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硫酸、合成氨用管式反应器工艺生产NPK技术

  硫酸、合成氨用管式反应器工艺生产NPK技术
  关键词:硫酸、合成氨、管式反应器   工艺特点  应用   经济技术评价

  摘要:硫酸、氨管式反应器技术是结合TVA氨化造粒技术和十字管反应器技术而开发的,将TVA埋床式硫酸、氨双喷管开发设计为悬挂式单管道反应器。硫酸与氨在此进行反应,释放大量的反应热,将造粒机内部分固体物料融化及溶解,改变了原料的物性,保证了造粒在较低的水份条件下,各种原料能够成粒,形成外观光泽、强度高的NPK颗粒。该技术具有:技术含量高、投资小、配方灵活、生产成本低、产品质量好等显著优点。同时,简要介绍了硫酸、合成氨用管式反应器的应用情况。

  当前,管式反应器技术在复合肥生产中的主要的应用有如下几种:磷铵联产复合肥装置(十字管反应器)、低温转化硫基复合肥生产装置(混酸反应器)以及硫酸、氨管式反应器。在管式反应器工艺中,氨和磷酸;混酸;以及硫酸,在管式反应器内进行反应,生成高温低湿料浆,该热熔体料浆在造粒机内均匀的喷涂于造粒物料的表面(喷雾造粒干燥技术除外),同时,大量的反应热使造粒床层温度升高,使部分原料融化及溶解,来满足造粒所需的液相,而不是传统团粒使用蒸汽或水帮助造粒,并提供NPK中的有效养分。
  硫酸、氨管式反应器技术是通过十几年来对田纳西流域管理局(TVA)开发的氨化转鼓造粒装置的生产实践,并结合十字管反应器技术而开发的,取得了一系列生产经验和研究成果。管式反应器工艺较预中和工艺及TVA氨化转鼓(床层氨化)工艺来说,更能有效利用氨化的反应热和降低氨耗,同时可有效控制氨化反应,避免酸过度所带来的不良副反应的进行。保证了造粒过程的平稳性。
  1、硫酸、氨管式反应器
  在磷复肥行业中,通常所说的管式反应器是指十字管反应器。磷酸和硫酸分别进入十字管反应器相对两支管中,在这里二者充分混合后,再与中心管来的气氨(或液氨有时加水)、进行反应。进入的氨量应使磷酸硫酸全部中和,反应生产的料浆通过一肘型管喷到造粒机中。它主要用于磷酸一铵、磷酸二铵的生产,在其返料系统中添加钾盐,则生产NPK产品。十字管反应器通常采用耐蚀镍基合金C-276制造。
  本文提到的硫酸、氨管式反应器是硫酸与氨在一特制管内进行完全反应的反应器。硫酸与气氨(或液氨)同时分别进入管式反应器中,在这里二者充分反应,同时把湿法除尘回收的料浆加入管式反应器中。进入的氨量应使硫酸全部中和,生成硫酸铵。反应管中生成的硫酸铵通过与反应管成直角的喷嘴喷出。由于在管式反应器中加入了回收料浆,且硫酸与氨的反应热大,所以反应管内的物流为气、液混合体,该物流经喷嘴喷出时,在高压气流作用下,出反应器的硫酸铵被良好的雾化并均匀地喷洒在造粒机内的物料床层上。
 

  硫酸、氨管式反应器是一根固定好的反应管。硫酸、氨、洗涤液加到管式反应器的入口端,该入口端恰好位于氨化造粒机的进料端的外面(以利于检修),反应管伸进造粒机内,与造粒机水平安装,反应生成的高温料浆垂直喷入造粒机内物料床层上。
  硫酸、氨管式反应器是按特殊结构设计的管式反应器,采用特殊材料制造,从而保证了管式反应器的使用寿命,可确保使用数年免维修。
  2、硫酸、氨管式反应器生产NPK工艺流程简介
  来自原料工序的各种固体原料和系统内的返料进入转鼓造粒机。由硫酸泵送来的硫酸和来自氨罐(或合成氨装置)的液氨,经计量后加入到管式反应器内,在气温高时,用氨罐的压力进行直接输送液氨;当气温低时,用液氨泵进行输送。使用氨蒸发器使液氨气化,或采用低压蒸汽进入管式反应器的前部,将液氨汽化,为回收系统的洗涤液,将来自循环泵的洗涤液同时加入管式反应器,气氨和硫酸及洗涤液在管式反应器内进行反应,生成的高温低湿反应物经反应器喷嘴均匀地喷到造粒料层上,干、湿物料在造粒机的转动作用下团聚成粒。如有其它液体原料喷入(如尿液),则硫酸和氨的用量应适当降低,以保证造粒的液相与热平衡。
  造粒机尾气通过喷淋洗涤使之净化,经洗涤后的净化尾气,由造粒尾气风机送入干燥尾气烟囱放空。达到一定浓度后的洗涤液用泵送至管式反应器,通过管式反应器后形成蒸汽及高温料浆予以回收。

  工艺流程图:


  3、硫酸、氨管式反应器工艺特点
  3.1、节能效果显著
  由于硫酸、氨的反应产生大量的反应热(6648kj/kgnh3),管式反应器喷出的高温低湿料浆使得造粒料层温度上升、熔融液相量增高,从而:
 造粒机出口物料水份降低至2.0%~2.5%,造粒物料的水份含量显著降低。
 成粒率上升,返料比下降,提高了装置的生产能力。
 洗涤液得以回收,即解决了湿法除尘系统洗

新闻录入:无锡市兴农复合肥设备制造有限公司 更新时间:2006-8-14 16:17:15