專利名稱：一種高塔管式反應生產復合肥的方法
技術領域：
本發明涉及一種高塔造粒生產復合肥的方法，具體涉及一種高塔管式反應生產復合肥的方法。
背景技術：
高塔造粒生產復合肥的方法，目前已經成為一項比較成熟的工藝。其工藝原理是固體尿素或硝銨(硝銨磷等)加熱熔融后成為熔融液，也可以直接使用蒸發濃縮后的熔融液。在熔融液中加入相應的磷肥、鉀肥、填料及添加劑制成混合料漿?；旌狭蠞{送入高塔造粒機進行噴灑造粒，通過造粒機噴灑進入造粒塔的造粒物料，在從高塔下降過程中，與從塔底上升的氣體阻力相互作用，與其進行熱交換后降落到塔底，落入塔底的顆粒物料，經篩分表面處理后得到顆粒復合肥料。由于受到造粒所需混合物必須是能形成可流動的熔體，因此要借助尿素和硝銨的優勢，所以一般高塔造粒只能生產尿基和硝基復合肥。高塔生產尿基復合肥是由尿素、磷肥、鉀肥、填料按一定比例混合，在100°C 145°c的加熱溫度下在熔融混合器中制成熔融料漿；硝基復合肥是由硝銨、磷肥、鉀肥填料等按一定比例混合，在145°C 175°C的加熱溫度下在熔融混合器中制成熔融料漿；熔融料漿通過塔頂旋轉造粒噴頭噴灑進入造粒塔內；造粒物料從塔頂下降過程中在與上升的氣流阻力作用下緩慢的降落到塔底，經篩分得到顆粒狀尿基或硝基氮磷鉀復合肥料。與常用的復合肥料制造工藝相比，高塔造粒工藝具有以下優點(1)熔融料漿水分含量低，無需干燥過程，節約了能耗；(2)顆粒表面光滑、圓潤、不易結塊，具有較高的市場競爭力；(3)操作環境好，無三廢排放，屬清潔生產工藝；(4)可直接利用生產系統尿素或硝銨熔體，簡化生產工藝流程。但是，目前高塔造粒也存在一定的缺點，主要包括(1)產品規格受到一定的限制，造粒所需混合物必須是能形成可流動的熔體，需要借助尿素和硝銨的優勢，因此磷的加入受到限制，只能生產高氮產品；(2)生產的尿基產品中縮二脲含量高；(3)需要用大量電能或熱能熔融原料。隨著農業種植的多元化，農民對肥料種類的需求也是愈加多元化，單純的生產高氮復合肥很難滿足廣大農民的需求。因此，有必要對高塔造粒進行改進。管式反應器主要有水平管式反應器、立管式反應器、盤管式反應器、U型管式反應器等幾種類型。管式反應器主要具有以下特點(1)由于反應物的分子在反應器內停留時間相等，所以在反應器內任何一點上的反應物濃度和化學反應速度都不隨時間而變化，只隨管長變化；(2)管式反應器具有容積小、比表面大、單位容積的傳熱面積大，特別適用于熱效應較大的反應；(3)由于反應物在管式反應器中反應速度快、流速快，所以它的生產能力高；(4)管式反應器適用于大型化和連續化的化工生產；(5)和釜式反應器相比較，其返混較小，在流速較低的情況下，其管內流體流型接近與理想流體；(6)管式反應器既適用于液相反應，又適用于氣相反應。
由于管式反應器的特點，使得在利用管式反應器生產復合肥時能有效利用氨化的反應熱，同時可有效控制氨化反應，避免酸過度所帶來的不良副反應，保證了造粒過程的平穩性。目前，也有相關技術將管式反應器應用于復合肥生產中，主要用的工藝是管式反應器——雙軸造粒器工藝及管式反應器——轉鼓粒化器工藝，例如申請號為200910228884. 5 的酸氨管式反應器生產三元復合肥的方法專利中就是利用了酸氨管式反應器與轉鼓造粒技術。但是轉鼓噴漿造粒需要的固體料較多，肥料單粒子中的養分容易含量不均勻，雙軸造粒的粒子的外觀不圓潤規則、容易結料、不易清理等問題。

發明內容
本發明的目的是為了提供一種高塔管式反應生產復合肥的方法，克服目前高塔造粒技術不能生產低氮高磷復合肥、能耗高、產品規格受限制的不足。一種高塔管式反應生產復合肥的方法，包括如下步驟
步驟(I):將原料酸、氨氣加入到管式反應器中，使原料酸和氨氣在管式反應器中混合反應，得到混合料漿和蒸汽，所述的原料酸為磷酸和硫酸中的一種、或是硫酸和磷酸的組合、或是硝酸和磷酸的組合、或是硝酸和硫酸的組合、或是硝酸、硫酸和磷酸三種酸的組合；
步驟(2):將混合料漿與蒸汽分離；
步驟(3 ):將步驟(2 )得到的混合料漿通入料漿槽中，再通過高塔造粒，經篩分得到復合肥料。步驟(3)造粒前，先向料漿槽中加入固體原料，熔融后得到共融料漿，再將共融料漿通過高塔造粒，經篩分得到復合肥料。步驟(I)中原料酸經酸輸送泵、酸中間槽及酸中間泵到達高塔上的酸槽，再由高塔上的酸泵將其輸送到管式反應器中；
所述氨氣由液氨經氨氣化器氣化所得，從氨氣化器出來的氨氣通過氨氣緩沖罐緩沖后通入管式反應器中，與酸混合反應。所述的原料酸是質量百分數為47%_54% (以P2O5計)的濕法磷酸。步驟(I)中所述的原料酸和氨氣在管式反應器中反應得到的料漿的N、P摩爾比為
I.(Tl. 6。步驟(2)使用蒸汽分離器將料漿和蒸汽分離。步驟(2 )分離的蒸汽經過文氏管洗滌器洗滌，然后進入旋風除沫器去除洗滌酸沫， 然后經過絲網除沫器用水洗滌后排空或再利用；處理后的蒸汽用于對固體原料的熔融。步驟(3)中所述的共融料漿通過塔頂旋轉造粒噴頭進入造粒塔內造粒。所述的固體原料為尿素、鉀鹽和填料中的兩種或以上，尿素和鉀鹽為必須添加的； 或硝酸銨、鉀鹽和填料中的兩種或以上，硝酸銨和鉀鹽為必須添加的。所述方法用來生產尿基復合肥、生產硝基復合肥或多種養分復合肥料；其中尿基復合肥是混合料漿和尿素、鉀肥、填料混合成熔融料漿，原料酸、氨氣、尿素、鉀肥、填料的質量比為(O. 5 2.0) : (O. Γ0. 4) (0^2. O) (0^2. O) (0^2. O);硝基復合肥是混合料漿和硝酸銨、鉀肥、填料混合成熔融料漿，原料酸、氨氣、硝酸銨、鉀肥、填料的質量比為(O. 5^2. O)(O. Γο. 4) (0 4· O) (0 2· O) (0 2· O)。本發明的有益效果
(1)利用磷酸和氨氣的反應熱得到磷銨熔融料漿，還可以熔融一部分固體原料，節約能源，降低消耗；
(2)磷酸、氨氣都是流體更利于機械化操作，節省人工，減少粉塵量，優化環境；
(3)因為磷銨是熔融狀態，使得高塔造粒可以生產低氮高磷復合肥產品；
(4)產品質量有所提升顆粒外型光滑度增強；顆粒強度增高，產品抗結塊能力增強； 造粒波動小，產品養分波動小；
(5)使用磷銨料漿可以降低尿素的使用量，這樣可以降低縮二脲在肥料中的含量；
(6)原料適應性強，可以用多種原料進行管式反應，例如磷酸-氨，硫酸-磷酸-氨， 硝酸-磷酸-氨，硝酸-硫酸-磷酸-氨。


圖I為本發明一種高塔管式反應生產復合肥的方法的工藝流程簡圖。圖2為本發明一種高塔管式反應生產復合肥的方法的另一種工藝流程簡圖。
具體實施例方式實施例一 15-15-15復合肥
步驟(I):將質量濃度為52% (以P2O5計)的濕法磷酸、氨氣同時通入管式反應器中，磷酸在管式反應器里迅速和氨發生反應，得到磷銨料漿，同時反應放出的熱使水變成蒸汽。步驟(2):將步驟(I)中所得的料漿和蒸汽一起通入蒸汽分離器，把料漿和蒸汽分離。步驟(3):將分離得到的料漿通入熔融混合器中，并向熔融混合器中加入固體原料尿素、氯化鉀、填料，一部分固體原料由磷銨料漿本身的熱量熔融，另一部分利用蒸汽的熱量熔融，得到共融料漿。步驟(4):將步驟(3)得到的共融料漿通過塔頂旋轉造粒噴頭噴灑進入造粒塔內， 造粒物料被塔中的冷空氣冷卻降落到塔底，經篩分，合格物料進入撲粉筒進行表面處理后再包裝得到所需的氮磷鉀復合肥料。生產中磷酸、氨氣、尿素、氯化鉀、填料的配比(質量比)為1.000:0. 124:0. 894
O.867 :0. 864。實施例二 15-15-15復合肥
與實施例一步驟相同，其中，磷酸的質量濃度為52% (以P2O5計)的濕法磷酸，;步驟(4) 中固體原料為硝銨、硫酸鉀、填料。磷酸、氨氣、硝銨、硫酸鉀、填料的配比(質量比)為O. 700:0. 087:1. 000:0. 784 :
O.194。實施例三10-20-20復合肥
與實施例一步驟相同，其中，磷酸的質量濃度為47%-54% (以P2O5計)的濕法磷酸，步驟(4)中固體原料為尿素、氯化鉀、填料。磷酸、氨氣、尿素、氯化鉀、填料的配(質量為 I.000:0.151:0. 290:0. 867:0. 589。實施例四10-20-20復合肥
與實施例一步驟相同，其中，磷酸的質量濃度為52% (以P2O5計)的濕法磷酸，步驟(4) 中固體原料為硝銨、硫酸鉀、填料。磷酸、氨氣、硝銨、硫酸鉀、填料的配(質量為 O.925:0.115:0. 485:1. 000:0. 236。根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式
，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發明構成任何限制。
權利要求
1.一種高塔管式反應生產復合肥的方法，其特征在于包括如下步驟步驟(I):將原料酸、氨氣加入到管式反應器中，使原料酸和氨氣在管式反應器中混合反應，得到混合料漿和蒸汽，所述的原料酸為磷酸和硫酸中的一種、或是硫酸和磷酸的組合、或是硝酸和磷酸的組合、或是硝酸和硫酸的組合、或是硝酸、硫酸和磷酸三種酸的組合；步驟(2):將混合料漿與蒸汽分離；步驟(3):將步驟(2)得到的混合料漿通入料漿槽中，再通過高塔造粒，經篩分得到復合肥料。
2.根據權利要求I所述的一種高塔管式反應生產復合肥的方法，其特征在于步驟(3)造粒前，先向料漿槽中加入固體原料，熔融后得到共融料漿，再將共融料漿通過高塔造粒，經篩分得到復合肥料。
3.根據權利要求I所述的一種高塔管式反應生產復合肥的方法，其特征在于步驟(I)中的原料酸經酸輸送泵、酸中間槽及酸中間泵到達高塔上的酸槽，再由高塔上的酸泵將其輸送到管式反應器中；所述氨氣由液氨經氨氣化器氣化所得，從氨氣化器出來的氨氣通過氨氣緩沖罐緩沖后通入管式反應器中，與酸混合反應。
4.根據權利要求I所述的一種高塔管式反應生產復合肥的方法，其特征在于所述的原料酸是質量百分數為47%-54% (以P2O5計)的濕法磷酸。
5.根據權利要求I所述的一種高塔管式反應生產復合肥的方法，其特征在于步驟(I)中所述的原料酸和氨氣在管式反應器中反應得到的料漿的N、P摩爾比為 I. (Tl. 6。
6.根據權利要求I所述的一種高塔管式反應生產復合肥的方法，其特征在于步驟(2) 使用蒸汽分離器將料漿和蒸汽分離。
7.根據權利要求I所述的一種高塔管式反應生產復合肥的方法，其特征在于步驟(2) 分離的蒸汽經過文氏管洗滌器洗滌，然后進入旋風除沫器去除洗滌酸沫，然后經過絲網除沫器用水洗滌后排空或再利用。
8.根據權利要求I所述的一種高塔管式反應生產復合肥的方法，其特征在于處理后的蒸汽用于對固體原料的熔融。
9.根據權利要求2所述的一種高塔管式反應生產復合肥的方法，其特征在于所述的固體原料為尿素、鉀鹽、氮肥和填料中的兩種或以上，尿素和鉀鹽為必須添加的；或硝酸銨、 鉀鹽、氮肥和填料中的兩種或以上，硝酸銨和鉀鹽為必須添加的。
10.根據權利要求I或2所述的一種高塔管式反應生產復合肥的方法，其特征在于 所述方法用來生產尿基復合肥、生產硝基復合肥或多種養分復合肥料；其中尿基復合肥是混合料漿和尿素、鉀肥、填料混合成熔融料漿，原料酸、氨氣、尿素、鉀肥、填料的質量比為(O. 5 2.0) : (O. Γ0. 4) (0^2. O) (0^2. O) (0^2. O);硝基復合肥是混合料漿和硝酸銨、鉀肥、填料混合成熔融料漿，原料酸、氨氣、硝酸銨、鉀肥、填料的質量比為(O. 5^2.0) (O. Γ0. 4) (0 4· O) (0 2· O) (0 2· O)。
全文摘要
一種高塔管式反應生產復合肥的方法，包括以下步驟將原料酸、氨氣加入到管式反應器中混合反應，制得混合料漿；經蒸汽分離器把混合料漿和蒸汽分離；將分離得到的料漿通入料漿槽中，再將料漿通過塔頂造粒噴頭噴灑進入造粒塔內，造粒物料被塔中的冷空氣冷卻降落到塔底，經篩分得到復合肥料。利用酸和氨的反應熱得到熔融料漿，還可以熔融一部分固體原料，節約能源，降低消耗；原料酸、氨氣都是流體更利于機械化操作，節省人工，減少粉塵量，優化環境；因為料漿是熔融狀態，使得高塔造粒可以生產低氮高磷復合肥產品。
文檔編號C05G1/00GK102603387SQ20121007230
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月19日 優先權日2012年3月19日
發明者張運森, 褚紅艷, 黃培釗 申請人:深圳市芭田生態工程股份有限公司