專利名稱：碳銨法磷銨生產(chǎn)中和反應(yīng)罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用碳酸氫銨(以下簡稱碳銨)替代液氨與磷酸中和反應(yīng)生產(chǎn)磷酸一銨的具有特制結(jié)構(gòu)的新型中和反應(yīng)罐(槽)，系化肥磷銨生產(chǎn)中關(guān)鍵設(shè)備的重大革新。
背景技術(shù)：
已知的碳銨法生產(chǎn)磷酸一銨的中和反應(yīng)罐(槽)均為內(nèi)有加熱盤管和單軸單槳或單軸雙槳攪拌的圓筒式結(jié)構(gòu)，如中國專利申請公開號CN1094964A《用碳酸氫銨生產(chǎn)磷酸一銨工藝》的中和槽；以及中國專利授權(quán)公告號CN1048227C《一種以碳酸氫銨替代液氨生產(chǎn)磷銨的方法》的中和槽，均為上述結(jié)構(gòu)。該類中和槽(罐)的主要技術(shù)缺陷是1、槽(罐)蓋上的碳銨投料口為敞開式不封閉，不利于槽(罐)中中和反應(yīng)產(chǎn)生的CO2等有害氣體的集中回收利用，且這些有害氣體將通過敞開的投料口大量逸出至槽(罐)外，嚴(yán)重污染操作空間和周圍環(huán)境，不符合環(huán)保原則。
2、該類槽(罐)均為投料、進(jìn)料口在上面，出料口在下面的間歇式操作(如見中國專利CN1048227C的說明書及其附圖)，不能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化，故其生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)強(qiáng)度小。
3、其間歇式進(jìn)、出料的操作必將伴隨著間歇式的使用蒸汽和電力，這無疑將耗損更多的能量(蒸汽和電力)，這違背節(jié)能原則。
4、碳銨與磷酸之間的中和反應(yīng)是固相與液相之間的化學(xué)反應(yīng)，不如液相與液相之間的化學(xué)反應(yīng)能瞬間完成，需要一定的化學(xué)反應(yīng)時(shí)間，而該類槽(罐)均為單圓筒式，其攪拌均為單軸單槳或單軸雙槳式，其中和反應(yīng)的物料在槽(罐)內(nèi)的運(yùn)行軌跡均為單向下降螺旋線，在確定的攪拌轉(zhuǎn)速下，物料的整個(gè)運(yùn)行軌跡簡單，運(yùn)行路程也相對較短，即其可比容積內(nèi)的物料停留時(shí)間即中和反應(yīng)時(shí)間相對較短，在相同的可比時(shí)間內(nèi)，其中和反應(yīng)似不太完全、不太徹底，造成中和反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率收得率較低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有圓筒式單軸攪拌中和反應(yīng)槽(罐)的上述各項(xiàng)技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型提供一種完全革新的封閉橢圓筒式雙室雙軸雙槳攪拌的中和反應(yīng)罐，該新型中和反應(yīng)罐由于其特制的結(jié)構(gòu)，可使碳銨與磷酸的中和反應(yīng)在封閉和連續(xù)進(jìn)、出料的狀態(tài)下，不僅節(jié)能減少蒸汽和電力的消耗，而且大大提高中和罐的使用效率和生產(chǎn)強(qiáng)度；在相同的可比容積和可比時(shí)間內(nèi)，其中和反應(yīng)有更充分的攪拌和更長的物料反應(yīng)及停留時(shí)間，使中和反應(yīng)更完全更徹底，因而使中和反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率收得率達(dá)到最大值，其產(chǎn)品磷銨的質(zhì)量完全優(yōu)等符合國家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)使中和反應(yīng)所副產(chǎn)的CO2等有害氣體完全被集中以回收利用并凈化，達(dá)到充分消除污染，實(shí)現(xiàn)綜合利用的環(huán)保目的。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是在本實(shí)用新型封閉橢圓筒式中和反應(yīng)罐內(nèi)中部沿短軸豎直位兩側(cè)平板罐壁之間焊有隔板，將罐體內(nèi)隔分為進(jìn)料、出料兩個(gè)中和反應(yīng)室，進(jìn)料室為第一中和反應(yīng)室，出料室為第二中和反應(yīng)室，隔板與罐蓋及罐底之間各有一定的間距空隙，進(jìn)料室和出料室的各自中央豎位懸垂有一個(gè)單軸雙槳攪拌，其各自的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)部份電機(jī)、變速器、機(jī)架及聯(lián)軸器順序機(jī)械連接，并經(jīng)機(jī)架安裝固定在槽鋼架上，槽鋼架焊于罐蓋上，用以對罐蓋、罐體和攪拌系統(tǒng)的固定、支撐和承重。罐體口的角鐵法蘭與罐蓋之間襯墊密封并用螺栓緊固，以實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)的密封不逸溢，兩個(gè)攪拌軸各自穿過罐蓋并與罐蓋之間以填料函箱緊固滑動(dòng)連接以穩(wěn)定之，同時(shí)填料函箱也有密封和防止罐內(nèi)氣體和物料向外逸溢的作用，填料函箱安裝焊于罐蓋上。攪拌軸的下端安裝有攪拌槳上部安裝有除沫槳，原料碳銨與磷酸同時(shí)連續(xù)投入到進(jìn)料斗中混合后流入進(jìn)料室，并立即進(jìn)行激烈的中和反應(yīng)生成磷銨料漿。進(jìn)料斗的上端管口法蘭承重于槽鋼架上，其之間襯墊密封并以螺栓緊固之，進(jìn)料斗的下部斗管懸垂于進(jìn)料室內(nèi)，其下端管口稍浸沒于罐內(nèi)物料液面之下即稍低于罐體液面玻璃視孔的水平中線，而高于其下沿。使投料在密封狀態(tài)下進(jìn)行，以保障碳銨的粉末和磷酸的霧滴不被尾氣凈化系統(tǒng)的抽風(fēng)機(jī)將其經(jīng)罐蓋上的排氣管孔抽走，以避免物料的損失和回收利用系統(tǒng)管道設(shè)備的堵塞污染。排氣管孔的下端管口穿焊于罐蓋上，其上端管口法蘭承重并焊于槽鋼架上。調(diào)控投料量，絕對不使罐內(nèi)的物料液面超過隔板的高度，即隔板的高度稍高于液面玻璃視孔的上沿，使罐內(nèi)的物料只能通過隔板的下沿與罐底之間的空隙由進(jìn)料室進(jìn)入出料室。進(jìn)料室中尚未完全反應(yīng)盡的碳銨與磷酸隨同磷銨料漿一塊由進(jìn)料室進(jìn)入出料室繼續(xù)進(jìn)行中和反應(yīng)，碳銨、磷酸及磷銨料漿分別在進(jìn)料室即第一中和反應(yīng)室和出料室即第二中和反應(yīng)室的立體運(yùn)行軌跡正好相反前者為自上而下的單向下降螺旋線，后者則為自下而上的單向上升螺旋線。物料在這樣先自上而下旋轉(zhuǎn)，后又自下而上旋轉(zhuǎn)的總運(yùn)行軌跡似立體曲線“S”形，此過程中，固相碳銨與液相磷酸之間將進(jìn)行最充分的碰撞接觸和足夠的反應(yīng)時(shí)間，以進(jìn)行最徹底、最完全的中和反應(yīng)，最大限度地生成轉(zhuǎn)化為磷銨，實(shí)現(xiàn)中和生產(chǎn)的最大轉(zhuǎn)化收得率。碳銨與磷酸的吸熱中和反應(yīng)所需熱量由兩組分別環(huán)繞在兩個(gè)攪拌外與罐壁、隔板之間的加熱蒸汽盤管連續(xù)供給。罐內(nèi)物料的反應(yīng)溫度由分別安裝在進(jìn)料、出料兩個(gè)中和反應(yīng)室罐壁中部的電熱溫度計(jì)監(jiān)測，并經(jīng)控制進(jìn)入加熱盤管的生蒸汽的量來調(diào)控物料溫度的高低。
由安裝焊于罐體一側(cè)平板罐壁外并分置于隔板兩旁進(jìn)料、出料室之外的兩組對稱液面玻璃視孔觀察罐內(nèi)物料的液面高度，從而可以隨時(shí)調(diào)控物料碳銨、磷酸的投放量或投放速度。達(dá)到規(guī)定中和度要求的磷銨料漿由出料室上部的出料管口虹吸連續(xù)溢流出料。出料管在罐內(nèi)一端的管口朝下并浸沒于罐內(nèi)物料的液面之下即稍低于液面玻璃視孔的下沿，其在罐外一端的管口下沿必須適當(dāng)高于罐內(nèi)物料的液面即稍高于液面玻璃視孔的水平中線。這樣通過虹吸作用，使磷銨料漿經(jīng)溢流連續(xù)出料的同時(shí)，又杜絕了罐內(nèi)中和反應(yīng)副產(chǎn)的各種氣體隨同磷銨料漿一塊溢流進(jìn)入到磷銨生產(chǎn)的下道蒸發(fā)工序，避免因氣體進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)而惡化、降低蒸發(fā)效果。罐內(nèi)進(jìn)料、出料兩個(gè)中和反應(yīng)室所連續(xù)副產(chǎn)的大量CO2等有害氣體在罐內(nèi)封閉狀態(tài)下，全部被集中通過穿焊于罐蓋上的排氣管孔經(jīng)尾氣凈化系統(tǒng)的抽風(fēng)機(jī)抽往回收利用系統(tǒng)并凈化后排放，達(dá)到綜合利用和環(huán)保的目的。罐蓋上兩組分置于進(jìn)料室和出料室頂部的人孔及孔蓋為檢修罐內(nèi)時(shí)開啟之用；出料室下部的放料管為清理罐內(nèi)時(shí)放料之用。
本實(shí)用新型的技術(shù)特征還在于所述的兩組液面玻璃視孔可以與出料管及放料管分別安裝在罐體的兩側(cè)罐壁上，也可以安裝在罐體的同一側(cè)罐壁上。
本實(shí)用新型的技術(shù)特征還在于所述的攪拌槳可以是平板式，也可以是透平式、錨式、框式。
本實(shí)用新型的有益效果是較之現(xiàn)有的碳銨法生產(chǎn)磷酸一銨的各種中和反應(yīng)罐(槽)，本實(shí)用新型不僅節(jié)能、連續(xù)化生產(chǎn)大大提高了中和設(shè)備的生產(chǎn)效率和強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了中和反應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)化收得率；還從根本上解決了現(xiàn)有碳銨法磷銨生產(chǎn)中對有害副產(chǎn)物CO2等氣體不能完全集中回收利用的弊端，做到了生產(chǎn)操作空間和周圍環(huán)境的凈化和環(huán)保，本實(shí)用新型最終在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，綜合實(shí)現(xiàn)了碳銨法磷銨生產(chǎn)的高效、高收得率、節(jié)能、低成本、安全和環(huán)保的多重目的。


附圖1是本實(shí)用新型的剖示結(jié)構(gòu)主視圖，即II-II剖視、正視圖。
附圖2是本實(shí)用新型主體部分的俯視圖，即I-I視圖。
附圖3是附圖1的III-III剖面構(gòu)造圖及俯視圖。
附圖4是附圖1的IV-IV縱剖面視圖。
附圖5是附圖1的V-V縱剖面視圖。
附圖6是附圖2的VI-VI縱剖面構(gòu)造圖。
圖中1、填料函箱，2、人孔及孔蓋，3、罐蓋，4、罐體口角鐵法蘭，5、碳銨與磷酸混合進(jìn)料斗，6、除沫槳，7、加熱蒸汽盤管，8、攪拌軸，9、罐體，10、攪拌槳，11、攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)，12、傳動(dòng)減速器，13、機(jī)座，14、聯(lián)軸器，15、槽鋼架，16、液面玻璃視孔，17、排氣管孔，18、人孔及孔蓋，19、出料管，20、出料室加熱盤管蒸汽進(jìn)口，21、出料室溫度計(jì)裝入管口，22、隔板，23、出料室加熱盤管冷凝水排出口，24、放料管，25、出料室，26、隔板與罐底之間空隙，27、進(jìn)料室，28、進(jìn)料室加熱盤管冷凝水排出口，29、進(jìn)料室溫度計(jì)裝入管口，30、進(jìn)料室加熱盤管蒸汽進(jìn)口。
具體實(shí)施方式
圖1中在橢圓筒式罐體9中部沿短軸豎位兩側(cè)平板罐壁之間焊有隔板22，后者與罐蓋3及罐底之間均有間距，隔板22與罐底之間有空隙26，其兩側(cè)分別是進(jìn)料室27和出料室25，進(jìn)料、出料兩室各自的中央豎位均有一懸垂的攪拌，攪拌包括攪拌軸8及其下端安裝的攪拌槳10和上部安裝的除沫槳6，攪拌上端的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)部份由電機(jī)11、減速器12、機(jī)架13、聯(lián)軸器14順序機(jī)械連接并通過機(jī)架13安裝固定在槽鋼架15上，槽鋼架15焊于罐蓋3上，攪拌軸8與罐蓋3之間通過填料函箱1緊固滑動(dòng)銜接，填料函箱1安裝焊于罐蓋3上，進(jìn)料、出料兩室的攪拌分別與罐壁、隔板22之間各有一組以攪拌軸8為軸心且環(huán)繞攪拌的加熱蒸汽盤管7，進(jìn)料室27罐壁上部穿焊有加熱盤管7的蒸汽進(jìn)口30、下部穿焊有加熱盤管7的冷凝水排出口28；相應(yīng)的出料室25罐壁上部穿焊有加熱盤管7的蒸汽進(jìn)口20、下部穿焊有加熱盤管7的冷凝水排出口23，進(jìn)料室罐壁中部穿焊安裝的管口29和出料室罐壁中部穿焊安裝的管口21，均為各室內(nèi)電熱溫度計(jì)裝入處，罐口角鐵蘭4與罐蓋3之間密封緊固。
圖2中兩組人孔及孔蓋2、18的各自下端管口分別穿焊于進(jìn)料室27和出料室25頂部的罐蓋3上，如圖1所示，排氣管孔17的下端管口穿焊于罐蓋3上，其上端管口法蘭承重并焊于槽鋼架15上。
圖3中安裝焊于罐體9一側(cè)平板罐壁外的兩組對稱的液面玻璃視孔16分置于隔板22兩旁進(jìn)料室27和出料室25之外，如圖1中III-III視圖所示，隔板22的高度必須適當(dāng)高于罐內(nèi)物料的液面即必須高于液面玻璃視孔16的上沿。
圖4中出料管19穿焊于罐體9的出料室25上部的罐壁上，其在罐內(nèi)一端的管口朝下并浸沒于罐內(nèi)物料的液面之下即稍低于液面玻璃視孔16的下沿，其在罐外一端的管口下沿必須適當(dāng)高于罐內(nèi)物料的液面即稍高于液面玻璃視孔16的水平中線。
圖5中放料管24穿焊于罐體9的出料室25下部接近罐底的罐壁上。
圖6中碳銨與磷酸混合進(jìn)料斗5上端管口法蘭承重并緊固于槽鋼架15上，其下部的斗管懸垂于進(jìn)料室27內(nèi)，其朝下的斗管口稍浸沒于罐內(nèi)物料的液面之下即稍低于液面玻璃視孔16的水平中線而高于其下沿。
權(quán)利要求1.一種碳銨法磷銨生產(chǎn)中和反應(yīng)罐，其特征是封閉的橢圓筒式雙室雙軸雙槳攪拌的中和反應(yīng)罐，其主結(jié)構(gòu)為，在橢圓筒式罐體(9)內(nèi)中部沿短軸豎位有一與罐蓋(3)及罐底均有間距的焊于罐內(nèi)兩側(cè)平板罐壁之間的隔板(22)將罐內(nèi)隔分為進(jìn)料室(27)和出料室(25)兩個(gè)中和反應(yīng)室，兩室各自的中央豎位懸垂有一攪拌，攪拌包括攪拌軸(8)、其下端的攪拌槳(10)及上部的除沫槳(6)，兩個(gè)攪拌分別與罐壁、隔板(22)之間各有一組以攪拌軸(8)為軸心且環(huán)繞攪拌的加熱蒸汽盤管(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳銨法磷銨生產(chǎn)中和反應(yīng)罐，其特征是隔板(22)的高度必須適當(dāng)高于罐內(nèi)物料的液面即必須高于液面玻璃視孔(16)的上沿，隔板(22)下沿與罐底之間有空隙(26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳銨法磷銨生產(chǎn)中和反應(yīng)罐，其特征是進(jìn)料斗(5)上端管口法蘭承重于槽鋼架(15)上，其之間襯墊密封并以螺栓堅(jiān)固之；進(jìn)料斗(5)下部的斗管懸垂于進(jìn)料室(27)內(nèi)，其朝下的斗管口稍浸沒于罐內(nèi)物料的液面之下即稍低于液面玻璃視孔(16)的水平中線而高于其下沿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳銨法磷銨生產(chǎn)中和反應(yīng)罐，其特征是出料管(19)穿焊于罐的出料室(25)上部的罐壁上，其在罐內(nèi)的一端的管口朝下并浸沒于罐內(nèi)物料的液面之下即稍低于液面玻璃視孔(16)的下沿，其在罐外一端的管口下沿必須適當(dāng)高于罐內(nèi)物料的液面即稍高于液面玻璃視孔(16)的水平中線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳銨法磷銨生產(chǎn)中和反應(yīng)罐，其特征是在罐體(9)中部并分置于進(jìn)料室(27)和出料室(25)的罐壁上分別穿焊有進(jìn)料室(27)安裝電熱溫度計(jì)的管口(29)、出料室(25)安裝電熱溫度計(jì)的裝入管口(21)，在罐體(9)一側(cè)平板罐壁外安裝焊有兩組對稱的液面玻璃視孔(16)分置于隔板(22)兩旁的進(jìn)料室(27)和出料室(25)之外。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳銨法磷銨生產(chǎn)中和反應(yīng)罐，其特征是排氣管孔(17)的下端管口穿焊于罐蓋(3)，其上端管口法蘭承重并焊于槽鋼架(15)之上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳銨法磷銨生產(chǎn)中和反應(yīng)罐，其特征是兩組液面玻璃視孔(16)可以與出料管(19)及放料管(24)分別安裝在罐體(9)的兩側(cè)罐壁上，也可以安裝在罐體(9)的同一側(cè)罐壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳銨法磷銨生產(chǎn)中和反應(yīng)罐，其特征是攪拌槳(10)可以是平板式，也可以采用透平式、錨式、框式。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種碳銨法磷銨生產(chǎn)中和反應(yīng)罐，其封閉的橢圓筒式罐體內(nèi)中部豎位有與罐蓋及罐底均有一定間隙的隔板將罐內(nèi)隔分為進(jìn)料和出料兩個(gè)中和反應(yīng)室，其各自的中央豎位懸有一攪拌，攪拌與罐壁、隔板之間各有一組環(huán)繞攪拌的加熱盤管以供給中和反應(yīng)所需的熱量，連續(xù)將碳銨與磷酸同時(shí)投入到進(jìn)料室的進(jìn)料斗混合后流入罐內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng)，物料由進(jìn)料室經(jīng)隔板下的空隙進(jìn)入出料室，達(dá)到規(guī)定中和度的磷銨料漿經(jīng)出料室上部的出料管口虹吸連續(xù)溢流出料，副產(chǎn)的CO
文檔編號C05B11/10GK2813607SQ200520097659

公開日2006年9月6日 申請日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月12日
發(fā)明者陳思敏, 陳所安 申請人:陳所安