[实用新型]一种冷冻法硝酸磷肥酸解液中和管式反应器

说明书

本实用新型公开一种冷冻法硝酸磷肥酸解液中和管式反应器，包括文丘里管，文丘里管前段为气氨气室气氨气室与文丘里管相通；气氨气室轴向中心设有入口端为锥形的硝酸磷肥酸解液管，气氨气室径向设有气氨管；硝酸磷肥酸解液管的端部设有雾化喷嘴，硝酸磷肥酸解液通过雾化喷嘴进入混合反应区与气氨反应；在混合反应区的外侧设有锥形套筒，锥形套筒的中部径向设有洗涤液管，洗涤液管与洗涤液环形室相通；文丘里管后段连接直连接管，在直连接管出口配置圆形喷口或长条形槽口用于连接造粒机。该中和器结构简单，操作安全可靠，中和流程简化，投资低；采用特殊的耐热、耐蚀及耐磨材料结构，使用寿命可达半年以上。

技术领域

本实用新型涉及一种硝酸磷肥中和管式反应器，具体涉及一种冷冻法硝酸磷肥酸解液中和管式反应器，属于硝酸磷肥生产设备领域。

背景技术

众所周知，氨和酸的反应主要受传质速度控制，只要反应物能迅速完全混合，即可立即完成反应过程。

20世纪70年代以来，随着磷肥工业中磷酸浓度的提高，常压槽式中和料浆的流动性及泵送出现了一定的困难，且造粒所需返料量大，产品干燥的能耗也比较高。而管式反应器在较高的温度和压力下操作，可使用比较浓的磷酸，生成的料浆浓度高且可借助自身压力直接喷入造粒机中，不需用泵输送，因而流程简化、节能显著。目前美国TVA，西班牙ERT-ESPINDESA，法国AZF等管式反应技术已在国内外磷铵及复合肥生产中广泛应用。

综观国内外硝酸磷肥生产中仍沿用传统的多级常压槽式中和反应系统，管式反应中和技术并未广泛采用。多级常压槽式中和反应系统尽管有缓冲性好、质量稳定、容易操作控制及系统磨损小等优势，但存在较大的缺陷，如：中和反应需分部进行、中和反应设备尺寸大、工艺复杂、投资较高；中和反应热未充分利用，料浆浓度低，造粒返料比大，干燥能耗高；受传质速度影响，系统氨逸出较大，需配套较大的氨回收处理系统；由于反应物在中和槽中停留时间长，酸解液中大量的钙、镁、铁、铝及氟硅组分易形成细小且胶凝状磷酸盐及氟硅化物晶体，导致料浆水溶性磷退化且含固量高达10-15%，严重影响其流动性及泵送操作，为此不得不添加粘度较低的硝酸铵溶液以减轻此影响，导致只能生产一些高氮和少数复合肥产品。

硝酸磷肥酸解液经冷冻结晶分离硝酸钙后的母液主要成分是磷酸、硝酸、氢氟酸和氟硅酸，少量硝酸钙及由磷矿带入的杂质与硝酸反应生成的硝酸镁、硝酸铁、硝酸铝等硝酸盐，并含有少量二氧化硅等酸不溶物的固体悬浮物。典型的组成为：N-NH₃：0.2% ；N-NO₃：5.6%；P：8.9% ；Ca：3.6%；F：1.9%；H₂O：33.5%；SiO₂计酸不溶物：0.18%。该物料与国内工业磷酸铵生产中使用的磷酸溶液存在较大的差异，与国外工业磷酸铵生产中使用的磷酸溶液更是显著不同。利用现有磷铵管式反应器或对其进行简单的改良均无法适应硝酸磷肥酸解母液中和要求。

实用新型内容

为了克服上述不足，本实用新型提供一种硝酸磷肥中和管式反应器，适合硝酸磷肥、尤其是冷冻法硝酸磷肥酸解液加压中和管式反应器，以解决目前常压槽式反应器存在的问题，及满足中和料浆的高效造粒要求。

本实用新型针对硝酸磷肥除钙酸解母液特性，采用单通道雾化喷嘴对除钙酸解母液进行雾化，气氨切向进料与雾化的除钙酸解母液在高接触面及延长接触时间的条件下迅速混合，以适应磷酸、硝酸、氢氟酸及氟硅酸存在不同中和反应效率的情况。

本实用新型采用的技术方案是：

一种冷冻法硝酸磷肥酸解液中和管式反应器，包括文丘里管，文丘里管前段为气氨气室气氨气室与文丘里管相通；气氨气室轴向中心设有入口端为锥形的硝酸磷肥酸解液管，气氨气室径向设有气氨管；硝酸磷肥酸解液管的端部设有雾化喷嘴，硝酸磷肥酸解液通过雾化喷嘴进入混合反应区与气氨反应；在混合反应区的外侧设有锥形套筒，锥形套筒的中部径向设有洗涤液管，洗涤液管与洗涤液环形室相通；预中和母液（硝酸磷肥酸解液与气氨）、洗涤液在文丘里管中发生补充反应；