硝酸磷肥中和料浆的浓缩[关键词]硝酸磷肥;中和NP料浆;蒸发器;浓缩[摘要]通过对硝酸磷肥中和NP料浆浓缩过程和NorskHydro专利设备NP蒸发器的分析研究,揭示了硝酸磷肥生产中和料浆浓缩的规律和NP蒸发器的特点。[]TQ442.6[文献标识码]A[]10076220(2000)04003804ConcentrationofneutralizedslurryinproductionofnitrophosphateWEIHua(Tian激CoalChemicalIndustryGroupCo.,Ltd,Lucheng,Shanxi047507,China)Keywords:nitrophosphate;NPneutralizedslurry;evaporator;concentrationAbstract:BasedontheanalysisonconcentrationprocessofneutralizedslurryinproductionofnitrophosphateandtheresearchonNPevaporatorwhichisthepatentequipmentofNorskHydro,theprincipleofconcentrationprocessandcharacteristicoftheevaporatoraredescribed.1968kJ/(m2·h·℃)。NP蒸发器分离器是一个立式圆筒带除沫网的容器,采用切线直接进料方式进行气液分离。蒸发器采用0.19MPa(表压)、211℃中压蒸汽加热,在0.08MPa(绝压)、175℃下操作,能将含水量20%左右的中和料浆浓缩到含水2.5%以下,满足双轴造粒工艺的要求。中和NP料浆的浓缩过程是硝酸磷肥装置的主要工艺过程之一,该过程的运行状况决定装置的生产能力,NP蒸发器是过程生产的关键设备。经过10年的生产,我们对这套引进装置掌握了其生产规律,现在装置的生产能力已经达到设计指标。1概述中和NP料浆是含有固液相的悬浮液,液相主要为含有硝酸铵(AN)、磷酸一铵(MAP)、磷酸二铵(DAP)的盐溶液,固相主要是一些高分散性的钙、镁铁、铝的磷酸盐和氟化物。由于中和NP溶液组成相当复杂,其浓缩过程不单是一个失水过程,还伴有一些化学反应发生。浓缩过程中随着各种盐类的浓度和溶解度的变化,还会发生某些相变化,结果导致管壁结垢,降低蒸发器的传热系数甚至堵塞加热管。NP料浆的高粘度促使结垢的生成。硝酸铵的热分解特性既影响产品的组成和性质又造成NH3的损失。NP料浆终点浓度又直接决定造粒工艺的选择,很大程度上影响产品的成本。我公司采用的挪威N.H专利设备——NP蒸发器(见图1)就是为适应中和NP料浆的这些特殊性质和工艺要求专门设计的。NP蒸发器是固定管板的卧式单程换热器,传热面积320m2,总传热系数2NP料浆浓缩过程分析NP蒸发器是一次通过的不循环型蒸发器。其列管为25mm×2mm×7010mm不锈钢管,共640根。就其结构型式而言很难找到特殊之处,但它能完成高粘度NP料浆的浓缩任务。了解该设备的特点无论对NP蒸发过程的生产操作还是制造类似的蒸发设备都具有重要的意义。[收稿日期]19991215[作者简介]魏华(1948),男,山西兴县人,高级工程师,天脊煤化工集团有限责任公司总经理助理兼动力厂厂长。2000年第15卷第4期·39·魏华硝酸磷肥中和料浆的浓缩2·1操作条件的选择是发挥蒸发器功能的关键NP蒸发器是依靠一系列正确的工艺条件才得以完成工艺任务。这些工艺条件主要有:蒸发压力、料浆pH值、料浆进口温度。大于此浓度就析出结晶。在506.6kPa(0.5atm)真空条件下盐浓度达到60%时也析出结晶。图中C1表示原始中和料浆状态点,落在40%等水线上,处于0.1MPa(1.0atm)和506.6kPa(1)蒸发压力(0.5atm)下MAP的不饱和区,不会析出结晶。随着蒸发过程的进行,料浆浓度逐渐增加,OC线不断延伸,过程状态点就会进入506.6kPa(0.5atm)与0.1MPa(1.0atm)下的MAP饱和区而析出结晶。为了保证浓缩过程既不析出MAP结晶又不析出AN结晶就必须在真空条件下使状态点始终处于两者的不饱和区。浓缩过程的状态点不仅与料浆的原始浓度有关,而且与料浆的m(N)/m(P2O5)有关。上述讨论是在磷酸盐水溶率为50%、m(N)/m(P2O5)=1的情NP蒸发器选择在0.08MPa绝压的真空下进行蒸发。采用真空操作可以降低沸点温度,强化蒸发器生产强度,减少物料对设备的腐蚀。NP料浆中固相钙、镁、铁、铝等的磷酸盐和氟化物,在浓缩过程中比较稳定,变化很微小。液相是硝酸铵和磷酸铵的水溶液,可以用NH4NO3-体系等压溶解度图表示(见NH4H2PO4-H2O图2)。国外对此进行了大量的研究工作,得出下述结论:在506.6kPa(0.5atm)和0.1MPa(1.0atm)蒸发硝酸铵(AN)和磷酸一铵(MAP)的水溶液时仅况下得出的。图上的OE线是m(N)/m(P2O5)=2的料浆浓缩过程中状态点...