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1、磷铵工艺培训材料一、 磷酸铵的性质磷酸铵是含氮和磷两种营养元素的高浓度复合肥料，由氨及磷酸反应制成。磷酸是三元酸 ，用氨中和时可以生成三种正磷酸铵盐：磷酸一铵NH4H2PO4，磷酸二铵（NH4）2HPO4和磷酸三铵（NH4）3PO4。磷酸三铵极不稳定，常温下在空气中就易分解放出氨而转变为磷酸二铵，但温度高于70时磷酸二铵也放出部分氨而转变为磷酸一铵，磷酸一铵只有当温度高于130才会分解。磷酸三铵极稳定，不适于作为肥料，适宜作为肥料的正磷酸铵盐是磷酸一铵和磷酸二铵。湿法磷酸及氨中和可以制得不同N/P2O5比例的多种产品，但工业生产的磷酸铵肥料主要有两类：一类以磷酸一铵为主仅含少量磷酸二铵称之为磷
2、酸一铵，英文缩写MAP ；另一类是以磷酸二铵为主含少量磷酸一铵称之为磷酸二铵，英文缩写D AP。主要化学反应式如下： H3PO4 + NH3-NH4H2PO4 + 134.5kJH3PO4 + 2NH3-(NH4)2HPO4 + 215.5kJ 目前市场上磷酸一铵、磷酸二铵都主要传统法、料浆法优等品和一等品二、 磷酸铵生产工艺1、 粉状磷酸一铵生产工艺排空气氨稀磷酸中 和浓 缩高压泵干燥塔洗涤塔磷酸一铵热空气 流程说明：稀磷酸及气氨在中和槽内反应生成中和度0.951.08左右磷酸一铵料浆，稀磷铵料浆在蒸发器循环泵的推动下，经加热器被蒸汽加热，上升进入闪蒸室分离蒸汽，再下降进入料浆循环泵循环，浓
3、缩合格的料浆从循环泵出口进入高压柱塞泵，加压后送入喷雾干燥塔顶部的料浆雾化器，经压力式喷嘴才化且的料浆从塔顶喷洒而下，及塔底上升的热空 气逆流换热蒸发水份，并在干燥流化床进一步流化干燥出合格产品，尾气经洗涤后排空。2、料浆法磷酸二铵生产工艺流程说明：稀磷酸经尾气洗涤后送至一次中和槽中及气氨中和，合格中和料浆经浓缩达到工艺要求，再一次及氨进行二次中和，二次中和料浆经喷枪喷入喷浆造粒机内进行涂布造粒，利用来自热风炉的热风进行干燥脱水，干燥后的物料进行两级筛分，粒径合格的经冷却涂膜后包装成成品，不合格大块经破碎膈作为返料进二次造粒，小颗粒直接作为返料反回系统；干燥、冷却、筛分含尘尾气经旋风除尘及两级
4、酸洗除尘、除氟、除氨后排空。3、传统法磷酸二铵生产工艺（预中和+管反工艺流程） 流程说明：稀磷酸经浓缩达到48%左右，送入沉清槽中沉清合格磷送入磷铵生系统中，首先浓磷酸送入中和及干燥尾气洗涤系统中吸收中和反应及干燥过程处逸氨气和粉尘，在造洗槽中调整合适中和度和含水量；一部分送至预中和槽中及氨进行预中和反应，预中和料浆通过喷浆泵喷入转鼓造粒机内及返料进行涂布、粘结造粒，别一部分送入管式反应器中及氨反应，利用反应产生热量行成三至五公斤闭压喷入转鼓造粒机，在造粒机内进行涂布、粘结造粒，同进在转鼓造粒机对磷酸二铵颗粒进行二次氨化，从造粒机出来的物料进入干燥机内进一步脱除水分，干燥合格的磷酸二铵通斗式提
5、升机送入振网筛进行分筛，粒径合格器进入流化床进行冷却、包膜后送入散库存放待包装；不合格小颗粒和大块经破碎后返回转鼓造粒机中作为返料，中和、造粒、干燥尾气经除尘、洗涤后达标排放。三、 磷酸二铵生产主要工艺指标1、 中和度中和度直接影响到磷铵产品的组成、P2O5的水溶率，生产过程的氨损失、氟逸出率和料浆粘度等，它是中和过程最重要的控制指标。当中和反应中和度等于1.0时，中和后全部为NH4H2PO4。根据溶解度曲线，当MR=1.0时体系的溶解度最小，因此应避免在MR=1.0时操作。为防止出现较高粘度的料浆，用常压反应器和管式反应器生产DAP时，中和度在1.5以上时存在一个粘度急剧上升的拐点，这个拐点
6、随矿源不同有所差异，依据经验暂定予中和度控制在1.4-1.5，氨化粒化器中中和度一般控制在1.81.9左右。2、料浆温度磷酸及氨中和生成的反应热，除了把料浆温度升高到沸点以外，同时还可以蒸发掉相当一部分水分。允许中和料浆有相当高的温度既可防止固体磷铵析出，保持料浆有良好的流动性，又可使干燥过程节省燃料。预中和槽料浆温度115-120。管式反应器料浆温度125-135。转鼓造粒出口物料温度110左右（经验表明磷酸二铵颗粒结晶感好否及温度关系很大）3、停留时间为了避免有些副反应发生，提高磷酸二铵水溶性磷的比例，料浆停留时间应尽可能短，管式反应器内料浆的停留时间在1-2秒。为了使预中和槽操作稳定，需
7、要保持反应器有一定的缓冲容积，一般取反应停留时间为40分钟左右。4、返料比、含水量等返粒比：4.55：1造粒机出口物料含水量：3.5%烘干机出口物料含水量：2.5%四、 磷酸二铵的造粒机理 在肥料工业中通常采用的主要有：团聚造粒、料浆涂布造粒、溶体凝结造粒、挤压造粒四种类型。1、 团聚造粒 在一定液相存在的条件下，通过机械搅动促使粒子在受到机械作用的挤压下，互相碰撞，紧密接触。由液相的表面张力引起的毛细管力将他们粘结在一起。毛细管力及粒子间的接触面积有关，相对余言小粒子比大粒子要大得多。当粘结起来的颗粒达到一定的极限尺寸时，就因毛细管力经受不住他们及其它颗粒相撞的震动而不再继续粘附、增大。这里
8、的液相可以是以水或饱和蒸气，也可是一种或多种肥料组成的溶液引入。液相一经及固体粒子接触，势将从粒子表面溶解物料，并根据物料性质可以进行或不进行化学反应。若溶于液相的物料再结晶，液相相当于粘合剂将他们粘合在一起。粘结质量明显影响成品颗粒的强度，而粘结或团聚过程受控于一些因素，例如由于粒子紧密靠近而引起的分子力和静电力，原固体粒子的表面孔隙率及空隙物料的结晶构造等。下图为不同的粘结机理。团聚造粒物料桥接粘结。2、熔体凝结造粒熔体凝结造粒是给物料加热，或利用原料间的化学反应热，使物料基本上以无水液体或熔体形式通过喷嘴喷出。熔体可以在冷媒中直接凝结成粒，也可涂布在造粒机的粒子上凝结。如此反复进行，直至
9、粒径逐渐增大到所要求的尺寸。及此同时，当熔体涂布在粒子上时，粒子也会凝结或者粘在较大的粒子上而凝结成颗粒成品。熔体凝结造粒可以利用两种干盐混合后具有最低共熔点的物理特性。以磷酸一铵和硝酸铵为例，磷酸一铵的熔点为198.8，硝酸铵的熔点为169.6，而由17%磷酸一铵及83%硝酸铵组成的混合物具有最低共熔点147.5。熔体凝结造粒利用这一物理特性就可在较低的温度下操作，既节能，又能减少副反应或者氨的损失。但也正因为如此，熔体凝结造粒对原料的选用和配方受到某些限制，对原料计量、混合时间、操作温度等均有严格要求。熔体凝结造粒需要返料少，甚至不需返料，生产系统的粉尘少，产品呈圆珠形，表面较光滑，但粒度
10、大小不易在较宽范围内调节。复合肥中高塔造粒就是典型的熔体凝结造粒。3、料浆涂布造粒料浆涂布是用全部或大部分物料以料浆形态进入造粒设备。这样，由固体物质悬浮在液体中的料浆涂布于返料粒子上，然后进行干燥（也可以在涂布造粒的过程中同时进行干燥）、筛分。粒度合格的一部分作为成品，其余部分连同筛下的细粒，以及筛上过大的颗粒经过破碎后一起作为返料，送回造粒机重复进行料浆涂布、干燥、筛分、破碎。粒子经逐层涂布，类似洋葱皮，粒径逐渐增大到符合要求的尺寸范围。虽然由于返料的粒度通常分布范围较宽，且因造粒机的机械作用，实际上也可能存在若干粒子团聚造粒的现象，但主要是料浆涂布造粒。为了节约能耗，料浆中的水分含量越少
11、越好。但要保证料浆的流动性，料浆又不得不含有一定量的水分，致使造粒过程受到系统水平衡的控制，通常返料比较大。近年来，内返料等新技术的开发，已可做到基本上无外返料。料浆涂布造粒较为方便灵活，能生产多种不同品级的粒肥产品，且颗粒较圆，较硬，这是被广泛应用的主要原因。4、挤压造粒挤压造粒是固体物料依靠外部压力进行团聚的干法造粒过程。物料在高压下粒子紧密靠近而引起分子力、静电力、价力，使粒子紧密结合。五、 磷酸二铵生产主要设备1、干燥机 用途：由造粒机出口的约含3%水分的磷酸二铵物料，经溜槽直接进入干燥机，干燥机筒体内壁设有多种不同形式的抄板，使磷酸二铵物料随圆筒的转动形成料幕，及热风炉送来的热风充分
12、接触，进行传热传质，物料逐渐干燥并流向干燥机出口，干燥机出口处物料中的水含量为2.5%。为防止物料粘结，在干燥机筒体的进口端设有锤击振打装置。2、 造粒机用途：磷酸二铵返料经斗提机进入造粒机形成造粒床层；由管式反应器喷出料浆及预中和料浆分别喷洒在造粒床层上，及埋在料层的氨进一步发生化学反应，在团聚、涂布作用下形成磷酸二铵颗粒；造粒机出口处配备格栅，进行便初步筛分，大块物料经筛破碎的进入干燥机进行干燥；在造粒机出料箱上部设有引风口，移出造粒产生水蒸汽及气氨到尾气吸收系统处理。3、包裹机用途：经筛分、流化冷却后的磷酸二铵经计量后进入包裹机中，外着色包裹油经计量加入包裹机距进料端2030cm处，在包
13、裹机高转速及造板带动下，磷酸二铵的表面在不断更新、碰撞使包裹油在颗粒表面涂布均匀，达到磷酸二铵外包着色和防结目的。4、 其它设备破碎机：对筛分下来大颗粒进行破碎，作为返回造粒机造粒用的晶核。目前在磷复肥行业用的破碎机多种多样主要有：立式破碎机、链式破碎机、滚锤破、三辊破等目前磷酸二铵主要以引进国外三辊破为主，主要原因就破碎效果好处理能力大。筛分机：对燥干后的磷酸二铵进行筛选，将24mm颗粒作成品送入冷却工序，小于2mm直接作为返料返回造粒机，大于4mm筛选出来送入破碎机进行破碎。筛分设备有：滚筒筛、振动筛、振网筛等多种形式，磷酸二铵选型以振网为主。六、 安全知识1、 磷酸的健康危害及急救措施健
14、康危害：蒸气或雾对眼、鼻、喉有刺激性。口服液体可引起恶心、呕吐、腹痛、血便或休克。皮肤或眼接触可致灼伤。慢性影响：鼻粘膜萎缩、鼻中隔穿孔。长期反复皮肤接触，可引起皮肤刺激。急救措施：皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟，就医。眼睛接触：立即提起眼脸，用大量流动清或生理盐水彻底冲洗至少15分钟，就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅，如呼吸困难，输氧，如呼吸停止，立即进行人工呼吸，就医。 食入：用水潄口，饮牛奶或蛋清，就医。2、 硫酸的健康危害及急救措施健康危害：对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。蒸气或雾可引起结膜炎、结膜水肿、角膜混浊，以致失明；引
15、起呼吸道刺激，重者发生呼吸困难和肺水肿；高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡。口服后引起消化道烧伤以致溃疡形成；严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、肾损害、休克等。皮肤灼伤轻者出现红斑、重者形成溃疡，愈后癍痕收缩影响功能。溅入眼内可造成灼伤，甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影响：牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肺硬化。急救措施：肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟，就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟，就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅，如呼吸困难，输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸，就医。食入：用水漱口，饮牛奶或蛋清，
16、就医。(生产现场一般用管道以红色为标志色，当现场发现红色管道内物料泄漏时，应采用硫酸泄漏相关应急预案作相关防护)3、氨的健康危害及急救措施健康危害：低浓度氨对粘膜有刺激作用，高浓度可造成组织溶解坏死。急性中毒：轻度者出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、咯痰等；眼结膜、鼻粘膜、咽部充血、水肿；胸部 X线征象符合支气管炎或支气管周围炎。中度中毒上述症状加剧，出现呼吸困难、紫绀；胸部 X线征象符合肺炎或间质性肺炎。严重者可发生中毒性肺水肿，或有呼吸窘迫综合征，患者剧烈咳嗽、咯大量粉红色泡沫痰、呼吸窘迫、谵妄、昏迷、休克等。可发生喉头水肿或支气管粘膜坏死脱落窒息。高浓度氨可引起反射性呼吸停止。液氨或高浓度氨可致眼灼伤；液氨可致皮肤灼伤。急救措施：皮肤接触：立即脱去污染的衣着，应用2%硼酸液或大量清水彻底冲洗，就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟，就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧，如呼吸停止，立即进行人工呼吸，就医。危险特性：及空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。及氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。(生产现场一般用管道以黄色为标志色，当现场发现黄色管道物料泄漏料时，应采用氨泄漏相关应急预案作相关防护)第 8 页