磷酸二铵生产工艺简单叙述
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磷酸二铵生产工艺简述
磷酸二铵的化学质量
执行中华人民共和国国家标准: GB10205-10212-88
磷酸二铵( 颗粒) 技术要
磷酸铵盐是一种含有磷和氮两种营养元素的高浓度复合肥料, 它
由氨中和磷酸而制成。磷酸有三个氢离子, 能够依次地为氨所中和生产
磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸三铵。工业上制得的磷酸铵盐肥料实际上
是一铵和二铵的混合物。以一铵为主的肥料称为磷酸一铵肥料, 以磷酸
二铵为主的肥料称为磷酸二铵肥料。一般, 前者含磷52％, 含氮12％;
后者含磷约46％, 含氮约18％; 磷酸三铵不稳定, 在常温下就能放出氨
而变成磷酸二铵, 磷酸二铵较磷酸三铵稳定, 但当温度达90℃时, 开始
分解放出氨并转变为磷酸一铵。磷酸一铵是最稳定的, 加热到130℃以
上才会分解放出氨而变为焦磷酸, 甚至变成偏磷酸。因此磷酸一铵和磷
酸二铵都能作为肥料使用, 而且能够按任何比例混合。
4.1 原料技术要求指标名称DAP
优等品一等品合格品
有效磷( 中性柠檬酸铵溶性
磷, 以P2O5计) % 46~48 ≥42 ≥38
水溶性( 以P2O5计) % > 42 38 32
总氮含量 N% 16~18 ≥15 ≥13
总养分( 有效磷+总氮) % ≥64 57 51
水份含量 % 1.5 2.0 2.5
粒度 ( 1~4mm) , % 90 80 80 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
4.1.1 磷酸P2O5 29~46%4.1.2 硫酸
H2SO4含量: 93~98 % w/w 4.1.3 氨状态: 液体
NH3 含量: 99.5 % w/w 含水率: 0.3 % w/w 最大.
在操作温度下的压力: 高于平衡压力0.3 - 0.4 MPa
(在界区, 表压最小1.0 MPa)
4.1.4 包裹油类型: 胺化油
4.2 公用工程消耗
4.2.1 蒸汽( 来源) 低压蒸汽:
压力: 0.2 ~ 0.3 MPa( 表压) , 在界区温度: 饱和的(133-143℃)
中压蒸汽:
压力: 1.0 MPa( 表压) , 在界区
温度: 饱和的(183℃)
4.2.2 工艺和生活用水压力: 0.3 MPa( 表压) , 在界区
温度: 环境
分析:
- 总硬度: 200 ppm 最大. 以CaCO3形式- pH : 6.9 ~ 7.2备注: 该水不含氰化物、硒、镉、铬、铅、汞。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
4.2.3 仪表空气压力: 0.7 Mpa( 表压)
温度: 环境
露点: ~10 °C
质量: 干燥/无油无尘
4.2.4 消泡剂类型: 油酸或类似物
压力: 在储槽内
温度: 环境
4.2.5 电力频率: 50 Hz
电机的电压:
- 大电机(> 250 kW) : 6000 V , 3 相
- 小电机(< 250 kW) : 380 V , 3 相
4.3 废水和废气在正常操作情况下, 该工艺不排放废水。为安全起见, 设有污水坑, 以
收集清洗废水或偶然的溢出物, 并在以后重新掺入系统予以回收。
尾气洗涤器之后, 经过烟囱排放的气体如下:
氨: 小于100 ppm
粉尘: 小于120 ppm
F : 小于9 ppm (最大3 kg/h)
4.4 生产原理料浆的生产工艺:
a. 仅采用预中和器。先期建成的近10套大中型磷铵装置中多数采用预中和工艺.磷酸
和少量硫酸与氨在管式反应器或预中和器中反应, 生产磷酸二铵料
浆。料浆中不足的氨经过插入造粒机固体床层的氨分布器加入。要求资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。在离开造粒机的物料中, 以磷酸铵形式存在的N/P2O5接近2.0。以预中和工艺生产DAP,中和槽的反应料浆中和度为
n(N)n(P)=1.4~1.5,此处放出的反应热用于提高料浆温度到110~120℃,并蒸发料浆中的部分水分。含水20%左右的料9浆用泵送至造粒机,继续氨化至
n(N)n(P)=1.85,在造粒机中放出的反应热用于提高造粒机内物料的温度及用于蒸发水有利于保持造粒机在最佳温度(80~90℃)范围内运行。否则,造粒
机中有过剩热量及液相量,造粒机运行会变得困难,其生产能力就会受到极
大限制。以预中和工艺生产DAP,一般有易操作,系统运行稳定,装置开车率
高的优点。预中和工艺作为生产DAP的一种很经典的工艺,应用历史长,建的装置数也最多。但预中和工艺也有其明显不足,比如有效热利用率偏低,
返料比大,干燥能耗高等。
b．仅采用管式反应器.
1) 以单管工艺生产DAP, 以单管工艺生产DAP,系统的稳定运行难度更大一些。为了改进造粒机中的热平衡,就需要降低投料量,以减少造粒机
中的反应热,同时增加返料比,以增加造粒机中反应热的移出量,导致装置生
产能力下降。优点是是浓磷酸和氨在管式反应器内,在较高的压力和温度下
进行反应,生成熔融体高浓度料浆,直接卸入造粒机料床上,粒化时,返料比相
应减少,消除了用泵输送高粘度、低水分料浆的困难, 管式反应器工艺与传
统预中和工艺相比,具有设备简单、能耗低的特点。
2) 以双管工艺生产DAP。就是在造粒机和干燥机内各安装一个管式反应器。第二个管式反应器产生的反应热能够使进干燥机粒状物料的水分进
一步降低。第二管式反应器生成的磷酸一铵细粉, 少部分扑在磷酸二铵表
面上并反应使最终产品的中和度降到1.87,双管反应工艺优点: 解决了单管
反应器生产DAP的热负荷过重的问题; 操作费用低( 节省氨和燃料) , 按的
回收率高( DAP车间为95%, NPK生产达到99%) , 装置开机率高。
C．采用管式反应器加预中和器组成的混合工艺( PR＋PN) 。新建大中型磷铵装置中则较多地选用了混合工艺, 混合工艺仍保留资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。了传统的预中和槽,在造粒机增设1根管式反应器,生产DAP时经过预中和
槽可移走20%以上的反应热。混合工艺既保留了槽式工艺的优点,又发挥了
管式工艺的长处,能够预见对不同类磷铵产品的生产有良好的适应性,但投
料点多,流程显得复杂,生产工艺控制要求会比较高。
氨和磷酸之间将以下列反应方程式进行主要的反应:
b-1) NH3 (气) + H3PO4 ------> NH4H2PO4 (一铵)+ Q2A
b-2) NH3 (液) + H3PO4 ------------> NH4H2PO4 + Q2B
b-3) NH3 (气) + NH4H2PO4 --> (NH4)2HPO4 (二铵)+ Q3A b-4) NH3 (液) + NH4H2PO4 ---------> (NH4)2HPO4 + Q3B其值大约如下:
Q1A = 1800 kcal/kg NH3 (气), Q1B = 1500 kcal/kg NH3 (液)
Q2A = 1500 kcal/kg NH3 (气) , Q2B = 1200 kcal/kg NH3 (液)
Q3A = 1300 kcal/kg NH3 (气) , Q3B = 1000 kcal/kg NH3 (液)
一些氨将与粗磷酸中含有的来自磷矿的杂质如铁、铝、镁、钙、氟
等发生反应, 形成络合物, 这些盐在柠檬酸和柠檬盐中的溶解度是不同的,
这也就是造成产品中有枸溶性P2O5的原因, 从而降低了水溶性P2O5的含量。
来自于管式反应器或预中和器的料浆, 经过各自的喷管喷到造粒机固
体床层上, 随着造粒机的滚动, 完成造粒过程。
从造粒机流进干燥机的潮湿粒子, 与来自燃烧室的热风进行顺流热交
换, 使从干燥机出来物料达到产品所需的含水率。
干燥物料经过斗提机送到工艺筛, 大颗粒物料进到三辊式破碎机, 和筛
下细料一起落到返料输送机上, 合格粒子经冷却和包裹工序后, 送去包装。
4.5 工艺流程图4.6 工艺流程叙述资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
4.6.1 氨的加料
氨将在环境温度和一定压力( 至少高于平衡压力0.3~0.4MPa即最小供给压力为1.0MPa) 下, 呈液态(气态)分别进入造粒机氨分布器管式反应器
和预中和器。氨的压力将由主氨管线上的压力控制阀控制。
可用中压蒸汽清理造粒机氨分布器、管式反应器和预中和器的液氨喷
嘴; 在用蒸汽清理氨分布器后, 为了避免氨管中遗留蒸汽冷凝后形成负压
吸入固体, 通蒸汽后必须立即通氨, 把遗留蒸汽冲干净。
经过在控制室DCS系统上, 对氨流量( 造粒机氨分布器、管式反应器、
预中和器) 进行控制。
4.6.2 磷酸和硫酸的加料磷酸为来自磷酸贮槽的中浓度酸( ≥46％P2O5) , 硫酸浓度98％或
93％。经过各自的流量控制器分配到: 到管式反应器槽、预中和器、造粒机
预洗涤器、洗涤器槽。
从预洗涤器来的洗涤液, 加到管式反应器槽与未经过洗涤系统的磷酸
混合。从洗涤器槽来的洗涤液主要加到预中和器。在生产中, 建议把进系
统的全部磷酸都加进洗涤系统, 最大程度地回收氨。
部分硫酸和系统所需的工艺水经过尾气洗涤器加入, 不但为了回收
NH3, 而且是为更好地回收生产中产生的粉尘和氟。剩余硫酸将全部加进预中和器。也能够增设93%硫酸加料系统。
经过各自的流量控制仪, 进到预中和器和到尾气洗涤器
定期清理管道的废水将排到本装置的污水收集池, 该污水坑还接受贮
槽的溢出物等。该污水坑安装有两台泵, 以便把这些液体送回系统或打出
系统( 污水处理, 洗涤液体供料浆一铵或粒状一铵) 。
4.6.3预中和器该预中和器安装有一台搅拌器, 以增强反应接触效果和成品料浆的均资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。匀。液氨经过沿圆周分布的一系列喷嘴( 6套) 加到预中和器的底部, 以达
到最好的分布和反应效率。
在正常操作情况下, 用混合工艺( PN＋PR) 生产DAP18-46-0时, 在预
中和器中生产约55-65%的磷铵料浆。
一般来说, 液位越高, 氨的吸收越好, 可是, 液位越高, 由于产生的泡
沫而可能引起溢出。有两个独立的液位指示器, 带有一系列的报警, 在控制
室DCS上严加控制。一般, 这些液位将在预中和器总高度的55-65%之间。
用料浆泵把预中和器的料浆送至造粒机。有两条独立的料浆输送管,
每条管线连着一台变频调速泵。该管线有蒸汽伴热和蒸汽清理, 以维持料浆的温度和料浆的流动性, 停车时清理管道。每条管线配有电磁流量计和
一个在DCS系统中记录的流量控制器。
预中和器的温度经过在DCS上显示, 并有高和低报警以观察在反应中的任何异常情况。另外一个现场温度指示器能帮助控制。
从造粒机和预中和器来的气体, 同时但独立地被吸进预洗涤器。在预
中和器的吸入管线上安装有一个DN1200蝶阀, 以调节该反应器所需的压
力, 达到所需的排气量。
如果装置短时间停车, 预中和器可能充满料浆, 可是中压蒸汽将经过
氨加入接口输入预中和器, 之前要人工检查氨阀已关闭。蒸汽有助于维持
料浆温度高于100℃, 以避免太高的粘度和可能损坏搅拌器。
任何时候, 由于料浆的固化, 在预中和器中有严重沉积的危险, 必须立即加水, 以免整个料浆的沉积。
造粒机理: 物料有三种成粒机理,即湿物料均匀涂布在返料颗粒上的涂布造
粒、以湿物料为粘结剂将返料小颗料粘结成较大颗粒的粘结造粒、湿物
料雾化为细小雾滴在热气流中水分蒸发而形成小颗粒的自成粒。在正常生
