论文发表 | 论文范文 | 公文范文
最新公告:目前,本站已经取得了出版物经营许可证 、音像制品许可证,协助杂志社进行初步审稿、征稿工作。咨询:400-675-1600
您现在的位置: 新晨范文网 >> 设计论文 >> 工艺设计论文 >> 正文

料浆法磷铵中和与浓缩的工艺设计

定制服务

定制原创材料,由写作老师24小时内创作完成,仅供客户你一人参考学习,无后顾之忧。

发表论文

根据客户的需要,将论文发表在指定类别的期刊,只收50%定金,确定发表通过后再付余款。

加入会员

申请成为本站会员,可以享受经理回访等更17项优惠服务,更可以固定你喜欢的写作老师。

摘要:本文通过分析磷铵中和浓缩工艺的流程,探究其优化设计的要点,为磷铵生产和工业化应用提供参考依据。

关键词:磷铵;中和技术;浓缩技术;优化设计

磷铵既能够作为单独的磷肥来使用,还可以用作高浓度的混合型化肥,是农业和种植业不可缺少的重要化肥,同时在水处理、防火材料、生物工程以及工业生产等方面有着广泛的应用。一般情况下,磷铵是通过磷酸和氨发生化学反应得来的。其中最关键的是中和工艺和浓缩工艺,这两个工艺步骤决定了制得磷铵的质量。以下是关于料浆生产磷铵中和浓缩工艺的探讨。

1中和浓缩工艺概述

1.1中和工艺简述

中和工艺主要是通过磷酸和气氨的中和反应来完成的,按照一定的计量标准把稀磷酸和气氨输入到生产装置的反应器中,待二者发生中和反应,反应过程中会产生大量的热量,随着热气的上升,取得热料浆,经过冷却降温,形成循环浆,利用强压技术把循环浆压至上升管,并保持循环流动,可以促进磷酸和氨的充分反应。在中和反应中,最重要的是要控制稀磷酸和气氨的比例,严格按照标准来控制原料的加入量,这样才能使中和作用达到最佳效果,促进稀磷酸和气氨的二次循环,达到强制循环的目的,在放热反应的过程中,挥发了部分水蒸气,可以为后续的浓缩工艺节省时间。

1.2浓缩工艺流程简述

在中和反应之后,把取得的磷铵混合原料浆强制压进蒸发装置,使料浆进入到下降管中,再利用升压技术,把混合料浆压入到加热装置中,进行加热,使料浆升温蒸发,把水分变成水蒸气,实现气体和液体分离。紧接着,把料浆输入到循环泵中,实现强制循环和流动,进行二次加热,提升传热系数,在此之后,把强压转为负压,迅速实现冷凝,把蒸汽尾气传送到冷凝器中,而蒸汽则被冷凝成为冷凝水,留回到循环水站中,减少对环境的污染。浓缩技术最重要的是要做好混合蒸汽和液体的分离工作,把蒸汽以及冷凝液输送到过滤装置中,把浓缩过的料浆输送到下降管,分别经过一效加热和二效蒸发,进一步促进水分的蒸发。加热浓缩得到过程一般都是利用蒸汽热源来进行的,而对于冷凝水的干燥处理流程则是利用余热为热源,通过加热和余热的二次蒸发,把去除料浆的水分,使之成为浓缩的磷铵料浆,符合生产所需的水分含量标准。

2中和浓缩工艺的优化设计

2.1槽式中和浓缩工艺

采用槽式生产装置的方法适合大批量的磷铵生产,可以充分地混合稀磷酸和气氨,发生反应之后,可以有较大的缓冲空间,提高原材料的使用效率,并且具有稳定性,可操作性较强。根据产量的不同要求,选择规格不同的反应槽型号,正常情况下,如100kt/a的磷铵需要的反应槽的容积约为30m噁,如果难以掌控大容积的反应槽,可以通过增加反应槽数量的方式来解决该问题。磷酸和气氨在反应槽发生反应的时间为50分钟左右,1吨的湿法磷酸发生化学反应释放出的热量约为30000kj,将前一次中和所得的料浆放到蒸发器中,利用中和反应生成得到热量进行加热蒸发,将水分变成水蒸气,从而达到浓缩料浆的作用。

2.2强制循环中和浓缩工艺

槽式生产工艺虽有优点,但占用空间面积过大,强制循环法进一步优化了中和浓缩工艺,利用环流反应器作为磷酸和氨发生放热反应的场所,把反应后形成的热料浆到冷凝管中,此时上升管和下降管中的物质具有不同的密度,在密度差异的条件下,可以使料浆发生循环流动,而在外环的反应器中,循环流动比约为15。这样的循环流动装置可以把稀磷酸和氨实现完全混合,即使没有专门的搅拌机,反应器内的物料也可以发生剧烈的中和反应,在此剧烈的化学反应中,两种化学物质的接触面积越大,发生的反应就越充分,速率就越快,节约了反应时间,中和反应的时间一般为5分钟左右,再通过加热法来浓缩浆料,取得水分含量符合标准要求的磷铵。采用强制循环工艺,生产装置主要有反应器、上升管、下降管和水循环站,设备体积小,占地面积较小,可以节约投资成本,利用最少的投资,实现较高效的生产。

2.3泵动力中和循环工艺

磷铵中和反应最重要的是要有足够的动力来维持料浆的流动,在强制循环系统的基础上增加了循环泵,可以为整个中和浓缩工艺流程提供动力,并利用专门的气氨分布器使气氨的分布更为均匀,加快反应的速率,使磷酸和气氨发生更全面的中和反应,利用加热器,通过蒸发浓缩技术取得磷铵。除此之外,添加了循环泵和气氨分布器,可以避免装置在反应过程中发生剧烈震动,以保证生产装置处于稳定的环境,防止装置损坏。由于循环泵可以为生产提供稳定的动力,不需要依靠外力来维持运行,因此,该生产装置是完全处于密封的系统中,加入的气氨不会逸出,可以有效减少物料损失,提高资源利用率。在密闭的环境中,将中和反应和蒸发浓缩产生的水蒸气混合起来,作为二次蒸发所需的热量来源,简化了浓缩流程,优化了整个工艺设计。

3结语

料浆法是我国当前应用最广泛的磷铵生产方法,在新技术的支持下,可以进一步提高其生产效率,不断优化生产流程。在工艺设计过程中,需要考虑中和反应和蒸发浓缩的有效结合,降低能耗和环境污染,把新技术运用到实际的生产当中,发挥新工艺的优势,促进我国化工产业的发展。

参考文献:

[1]林枫.磷酸、磷铵装置的节水、节能优化设计[J].磷肥与复肥,2015,(02):14-16.

[2]宋学军,魏蜀刚.磷铵装置中液氨蒸发与中和浓缩工序的优化设计[J].磷肥与复肥,2014,(05):30-32.

[3]宋学军,魏蜀刚.料浆法磷铵强制循环中和工艺设计[J].磷肥与复肥,2014,(04):19-22.

[4]宋学军.料浆法磷酸铵生产新工艺设计[J].化肥工业,2014,(03):1-3+22.

作者:魏岩 单位:东华工程科技股份有限公司

料浆法磷铵中和与浓缩的工艺设计责任编辑:张雨    阅读:人次