[发明专利]一种利用产品原料浓硫酸干燥产品固体磷铵或硫铵的方法

说明书

 

技术领域

    本发明属于固体磷铵或硫铵、湿法磷酸生产技术领域，特别涉及一种固体磷铵或硫铵产品的干燥工艺方法。

背景技术

现有的固体磷铵或硫铵产品的干燥工艺，主要是使用燃煤热风炉产生热烟气作为载热载湿气体，以该气体与被干燥产品直接接触时发生的传质传热过程，脱除产品中的水分，达到干燥产品的目的。这一种干燥工艺存在以下缺陷：a) 以燃煤热风炉产生的热烟气，燃煤中含有的游离水水分、燃煤中含氢化合物燃烧后产生的水分以及作为助燃剂的空气中含有的水分，最终都存在于热烟气中，无形中降低了热烟气的载湿能力。b) 根据固体干燥原理，干燥过程排放的干燥尾气，需要保持其含湿量与相应温度下的饱和含湿量有一个适当的差值，即所谓含湿量差。在实际生产操作时，含湿量差很难控制，往往会因为干燥尾气的含湿量差过大，热烟气的载湿能力不能得到充分发挥，造成能源的浪费；又或因干燥尾气的含湿量差过小，会造成被干燥固体出现“返露”现象，给固体干燥过程的操作带来麻烦。c）以热烟气作为载热载湿气体，一次性使用后即成为干燥尾气排入大气，其中大量的潜能没有得到利用，造成能源的浪费。d）以固体磷铵产品的干燥为例，虽然其干燥尾气排放前经过洗涤工序处理，但是，仍会有大量的微小颗粒随尾气排入大气，或形成所谓“磷铵雨”污染厂区环境，或形成气溶胶在大气中扩散，造成所谓PM2.5对大气的污染。

专利CN101475153A《反应自热磷铵生产方法与装置》公开了两种固体磷铵干燥工艺方法。方法1：利用磷酸与氨的中和反应热和利用硫酸生产装置排放的温度50℃—65℃的硫酸尾气作为载热载湿气体，干燥固体磷铵产品。此方法的特点是取消了燃煤热风炉，可达到节能减排的目的。该方法的不足之处是：a) 硫酸尾气是一次性被利用，磷铵产品干燥过程形成的干燥尾气最终仍将排入大气，不减轻PM2.5对大气的污染；b) 硫酸生产装置与固体磷铵干燥装置之间受各自运行状态的相互干扰，给生产运行操作带来诸多难以确定的不利因素。方法2：利用磷酸与氨的中和反应热和利用液氨蒸发冷却干燥尾气，用降温除湿的方法使干燥尾气转变成温度为20℃—25℃的空气（状态为饱和湿空气），返回干燥器循环使用。此方法的特点是取消了燃煤热风炉，可以消除PM2.5对大气的污染，达到节能减排的目的。该方法的不足之处是：a) 以温度为20℃—25℃的饱和湿空气作为载热载湿气体，干燥器的操作温度较低，不利于发挥干燥器的产能；b) 用液氨蒸发器冷却干燥尾气，干燥尾气走液氨蒸发器管程，存在干燥尾气中的粉尘堵塞液氨蒸发器的隐患。

发明内容

本发明目的就是提供一种利用产品原料浓硫酸干燥产品固体磷铵或硫铵的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是利用生产湿法磷酸或硫铵的原料浓硫酸作为干燥剂，干燥产品固体磷铵或硫铵。本发明的干燥工艺步骤包括：固体磷铵或硫铵产品的干热空气干燥、干燥尾气除尘、干燥尾气的循环硫酸除湿、部分循环硫酸的液氨蒸发冷却。

以上述干燥工艺步骤建立的干燥系统，其操作流程是：出干热空气干燥器的干燥尾气经除尘器除尘后，进入循环硫酸除湿器，在循环硫酸除湿器中，除尘后的干燥尾气与喷淋的循环硫酸直接接触，利用循环硫酸与干燥尾气之间发生的传质传热过程，脱除干燥尾气中的水分，使其转变成为干热空气后，返回干热空气干燥器，形成载热载湿气体的封闭循环；部分循环硫酸经液氨蒸发冷却器冷却后，送往生产湿法磷酸或硫铵的反应装置，作为生产湿法磷酸或硫铵的原料；液氨蒸发生成的气氨送往磷铵预中和反应装置或硫铵反应装置，作为生产固体磷铵或硫铵产品的原料；作为干燥剂的浓硫酸经过混酸器与循环硫酸混合后，补充进入干燥系统,以平衡循环硫酸的浓度。

浓硫酸具有强烈地吸收气体中水分的性质，在工业生产中常被作为工业气体的干燥剂使用。浓硫酸作为气体干燥剂使用的较佳浓度为90%左右。

浓硫酸在吸收气体中水分的过程中，会释放大量的热，所释放的热是被吸收的等量气态水分的汽化潜热和等量水分稀释浓硫酸的稀释热之和。在绝热条件下，在本发明所述的固体磷铵或硫铵产品的干燥系统中，循环硫酸吸收干燥尾气中的水分所释放的热总是大于固体磷铵或硫铵产品因等量水分蒸发所吸收的汽化潜热，即干燥系统在运行中会有富余的热产生，表现为随着固体磷铵或硫铵产品中的水分不断地蒸发，干燥系统的温度将不断地升高，直至固体磷铵或硫铵产品中的水分完全蒸发为止。实际运行时，干燥系统富余热量的大部分由作为生产湿法磷酸或硫铵原料的循环硫酸和固体磷铵或硫铵产品以显热的形式带出系统，另一部分由系统设备的散热带出系统，达到系统的热平衡。