一种高氨利用率和低氨排放量的二铵生产系统的制作方法

本实用新型属于磷铵技术领域，特别涉及一种高氨利用率和低氨排放量的二铵生产系统。

背景技术：

磷酸二铵，也称作磷酸氢二铵、磷酸氢铵，是一种白色的晶体，分子式为(nh4)2hpo4，溶于水，加热至155℃分解，但在室温下也有可能逐渐地分解释放出氨气，而形成磷酸二氢铵。产品规格有：64%（n18:p2o546）、61%（n17：p2o545）、57%（n15：p2o542）。为增加耐储性，部分产品在生产过程中添加包裹剂，使产品外观呈褐色或黄色。

磷酸二铵通常的制备方法为：浓磷酸与来自尾气处理装置的洗液在浆槽中混合，混合后送管式反应器中与氨气进行中和反应，中和反应后送造粒装置中与氨气进行造粒。参见图1，尾气处理装置包括文丘里洗涤器、预洗循环槽、造粒洗涤塔、造粒循环槽、第一干燥洗涤塔、第一干燥循环槽、第二干燥洗涤塔、第二干燥循环槽、收尘洗涤塔、收尘循环槽、氟洗涤塔和氟洗涤循环槽；造粒装置的尾气出口、文丘里洗涤器、造粒洗涤塔和氟洗涤塔通过管路依次连接形成造粒尾气处理通道，造粒装置的尾气出口与文丘里洗涤器的进气口之间的管路上设有管道喷淋结构，管道喷淋结构包括多个设于管路内的喷头；干燥装置的尾气出口、第一干燥洗涤塔、第二干燥洗涤塔（提升洗涤效果）和氟洗涤塔通过管路依次连接形成干燥尾气处理通道；收尘洗涤塔用于收集除造粒尾气与干燥尾气的其它尾气（如冷却尾气、传送带吸尘和浆槽水蒸气等）且其尾气出口通过管路与氟洗涤塔连接形成其它尾气处理通道。氟洗涤循环槽与氟洗涤塔组成循环喷淋结构且其通过管路与收尘洗涤循环槽连接将一定浓度的洗液送至收尘洗涤循环槽，氟洗涤循环槽处补充工艺水，收尘洗涤循环槽与收尘洗涤塔组成循环喷淋结构且其通过管路与第一干燥循环槽连接将洗液送至第一干燥循环槽，第一干燥循环槽（密度为1.12-1.18g/cm³，中和度＜0.15）与第一干燥洗涤塔组成循环喷淋结构且其通过管路与第二干燥循环槽连接将一定浓度洗液送至第二干燥循环槽；第二干燥循环槽（密度为1.15-1.20g/cm³，中和度＜0.15）与第二干燥洗涤塔组成循环喷淋结构且其通过管路与预洗循环槽连接将一定浓度的洗液送至预洗循环槽。预洗循环槽（密度1.51-1.52g/cm³、中和度0.50-0.55）通过管路与文丘里洗涤器组成循环喷淋结构，其通过管路与管道喷淋结构的喷淋液进气口连接（洗液流至文丘里洗涤器），其通过管路与造粒循环槽连接将一定浓度的洗液送至造粒循环槽。造粒循环槽与造粒洗涤塔组成循环喷淋结构且其通过管路与浆槽连接将一定浓度的洗液送至浆槽。

如申请号为201510589060.6的中国专利公开了一种粒状磷酸二铵的制备方法，包括以下步骤：

(1)将温度为≥55℃水与来自氨储罐的浓度为99.6％以上的液氨在热交换器内进行热交换，获得温度为≥45℃的气氨；

(2)造粒

将气氨送入管式反应器，与混合磷酸进行混合反应2-5s，得到磷铵料浆，将其输送至料浆分布器，经喷浆嘴喷撒在造粒机料层上进行转鼓造粒，同时在造粒机料层补气氨，使出口物料的中和度为1.75-1.88，温度为90-98℃，获得中间产物和造粒尾气；

(3)冷却、破碎、筛分

将中间产物通过冷却设施冷却至温度为≤75℃，经破碎、筛分，得到粒状磷酸二铵和各工序尾气，将粒状磷酸二铵通过冷却流化床再冷却到包装温度后进入成品包装；

(4)尾气处理

①造粒尾气处理：用新鲜浓磷酸循环洗涤造粒气体至气体的含nh3浓度为＜20mg/m³，获得洗涤酸；

②冷却尾气处理：将冷却尾气经旋风除尘器除尘、用水进行循环洗涤至气体的含尘浓度为＜30mg/m³，获得细粉和水洗液；

③破碎、筛分尾气处理：将破碎、筛分尾气经干法布袋除尘器除尘至气体的含尘浓度为＜30mg/m³，获得细粉。

申请人在采用现有技术生产二铵时，发现如下问题：

1、造粒装置排出的尾气中氨含量较大，靠近尾气出口的喷头喷出的洗液与氨气反应，在高中和度下（大于0.7）的条件下，喷淋液快速凝固形成结晶，易堵塞喷头和造粒装置与文丘里洗涤器之间的管路，一个季度至少需要清理管路4次。

2、经氟洗涤塔处理后的最终尾气中具有较淡的氨味（即使加大各喷淋塔的喷淋量还是具有较淡氨味，无法改善），使二铵生产厂区具有较明显的氨味，经常被其它厂区投诉，且不符合尾气排放标准。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种高氨利用率和低氨排放量的二铵生产系统，工艺改进后，尾气中无氨味，符合尾气排放标准，提高1%左右的氨利用率，管道与喷头不会堵塞。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种高氨利用率和低氨排放量的二铵生产系统，该系统包括浆槽1、管式反应器、造粒装置2、干燥装置和尾气处理装置；所述尾气处理装置包括旋风分离器、文丘里洗涤器4、造粒洗涤塔5、第一干燥洗涤塔6、第一干燥循环槽11、第二干燥洗涤塔7、收尘洗涤塔9、收尘洗涤循环槽15、氟洗涤塔8、氟洗涤循环槽13和氨吸收循环槽10；所述造粒装置2的尾气出口、文丘里洗涤器4、造粒洗涤塔5和氟洗涤塔8通过管路依次连接形成造粒尾气处理通道，所述造粒装置2的尾气出口与文丘里洗涤器4的进气口之间的管路上设有管道喷淋结构3，所述管道喷淋结构3包括多个设于管路内的喷头24；所述干燥装置的尾气出口、旋风分离器、第一干燥洗涤塔6、第二干燥洗涤塔7和氟洗涤塔8通过管路依次连接形成干燥尾气处理通道；所述收尘洗涤塔9用于收集除造粒尾气与干燥尾气的其它尾气且其尾气出口通过管路与氟洗涤塔8连接；所述氟洗涤循环槽13与氟洗涤塔8组成循环喷淋结构且其通过管路与收尘洗涤循环槽15连接，所述氟洗涤循环槽13处补充工艺水，所述收尘洗涤循环槽15与收尘洗涤塔9组成循环喷淋结构且其通过管路与第一干燥循环槽11连接；所述氨吸收循环槽10分别与文丘里洗涤器4、造粒洗涤塔5和第二干燥洗涤塔7组成循环喷淋结构，其通过管路与浆槽1连接；所述管道喷淋结构3靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24通过管路与第一干燥循环槽11、浓磷酸供应装置和氨吸收循环槽10连接，其它喷头24通过管路与氨吸收循环槽10连接，靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24的喷淋量是其它喷头24的喷淋量的1.8-2.2倍。

具体地，本实用新型实施例中的造粒装置2的尾气出口与文丘里洗涤器4的进气口之间的管路的直径为0.8-1.3m且其与水平面的夹角为10-35°，其由造粒装置2的尾气出口斜向下至文丘里洗涤器4顶部的进气口，其内的轴线上每间隔1.2-1.8m设置一个喷头24。

其中，本实用新型实施例中的喷头24朝向文丘里洗涤器4的进气口方向设置，其均匀向四周喷淋将喷淋液以圆锥面喷出；靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24的喷淋量为65-70m³/h，其它喷头24的喷淋量为30-35m³/h。

其中，本实用新型实施例中的第一干燥循环槽11、收尘洗涤循环槽15、氟洗涤循环槽13和氨吸收循环槽10内均设有搅拌器。

具体地，本实用新型实施例中的氨吸收循环槽10较文丘里洗涤器4、造粒洗涤塔5和第二干燥洗涤塔7低，其通过带造粒洗涤泵20的管路与造粒洗涤塔5的喷淋液入口连接，其通过带第二干燥洗涤泵19的管路与第二干燥洗涤塔7的喷淋液入口连接，其通过带氨吸收泵22的管路与文丘里洗涤器4的喷淋液入口和管道喷淋结构3的喷淋液入口连接；所述氟洗涤循环槽13通过带氟洗涤泵14的管路分别与氟洗涤塔8的喷淋液入口和收尘洗涤循环槽15连接；所述收尘洗涤循环槽15通过带收尘洗涤泵16的管路分别与收尘洗涤塔9的喷淋液入口和第一干燥循环槽11连接；所述第一干燥循环槽11通过带第一干燥洗涤泵12的管路与第一干燥洗涤塔6的喷淋液入口连接；所述氨吸收循环槽10通过带第二干燥洗涤泵19、造粒洗涤泵20或氨吸收泵22的管路与浆槽1连接；靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24的喷淋液入口上设有多通管；所述多通管通过带第一干燥洗涤泵12和调节阀门的管路与第一干燥循环槽11连接，其通过带氨吸收泵22和调节阀门的管路与氨吸收循环槽10连接，其通过带磷酸泵18和调节阀门的管路与浓磷酸供应装置连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种高氨利用率和低氨排放量的二铵生产系统及生产方法，采用一定浓度与中和度的料浆对造粒装置溢出的带氨气粉尘进行吸收，尾气吸收效果好，尾气中无氨味，符合尾气排放标准，提高1%左右的氨利用率；降低靠近造粒装置尾气出口的一个喷头的喷淋密度，增加喷淋效果，低中和度和低密度运行，提高氨吸收量和避免堵塞喷头与管道。整个系统的结构更加简单，易于维护，可减少至少两个搅拌器的使用。综上，本实用新型可增加开车时间以提升产品产量，同时能降低生产成本，还能满足环保要求。

附图说明

图1是现有的二铵生产系统的原理框图；

图2是本实施例提供的高氨利用率和低氨排放量的二铵生产系统的原理框图；

图3是本实用新型实施例提供的高氨利用率和低氨排放量的二铵生产系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的管道喷淋结构的结构示意图。

图中：1浆槽、2造粒装置、3管道喷淋结构、4文丘里洗涤器、5造粒洗涤塔、6第一干燥洗涤塔、7第二干燥洗涤塔、8氟洗涤塔、9收尘洗涤塔、10氨吸收循环槽、11第一干燥循环泵、12第一干燥洗涤泵、13氟洗涤循环槽、14氟洗涤泵、15收尘洗涤循环槽、16收尘洗涤泵、17浓磷酸储罐、18磷酸泵、19第二干燥洗涤泵、20造粒洗涤泵、21浆液泵、22氨吸收泵、23出风管、24喷头。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

实施例1

参见图2-4，本实用新型实施例提供了一种高氨利用率和低氨排放量的二铵生产系统，该系统包括浆槽1、管式反应器、造粒装置2、干燥装置和尾气处理装置等。其中，尾气处理装置包括旋风除尘器（主要用于除尘）、文丘里洗涤器4、造粒洗涤塔5、第一干燥洗涤塔6（主要用于除尘）、第一干燥循环槽11、第二干燥洗涤塔7（主要用于除氨）、收尘洗涤塔9、收尘洗涤循环槽15、氟洗涤塔8、氟洗涤循环槽13和氨吸收循环槽10等；造粒装置2的尾气出口、文丘里洗涤器4、造粒洗涤塔5和氟洗涤塔8通过管路依次连接形成造粒尾气处理通道用于处理造粒尾气，造粒装置2的尾气出口与文丘里洗涤器4的进气口之间的管路（出风管23）上设有管道喷淋结构3，管道喷淋结构3包括多个设于管路（出风管23）内的喷头24（涡流喷嘴）。干燥装置的尾气出口、旋风除尘器、第一干燥洗涤塔6、第二干燥洗涤塔7和氟洗涤塔8通过管路依次连接形成干燥尾气处理通道用于处理干燥尾气。收尘洗涤塔9用于收集除造粒尾气与干燥尾气的其它尾气（冷却尾气、反应槽尾气、分筛尾气和传送带吸尘等）且其尾气出口通过管路与氟洗涤塔8连接用于处理其它尾气。氟洗涤循环槽13与氟洗涤塔8组成循环喷淋结构且其通过管路与收尘洗涤循环槽15连接，氟洗涤循环槽13处补充工艺水（自来水或回收废水等），收尘洗涤循环槽15与收尘洗涤塔9组成循环喷淋结构且其通过管路与第一干燥循环槽11连接。氨吸收循环槽10（体积较大，需要同时供应三个喷淋循环塔）分别与文丘里洗涤器4、造粒洗涤塔5和第二干燥塔7组成循环喷淋结构，其通过管路与浆槽1（通过浆液泵21输出至管式反应器）连接用于将一定浓度的洗液送至浆槽以对洗液进行利用。管道喷淋结构3靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24（最上端的一个喷头）通过管路与第一干燥循环槽11、浓磷酸供应装置（浓磷酸储罐17）和氨吸收循环槽10连接以将三种液体进行复配得到符合要求的喷淋液，其它喷头24（除靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24）通过管路与氨吸收循环槽10连接，靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24的喷淋量是其它喷头24（单个）的喷淋量的1.8-2.2倍。

具体地，参见图3和4，本实用新型实施例中的造粒装置2的尾气出口与文丘里洗涤器4的进气口之间的管路（圆形直挂）的直径为0.8-1.3m且其与水平面的夹角为10-35°，其由造粒装置2的尾气出口斜向下至文丘里洗涤器4顶部的进气口，其内的轴线上每间隔1.2-1.8m设置一个喷头24。

其中，参见图3和4，本实用新型实施例中的喷头24朝向文丘里洗涤器4的进气口方向设置，其均匀向四周喷淋将喷淋液以圆锥面喷出（其具体为涡流喷嘴，锥角角度无要求，锥角最好为90-150°）；靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24的喷淋量为65-70m³/h，其它喷头24的喷淋量为30-35m³/h。

其中，本实用新型实施例中的第一干燥循环槽11、收尘洗涤循环槽15、氟洗涤循环槽13和氨吸收循环槽10内均设有搅拌器。

具体地，本实用新型实施例中的氨吸收循环槽10较文丘里洗涤器4、造粒洗涤塔5和第二干燥洗涤塔7低，其位于文丘里洗涤器4、造粒洗涤塔5和第二干燥洗涤塔7正下方（具体为地槽），其通过带造粒洗涤泵20的管路与造粒洗涤塔5的喷淋液入口连接，其通过带第二干燥洗涤泵19的管路与第二干燥洗涤塔7的喷淋液入口连接，其通过带氨吸收泵22的管路与文丘里洗涤器4的喷淋液入口和管道喷淋结构3的喷淋液入口连接。氟洗涤循环槽13（具体为地槽，设于氟洗涤塔8的正下方，通过管路与洗涤塔底部的洗液处理连接）通过带氟洗涤泵14的管路分别与氟洗涤塔8的喷淋液入口和收尘洗涤循环槽15连接。收尘洗涤循环槽15（具体为地槽，设于收尘洗涤塔9的正下方）通过带收尘洗涤泵16的管路分别与收尘洗涤塔9的喷淋液入口和第一干燥循环槽11连接。第一干燥循环槽11（具体为地槽，设于第一干燥洗涤塔6的正下方）通过带第一干燥洗涤泵12的管路与第一干燥洗涤塔6的喷淋液入口连接。氨吸收循环槽10通过带第二干燥洗涤泵19、造粒洗涤泵20或氨吸收泵22的管路与浆槽1连接。靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24的喷淋液入口上设有多通管；多通管通过带第一干燥洗涤泵12和调节阀门的管路与第一干燥循环槽11连接，其通过带第二干燥洗涤泵19、造粒洗涤泵20或氨吸收泵22（优选氨吸收泵22）和调节阀门的管路与氨吸收循环槽10连接，其通过带磷酸泵18和调节阀门的管路与浓磷酸供应装置连接。

前述各结构之间的管路上根据需要设置泵、风机、阀门和/或流量计等结构，为本领域的技术人员所熟知。

实施例2

参见图2-4，实施例2提供了采用实施例1的高氨利用率和低氨排放量的二铵生产系统生产二铵的生产方法，该方法包括：

浓磷酸与来自尾气处理装置的洗液在浆槽1（通入或不通入氨）中混合，混合后送管式反应器中与氨气进行中和反应（通入或不通入磷酸），中和反应后送造粒装置2中与氨气反应进行造粒，尾气处理装置用于吸收造粒装置的尾气、干燥装置的尾气和其它尾气，洗液送浆槽1。氨吸收循环槽10分别与文丘里洗涤器4、造粒洗涤塔5和第二干燥洗涤塔7组成循环喷淋，其洗液送浆槽1。靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24的喷淋液由浓磷酸（浓度45-50%）、来自第一干燥循环槽11的洗液（密度为1.12-1.18g/cm³，中和度＜0.15）和来自氨吸收循环槽10的洗液（密度为1.51-1.53g/cm³，中和度为0.5-0.6）复配而成，喷淋液的密度为1.48-1.49g/cm³，中和度为0.1-0.2，经试验其尾气处理效果最好且不会堵塞设备；其它喷头24的喷淋液为来自氨吸收循环槽10的洗液，密度为1.51-1.53g/cm³，中和度为0.5-0.6。

进一步地，在管式反应器中氨气与来自浆槽1的浆料的比例为0.238-0.242t/m³（改进前为0.245t/m³左右）；来自第一干燥循环槽11的洗液的密度为1.12-1.18g/cm³，中和度＜0.15；浓磷酸的质量百分比浓度为45-50%（一般为46%或48%）。

其中，本实用新型实施例中的靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24的喷淋液由浓磷酸、来自第一干燥循环槽11的洗液和来自氨吸收循环槽10的洗液按体积比20-30:5-9:16-24复配而成。

具体地，本实用新型实施例中的靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24的喷淋量为65-70m³/h，其它喷头24的喷淋量为30-35m³/h。

其中，本实用新型实施例中的来自干燥装置的尾气经旋风除尘器除尘后依次送第一干燥洗涤塔6、第二干燥洗涤塔7和氟洗涤塔8（干燥尾气处理流程），来自造粒装置2的尾气依次送管道喷淋结构3、文丘里洗涤器4、造粒洗涤塔5和氟洗涤塔8（造粒尾气处理流程），其它尾气依次送收尘洗涤塔9和氟洗涤塔8（其它尾气处理流程）。于氟洗涤循环槽13处补充工艺水，氟洗涤循环槽13与氟洗涤塔8组成循环喷淋且其洗液送收尘洗涤循环槽15，收尘洗涤循环槽15与收尘洗涤塔9组成循环喷淋且其洗液送第一干燥循环槽11，第一干燥循环槽11与第一干燥洗涤塔6组成循环喷淋且其洗液送靠近造粒装置2的尾气出口的一个喷头24。

其中，本实施例中的“第一”和“第二”仅起区分作用，无其它特殊意义。

下面对改进后的系统进行简单核算（模型较简单）：

1.两台搅拌浆功率为15kw，年节约15kw*2=30kw*24h*330天≈230000度*0.6元=14.3万元。

2.年产24万吨二铵计算氨收率：240000*0.18*17/14*0.01=524.57吨氨，按3000元一吨液氨，总计157.37万元。

3.新建一个氨回收循环槽投资30万元（三套槽设备可以其它车间利用，可抵部分费用）。

改造后当年利润多获取利润157.37+14.3-30=141.67万元（不计检修停车费用）。

4.改造后管道和喷头不会堵塞，仅需要每季度1次的例行维护就行，可延长开车时间，现有技术中每次检修至少2个小时，至少2人，全年可延长至少24小时开车时间（可提升产量240000/330=727吨）。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。