冷却器冷水夹套，13-斗式提升机，14-斗式提升机，15-成品储仓，16-排气布袋，17-管式反应器出料口，18-聚合反应釜进料口，19-聚合反应釜出料口，20-双轴螺旋冷却器进料口，21-双轴螺旋冷却器出料口，22-成品储仓进料口，23-成品储仓出料口，24-磷酸入料口，25-液氨入料口,26-反应釜液氨入口，27-反应釜尾气出口，28-尾气洗涤塔尾气入口，29-尾气洗涤塔洗涤液入口，30-尾气洗涤塔，31-尾气洗涤塔尾气出口，32-洗涤液喷头，33-尾气洗涤塔洗涤液出口，34-洗涤液排出口，35-洗涤液循环泵，36-洗涤液循环槽，37-洗涤液回流入口，38-洗涤液入料口，39-尾气风机，40-洗涤液循环槽出口，41-双轴螺旋叶片,42-尾气处理系统。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1对本实用新型作详细说明。

实施例1

一种水溶性聚磷酸铵固体的生产装置，包括管式反应器3，聚合反应釜6，双轴螺旋冷却器9，尾气处理系统42以及成品储仓15；

所述管式反应器3通过磷酸入料口24和液氨入料口25分别与磷酸电磁流量计1、液氨电磁流量计2相连，所述管式反应器3尾部通过管式反应器出料口17与聚合反应釜进料口18相连，通过磷酸电磁流量计1、液氨电磁流量计2的使用，可以比较准确地控制物料的投料量和投料比例；

所述聚合反应釜6顶部设有反应釜液氨入口26，底部设有聚合反应釜出料口19，所述聚合反应釜6外设有导热油夹套7，所述导热油夹套7一端与反应釜进导热油管4相连，另一端与反应釜出导热油管5相连，所述聚合反应釜6顶部还连接有尾气处理系统42，通过设置导热油夹套7，保证在工业磷酸和液氨的后期中和反应放热量小的情况下，反应釜内仍能保持物料温度不低于熔点，使物料在反应釜内始终保持液态而不固化、结垢；

所述双轴螺旋冷却器进料口20与聚合反应釜出料口19相连，所述双轴螺旋冷却器9外设有双轴螺旋冷却器冷水夹套12，所述双轴螺旋冷却器冷水夹套12一端与双轴螺旋冷却器冷水进水管10相连，另一端与双轴螺旋冷却器冷水出水管11相连，所述双轴螺旋冷却器9尾部设有双轴螺旋冷却器出料口21；

所述尾气处理系统42包括尾气洗涤塔30、洗涤液循环泵35及洗涤液循环槽36，尾气洗涤塔上端设有尾气洗涤塔尾气出口31，下端设有尾气洗涤塔洗涤液出口33，所述尾气洗涤塔洗涤液出口33与洗涤液循环槽36相连，所述洗涤液循环槽出口40与洗涤液循环泵35相连，所述洗涤液循环泵35与尾气洗涤塔洗涤液入口29相连，经过尾气处理系统42处理后的尾气再排放进入大气，减轻了对环境的污染；

所述成品储仓15顶部设有排气布袋16和成品储仓进料口22，底部设有成品储仓出料口23，通过在成品储仓15顶部设置布袋16，可以排出进料过程中成品储仓15内的空气，同时将粉尘阻止在成品储仓15内，生产过程不会产生扬尘现象。

工业磷酸和液氨通过磷酸电磁流量计1和液氨电磁流量计2计量后加入到管式反应器3进行中和、初步聚合反应，反应后的物料由于较高的反应热而成熔融态，在原料反应的强大冲击力作用下，熔融态物料进入到聚合反应釜6内，当物料容积达到聚合反应釜6容积的三分之一后，停止进料，从反应釜液氨入口26继续加入液氨在聚合反应釜6中进行中和反应和深度聚合反应，反应结束后，物料进入到双轴螺旋冷却器9内，通过双轴螺旋冷却器9冷水夹套内的冷水冷却，熔融态的物料逐步冷却、固化，并在双轴螺旋叶片41的挤压、推动下，物料大部分粉化成颗粒与粉状物的混合物，通过双轴螺旋冷却器9的冷却、初粉碎后的物料通过斗式提升机14被输送到成品储仓15，成品储仓15进料后，通过储仓顶部的布袋16将储仓内的空气排除，而空气中的粉尘被布袋拦下后回到储仓内，生产过程不会产生扬尘现象。

实施例2

在实施例1的基础上，所述双轴螺旋冷却器出料口21出来的物料，通过斗式提升机14被输送到成品储仓15。

实施例3

在实施例1的基础上，所述聚合反应釜6内部设有反应釜搅拌器8，反应釜搅拌器8可以对聚合反应釜6内的物料进行搅拌，使其混合均匀。

实施例4

在实施例1的基础上，所述双轴螺旋冷却器9内设有双轴螺旋叶片41，双轴螺旋叶片41对物料进行挤压、推动，使得物料大部分粉化成颗粒与粉状物的混合物。

实施例5

在实施例1的基础上，所述尾气洗涤塔尾气出口31连接有尾气风机39，经尾气风机39将达标后的尾气排出。

实施例6

在实施例1的基础上，所述尾气洗涤塔30内还设有洗涤液喷头32，用于将洗涤液喷出。

实施例7

在实施例6的基础上，所述洗涤液喷头32呈螺旋状，螺旋状的洗涤液喷头32可以使洗涤液与尾气充分接触。

经检测所得的粉状水溶性聚磷酸铵产品，聚合度为2～10、平均聚合率90～95％、正磷酸铵含量3～5％，溶解度为每100g水能溶解至少160g聚磷酸铵产品。

由此可见相较于现有技术，利用本实用新型制得的产品聚合率较高，正磷酸盐含量较低，聚合反应完全，且所得产品水溶性好。