氨酸法生产工艺控制

(一)酸氨管式反应器造粒技术的工艺过程
      工艺流程简述来自配料工序的各固体原料(氯化钾、磷酸一磷、固体尿素、氯化铵、普钙、填充剂等)和系统的返料进入转鼓造粒机,由硫酸贮罐来的浓硫酸和尾气洗涤系统的洗涤液,经计量后加入到特制的管式反应器的混和段进行混和稀释;来自氨站的液氨经计量后分为两路,一路通过液氨蒸发器和混和器A与少量蒸汽混和气化,经管式反应器混和段进入反应段,通过特制的分布器快速与混和后的稀硫酸反应,生成的高温硫酸铵溶液经雾化喷头均匀喷涂到造粒机料床上。另一路液氨通过液氨蒸发器和混和器B与蒸汽混和气化后,由混和分布器进入料层与料层中的磷酸一铵、普钙等继续在造粒机内进入化学反应,同时释放出化学反应热,干湿物料在造粒机的转动作用下团聚成粒,如有尿液等液体原料喷入,则氨、酸及洗涤水量适当降低,以保证造粒的液相与热量平衡。管式反应器排出的水蒸汽以及料层中排出的水蒸汽随造粒尾气排出,造料尾气经复喷管和洗涤塔进行洗涤吸收,经洗涤后的净化尾气经尾气风机烟囱排空,洗涤液用泵送至洗涤塔和管式反应器,洗涤水通过管式反应器后形成过热蒸汽及高温料浆予以回收。出造粒机的物料经干燥、筛分、冷却、筛分、包膜处理后进入成品库进行包装,大粒返料经破碎后与细粉返料一起返回造粒系统,干燥、冷却尾气以及吸尘尾气分别经旋风除尘器、重力沉降和水浴洗涤三级处理后达标排放。
(二)氨酸管式反应器喷浆造粒新技术的主要特征
1、造粒工况明显改善和稳定造粒部分利用气氨与硫酸、磷酸一铵的化学反应热来提高造粒物料温度和改善物料特性,提温幅度可达15-30℃,而并非主要靠蒸汽和尿液来提高造粒温度,造粒温度可高达75-85℃,物料水份小于2.5%,成球率高达60%以上。
2、实现一段干燥工艺、简化工艺过程由于造粒物料温度较高,水份较低,一段干燥便于使产品水份降至1.5%以下,实现了一段干燥工艺生产高氮尿基复合肥工艺过程,简化了工艺过程。
3、实现热筛分、热破碎工艺、提高能源利用率由于干燥后产品水份较低(小于1.5%)可满足热筛分和热大粒破碎工艺,同时也提高了热返料的热量利用效率,以及降低了冷却负荷,缓解了产品的热结块倾向。
4、实现无填充剂造粒、提高产品质量由于利用气氨与硫酸、磷酸一铵的反应生成硫酸铵和部分磷酸二铵来改善物料特性,提高原料间的配伍性,有效解决了尿基复合肥物性差的问题,无需增加膨润土等粘性填充剂,可大量利用廉价的氯化铵氮源取代不溶性膨润土等填充剂和部分尿素,实现不溶性填充剂造粒,产品外观洁白、光滑圆润,无不溶性残渣,避免了填充剂颜色不稳定对产品外观的影响,提高了产品的外观形象和市场竞争力,同时还可利用低品位的国产氯化钾、普钙等原料,可进一步降低原料成本。
5、简化尿素加工过程,避免缩二脲含量超标引起毒害可直接利用固体颗粒尿素生产高氮尿基复合肥,而无需固体尿素融溶装置和尿素企业长距离尿液输送装置,减少了尿素融熔和输送部分的固定资产投资和较高运行费用,尤其是避免了以上装置易出现的产品缩二脲含量超标而导致的农作物烧苗现象。
6、洗涤液得以回收利用,实现污水零排放尾气处理的洗涤液用于造粒机管式反应器得以回收,即解决了传统工艺湿法除尘系统洗涤液的回收问题,又降低了原料损耗,可实现污水零排放。
7、可有效防止不良副反应的发生并明显改善造粒物性传统的硫酸、氨喷管(TVA氨化造粒技术),由于硫酸是在物料床层中与氨反应,因此,不可避免地出现硫酸与其它原料发生副反应;如硫酸与氯化钾反应在造粒机内生成大量氯化铵烟雾,无法看清造粒机内部物料运行状况,严重影响造粒操作;硫酸与尿素反应生成硫酸脲,硫酸脲有较大的溶解度,会导致造粒机内发生“和泥”现象,致使造粒无法进行,同时也会出现颗粒在干燥机内的二次粉化问题,影响生产能力的提高。采用氨酸管式反应器和二次氨化技术代替传统的硫酸、氨喷管技术,由于管式反应器喷出的料浆为硫酸铵,无游离硫酸存在,可彻底避免以上副反应的发生,同时又通过二次氨化生成了部分磷酸二铵,有效改善了造粒物料特性,提高了原料间的配伍性,解决了干燥机、溜槽、破碎机、筛分机等设备的结疤,堵塞严重问题,保证了装置的连续稳定运行。
8、生产装置操作弹性和生产能力明显提高传统的尿基复合肥生产工艺,造粒受天气湿度和原料特性影响较大,操作弹性较小,限制了多品种生产。而氨酸管式反应器造粒技术,通过调节管式反应器运行负荷,可在不同的配方、原料、季节等条件下均可保证的良好的造粒效果,有效提高了装置的生产弹性,可生产多品种、多系列复合肥产品,满足复合肥产品多样化的市场要求,同时生产能力也提高了20%-50%。
9、产品质量显著提高、形成独特的产品特色产品不溶性残渣少,产品外观洁白、光滑、圆润,有较强的市场竞争力;产品强度大于30N,产品水份小于1.5%,颗粒粒度均匀,有较强的抗结块能力;造粒工况稳定,产品内在养分波动小。
10、生产综合成本明显降低 生产能力提高20%-50%,使吨肥产品的各种固定成本明显下降。产品质量的提高和产品的多样化,有利于产品品牌的创建,提高了产品的市场竞争力,尽而吨肥销售成本有所降低。充分利用原料间的化学反应热和系统的返料热量,吨肥产品的煤耗可降低30%以上。产品抗结块能力的增加,消耗防结块剂的成本也有所下降。 洗涤液得到充分利用,原料消耗有所降低。利用廉价的氯化铵原料代替填充剂和部分尿素,同时也可使用低品位、低价格的氯化钾、普钙等原料,使产品原料成本有所降低。可采用一段干燥、热筛分、热大粒破碎工艺和直接利用颗粒尿素进行生产,简化了生产过程,固定投资和运行费用有所降低。装置的连续稳定运行,降低了设备的事故率和维修费用。以上几方面综合考核,吨肥综合生产成本可降低50-75元,有较好的经济效益和社会效益,同时由于实现污水零排放,也有较好的环保效益。

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