[发明专利]利用磷酸二铵中和尾气热能的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及湿法磷酸装置中的磷酸二铵中和尾气热能利用方法及装置。

背景技术

在湿法磷酸装置中，磷酸二铵装置采用磷酸和氨中和后进行喷浆造粒，由于中和反应为放热反应，在反应过程中会产生较高温度和压力的尾气，尾气直接进入洗涤系统，经两级文丘里洗涤器和一级空塔洗涤处理后达标排放。这种中和尾气为温度约100℃、压力约0.2Mpa左右、且含有少量氨气的水蒸汽，并且蒸汽量巨大，以申请人公司年产18万吨的磷酸二铵装置为例，每小时尾气量达7.5万立方，相当于为7.5万立方富含热量的低压蒸汽，尾气洗涤处理需使用大量的水来洗涤尾气中的氨和吸收热量，造成水资源的浪费，并且洗涤后的尾气中仍含有少量氨，排放后在环境中形成巨大的磷铵雾（需用大量水洗涤才能满足环保含氨排放量35kg/h），不仅浪费了资源，也对环境造成了影响。

发明内容

本发明的目的是要提供一种利用磷酸二铵中和尾气热能的方法及装置，不仅能有效利用中和尾气的热量，而且还可以降低磷酸生产成本。

本发明基于以下思路实现：通常，磷酸过滤工序制得的稀磷酸需要浓缩方可进入二铵生产工序，生产磷酸二铵复合肥。而无论是采用加热浓缩，还是采用闪蒸室浓缩，均需要消耗较多能量，增加生产成本。而磷酸生产工序制得的稀磷酸通常温度约为50℃，磷酸二铵中和尾气温度高达100℃，两者之间温差约50℃，可以充分利用温度较高的磷酸二铵中和尾气对磷酸生产工序制得的稀磷酸进行加热浓缩，既可以冷却尾气，减少洗涤系统处理用水量，还可以降低磷酸生产成本，可谓一举两得。

本发明方法包括以下步骤：

A、稀磷酸加热步骤，将来自湿法磷酸装置的磷酸二铵中和尾气通过热交换器对来自磷酸过滤工序重量百分比浓度为21～23%的稀磷酸加热；

B、稀磷酸浓缩步骤，将经过步骤A的稀磷酸通过闪蒸室浓缩，浓缩后的稀磷酸返回上述步骤A；

C、待步骤B所得稀磷酸的浓度提升至目标浓度时，输送至磷铵中和反应槽，用于磷酸二铵的生产。

进一步的，经过步骤A热交换器降温后的磷酸二铵中和尾气经气液分离后，获得含氨水溶液。

本发明利用磷酸二铵中和尾气热能的装置，包括：

一台热交换器，用来自湿法磷酸装置的磷酸二铵中和尾气对来自磷酸过滤工序重量百分比浓度为21～23%的稀磷酸加热；

一个闪蒸室，用来浓缩经热交换器加热后的稀磷酸；

一台循环泵，用来将闪蒸室浓缩后的稀磷酸返回输送至热交换器加热；

一台出酸泵，用来将闪蒸室浓缩后浓度达到目标浓度的稀磷酸输送至磷酸二铵中和反应槽的工艺；

一个大气冷凝器，将闪蒸室抽出的水汽混合物进行水气液分离；

一台真空泵，通过大气冷凝器对闪蒸室进行抽真空。

进一步的，还包括一个气液分离器，用来将经热交换器降温后的磷酸二铵中和尾气进行气液分离，以获得含氨水溶液。

优选地，所述热交换器为列管换热器，磷酸二铵中和尾气走壳程，稀磷酸走管程。

由上述技术方案可知，本发明通过利用磷铵中和尾气热能对稀磷酸进行加热，可以有效利用尾气中的部分热量，热量利用率达到70%以上，稀磷酸的重量百分比浓度可由22%提升至28%，以年产18万吨的磷酸二铵装置为例，每年可节约资金约六百余万元（以150元/t，330天/年计）；回收的含氨水溶液中氨的浓度可达5%，以年产18万吨的磷酸二铵装置为例，含氨水溶液回收量达5t/h，一年可回收1180吨氨。并且气液分离后的尾气温度可降低至80℃以下，出气液分离器尾气中氨浓度可以降低至0.5%以下，后序尾气洗涤处理所需用水量大大减少，以年产18万吨的磷酸二铵装置为例，洗涤系统用水量减少5t/h，而且洗涤后排放尾气中氨含量降低至10kg/h以下，可以减少磷铵雾形成，有利于改善环境。并且此种方法操作容易、设备简单、维护费用低，具有巨大的经济价值和环保价值。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

具体实施方式

本发明方法包括以下步骤：

A、稀磷酸加热步骤，将来自湿法磷酸装置的磷酸二铵中和尾气通过热交换器对来自磷酸过滤工序重量百分比浓度为21～23%的稀磷酸加热；

B、稀磷酸浓缩步骤，将经过步骤A的稀磷酸通过闪蒸室浓缩，浓缩后的稀磷酸返回上述步骤A；

C、待步骤B所得稀磷酸的浓度提升至目标浓度时，输送至磷酸二铵中和反应工序用于磷酸二铵的生产。

上述经过步骤A热交换器降温后的磷酸二铵中和尾气经气液分离后，获得含氨水溶液。