專利名稱:一種用工業(yè)濕法凈化磷酸連續(xù)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用工業(yè)濕法凈化磷酸連續(xù)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置,包括一級閃冷結(jié)晶器、二級冷卻結(jié)晶器、稠厚器和母液收集槽,二級冷卻結(jié)晶器、稠厚器和離心機(jī)中的母液分別通過管道引入母液收集槽,經(jīng)過預(yù)處理后引入濃縮工序,最后將濃縮好的母液引入一級閃冷結(jié)晶器。本實用新型以工業(yè)濕法凈化磷酸為原料,有效降低磷酸二氫鉀生產(chǎn)成本,并且通過對母液預(yù)處理實現(xiàn)了磷酸二氫鉀母液的全循環(huán)利用,提高了磷回收率,實現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn),充分地利用了中和反應(yīng)熱,降低了濃縮負(fù)荷,節(jié)約了蒸汽消耗。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、連續(xù)性強(qiáng),有效地解決了傳統(tǒng)中和法工藝中間歇式操作、勞動強(qiáng)度大等問題。
【專利說明】
一種用工業(yè)濕法凈化磷酸連續(xù)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于磷酸二氫鉀生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種以工業(yè)濕法凈化磷酸為原料,連續(xù)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磷酸二氫鉀是一種重要的磷化工產(chǎn)品,其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,在農(nóng)業(yè)上主要作為高效磷鉀復(fù)合肥,具有顯著的增產(chǎn)增收、改量優(yōu)化品質(zhì)、抗倒伏、抗病蟲害、防治早衰等許多優(yōu)良作用。隨著水肥一體化的發(fā)展,水溶性肥料發(fā)展迅猛,已成為肥料發(fā)展的主要方向之一。磷酸二氫鉀作為高端全水溶性肥料,在未來具有廣闊的市場前景。另外,在制藥工業(yè)中作為緩沖調(diào)節(jié)劑,在發(fā)酵工業(yè)中用作細(xì)菌培養(yǎng)劑、緩沖調(diào)節(jié)劑和營養(yǎng)劑,在化學(xué)工業(yè)中作為生產(chǎn)焦磷酸鉀和其它鉀鹽的化工原料。
[0003]目前,國內(nèi)外相繼開發(fā)的磷酸二氫鉀的生產(chǎn)方法有很多,主要有中和法、直接法、復(fù)分解法、離子交換法、電解法、溶劑萃取法等,其中具有代表性的生產(chǎn)方法主要有中和法、溶劑萃取法。
[0004]中和法是目前國內(nèi)主流的磷酸二氫鉀生產(chǎn)工藝,一般是以熱法磷酸和氫氧化鉀為原料,經(jīng)中和、冷卻結(jié)晶、離心分離、干燥生產(chǎn)磷酸二氫鉀產(chǎn)品。采用這種工藝的產(chǎn)量約占磷酸二氫鉀總產(chǎn)量的90%以上。目前,我國中和法磷酸二氫鉀生產(chǎn)工藝普遍是以高耗能熱法磷酸為原料,裝置生產(chǎn)規(guī)模較小,一般均為2萬噸/年以下,且基本是采用傳統(tǒng)夾套反應(yīng)釜進(jìn)行生產(chǎn),為間歇式操作,存在生產(chǎn)操作強(qiáng)度較大,勞動效率較低,產(chǎn)品生產(chǎn)成本高,缺少競爭力等問題。
[0005]中國專利201320178302.9公開了一種“磷酸二氫鉀連續(xù)結(jié)晶裝置”,該裝置是將磷酸二氫鉀結(jié)晶料液通入一級連續(xù)閃冷結(jié)晶器,一級連續(xù)閃冷結(jié)晶器通過結(jié)晶過料栗與二級連續(xù)冷卻結(jié)晶器相連通,二級連續(xù)冷卻結(jié)晶器通過結(jié)晶出料栗與稠厚器相連通,稠厚器和離心機(jī)相連通,離心機(jī)與磷酸二氫鉀固體后續(xù)處理工段相連通,其中一級連續(xù)閃冷結(jié)晶器為DTB閃冷結(jié)晶器,二級連續(xù)結(jié)晶器為OSLO冷卻結(jié)晶器。另外,一級連續(xù)閃蒸結(jié)晶器需增加細(xì)晶消除器,通過向細(xì)晶消除器中通入蒸汽,溶解磷酸二氫鉀料漿中的細(xì)晶,然后再送入一級連續(xù)閃冷結(jié)晶器。此外,OSLO結(jié)晶外冷器進(jìn)水口和出水口通過冷卻水循環(huán)栗相連通。該裝置存在的主要問題是雖可實現(xiàn)磷酸二氫鉀連續(xù)結(jié)晶,但是以磷酸二氫鉀結(jié)晶料液為原料,僅能實現(xiàn)結(jié)晶過程,無法實現(xiàn)磷酸與氫氧化鉀中和反應(yīng)與結(jié)晶的同步進(jìn)行,另外,該裝置需增加細(xì)晶消除器,采用通蒸汽加熱的方法,消除一級連續(xù)閃蒸結(jié)晶器中部料漿中的細(xì)晶,操作上較為麻煩,能量利用不合理,整個結(jié)晶過程易于結(jié)晶堵塞。
[0006]綜上所述,傳統(tǒng)中和法磷酸二氫鉀生產(chǎn)裝置均是以高耗能熱法磷酸為原料,采用傳統(tǒng)夾套反應(yīng)釜進(jìn)行間歇式生產(chǎn),生產(chǎn)操作強(qiáng)度較大,生產(chǎn)效率較低,產(chǎn)品缺乏競爭力。在現(xiàn)有技術(shù)中,還沒有直接以工業(yè)濕法凈化磷酸為原料,采用連續(xù)法生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種用工業(yè)濕法凈化磷酸作為原料,采用連續(xù)法生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置。以簡化操作、降低磷酸二氫鉀生產(chǎn)成本。
[0008]本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0009]—種用工業(yè)濕法凈化磷酸連續(xù)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置,包括一級閃冷結(jié)晶器1、二級冷卻結(jié)晶器3、稠厚器7和母液收集槽10,其特征在于:一級閃冷結(jié)晶器I的出料口通過一級結(jié)晶出料栗2與二級冷卻結(jié)晶器3的進(jìn)料口連通;二級冷卻結(jié)晶器3上設(shè)置有結(jié)晶外冷器4,兩者通過結(jié)晶循環(huán)栗6連通;二級冷卻結(jié)晶器3的出料口通過二級結(jié)晶出料栗5與稠厚器7的進(jìn)料口連通;稠厚器7的出料口與離心機(jī)8的進(jìn)料口連通,離心機(jī)8的出料口與干燥機(jī)9的進(jìn)料口連通;二級冷卻結(jié)晶器3、稠厚器7和離心機(jī)8中的母液分別通過管道引入母液收集槽10;
[0010]所述的母液收集槽10通過管道與母液處理槽112、母液處理槽Π13、壓濾機(jī)15和清母液儲槽16順序連通;母液收集槽10與母液處理槽112之間設(shè)置母液栗111,母液處理槽Π13與壓濾機(jī)15之間設(shè)置母液栗Π 14;
[0011]清母液儲槽16和三效濃縮裝置相連通,三效濃縮裝置中的一效分離室19、二效分離室21和三效分離室23順序連通,各分離室分別配套設(shè)置有換熱器;清母液儲槽16排出的清母液通過清母液栗17引入一效分離室19,三效分離室23的出料口與濃縮母液儲槽24連通,濃縮母液儲槽24的出料口通過濃縮母液栗25與一級閃冷結(jié)晶器I的循環(huán)母液進(jìn)料口連通。
[0012]所述的一級閃冷結(jié)晶器I設(shè)置有磷酸進(jìn)料口26和閃冷蒸汽排氣口 27,閃冷蒸汽排氣口 27與真空系統(tǒng)相連通。
[0013]所述的結(jié)晶外冷器4設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水口28與循環(huán)水回水口 29。
[0014]所述的干燥機(jī)9設(shè)置有磷酸二氫鉀產(chǎn)品出料口30。
[0015]所述的母液處理槽Π13設(shè)置有氫氧化鉀溶液進(jìn)料口 31。
[0016]所述的一效換熱器18設(shè)置有低壓蒸汽進(jìn)口32。
[0017]所述的三效分離室23設(shè)置有二次蒸汽出口33。
[0018]所述的一效換熱器18、二效換熱器20以及三效換熱器22均設(shè)置有冷凝水出口34。
[0019]所述的一級閃冷結(jié)晶器I為DTB閃冷結(jié)晶器,所述的二級冷卻結(jié)晶器3為OSLO冷卻結(jié)晶器。
[0020]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)點:
[0021](I)本實用新型實現(xiàn)了以工業(yè)濕法凈化磷酸代替熱法磷酸為原料生產(chǎn)磷酸二氫鉀,可有效降低磷酸二氫鉀生產(chǎn)成本。同時通過對母液預(yù)處理實現(xiàn)了磷酸二氫鉀母液的全循環(huán)利用,提高了磷回收率,所得產(chǎn)品為顆粒狀結(jié)晶,內(nèi)在質(zhì)量滿足工業(yè)磷酸二氫鉀標(biāo)準(zhǔn)(HG/T4511-2013)的優(yōu)等品質(zhì)量要求。
[0022](2)本實用新型采用一級DTB閃冷結(jié)晶器+二級OSLO冷卻結(jié)晶器,實現(xiàn)了工業(yè)濕法凈化磷酸和磷鉀濃縮母液連續(xù)化中和反應(yīng)與結(jié)晶過程,充分地利用了中和反應(yīng)熱,降低了濃縮負(fù)荷,節(jié)約了蒸汽消耗。
[0023](3)本實用新型操作控制簡單,系統(tǒng)連續(xù)化強(qiáng),有效地解決了傳統(tǒng)中和反應(yīng)釜間歇式操作,生產(chǎn)能力低下,勞動強(qiáng)度大、中和反應(yīng)熱未能充分利用等問題。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:1_一級閃冷結(jié)晶器,2-—級結(jié)晶出料栗,3-二級冷卻結(jié)晶器,4-結(jié)晶外冷器,5-二級結(jié)晶出料栗,6-結(jié)晶循環(huán)栗,7-稠厚器,8-離心機(jī),9-干燥機(jī),10-母液收集槽,11-母液栗I,12-母液處理槽I,13-母液處理槽Π,14-母液栗Π,15-壓濾機(jī),16-清母液儲槽,17-清母液栗,18-—效換熱器,19-一效分離室,20-二效換熱器,21-二效分離室,22-三效換熱器,23-三效分離室,24-濃縮母液儲槽,25-濃縮母液栗,26-磷酸進(jìn)料口,27-閃冷蒸汽排氣口,28-循環(huán)水進(jìn)水口,29-循環(huán)水回水口,30-磷酸二氫鉀產(chǎn)品出料口,31-氫氧化鉀溶液進(jìn)料口,32-低壓蒸汽進(jìn)口,33-二次蒸汽出口,34-冷凝水出口。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明,但附圖和實施例并不是對本實用新型技術(shù)方案的限定?;诒緦嵱眯滦徒虒?dǎo)所作的任何變換,均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
[0027]實施例
[0028]如圖1所示,一種用工業(yè)濕法凈化磷酸連續(xù)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置,包括一級閃冷結(jié)晶器1、二級冷卻結(jié)晶器3、稠厚器7和母液收集槽10,所述的一級閃冷結(jié)晶器I為DTB閃冷結(jié)晶器,所述的二級冷卻結(jié)晶器3為OSLO冷卻結(jié)晶器,DTB閃冷結(jié)晶器的出料口通過一級結(jié)晶出料栗2與OSLO冷卻結(jié)晶器的進(jìn)料口連通;OSLO冷卻結(jié)晶器上設(shè)置有兩組結(jié)晶外冷器4,兩者通過結(jié)晶循環(huán)栗6連通,兩組結(jié)晶外冷器4的出料口分別與OSLO冷卻結(jié)晶器的進(jìn)料口連通;OSLO冷卻結(jié)晶器的出料口通過二級結(jié)晶出料栗5與稠厚器7的進(jìn)料口連通;稠厚器7的出料口與離心機(jī)8的進(jìn)料口連通,離心機(jī)8的出料口與干燥機(jī)9的進(jìn)料口連通;OSLO冷卻結(jié)晶器、稠厚器7和離心機(jī)8中的母液分別通過管道引入母液收集槽10;
[0029 ]所述的母液收集槽1通過管道與母液處理槽112、母液處理槽Π 13、壓濾機(jī)15和清母液儲槽16順序連通,所述的壓濾機(jī)15設(shè)置有兩組;母液收集槽10與母液處理槽112之間設(shè)置母液栗I 11,母液處理槽Π 13與兩組壓濾機(jī)15之間設(shè)置母液栗Π 14;
[0030]清母液儲槽16和三效濃縮裝置中的一效分離室19相連通,三效濃縮裝置中的一效分離室19、二效分離室21和三效分離室23順序連通,各分離室分別配套設(shè)置有一效換熱器18、二效換熱器20和三效換熱器22;清母液儲槽16排出的清母液通過清母液栗17引入一效分離室19,三效分離室23的出料口與濃縮母液儲槽24連通,濃縮母液儲槽24的出料口通過濃縮母液栗25與一級DTB閃冷結(jié)晶器的循環(huán)母液進(jìn)料口連通;
[0031 ]所述的DTB閃冷結(jié)晶器設(shè)置有磷酸進(jìn)料口 26和閃冷蒸汽排氣口 27,閃冷蒸汽排氣口 27與真空系統(tǒng)相連通;所述的兩組結(jié)晶外冷器4均設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水口 28與循環(huán)水回水口 29;所述的干燥機(jī)9設(shè)置有磷酸二氫鉀產(chǎn)品出料口 30;所述的母液處理槽Π 13設(shè)置有氫氧化鉀溶液進(jìn)料口 31;所述的一效換熱器18設(shè)置有低壓蒸汽進(jìn)口 32;所述的三效分離室23設(shè)置有二次蒸汽出口 33;所述的一效換熱器18、二效換熱器20以及三效換熱器22均設(shè)置有冷凝水出口 34。
[0032]本實用新型的工作原理與工作過程:
[0033]將工業(yè)濕法凈化磷酸通過磷酸進(jìn)料口26連續(xù)加入到DTB閃冷結(jié)晶器,同時將濃縮母液通過濃縮母液栗25連續(xù)加入到DTB閃冷結(jié)晶器,在DTB閃冷結(jié)晶器中實現(xiàn)連續(xù)中和反應(yīng)、閃冷結(jié)晶,閃冷結(jié)晶產(chǎn)生的二次蒸汽通過閃冷蒸汽排出口 27與真空系統(tǒng)相連通。所得一級磷酸二氫鉀結(jié)晶晶漿通過一級結(jié)晶出料栗2連續(xù)輸送至OSLO冷卻結(jié)晶器,OSLO冷卻結(jié)晶器上層清液通過結(jié)晶循環(huán)栗6輸送至結(jié)晶外冷器4,與其中的循環(huán)冷卻水間接換熱冷卻后,回至OSLO冷卻結(jié)晶器進(jìn)行冷卻結(jié)晶,所得二級磷酸二氫鉀結(jié)晶晶漿通過二級結(jié)晶出料栗5輸送至稠厚器7進(jìn)行稠厚,稠厚后晶漿通過高位差送入離心機(jī)8進(jìn)行液固分離,分離所得磷酸二氫鉀結(jié)晶輸送至干燥機(jī)9進(jìn)行干燥,從磷酸二氫鉀產(chǎn)品出料口30得到最終產(chǎn)品,送去篩分和包裝。
[0034]將OSLO冷卻結(jié)晶器、稠厚器7以及離心機(jī)8所產(chǎn)生的磷酸二氫鉀母液收集至母液收集槽10,通過母液栗111將母液輸送至母液處理槽112,母液處理槽112中的母液經(jīng)處理后輸送至母液處理槽Π 13繼續(xù)處理,從氫氧化鉀溶液進(jìn)料口 31向母液處理槽Π 13中加入氫氧化鉀溶液,然后通過母液栗Π 14輸送至兩組壓濾機(jī)15進(jìn)行過濾,所得清母液引入清母液儲槽16。
[0035]清母液儲槽16中的清母液通過清母液栗17輸送至一效分離室19,低壓蒸汽由低壓蒸汽進(jìn)口 32進(jìn)入一效換熱器18進(jìn)行濃縮,一效出料進(jìn)入二效分離室21,一效產(chǎn)生的二次蒸汽由一效分離室19頂部排出進(jìn)入二效換熱器20,二效出料進(jìn)入三效分離室23,二效產(chǎn)生的二次蒸汽從二效分離室21頂部排出進(jìn)入三效換熱器22,三效出來的濃縮母液進(jìn)入濃縮母液儲槽24,三效產(chǎn)生的二次蒸汽從二次蒸汽口 33排出與真空系統(tǒng)相連通,從濃縮母液儲槽24出來的濃縮母液又通過濃縮母液栗25加入到了DTB閃冷結(jié)晶器中,使得濃縮母液實現(xiàn)了循環(huán)利用。
【主權(quán)項】
1.一種用工業(yè)濕法凈化磷酸連續(xù)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置,包括一級閃冷結(jié)晶器(I)、二級冷卻結(jié)晶器(3)、稠厚器(7)和母液收集槽(10),其特征在于:一級閃冷結(jié)晶器(I)的出料口通過一級結(jié)晶出料栗(2)與二級冷卻結(jié)晶器(3)的進(jìn)料口連通;二級冷卻結(jié)晶器(3)上設(shè)置有結(jié)晶外冷器(4),兩者通過結(jié)晶循環(huán)栗(6)連通;二級冷卻結(jié)晶器(3)的出料口通過二級結(jié)晶出料栗(5)與稠厚器(7)的進(jìn)料口連通;稠厚器(7)的出料口與離心機(jī)(8)的進(jìn)料口連通,離心機(jī)(8)的出料口與干燥機(jī)(9)的進(jìn)料口連通;二級冷卻結(jié)晶器(3)、稠厚器(7)和離心機(jī)(8)中的母液分別通過管道引入母液收集槽(10); 所述的母液收集槽(10)通過管道與母液處理槽1(12)、母液處理槽Π (13)、壓濾機(jī)(15)和清母液儲槽(16)順序連通;母液收集槽(I O)與母液處理槽I (12)之間設(shè)置母液栗1(11),母液處理槽Π (13)與壓濾機(jī)(15)之間設(shè)置母液栗Π (14); 清母液儲槽(16)和三效濃縮裝置相連通,三效濃縮裝置中的一效分離室(I9)、二效分離室(21)和三效分離室(23)順序連通,各分離室分別配套設(shè)置有換熱器;清母液儲槽(16)排出的清母液通過清母液栗(17)引入一效分離室(19),三效分離室(23)的出料口與濃縮母液儲槽(24)連通,濃縮母液儲槽(24)的出料口通過濃縮母液栗(25)與一級閃冷結(jié)晶器(I)的循環(huán)母液進(jìn)料口連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用工業(yè)濕法凈化磷酸連續(xù)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置,其特征在于:所述的一級閃冷結(jié)晶器(I)設(shè)置有磷酸進(jìn)料口(26)和閃冷蒸汽排氣口(27),閃冷蒸汽排氣口(27)與真空系統(tǒng)相連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用工業(yè)濕法凈化磷酸連續(xù)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置,其特征在于:所述的結(jié)晶外冷器(4)設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水口(28)與循環(huán)水回水口(29)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用工業(yè)濕法凈化磷酸連續(xù)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置,其特征在于:所述的母液處理槽Π (13)設(shè)置有氫氧化鉀溶液進(jìn)料口( 31)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用工業(yè)濕法凈化磷酸連續(xù)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的裝置,其特征在于:所述的一級閃冷結(jié)晶器(I)為DTB閃冷結(jié)晶器,所述的二級冷卻結(jié)晶器(3)為OSLO冷卻結(jié)曰曰O
【文檔編號】C01B25/30GK205709872SQ201620340069
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】師永林, 李軍, 韓喜超, 孔劍梅, 薛河南, 單榮, 彭明輝, 馮磊, 何正兵
【申請人】云南云天化股份有限公司, 云南化工設(shè)計院有限公司