一种肥料用聚磷酸铵的生产装置的制作方法

本技术涉及聚磷酸铵生产，具体为一种肥料用聚磷酸铵的生产装置。

背景技术：

1、聚磷酸铵又称多聚磷酸铵(简称app)，1965年由美国孟山都公司首先实现工业化生产，app的结构通式可以写为(nh4)n+2pno3n+1，按其聚合度大小，可以分为低聚和高聚两种类型。其中聚合度在2～20之间的app称为低聚app，具有水溶性，主要用于水溶性肥料或液体阻燃剂；聚合度大于20的为高聚app，水溶性差，当聚合度大于50时，分子式近似于(nh4po3)n。聚合度对app的溶解性有明显影响，适合做肥料的app主要是聚合度在20以下的水溶性产品。

2、正如前文所述的聚合度在20以下的水溶性产品(即：肥料用聚磷酸铵)，根据生产原料的不同，大体上可分为两种：磷酸氨化法与磷铵尿素法，磷酸氨化法主要是通过磷酸或者过磷酸与尿素、氨等氮源反应聚合而生产水溶性app，而磷铵尿素法则以磷酸一铵或者磷酸二铵为磷源与尿素等缩合剂通过热缩合反应制备水溶性app；磷铵尿素法需要将磷铵及尿素熔融后进行发泡反应，因物料粘度大，单台反应装置产量较小无法实现大规模生产，且物料混合不均匀，产品聚合度难以长时间稳定控制；磷酸氨化法工艺简单，便于连续操作，但由于体系中的水会阻碍聚合反应的进行，因此聚合率和生产强度较低，且所需磷酸浓度较高，导致生产成本偏高；因此如何降低磷酸提浓的能量消耗和生产成本的前提下，降低水对聚合反应的影响则成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种肥料用聚磷酸铵的生产装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种肥料用聚磷酸铵的生产装置，包括液氨储罐以及磷酸储槽，包括磷酸储槽通过磷酸预热罐与超重力反应器的液相进口相连，液氨储罐通过液氨预热单元与超重力反应器的气相进口相连，超重力反应器的产品出口与聚磷酸铵储罐相连。

4、本实用新型的有益效果为：本实用新型的设计是以磷酸氨化法的原理进行设计的，其具体来说以超重力反应器为基础，通过超重力反应器内部的高速旋转对磷酸液体进行高速剪切，并使其分散成为微米级液滴，从而实现与氨气进行反应，并降低水对聚合反应的影响；上述由于将磷酸液体分散成微米级液滴因此无须对其提浓，从而达到了降低能量消耗和生产成本的特点。

5、优选的，所述的超重力反应器的外部设有加热夹套，超重力反应器的内部设有旋转填料床，旋转填料床中间的顶部通过旋转轴与设在超重力反应器顶部的旋转电机相连；超重力反应器的液相进口和气相进口设置在超重力反应器的上部，且分别延伸至旋转填料床的内部中间位置上；所述超重力反应器的顶部设有气相出口。

6、优选的，所述的超重力反应器上设有温度传感器以及压力传感器。

7、优选的，所述的液氨预热单元至少包括液氨蒸发器以及氨气预热器，液氨储罐通过液氨蒸发器的第一换热管道与氨气预热器的进口相连，氨气预热器的出口与超重力反应器的气相进口相连。

8、优选的，所述的产品出口设置在超重力反应器的底部，产品出口通过液氨蒸发器的第二换热管道与聚磷酸铵储罐相连。

9、优选的，所述的气相出口与尾气洗涤装置相连。

10、优选的，所述的磷酸预热罐与液相进口之间依次设有第一调节阀、第一流量计以及第一泵。

11、优选的，所述的氨气预热器的出口和气相进口之间依次设有第二调节阀、第二流量计以及第二泵。

12、按照上述方案制成的一种肥料用聚磷酸铵的生产装置，通过设置超重力反应器，在其内部的高速旋转对磷酸液体进行高速剪切，并使其分散成为微米级液滴，从而实现与氨气进行反应，并降低水对聚合反应的影响；上述由于将磷酸液体分散成微米级液滴因此无须对其提浓，从而达到了降低能量消耗和生产成本的特点；进一步地，通过设置加热夹套能够实现对超重力反应器内部进行加热，以达到促进聚合反应的发生；通过在超重力反应器上设置温度传感器以及压力传感器以实现对超重力反应器内部的监控，从而保证其长时间稳定运行；更进一步地，通过设置液氨蒸发器能够实现对产品热量的有效回收利用，以达到节能降耗的特点；具有实现磷酸与氨气充分反应，降低水对聚合反应的影响、降低能量消耗和生产成本，提高生产效率的特点。

技术特征：

1.一种肥料用聚磷酸铵的生产装置，包括液氨储罐(1)以及磷酸储槽(2)，其特征在于：包括磷酸储槽(2)通过磷酸预热罐(3)与超重力反应器(4)的液相进口(5)相连，液氨储罐(1)通过液氨预热单元与超重力反应器(4)的气相进口(6)相连，超重力反应器(4)的产品出口(7)与聚磷酸铵储罐(8)相连。

2.根据权利要求1所述的一种肥料用聚磷酸铵的生产装置，其特征在于：所述的超重力反应器(4)的外部设有加热夹套(9)，超重力反应器(4)的内部设有旋转填料床(10)，旋转填料床(10)中间的顶部通过旋转轴(11)与设在超重力反应器(4)顶部的旋转电机(12)相连；

3.根据权利要求2所述的一种肥料用聚磷酸铵的生产装置，其特征在于：所述的超重力反应器(4)上设有温度传感器(14)以及压力传感器(15)。

4.根据权利要求1所述的一种肥料用聚磷酸铵的生产装置，其特征在于：所述的液氨预热单元至少包括液氨蒸发器(16)以及氨气预热器(17)，液氨储罐(1)通过液氨蒸发器(16)的第一换热管道与氨气预热器(17)的进口相连，氨气预热器(17)的出口与超重力反应器(4)的气相进口(6)相连。

5.根据权利要求4所述的一种肥料用聚磷酸铵的生产装置，其特征在于：所述的产品出口(7)设置在超重力反应器(4)的底部，产品出口(7)通过液氨蒸发器(16)的第二换热管道与聚磷酸铵储罐(8)相连。

6.根据权利要求4所述的一种肥料用聚磷酸铵的生产装置，其特征在于：所述的气相出口(13)与尾气洗涤装置(24)相连。

7.根据权利要求1所述的一种肥料用聚磷酸铵的生产装置，其特征在于：所述的磷酸预热罐(3)与液相进口(5)之间依次设有第一调节阀(18)、第一流量计(19)以及第一泵(20)。

8.根据权利要求4所述的一种肥料用聚磷酸铵的生产装置，其特征在于：所述的氨气预热器(17)的出口和气相进口(6)之间依次设有第二调节阀(21)、第二流量计(22)以及第二泵(23)。

技术总结本技术涉及一种肥料用聚磷酸铵的生产装置；包括液氨储罐以及磷酸储槽，包括磷酸储槽通过磷酸预热罐与超重力反应器的液相进口相连，液氨储罐通过液氨预热单元与超重力反应器的气相进口相连，超重力反应器的产品出口与聚磷酸铵储罐相连；具有实现磷酸与氨气充分反应，降低水对聚合反应的影响、降低能量消耗和生产成本，提高生产效率的特点。技术研发人员：朱止阳,李庆华,梁凯旋,郭珍珍,周鑫杰,祝晨,原红杰受保护的技术使用者：河南心连心化学工业集团股份有限公司技术研发日：20231204技术公布日：2024/7/23