磷酸二铵的生产

1、承德天岭矿化有限公司DAPDAP的生产介绍的生产介绍刘超承德天岭矿化有限公司一、 产品介绍二、 工艺反应原理三、装置工艺概述主要内容承德天岭矿化有限公司1、产品性质及用途 磷酸二铵（简称DAP）：纯净的磷酸二铵（(NH4) 2HPO4）是一种白色结晶体。颗粒肥料磷酸二铵产品是一种混和物：主要组分为磷酸二铵，同时含有少量的磷酸一铵（简称MAP）、硫酸铵和其它杂质。 磷酸二铵是一种含氮、磷两种主要营养元素的二元高效复合肥，并同时含有多种微量营养元素（如：钾、硼、硫、钙、硅等），广泛应用于农业生产。磷酸二铵既可作基肥、又可作追肥；既适用于旱地作物、也适用于水田作物；既可用于酸性土壤，也可用于碱性土壤

2、。磷酸二铵对各种农作物均有显著的增产效果。 另一方面，磷酸二铵也可作为多元复合肥的生产原料。如：作为NPK的生产原料。一、产品介绍承德天岭矿化有限公司产品质量符合产品质量符合“GB10205-2009 GB10205-2009 磷酸一铵、磷酸二铵磷酸一铵、磷酸二铵”2、产品的标准承德天岭矿化有限公司二、工艺反应原理1、工艺原理 60万吨/年DAP装置采用管式反应器+预中和反应器混合工艺技术或双管式反应器工艺技术。 管式反应器（预中和反应器）工作原理：将一定浓度的湿法磷酸与液氨以一定比例通入管式反应器内（中和反应器内），接触发生中和反应生成符合产品质量要求的料浆，喷入造粒机内进行喷浆造粒。 经管

3、式反应器和预中和料浆分布器喷入造粒机内的磷铵料浆与通过造粒机的返料接触，并通过造粒机的转动使料浆与返料在造粒机内涂布、粘结等，从而达到造粒的目的；造粒得到的物料先干燥再筛分。筛分后的少部分合格物料作为产品取出，并经冷却、包裹涂油后得到最终产品；大部分筛分物料作为返料在系统内循环参与造粒。承德天岭矿化有限公司 管式反应器能在温度较高、料浆含水量较低的工况下运行，而且反应料浆在造粒机中分布较好。管式反应器可以单独投运进行生产，生产能力可达到设计能力的65%左右。 传统的中和槽制备的料浆需要较高的含水量（约18%）来保证料浆具有足够的流动性。使用单一预中和槽生产工艺，容易受到造粒机里水平衡的限制，需

4、要更高的返料比，以适应较高的料浆含水量，改善造粒工况。用预中和+管式反应器混合工艺生产，可以使料浆均匀地分布于造粒机中，提高造粒成粒率。另外，混合工艺与传统预中和系统相比，可以在料床水分较低的情况下生产，提高装置负荷率。管式反应器可生产所需磷酸铵料浆总量的60-70%。其余的30-40%由中和槽生产。1.1、管式反应器和预中和反应器的对比承德天岭矿化有限公司磷酸有三个氢离子，可以依次被氨中和取代，生成不同的反应物。随着氨与磷酸的摩尔比（中和度）的增加，可以依次生成磷酸一铵（MAP）、磷酸二铵（DAP）、甚至磷酸三铵；在中和反应过程中，随着氨与磷酸摩尔比不同，反应得到的料浆中MAP和DAP所占的

5、比例也不同，料浆的性质也随之不同；因此，为了得到稳定的、满足产品质量要求的料浆，必须合理、稳定地控制好中和度。 由于湿法磷酸中含有Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO、F-、SO42-等杂质存在，这些杂质在反应过程中，生成不同种类的复杂化合物与磷铵料浆共存，由于这些复杂化合物的存在，对磷铵料浆性质和最终产品性质造成负面影响。2、湿法磷酸与氨中和反应原理承德天岭矿化有限公司3、主要化学反应NH3(气)+H3PO4 = NH4H2PO4+热量 （1）NH3(液)+H3PO4 = NH4H2PO4(MAP)+热量 （2）NH3(液)+NH4H2PO4 = (NH4)2HPO4(DAP)+热量 （3

6、）2NH3(气)+H2SO4 = (NH4)2SO4+热量 （4）（1）和（4）是在尾气洗涤过程中的发生的反应。 在主反应进行的过程中，一些副反应也同时进行。部分氨与磷酸中含有的杂质如铁、铝、镁、钙、氟等发生反应，形成络合物。承德天岭矿化有限公司4、中和反应操作控制条件4.1、中和度 中和度是DAP生产过程控制及产品质量控制的最重要的工艺控制指标。一般情况下，中和料浆中和度越高，则反应过程氨损失越大；中和料浆中和度越低，则反应过程氨损失越小。从理论上看：当中和度等于2时，氨与磷酸发生中和反应所得的产物全部为磷酸二铵。但在实际生产过程中，因中和料浆流动性及氨损失等因素影响，将预中和反应器料浆中和

7、度控制在1.401.60范围内，较为适宜。影响最终产品质量的中和度控制指标为造粒物料中和度。一般情况下，造粒机出口物料中和控制在1.70-2.00范围内能较好地满足产品质量要求。 影响生产过程的的另一中和度指标是中和/造粒尾气洗涤器内酸性洗涤液中和度，该中和度值的大小可以直观地反映出料浆中和反应和造粒机内二次氨化反应氨损失量的大小。正常情况下，该中和度值越大，氨损失量越多；该中和度值越小，氨损失量越少。承德天岭矿化有限公司4.2、料浆温度一定条件下，料浆温度是衡量料浆制备及管反运行的稳定性的重要指标。生产过程中，料浆温度的高低对料浆物性和料浆水分蒸发速率有较大影响。磷酸与氨的中和反应是放热反应

8、，反应过程中放的反应热能将料浆温度加热到水沸点以上，促进料浆中的水分蒸发；另一方面，中和料浆在适宜的温度下可有效防止料浆中的磷铵结晶析出，保持料浆具有良好的流动性。所以，料浆温度过高或过低均不利于生产过程的稳定：料浆温度过高，则料浆水分蒸发速率过快，水分含量过低导致流动性变差；料浆温度过低，则料浆中的磷铵会结晶析出，导致料浆粘度变大，流动性变差，严重时会导致料浆管线堵塞。 中和反应器料浆温度：100125； 管式反应器温度：110160。承德天岭矿化有限公司4.3、停留时间 从理论上看：磷酸与氨的中和反应为瞬时反应；磷酸中杂质进行的副反应所需时间相对较长；为避免反应过程中杂质参与的副反应生成物

9、对料浆质量造成负面影响，反应料浆停留时间越短越好。 但在实际生产过程中，中和反应器料浆和管反料浆因生产工艺的不同，其停留时间也不相同，一般情况下，对反应料浆停留时间要求如下：料浆在管式反应器内停留时间： 14秒；料浆在中和反应器内停留时间： 40分钟左右。承德天岭矿化有限公司5、造粒系统工艺原理5.1、氨化粒化工艺原理 氨化粒化是DAP生产过程中最重要的过程之一，该过程在造粒机内完成。经中和料浆分布器和管式反应器喷入造粒机内的料浆，与通过造粒机的系统物料相接触，部分以自成粒的形式存在、部分以涂布形式存在于系统物料粒子表面。在造粒机转动作用下，系统物料随造粒机内壁上升，并形成向下滚落或散落，完成

10、造粒过程，该过程称为粒化过程；同时，在造粒过程中连续向通过造粒机的物料床层内通入液氨，使料浆内的磷酸进一步与氨进行中和反应，将系统物料内的水分进一步蒸发，最终形成符合产品质量要求的系统物料，该过程称为氨化过程。承德天岭矿化有限公司5.2、干燥、筛分、破碎工艺原理 系统物料干燥：氨化粒化后形成的系统物料进入干燥机与来自沸腾炉的热空气顺流接触，对系统物料加热干燥，使系统物料中的部分水蒸发，使物料含水量达到产品质量要求。系统物料筛分、破碎：干燥后的系统物料经工艺筛筛分后，粒径较大的筛上物料直接进入破碎机内进行破碎，破碎后的和工艺筛筛下物料部分直接进入返料循环系统再次参与系统造粒；另一部分工艺筛筛下物

11、料作为成品送入产品筛再次进行筛分，筛分后的合格物料作为产品取出，不合格物料进入反料循环系统再次参与系统造粒。承德天岭矿化有限公司三、工艺流程简述及简图 年产60万吨DAP装置采用预中和+管式反应器或双管式反应器两种生产工艺技术，根据管理流程,装置分以下生产工序：1、主控工序2、洗洗涤工序3、造粒工序4、沸腾炉工序。承德天岭矿化有限公司1、主控工序 主控工序主要负责生产过程中的远程操作控制调整、系统设备的远程启动和停止及各生产工序间的衔接。 采用双管式反应器工艺技术（预中和+管式反应器工艺技术）时,将来自界区内湿法磷酸贮槽内的浓酸与洗涤液配制成一定浓度的稀磷酸，再将配好的稀磷酸与来自综合罐区的液

12、氨在管式反反应器（预中和反应槽+管式反应器）内反应，生成磷酸二铵料浆，料浆喷浆洒到造粒机内进行喷浆造粒。经造粒机造粒后的物料进入干燥机对物料进行干燥，干燥后的产品经筛分系统进行筛分，筛分后细粒物料直接进入返料系统，再回到造粒系统进行造粒；大颗粒物料经破碎机破碎后进入返料系统，再回到造粒系统进行造粒；部分合格粒子返回返料系统，另一部分合格粒子经流化床冷却、包裹涂油后作为产品取出。反应/造粒产生的废气、系统物料干燥产生的废气以及造粒系统产生的废气经洗涤后排空。承德天岭矿化有限公司筛分破碎系统磷酸天安公司汽车槽车液氨球罐液氨泵管式反应器预中和反应器造粒机干燥机筛分破碎系统返料系统产品取出系统散存库产

13、品包装洗涤系统火车槽车主控工序流程图主控工序流程图承德天岭矿化有限公司2、洗涤工序流程简述2.1、气体洗涤流程磷酸二铵装置洗涤部分的主要功能是对废气进行洗涤，本装置洗涤部分分为三个洗涤单元。a)第一洗涤单元：由中和造粒预洗涤器和泵组成，洗涤来自造粒机和预中和反应器含氨和粉尘的气体，经洗涤后的气休进入第二洗涤单元。b)第二洗涤单元：由中和造粒除尘洗涤器、干燥机尾气洗涤器组成； 中和造粒除尘洗涤器洗涤来自中和造粒预洗涤器和造粒厂房除尘旋风除尘器的含未反应的氨和粉尘的气体，两股气流由安装在该洗涤器下游的中和造粒收尘尾气风机抽吸；干燥机尾气洗涤器洗涤来自干燥机旋风分离器的主要含有粉尘和少量氨的气体，由

14、安装在该冼涤器下游的干燥机尾气风机抽吸。经洗涤后的气体进入第三洗涤单元。c)第三洗涤单元：由尾气洗涤器及泵组成。洗涤来自上述两台洗涤器的气流和来自冷却器旋风分离器经 FBC排气风机 送来的含尘气体，以进一步降低排放气体中的有害物，最后经除雾后从排气筒排入大气。承德天岭矿化有限公司2.2、洗涤液输送流程原料浓磷酸储存在浓磷酸贮槽中，使用时用浓磷酸给料泵送到中和造粒预洗涤器（其中分一部分到造粒机出口尾气导管）、中和造粒除尘干燥洗涤器槽、管式反应器给料槽及预中和反应器。在浓磷酸贮槽与浓磷酸给料泵之间加入内着色剂溶液。浓硫酸储存在浓硫酸槽中，用浓硫酸给料泵送至尾气洗涤器、中和造粒除尘干燥洗涤器槽、中和

15、造粒预洗涤器等。在尾气洗涤器中，将水作为洗涤液，经洗涤循环后送至前一洗涤单元中和造粒除尘干燥洗涤器槽中。在中和造粒除尘干燥洗涤器槽加入少量的水和少量硫酸，以调整洗涤液的PH值。再分别由PII603、PII604洗涤循环泵送到干燥机尾气洗涤器、中和造粒除尘洗涤器进行第二单元洗涤。来自中和造粒除尘干燥洗涤器槽的洗涤液经泵送到中和造粒预洗涤器，在造粒预洗涤器再加入大量浓磷酸，加到中和造粒预洗涤器的磷酸与来自造粒机和预中和反应器气体中的NH3发生反应，生成磷酸一铵（MAP），洗涤液中的N/P摩尔比约0.40.7。加入少量硫酸以控制N/P比和溶解度。来自第一洗涤步骤中和造粒预洗涤器的洗涤液，由最浓的酸组

16、成，根据生产工艺，将送至反应部分：承德天岭矿化有限公司洗涤工序流程图洗涤工序流程图承德天岭矿化有限公司3、造粒工序流程简述3.1、反应造粒从返料斗式提升机来的物料在重力作用下直接进入造粒机，在此进行氨化造粒。用双管反式生产工艺时，管反给料槽内的磷酸由泵送到管式反应器（PR）与液氨发生化学反应，生成磷酸二铵料浆，生成的料浆直接通过管反槽口喷浆洒到造粒机内与氨分布器来的液氨再次发生反应，并与返料进行混合，通过回转造粒的物理过程来完成造粒。用（PN+PR）混合生产工艺时，预中和反应器（PN）内的料浆由泵送到造粒机内与氨分布器来的液氨发生反应，并与返料进行混合，通过回转造粒的物理过程来完成造粒。造粒机

17、内安装有氨分布器，通过氨分布器可向造粒物料床层内通氨，对造粒物料的N/P摩尔比进行最终调整，使物料中和度最终控制在此1.72.0范围内。造粒机出口物料在重力作用下进入干燥机，物料通过干燥机后，使产品最终含水分小于2.5。承德天岭矿化有限公司返料液氨中和槽E601E602E603造粒机PII601来自PII608TII601干燥机中和造粒工序工艺流程图中和造粒工序工艺流程图承德天岭矿化有限公司3.2、产品干燥、筛分和破碎进入干燥机内的物料与来自热风炉的热空气进行顺流接触干燥，经干燥后的物料含水率在1.52.5(正常2.0左右)左右。干燥机出口安装有格栅和大块破碎机，如果出现大块物料，格栅可将其抛

18、进输送贮斗，并喂给大块破碎机，破碎物料与干燥机卸出的物料一起落到干燥机出口输送机上。从干燥机内逸出的气体含有氨、粉尘和水蒸汽。这些气体通过干燥机旋风分离器将大部分粉尘分离下来。旋风分离器中安装有链条，对旋风分离器内壁进行清理。每个旋风分离器安装有单独的料斗，并有相应的锁风阀，把粉尘卸到返料带式输送机上。经过旋风除尘器后，气体被吸到干燥机尾气洗涤器。干燥机出口物料通过格筛或大块破碎机后进入干燥机出口输送机上，再进入干燥机出口斗提机，通过正四通阀将物料分成四部分别进入工艺筛，每台工艺筛接受约25的总物料量。正四通阀与预筛之间的溜槽分别设有卸料分料器。在卸料时可以通过调整正四通阀将物料切换至这三个卸

19、料分料器并直接溜至带式输送机输送到散存库。卸至散存库的物料在重新开车时，用装载机送入返料贮斗，由带式输送机送到返料带式输送机。从工艺筛来的合格物料，收集于合格料带式输送机上，在出料端安装有可调节的分料器，通过平衡带式输送机上安装的成品计量秤计量显示，控制到合格料斗提升机的物料量，多余的合格料作返料溜至返料带式输送机。工艺筛分离出的大颗粒物料在重力作用下分别落入破碎机，进行破碎；分离出的小颗粒物料与破碎物料落到返料带式输送机上。超过需要产量的合格料及终级成品筛上层物料，经新增的粗料分料器调控后进入胶带输送机回到干燥机出口斗提机。返料带式输送机将加入的物料、返回的不合格物料及系统返料、溅落料送入返

20、料斗式提升机，提供造粒所需的返料。承德天岭矿化有限公司LII624造粒机干燥机沸腾炉系统LII621旋风除尘分料阀筛分破碎LII623产品输送机分料阀LII630去冷却包裹LII622干燥筛分工艺流程图干燥筛分工艺流程图承德天岭矿化有限公司3.3、产品冷却、包裹从返料分料器输取出的产品，在重力作用下落入合格料斗式提机升，通过成品筛给料输送机把物料输送至终级成品筛进行筛分。上层筛将大于成品要求粒度的粒子进一步筛出，以提高产品中合格粒子合格率，下层用于分离在预筛中未分离出的细小颗粒，分离出的细小颗粒落到返料带式输送机上。上层分离出来的大颗粒物料，可经大粒带式输送机送落至干燥机出口斗式提升机，返回筛

21、分系统，也可与下层小颗粒一起落到返料带式输送机上。经成品筛筛分所得合格物料在重力作用下落入三级流化床冷却器。物料在流化床冷却器中与一级流化床风机抽送的流化床三级出口循环热空气和厂房内冷空气混和后对产品进行流化冷却，流化床一级出口的含尘热空气经冷却器旋风分离器除尘后分两股，一部分由FBC循环风机抽送进入造粒机下料溜槽；另一部分经FBC排气风机抽送与冷却器第二级风机抽送的冷却器二级出口热空气一起去尾气洗涤器。冷空气经过空气加热器用蒸汽加热成5070的热空气，通过阀门调节分别与外来冷空气混合到35，适当降低相对湿度后进入流化床冷却器配套的二级流化风机、三级流化风机，将流化床一级冷却的合格粒子进一步逐级冷却到约3560，然后溢流到包裹筒。冷却器三级出口热空气分两股，一部分至上述一级流化风机；另一部分由冷却器第三级风机抽出排放。所有