1、广西民族师范学院项目十项目十 复合肥料与复混肥料生产复合肥料与复混肥料生产能力目标：能力目标：1 1能依据磷铵生产过程的化学反应特点及磷铵的性质，分析能依据磷铵生产过程的化学反应特点及磷铵的性质，分析磷铵生产条件及控制方案；磷铵生产条件及控制方案；2 2能根据磷铵生产要求的条件设置相应的生产流程，并完成能根据磷铵生产要求的条件设置相应的生产流程，并完成生产条件的控制，并达到产品质量的要求；生产条件的控制，并达到产品质量的要求；3 3能依据复混肥料的生产原理，分析其生产方法和生产过程能依据复混肥料的生产原理，分析其生产方法和生产过程的组织方案；的组织方案；4 4能依据生产原理、方法，分析并处理生
2、产过程中出现的问能依据生产原理、方法，分析并处理生产过程中出现的问题。题。广西民族师范学院一、复合肥料概述一、复合肥料概述 复合肥料是指含有氮、磷、钾三大营养元素中任意两种复合肥料是指含有氮、磷、钾三大营养元素中任意两种或两种以上的肥料，具有营养全面，包装和运输成本低，施或两种以上的肥料，具有营养全面，包装和运输成本低，施肥方便的特点而得到大力发展。复合肥料一般以肥方便的特点而得到大力发展。复合肥料一般以N-PN-P2 2O O5 5-K-K2 2O O的含量来表示其所含有的营养元素的百分含量，若还含有其的含量来表示其所含有的营养元素的百分含量，若还含有其它营养元素，则可接在它营养元素，则可接
3、在K K2 2O O后面标注其含量，并加注括号注后面标注其含量，并加注括号注明该元素的符号。如明该元素的符号。如10-10-10-510-10-10-5（MgOMgO）-0.5-0.5（ZnOZnO）表明该肥）表明该肥料含料含10%N%10%N%、10%P10%P2 2O O5 5、10%K10%K2 2O O、5%MgO5%MgO、0.5%ZnO0.5%ZnO。复合肥料是用化学加工方法制得的肥料，复合肥料中最复合肥料是用化学加工方法制得的肥料，复合肥料中最具代表性的是磷酸铵、硝酸磷肥和磷酸二氢钾，在此重点介具代表性的是磷酸铵、硝酸磷肥和磷酸二氢钾，在此重点介绍磷酸铵的制备。绍磷酸铵的制备。广
4、西民族师范学院二、复混肥料概述二、复混肥料概述复混肥料是用两种或两种以上基础肥料通过混合等伴有物理复混肥料是用两种或两种以上基础肥料通过混合等伴有物理或化学反应过程所得到的肥料，在氮、磷、钾三种养分中，或化学反应过程所得到的肥料，在氮、磷、钾三种养分中，至少有两种标明量的养分，并且通常由物理方法加工制成颗至少有两种标明量的养分，并且通常由物理方法加工制成颗粒状。制颗粒状肥料的方法有：干粉混合造粒、料浆造粒和粒状。制颗粒状肥料的方法有：干粉混合造粒、料浆造粒和熔融造粒等。制取复混粒状肥料实际是与化肥的二次加工紧熔融造粒等。制取复混粒状肥料实际是与化肥的二次加工紧密联系的，二次加工通常是把两种或几
5、种肥料进行混合、造密联系的，二次加工通常是把两种或几种肥料进行混合、造粒、干燥、筛分等简单的再加工，生产出符合各种要求的复粒、干燥、筛分等简单的再加工，生产出符合各种要求的复混肥料品种。依据我国各地土壤类型及土壤肥力的不同，必混肥料品种。依据我国各地土壤类型及土壤肥力的不同，必须制得各种不同成分的复混肥料。用作复混肥料的原料有固须制得各种不同成分的复混肥料。用作复混肥料的原料有固态、液态和气态，依据不同产品的要求，采用不同的物料进态、液态和气态，依据不同产品的要求，采用不同的物料进行组合以制备不同氮、磷、钾配比的复混肥料。在此行组合以制备不同氮、磷、钾配比的复混肥料。在此广西民族师范学院二、复
6、混肥料概述二、复混肥料概述基础上还可以添加硫、镁等中量元素及锌、硼等微量元素，基础上还可以添加硫、镁等中量元素及锌、硼等微量元素，以增加肥效。固态原料有尿素、氯化铵、硝酸铵、磷酸铵、以增加肥效。固态原料有尿素、氯化铵、硝酸铵、磷酸铵、普钙、重钙、钙镁磷肥、氯化钾和硫酸钾等；液态原料有硫普钙、重钙、钙镁磷肥、氯化钾和硫酸钾等；液态原料有硫酸、湿法磷酸等；气态原料有气氨。制造粒状肥料时，有时酸、湿法磷酸等；气态原料有气氨。制造粒状肥料时，有时还要配加粘土等做粘结剂或填料。还要配加粘土等做粘结剂或填料。复混肥料的品种有很多，其规格也多种多样，产量约占复混肥料的品种有很多，其规格也多种多样，产量约占肥
7、料总量的肥料总量的60%70%60%70%。我国已形成总养分（。我国已形成总养分（N+PN+P2 2O O5 5+K+K2 2O O）大）大于于40%40%的高含量，大于的高含量，大于30%30%的中含量和大于的中含量和大于25%25%或或20%20%的低含的低含量的系列复混肥料。量的系列复混肥料。广西民族师范学院任务一任务一 磷酸铵的生产磷酸铵的生产 磷酸铵包括磷酸一铵（简称磷酸铵包括磷酸一铵（简称MAPMAP）、磷酸二铵（简称）、磷酸二铵（简称DAP DAP）和磷酸三铵（简称）和磷酸三铵（简称TPPTPP）三种，是含有氮、磷两种营养元素的）三种，是含有氮、磷两种营养元素的复合肥料。其中复合
8、肥料。其中MAPMAP和和DAP DAP 是复合肥料中最主要的品种。它们是复合肥料中最主要的品种。它们的脱水产物聚磷酸铵的脱水产物聚磷酸铵(APP)(APP)也是磷铵类肥料；尿磷铵、硫磷铵和也是磷铵类肥料；尿磷铵、硫磷铵和硝磷铵是磷铵分别与尿素、硫铵或硝铵形成的复合肥料，它们硝磷铵是磷铵分别与尿素、硫铵或硝铵形成的复合肥料，它们还能与钾盐形成还能与钾盐形成NPKNPK三元复合肥料。三元复合肥料。纯净的磷酸铵盐是白色的结晶状物质，磷酸一铵最稳定，磷纯净的磷酸铵盐是白色的结晶状物质，磷酸一铵最稳定，磷酸二铵次之，磷酸三铵最不稳定，在常温常压下磷酸三铵即可酸二铵次之，磷酸三铵最不稳定，在常温常压下磷
9、酸三铵即可放出氨而变成磷酸二铵。工业上制得的磷酸铵盐肥料通常是磷放出氨而变成磷酸二铵。工业上制得的磷酸铵盐肥料通常是磷酸一铵和磷酸二铵的混合物，以磷酸一铵为主的称为磷酸一铵酸一铵和磷酸二铵的混合物，以磷酸一铵为主的称为磷酸一铵类肥料（类肥料（12-52-012-52-0），以磷酸二铵为主的称为磷酸二铵类肥料（），以磷酸二铵为主的称为磷酸二铵类肥料（18-18-46-046-0）。）。广西民族师范学院任务一任务一 磷酸铵的生产磷酸铵的生产 磷酸一铵与硫酸铵、硫酸钾、磷酸二氢钾、磷酸一钙和磷磷酸一铵与硫酸铵、硫酸钾、磷酸二氢钾、磷酸一钙和磷酸二钙混合时有较好的相互混合性；磷酸二铵与氯化钾、硫酸酸二
10、钙混合时有较好的相互混合性；磷酸二铵与氯化钾、硫酸铵、硝酸铵、过磷酸钙和重过磷酸钙混合时，所得肥料有较好铵、硝酸铵、过磷酸钙和重过磷酸钙混合时，所得肥料有较好的物理性能的物理性能 。一、磷酸铵生产基本原理一、磷酸铵生产基本原理磷铵生产的化学反应分析磷铵生产的化学反应分析 磷铵是用氨中和磷酸而得到的产物。生产中以料浆的中和磷铵是用氨中和磷酸而得到的产物。生产中以料浆的中和度来控制反应的程度，磷酸第一个氢离子被氨中和时，其中和度来控制反应的程度，磷酸第一个氢离子被氨中和时，其中和度为度为1 1，此时生成磷酸一铵；当中和度为，此时生成磷酸一铵；当中和度为2 2时生成磷酸二铵。料时生成磷酸二铵。料浆中
11、和度实质上是料浆中浆中和度实质上是料浆中NH3NH3和和H3PO4H3PO4的摩尔比。其反应如下的摩尔比。其反应如下所示：所示：广西民族师范学院一、磷酸铵生产基本原理一、磷酸铵生产基本原理磷铵生产的化学反应分析磷铵生产的化学反应分析 NHNH3 3(g)+H(g)+H3 3POPO4 4(l)NH(l)NH4 4H H2 2POPO4 4(s)(s)H H298298=-126kJ=-126kJ 2NH 2NH3 3(g)+H(g)+H3 3POPO4 4(l)(NH(l)(NH4 4)2 2HPOHPO4 4(s)(s)H H298298=-203kJ=-203kJ以湿法磷酸为原料，则存在以
12、下反应：以湿法磷酸为原料，则存在以下反应：H H2 2SOSO4 4(l)+2NH(l)+2NH3 3(g)(NH(g)(NH4 4)2 2SOSO4 4(s)(s)H=-265.3kJH=-265.3kJ H H2 2SiFSiF6 6(l)+2NH(l)+2NH3 3(g)(NH(g)(NH4 4)2 2SiFSiF6 6(s)(s)H=-184.5kJH=-184.5kJ CaSO CaSO4 42H2H2 2O+HO+H3 3POPO4 4+2NH+2NH3 3CaHPOCaHPO4 42H2H2 2O+(NHO+(NH4 4)2 2SOSO4 4 Fe Fe2 2(SO(SO4 4)
13、3 3(g)+2H(g)+2H3 3POPO4 4(l)+6NH(l)+6NH3 3(g)2FePO(g)2FePO4 4(s)+3(NH(s)+3(NH4 4)2 2SOSO4 4(s)(s)H=-586.5kJH=-586.5kJ Al Al2 2(SO(SO4 4)3 3(g)+2H(g)+2H3 3POPO4 4(l)+6NH(l)+6NH3 3(g)2AlPO(g)2AlPO4 4(s)+3(NH(s)+3(NH4 4)2 2SOSO4 4(s)(s)H=-586.5kJH=-586.5kJMgSOMgSO4 4+H+H3 3POPO4 4+2NH+2NH3 3+3H+3H2 2O
14、MgHPOO MgHPO4 43H3H2 2O+(NHO+(NH4 4)2 2SOSO4 4 (pH (pH4)4)MgSOMgSO4 4+H+H3 3POPO4 4+3NH+3NH3 3+6H+6H2 2O MgNHO MgNH4 4POPO4 46H6H2 2O+(NHO+(NH4 4)2 2SOSO4 4(pH(pH4 4广西民族师范学院一、磷酸铵生产基本原理一、磷酸铵生产基本原理1 1 磷酸铵盐的性质磷酸铵盐的性质 由上述反应可知，磷酸氨化过程放出大量的反应热，在生由上述反应可知，磷酸氨化过程放出大量的反应热，在生产中会蒸去一部分水；另外湿法磷酸带入的杂质在氨化过程中产中会蒸去一部分水
15、；另外湿法磷酸带入的杂质在氨化过程中生成多种复杂的化合物。两者一起作用影响料浆的粘度以及磷生成多种复杂的化合物。两者一起作用影响料浆的粘度以及磷铵产品的组成、物性和铵产品的组成、物性和P P2 2O O5 5的溶解性。的溶解性。磷酸铵盐的主要性质如表磷酸铵盐的主要性质如表5 5所示。所示。磷酸一铵热稳定性好，不易吸潮，在水中溶解度大，即使磷酸一铵热稳定性好，不易吸潮，在水中溶解度大，即使加热到加热到100100时，仍能保持稳定。固体磷酸一铵的氨和水蒸气时，仍能保持稳定。固体磷酸一铵的氨和水蒸气平衡压力见表平衡压力见表6 6所示，溶解度见图所示，溶解度见图7 7所示所示二、磷铵生产工艺条件的分析
16、与选择二、磷铵生产工艺条件的分析与选择 广西民族师范学院表表5 5 磷酸铵盐的性质磷酸铵盐的性质项目项目NHNH4 4H H2 2POPO4 4(NH(NH4 4)2 2HPOHPO4 4(NH(NH4 4)3 3POPO4 4结晶形态结晶形态N/%N/%P P2 2O O5 5/%/%N:(PN:(P2 2O O5 5)密度（密度（1919）/(/(/m/m3 3)CpCp（2525）/J/(molK)/J/(molK)熔融温度熔融温度/生成热生成热H H298298/（kJ/molkJ/mol）熔解热熔解热H Hsolsol/（kJ/molkJ/mol）熔融热熔融热H Hl l/（kJ/m
17、olkJ/mol）临界相对湿度（临界相对湿度（3030）/%/%pHpH（0.1 mol/L0.1 mol/L）溶液）溶液正方晶系正方晶系12.212.261.861.81 1：5.15.1180318030.14240.1424190.5190.5-1451-1451161635.635.691.691.64.44.4单斜晶系单斜晶系21.221.253.853.81 1：2.52.5161916190.18210.1821分解分解-1574-15741414-82.582.58.08.0斜方晶系斜方晶系28.628.648.348.31 1：1.71.7-0.23010.2301分解分解-
18、1673-1673-9.09.0广西民族师范学院表表6 6 固体磷酸一铵的氨和水蒸气平衡压力固体磷酸一铵的氨和水蒸气平衡压力PapNH/3PapOH/2PapNH/3PapOH/290932.051041.931041.701043.371041823551768031.821042.09104179.1199.0219.5299.5349.460.65376171000102351389.513.740.299.31641350125.1135.0144.9150.9160.7170.0温度温度/温度温度/图图7 7 磷铵在水中磷铵在水中的溶解度的溶解度PapNH/3PapNH/3温度温度/
19、温度温度/5050606070708080909026.726.766.766.71471473073077607601001001101101201201241241301301200120021392139366736674510451063606360表表7 7 固体磷酸二铵的平衡氨分压固体磷酸二铵的平衡氨分压广西民族师范学院 由图由图7 7可知，磷酸一铵在水中有较大的溶解度，且随温可知，磷酸一铵在水中有较大的溶解度，且随温度升高急剧增大，而水溶液的氨平衡分压却很低。度升高急剧增大，而水溶液的氨平衡分压却很低。磷酸二铵的稳定性较磷酸一铵差，其平衡分压见表磷酸二铵的稳定性较磷酸一铵差，其平
20、衡分压见表7 7所所示。从表中可知：常压下高于示。从表中可知：常压下高于8080时进行干燥，氨逸出量增时进行干燥，氨逸出量增大明显。大明显。由上述磷酸一铵和磷酸二铵的性质及在水中溶解度、氨由上述磷酸一铵和磷酸二铵的性质及在水中溶解度、氨平衡分压等的比较，工业生产、运输及施用过程中，平衡分压等的比较，工业生产、运输及施用过程中，MAPMAP较较DAPDAP有较大的优势。有较大的优势。二、磷铵生产工艺条件的分析与选择二、磷铵生产工艺条件的分析与选择1 1 磷酸铵盐的性质磷酸铵盐的性质 2.2.湿法磷酸氨化料浆的性质湿法磷酸氨化料浆的性质广西民族师范学院图图8 NH8 NH3 3-H-H3 3POP
21、O4 4-H-H2 2O O三元体系溶解度图（三元体系溶解度图（7575）NHNH3 3-H-H3 3POPO4 4-H-H2 2O O三元三元 体系相图体系相图 图中图中GDCEF是是75的液固饱和曲的液固饱和曲线。曲线下方是不线。曲线下方是不饱和溶液，上方是饱和溶液，上方是含固相的饱和溶液含固相的饱和溶液。当一定浓度的磷。当一定浓度的磷酸被氨中和后的组酸被氨中和后的组成点落在曲线下方成点落在曲线下方时，表明物系在此时，表明物系在此温度下尚未饱和；温度下尚未饱和；若落在曲线上方，若落在曲线上方，则有可能析出磷铵则有可能析出磷铵固体。固体。广西民族师范学院图图8 NH8 NH3 3-H-H3
22、3POPO4 4-H-H2 2O O三元体系溶解度图（三元体系溶解度图（7575）图中图中ACD为为DAP结晶结晶区；区；BCE为为MAP结晶区；结晶区；ACB是是MAP和和DAP共结晶共结晶区。若中和料浆组成点落区。若中和料浆组成点落在在BCE区，则析出区，则析出MAP，与之平衡的液相组成点落与之平衡的液相组成点落在在CE线上；若中和料浆组线上；若中和料浆组成点落在成点落在ADC区，则析出区，则析出DAP，与之平衡的液相组，与之平衡的液相组成点落在成点落在CD线上；若中和线上；若中和料浆组成点落在料浆组成点落在ABC区，区，则析出则析出MAP和和DAP混合物，混合物，与之平衡的液相组成保持与
23、之平衡的液相组成保持C点处对应组成不变，直到点处对应组成不变，直到完全干涸。完全干涸。广西民族师范学院 OBOB线上线上NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4摩尔比是摩尔比是1 1；OAOA线上线上NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4摩尔比是摩尔比是2 2；两线之间的；两线之间的NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4摩尔比在摩尔比在1212之间，这是磷铵生产的工之间，这是磷铵生产的工作区。作区。采用料浆浓缩法生产磷铵时使用的是未经浓缩的稀磷酸，采用料浆浓缩法生产磷铵时使用的是未经浓缩的稀磷酸，当中和到当中和到NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4摩尔比摩尔比1.11.1附近时
24、，其组成点处于不饱和区，附近时，其组成点处于不饱和区，料浆的搅拌和输送都没有困难；若常压下用料浆的搅拌和输送都没有困难；若常压下用40%P40%P2 2O O5 5以上的磷以上的磷酸进行氨化，则会因料浆过稠而难于操作。所以常规磷铵生产，酸进行氨化，则会因料浆过稠而难于操作。所以常规磷铵生产，是采用回收洗气塔来的稀酸与浓酸混合得是采用回收洗气塔来的稀酸与浓酸混合得40%P40%P2 2O O5 5，再进行氨，再进行氨化。生产化。生产MAPMAP时，在预中和槽中先氨化到时，在预中和槽中先氨化到NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4=0.50.70.50.7；生产；生产DAPDAP时先氨化到时先
25、氨化到NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4=1.31.4=1.31.4。从图。从图9 9可看可看 出，出，当当NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4=0.6=0.6或或1.41.4附近时，磷铵的溶解度最大，这时氨化料附近时，磷铵的溶解度最大，这时氨化料浆流动性最好，搅拌和输送都不困难，进一步氨化到产品要求浆流动性最好，搅拌和输送都不困难，进一步氨化到产品要求的氨化度，则在造粒机中进行。的氨化度，则在造粒机中进行。广西民族师范学院图图9 9 磷铵在水中的溶解度与温磷铵在水中的溶解度与温度和度和N/PN/P摩尔比的关系摩尔比的关系 图图10 NH3-H3PO4-H2O三元体系溶解度多温图
26、三元体系溶解度多温图广西民族师范学院 浓磷酸在加压升温的条件下进行氨化也可获得流动性好的浓磷酸在加压升温的条件下进行氨化也可获得流动性好的料浆。从图料浆。从图9 9和图和图1010可知：磷铵溶解度随温度升高增加很快。含可知：磷铵溶解度随温度升高增加很快。含40%P40%P2 2O O5 5以上的磷酸在加压中和反应器或管式反应器中氨化，其以上的磷酸在加压中和反应器或管式反应器中氨化，其中和反应热将料浆温度升至中和反应热将料浆温度升至150150以上，相应蒸气压为以上，相应蒸气压为0.2MPa0.2MPa，还可以借助该压力将料浆直接喷入造粒机或喷雾塔中生产粒状还可以借助该压力将料浆直接喷入造粒机或
27、喷雾塔中生产粒状或粉状磷铵产品。或粉状磷铵产品。磷酸氨化溶液的蒸气压磷酸氨化溶液的蒸气压 磷酸溶液的氨蒸气压与它在氨化、造粒和干燥加工过程磷酸溶液的氨蒸气压与它在氨化、造粒和干燥加工过程中的氨逸出有关，影响溶液的氨分压的主要因素有中的氨逸出有关，影响溶液的氨分压的主要因素有NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4比（即中和度）和操作温度。比（即中和度）和操作温度。由图由图1111可知，氨分压随可知，氨分压随NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4比和温度的增加而增大比和温度的增加而增大显著。而从图显著。而从图1212可知，当温度为可知，当温度为124124，NHNH3 3/H/H3 3PO
28、PO4 4低于低于1.41.4时时，氨分压仍很小，但当，氨分压仍很小，但当NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4超过超过1.71.7时，氨分压急剧增大，时，氨分压急剧增大，即在生产即在生产MAPMAP时氨逸出少，而生产时氨逸出少，而生产DAPDAP时氨逸出多，所以生时氨逸出多，所以生产产DAPDAP时需在较低温度和较理论值小的时需在较低温度和较理论值小的NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4比下进行。比下进行。另从图另从图1212还可看出，水分分压随还可看出，水分分压随NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4比的增大而增加，比的增大而增加，这有利于这有利于DAPDAP的干燥。的干燥。
29、广西民族师范学院图图11 11 氨在磷酸氨化饱和溶液上面的分氨在磷酸氨化饱和溶液上面的分压压图图12 12412 124时氨和水分压时氨和水分压与与N/PN/P比的关系比的关系广西民族师范学院 综上所述，磷酸铵生产过程中，为了使生产顺利进行并保综上所述，磷酸铵生产过程中，为了使生产顺利进行并保证磷铵产品的质量，需要综合考虑磷铵的性质及磷酸氨化过证磷铵产品的质量，需要综合考虑磷铵的性质及磷酸氨化过程中物相的变化（即保持料浆有较好的流动性）、磷铵产品程中物相的变化（即保持料浆有较好的流动性）、磷铵产品在干燥过程中稳定性好和氨损失要少等。故磷铵生产需要控在干燥过程中稳定性好和氨损失要少等。故磷铵生产
30、需要控制的条件有：氨化温度、操作压力、中和度（即制的条件有：氨化温度、操作压力、中和度（即NH3/H3PO4NH3/H3PO4摩尔比）。这些条件还因操作压力不同，具体的条件亦有所摩尔比）。这些条件还因操作压力不同，具体的条件亦有所区别（如下表所示）。区别（如下表所示）。产品类型产品类型 NHNH3 3/H/H3 3POPO4 4摩尔比（中和度）摩尔比（中和度）温度温度/MAPMAP常压常压预中和预中和 05050.70.7干燥机尾出口干燥机尾出口7070110110最终最终 1.21.21.31.3DAPDAP常压常压预中和预中和1.31.31.41.4干燥机尾出口低于干燥机尾出口低于8585
31、最终最终 1.61.61.81.8广西民族师范学院三、磷铵生产工艺流程的组织三、磷铵生产工艺流程的组织 实践证明：纯磷酸与氨中和是瞬间可完成的快速反应，过实践证明：纯磷酸与氨中和是瞬间可完成的快速反应，过程速率取决于气氨扩散进入磷酸的传质速率，故提高其扩散速程速率取决于气氨扩散进入磷酸的传质速率，故提高其扩散速率可加快中和速率；此外，磷酸氨化是一强放热过程。所以磷率可加快中和速率；此外，磷酸氨化是一强放热过程。所以磷铵生产中要解决好热量平衡问题：一方面液氨蒸发需要大量的铵生产中要解决好热量平衡问题：一方面液氨蒸发需要大量的热，另一方面磷酸氨化过程放出大量的热需要处理。热，另一方面磷酸氨化过程放
32、出大量的热需要处理。从节能角度着手：利用废热代替蒸汽使液氨气化，如充从节能角度着手：利用废热代替蒸汽使液氨气化，如充分利用造粒分利用造粒-干燥洗气塔排出的约干燥洗气塔排出的约75洗涤液作热源；在液氨洗涤液作热源；在液氨进入氨蒸发器之前先进行节流制冷，然后通过热交换器降低进进入氨蒸发器之前先进行节流制冷，然后通过热交换器降低进入磷铵产品冷却器的空气温度。入磷铵产品冷却器的空气温度。实际生产中采用管式反应器和快速氨化反应器进行磷酸氨实际生产中采用管式反应器和快速氨化反应器进行磷酸氨化可使反应时间缩至化可使反应时间缩至1s；利用水的气化带走大量的反应热。在；利用水的气化带走大量的反应热。在控制反应时
33、间及移走反应热的同时，一定要注意物料的流动性控制反应时间及移走反应热的同时，一定要注意物料的流动性。生产过程中常用预热过的浓磷酸快速氨化，既可实现高温脱。生产过程中常用预热过的浓磷酸快速氨化，既可实现高温脱广西民族师范学院三、磷铵生产工艺流程的组织三、磷铵生产工艺流程的组织水，还可保证料浆处于高温和压力下，使磷铵的溶解度增大，水，还可保证料浆处于高温和压力下，使磷铵的溶解度增大，料浆粘度变小，流动性增加；也可借助该压力将料浆直接喷入料浆粘度变小，流动性增加；也可借助该压力将料浆直接喷入造粒机或喷雾塔中生产粒状或粉状磷铵。造粒机或喷雾塔中生产粒状或粉状磷铵。磷铵生产方法依据氨化压力分为常压氨化和
34、加压氨化。常磷铵生产方法依据氨化压力分为常压氨化和加压氨化。常压氨化又分为有槽式中和和快速氨化蒸发；加压氨化依据反应压氨化又分为有槽式中和和快速氨化蒸发；加压氨化依据反应器的结构又分为加压氨化反应器法和管式反应器法。器的结构又分为加压氨化反应器法和管式反应器法。依据浓缩物料的类型不同，磷铵生产方法分为浓缩磷酸法依据浓缩物料的类型不同，磷铵生产方法分为浓缩磷酸法（又称浓酸氨化法）和浓缩氨化料浆法（又称稀酸氨化法）。（又称浓酸氨化法）和浓缩氨化料浆法（又称稀酸氨化法）。1.1.常压氨化常压氨化 如图如图13在常压槽式中和法工艺流程中，磷酸先经干燥机尾在常压槽式中和法工艺流程中，磷酸先经干燥机尾气洗
35、涤塔，与洗涤液混合至气洗涤塔，与洗涤液混合至P2O520%25%，再进入中和槽，再进入中和槽，与液氨蒸发站送来的气氨在中和槽内的强烈搅拌下进行反应。与液氨蒸发站送来的气氨在中和槽内的强烈搅拌下进行反应。因采用稀酸可使料浆中和度到因采用稀酸可使料浆中和度到1.1左右仍能保持良好的流动性左右仍能保持良好的流动性。中和料浆溢流入蒸发给料槽，经给料泵送去蒸发浓缩。中和。中和料浆溢流入蒸发给料槽，经给料泵送去蒸发浓缩。中和广西民族师范学院图图13 常压槽式中和（氨化）工艺流程图常压槽式中和（氨化）工艺流程图广西民族师范学院三、磷铵生产工艺流程的组织三、磷铵生产工艺流程的组织1.1.常压氨化常压氨化 槽逸
36、出的主要是水蒸气，并含有微量的氨和氟化物，经风机从排槽逸出的主要是水蒸气，并含有微量的氨和氟化物，经风机从排气筒放空。气筒放空。槽式中和法具有缓冲性好，容易操作控制，产品质量稳定槽式中和法具有缓冲性好，容易操作控制，产品质量稳定。但所用设备大，耗材高；所用磷酸浓度不能过高，否则会因料。但所用设备大，耗材高；所用磷酸浓度不能过高，否则会因料浆流动性差而影响氨化操作和料浆输送；因料浆浓度低，造粒返浆流动性差而影响氨化操作和料浆输送；因料浆浓度低，造粒返料比大，干燥能耗高；反应物在中和槽内停留时间长，易发生副料比大，干燥能耗高；反应物在中和槽内停留时间长，易发生副反应而造成磷的损失。该流程适用于小型
37、的料浆浓缩法生产磷铵反应而造成磷的损失。该流程适用于小型的料浆浓缩法生产磷铵的流程和管式反应器前的预中和。的流程和管式反应器前的预中和。图图1414是常压快速氨化蒸发生产磷铵的工艺过程。此生产工艺因是常压快速氨化蒸发生产磷铵的工艺过程。此生产工艺因采用快速氨化蒸发器而具有显著的优点：停留时间短（采用快速氨化蒸发器而具有显著的优点：停留时间短（223min3min），生产强度高，氨损失小，无机械搅拌装置，可回收利用），生产强度高，氨损失小，无机械搅拌装置，可回收利用二次蒸汽。二次蒸汽。广西民族师范学院图图14 14 快速氨化蒸发器流程图快速氨化蒸发器流程图广西民族师范学院2.加压氨化反应器加压氨
38、化反应器 为了采用高浓度磷酸生产磷铵以降低干燥能耗，必须在为了采用高浓度磷酸生产磷铵以降低干燥能耗，必须在更高的温度和压力下进行氨化，提高磷铵的溶解度，以保持更高的温度和压力下进行氨化，提高磷铵的溶解度，以保持料浆良好的流动性。在此基础上发展了加压氨化反应器及加料浆良好的流动性。在此基础上发展了加压氨化反应器及加压氨化生产工艺。压氨化生产工艺。图图1515（1 1）加压氨化反应器）加压氨化反应器 图图1515（2 2）导流式加压氨化反应器）导流式加压氨化反应器 广西民族师范学院图图16 16 美国美国TVATVA型十字管式反应器型十字管式反应器广西民族师范学院 加压氨化反应器依据结构不同，分为
39、加压氨化反应器和管加压氨化反应器依据结构不同，分为加压氨化反应器和管式氨化反应器两类，其结构分别如图式氨化反应器两类，其结构分别如图1515（1 1）、）、1515（2 2）和图）和图1616所示。所示。从图从图1515（1 1）、（）、（2 2分析可看出：二者均在充分利用反应热分析可看出：二者均在充分利用反应热来提高反应物料温度的同时，蒸发了部分水分；在保证料浆来提高反应物料温度的同时，蒸发了部分水分；在保证料浆良好的流动性的同时，也使料浆得到部分提浓，降低了干燥良好的流动性的同时，也使料浆得到部分提浓，降低了干燥能耗；并借助反应器的压力将料浆直接喷入造粒塔或造粒机能耗；并借助反应器的压力将
40、料浆直接喷入造粒塔或造粒机中生产磷铵。中生产磷铵。图图1616是是TVATVA型管式反应器结构及附件图。氨从伸入管中心型管式反应器结构及附件图。氨从伸入管中心的小管引入，磷酸和硫酸分别从主管相对两侧支管引入，反的小管引入，磷酸和硫酸分别从主管相对两侧支管引入，反应物料在管内停留时间短（应物料在管内停留时间短（12s12s），反应热使物料温度升到约），反应热使物料温度升到约150150，产生背压，产生背压0.20.20.25MPa0.25MPa，生成的高温料浆借助自身压力，生成的高温料浆借助自身压力将其送至造粒机喷出。将其送至造粒机喷出。广西民族师范学院3.3.磷铵生产工艺过程磷铵生产工艺过程料
41、浆浓缩流程料浆浓缩流程 如图如图1717为双效料浆浓为双效料浆浓缩制磷铵流程图。中和料缩制磷铵流程图。中和料浆由贮槽送入二效蒸发器浆由贮槽送入二效蒸发器闪蒸室，随即由循环泵送闪蒸室，随即由循环泵送入二效加热器。然后进入入二效加热器。然后进入闪蒸室蒸发出一部分水分。闪蒸室蒸发出一部分水分。经初步浓缩的料浆由过料经初步浓缩的料浆由过料泵送入一效蒸发器闪蒸室，泵送入一效蒸发器闪蒸室，进一步浓缩至指定浓度后，进一步浓缩至指定浓度后，借助蒸发器内的压力进入借助蒸发器内的压力进入料浆缓冲槽，再经料浆泵料浆缓冲槽，再经料浆泵送至喷浆造粒干燥机造粒。送至喷浆造粒干燥机造粒。图图17 17 双效料浆浓缩工艺流程
42、双效料浆浓缩工艺流程广西民族师范学院图图18 喷浆造粒流程图喷浆造粒流程图 广西民族师范学院料浆造粒流程料浆造粒流程 如图如图18为喷浆造粒流程图。磷铵料浆泵将浓缩料浆送入为喷浆造粒流程图。磷铵料浆泵将浓缩料浆送入喷浆造粒干燥机的喷枪，并由压缩空气使之雾化。雾化料浆喷浆造粒干燥机的喷枪，并由压缩空气使之雾化。雾化料浆从水平方向喷出，随着干燥机的转动，筒内抄板将物料扬起从水平方向喷出，随着干燥机的转动，筒内抄板将物料扬起形成料罩，料浆喷射在料罩上。来自热风炉的烟道气与颗粒形成料罩，料浆喷射在料罩上。来自热风炉的烟道气与颗粒物料并流通过转筒，二者进行物料和热量交换。在转筒内同物料并流通过转筒，二者
43、进行物料和热量交换。在转筒内同时完成造粒和干燥。干物料从机尾排出，经斗式提升机送至时完成造粒和干燥。干物料从机尾排出，经斗式提升机送至双层振动筛筛分，符合颗粒要求的大部分作为产品，由成品双层振动筛筛分，符合颗粒要求的大部分作为产品，由成品皮带运输机，经风冷后送去包装。大颗粒送至破碎机，破碎皮带运输机，经风冷后送去包装。大颗粒送至破碎机，破碎后的物料和筛分下来的小颗粒物料及部分产品物料经返料皮后的物料和筛分下来的小颗粒物料及部分产品物料经返料皮带运输机送至干燥机头作为返料。带运输机送至干燥机头作为返料。其他磷铵生产流程其他磷铵生产流程 除上述介绍的磷铵生产流程外，还有转鼓氨化生产磷酸除上述介绍的
44、磷铵生产流程外，还有转鼓氨化生产磷酸二铵的工艺流程和预中和二铵的工艺流程和预中和-转鼓氨化造粒生产磷酸二铵的工转鼓氨化造粒生产磷酸二铵的工艺流程。艺流程。广西民族师范学院四、磷酸铵生产操作控制要点四、磷酸铵生产操作控制要点 磷铵生产操作主要包括磷酸氨化（中和）、造粒、筛分、磷铵生产操作主要包括磷酸氨化（中和）、造粒、筛分、热风及空压机几个岗位的操作。在磷铵生产中，依据各岗位热风及空压机几个岗位的操作。在磷铵生产中，依据各岗位的任务不同，其操作均不一样。的任务不同，其操作均不一样。1.1.中和岗位中和岗位 中和岗位任务中和岗位任务 在规范化的操作时，制备出满足造粒需在规范化的操作时，制备出满足造
45、粒需求的料浆供造粒使用，同时，提高氨利用率，减少氨损耗，求的料浆供造粒使用，同时，提高氨利用率，减少氨损耗，并负责所属设备正常运转。并负责所属设备正常运转。中和岗位正常操作要点中和岗位正常操作要点 定时取样分析料浆中和度及水定时取样分析料浆中和度及水份情况，及时通知造粒岗位，并根据分析结果调整氨份情况，及时通知造粒岗位，并根据分析结果调整氨/酸比值酸比值和洗涤水加入量，确保中和度和水份在指标范围内；控制好和洗涤水加入量，确保中和度和水份在指标范围内；控制好操作温度和压力；随时注意料浆变化情况，对中和物料的氨操作温度和压力；随时注意料浆变化情况，对中和物料的氨比值，沉淀和颜色做到心中有数并及时联
46、系，便于下一岗位比值，沉淀和颜色做到心中有数并及时联系，便于下一岗位操作。操作。广西民族师范学院四、磷酸铵生产操作控制要点四、磷酸铵生产操作控制要点2.造粒岗位造粒岗位 造粒岗位任务造粒岗位任务 对喷浆造粒干燥机的整个工艺过程进行对喷浆造粒干燥机的整个工艺过程进行规范和控制，以优化操作工况，制造符合质量要求的产品，规范和控制，以优化操作工况，制造符合质量要求的产品，稳定均衡生产；负责所属设备正常运转。稳定均衡生产；负责所属设备正常运转。正常操作要点正常操作要点 经常观察造粒机内料浆雾化情况及料幕经常观察造粒机内料浆雾化情况及料幕的分布情况，发现异常及时处理；观察干燥机头负压是否处的分布情况，发
47、现异常及时处理；观察干燥机头负压是否处于正常状态，若呈正压马上与尾气洗涤岗位联系，调节风机。于正常状态，若呈正压马上与尾气洗涤岗位联系，调节风机。也可调整热风机进口阀，使负压正常，清理尾气洗涤装置；也可调整热风机进口阀，使负压正常，清理尾气洗涤装置；经常观察造粒机排出物料的干湿情况，粒度组成结构是否正经常观察造粒机排出物料的干湿情况，粒度组成结构是否正常，同时观察绞龙返料情况，成品粒度组成情况，根据以上常，同时观察绞龙返料情况，成品粒度组成情况，根据以上三部分调整喷浆造粒工况；造粒机停车后，如果机内装物料三部分调整喷浆造粒工况；造粒机停车后，如果机内装物料每隔一定时间须盘车一次，防止筒体变形。
48、每隔一定时间须盘车一次，防止筒体变形。广西民族师范学院3.3.筛分岗位筛分岗位 筛分岗位任务筛分岗位任务 对筛分岗位操作进行规范控制，确保设对筛分岗位操作进行规范控制，确保设备的正常运行，各下料管道的畅通，向成品包装岗位输送经备的正常运行，各下料管道的畅通，向成品包装岗位输送经过冷却降温的粒状复合肥。过冷却降温的粒状复合肥。正常操作要点正常操作要点 注意巡回检查；观察皮带上物料情况，注意巡回检查；观察皮带上物料情况，防止分筛不清；观察各设备电流变化，防止设备负载过重跳防止分筛不清；观察各设备电流变化，防止设备负载过重跳闸；观察回转筛分情况，检查振打是否完好。闸；观察回转筛分情况，检查振打是否完
49、好。4.4.热风炉岗位热风炉岗位 热风炉岗位任务热风炉岗位任务 对热风炉岗位的工艺过程操作进行规对热风炉岗位的工艺过程操作进行规范和控制，确保向造粒岗位输送符合要求的热风，同时，提范和控制，确保向造粒岗位输送符合要求的热风，同时，提高煤燃烧率，降低煤耗；负责所属设备正常运行。高煤燃烧率，降低煤耗；负责所属设备正常运行。正常操作要点正常操作要点 调整好热风机抽风量，保持热风炉负压调整好热风机抽风量，保持热风炉负压操作；随时往煤仓内加煤，做到不断煤；经常观察炉内燃烧操作；随时往煤仓内加煤，做到不断煤；经常观察炉内燃烧情况，控制好炉膛温度，和出炉烟道气温度；定时活动两个情况，控制好炉膛温度，和出炉烟
50、道气温度；定时活动两个阀门，保证两个阀门的调节灵敏度。阀门，保证两个阀门的调节灵敏度。广西民族师范学院任务二任务二 复混肥料生产复混肥料生产一、复混肥料生产基本原理一、复混肥料生产基本原理 复混肥料的品种很多，不管以何种原料混配，在进入复复混肥料的品种很多，不管以何种原料混配，在进入复混肥料造粒系统之前，必须考虑各原料的水分、粒度和物理混肥料造粒系统之前，必须考虑各原料的水分、粒度和物理化学性质的相配性。了解其各原料之间是否存在化学反应，化学性质的相配性。了解其各原料之间是否存在化学反应，这些反应可能出现在造粒前的物料混合时，也可能出现在造这些反应可能出现在造粒前的物料混合时，也可能出现在造粒
