阅读说明：本技术 一种适用于提高微量元素磷铵产品中微量元素水溶性的设备及方法 (Equipment and method suitable for improving water solubility of trace elements in trace element ammonium phosphate product ) 是由 廖国刚 邓永达 郑映 钟炀 潘自立 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种适用于提高微量元素磷铵产品中微量元素水溶性的设备和方法,该设备包括微量元素添加装置、预混一级反应装置、剪切分散二级反应装置以及相应的输送泵、管道和阀门；其方法是将微量元素原料加入微量元素原料仓,经过计量添加至预混一级反应槽,与含磷酸的造粒尾气洗涤液混合,在高强度搅拌器作用下进行初步反应；输送进入剪切分散二级反应槽,在剪切分散器作用下将未反应或者反应生成的沉淀进行剪切,并均匀分散在溶液中；再加入浓硫酸与洗涤液中的微量元素原料反应,统一进入管式反应器喷浆造粒,生产合格的微量元素磷铵产品。采用本发明方法可以有效降低微量元素原料对磷铵生产工艺控制的干扰,最大限度提高微量元素的水溶性。(The invention discloses equipment and a method suitable for improving the water solubility of trace elements in a trace element ammonium phosphate product, wherein the equipment comprises a trace element adding device, a premixing primary reaction device, a shearing and dispersing secondary reaction device, a corresponding delivery pump, a pipeline and a valve; adding a trace element raw material into a trace element raw material bin, metering and adding the trace element raw material into a premixing primary reaction tank, mixing the trace element raw material with a granulation tail gas washing liquid containing phosphoric acid, and performing primary reaction under the action of a high-strength stirrer; conveying the mixture into a shearing and dispersing secondary reaction tank, shearing the unreacted or reaction-generated precipitate under the action of a shearing disperser, and uniformly dispersing the precipitate in the solution; adding concentrated sulfuric acid to react with the trace element raw material in the washing liquid, uniformly feeding the mixture into a tubular reactor for spraying and granulating to produce a qualified trace element ammonium phosphate product. The method can effectively reduce the interference of trace element raw materials on the control of the ammonium phosphate production process and improve the water solubility of the trace elements to the maximum extent.)

一种适用于提高微量元素磷铵产品中微量元素水溶性的设备 及方法

技术领域

本发明涉及磷复肥生产，具体而言涉及磷铵生产的设备，特别涉及差异化、定制化微量元素磷铵产品生产的设备及方法。

背景技术

当前，传统磷肥产品产能严重过剩，同质化竞争激烈。立足生产实际，需重新对磷肥磷化工产品进行定位和布局，加快实施磷肥磷化工产品供给侧改革。微量元素磷铵生产是对产品的转型升级，规模生产定制化、差异化产品，是磷铵生产的必经之路。而微量元素原料的添加势必会降低产品中氮和五氧化二磷含量，同时增加生产系统的控制难度。为降低微量元素对原产品中氮、磷养分的影响，一般采用高含量的氧化物作为原料，在生产过程中，部分氧化物与磷酸反应会形成沉淀，微量元素的水溶性会受到较大影响。

发明内容

本发明旨在提供一种适用于提高微量元素（锌、铜、锰）磷铵产品中微量元素水溶性的设备和方法，通过设计研发并增设相应的装置，通过控制指标的调整，配置合理的微量元素-磷酸混合液用于生产，解决上述问题。

本发明提供的一种适用于提高微量元素（锌、铜、锰）磷铵产品中微量元素水溶性的设备，该设备包括微量元素添加装置、预混一级反应装置、剪切分散二级反应装置以及相应的输送泵、管道和阀门；

所述微量元素添加装置包括微量元素原料仓、自动控制计量皮带、输送皮带、输送提升机以及配套的进出口溜槽和分布阀门；

所述预混一级反应装置，包括预混一级反应槽，位于微量元素添加装置输送提升机下部，安装高强度搅拌器、造粒尾气洗涤液进口管、微量元素原料进口管、反应尾气抽风管、一级混合液输送泵以及配套的输送管线和阀门；

所述剪切分散二级反应装置，包括高速剪切分散设备、剪切分散二级反应槽、硫酸进口管、二级混合液乳化泵以及配套的输送管线和阀门。

优选地，所述高速剪切分散设备为剪切分散机，主轴转速0～2900r/min，利用高速旋转的转子产生强劲的剪切力，含有微量元素原料的一级反应混合液进入转子狭窄精密的间隙中，受到离心、挤压、剪切、撞击等作用力，使得混合液中的混合液中的颗粒得到充分破碎、剪切，得到生产需求的混合溶液。

利用上述设备提高微量元素（锌、铜、锰）磷铵产品中微量元素水溶性的方法，包括以下步骤：

（1）、微量元素原料的添加

a、检查各个微量元素原料仓、预混一级反应槽、剪切分散二级反应槽完好，检查好设备电机的绝缘情况、检查各设备润滑是否完好，测绝缘，并送上电；

b、启动微量元素原料提升机，启动输送皮带，启动微量元素计量皮带并转至远程控制状态。

c、打开造粒尾气洗涤液输送支管的阀门，将来自造粒尾气洗涤液封槽造粒尾气洗涤液加入预混一级反应槽内，当造粒尾气洗涤液液位淹没搅拌桨时，启动高速搅拌器；打开预混一级反应槽顶部风管风阀，确保反应槽内保持微负压状态；设定微量元素添加量，并调节合适的电机频率，稳定向预混一级反应槽添加微量元素原料。在搅拌器作用下，微量元素原料与含磷酸的造粒尾气洗涤液进行初步反应，反应产生的水蒸气被风管引入洗涤系统参与洗涤。

d、继续往槽中加造粒尾气洗涤液和微量元素原料，预混一级反应槽液位达80%后，则启一级混合液输送泵将混合液送入剪切分散二级反应槽，并调节流量达到平衡。

e、当进入剪切分散二级反应槽的预混合液没过剪切分散器，启动剪切分散器，让预混合液中的颗粒物被剪切为更细的颗粒物并均匀分散在混合液中；同时打开硫酸调节阀，向剪切分散二级反应槽内加入定量的硫酸，让硫酸与混合液中的颗粒物反应；反应更完全、分散更均匀的二级反应溶液经过乳化泵输送进入管式反应器配酸槽，参与喷浆造粒，生产含微量元素的磷铵产品。

上述方法中，工艺指标控制如下：

造粒尾气洗涤液五氧化二磷浓度：40%～47%

造粒尾气洗涤密度：1.52g/ml～1.62g/ml

产品中微量元素含量:0.1%～4%

剪切分散设备剪切颗粒粒径：≤0.1mm

微量元素水溶性增加：10%～25% 。

本发明是通过破碎生成磷酸盐的沉淀，添加适量的硫酸，既满足生产需求，又能降低大量原料的添加对生产工艺控制带来的不利因素。采用本发明的设备及方法能够确保产品质量的同时，最大限度提高微量元素的水溶性，以确保产品肥效，同时有效降低了微量元素原料对磷铵生产工艺控制的干扰。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、2、3、4、自动控制计量皮带；5、输送皮带；6、输送提升机；7、预混一级反应槽；8、预混合液输送泵；9、剪切分散二级反应槽；10、乳化泵；11、高速搅拌器；12、剪切分散器；a、b、c、d、微量元素原料仓。

具体实施方式

某磷铵生产装置提高微量元素（锌、铜、锰）磷铵产品中微量元素水溶性的设备和方法，以生产含锌粒状磷酸一铵（Zn-GMAP）为例：

该设备包括氧化锌添加装置、预混一级反应装置、剪切分散二级反应装置以及相应的输送泵、管道和阀门。

所述氧化锌添加装置包括微量元素原料仓a、b、c、d、自动控制计量皮带1、2、3、4、输送皮带5、输送提升机6以及配套的进出口溜槽和分布阀门。

所述预混一级反应装置，包括预混一级反应槽7，位于氧化锌添加装置输送提升机下部，安装高强度搅拌器11、造粒尾气洗涤液进口管、氧化锌进口溜槽、反应尾气抽风管、一级混合液输送泵8以及配套的输送管线和阀门。

所述剪切分散二级反应装置，包括高速剪切分散设备12、二级反应槽9、硫酸进口管、二级混合液乳化泵10以及配套的输送管线和阀门。

所述高速剪切分散设备，为自主设计建造新型剪切搅拌设备---剪切分散机12，主轴转速0～2900r/min,，利用高速旋转的转子产生强劲的剪切力，含有微量元素原料的一级反应混合液进入转子狭窄精密的间隙中，受到离心、挤压、剪切、撞击等作用力，使得混合液中的混合液中的颗粒得到充分破碎、剪切，得到生产需求的混合溶液。

其操作步骤如下：

a、检查各个微量元素原料仓（a、b、c、d）、预混一级反应槽7、剪切分散二级反应槽9完好，检查好设备电机的绝缘情况、检查各设备润滑是否完好，通知电工测绝缘，并送上电；

b、启动微量元素原料提升机6，启动输送皮带5，启动微量元素计量皮带1、2、3、4并转至远程控制状态。

c、打开造粒尾气洗涤液输送支管的阀门，将来自造粒尾气洗涤液封槽造粒尾气洗涤液加入预混一级反应槽7内，当造粒尾气洗涤液液位淹没搅拌桨时，启动高速搅拌器11；打开预混一级反应槽顶部风管风阀，确保反应槽内保持微负压状态；设定氧化锌添加量，并调节合适的电机频率，稳定向预混一级反应槽7添加微量元素原料。在搅拌器11作用下，氧化锌与含磷酸的造粒尾气洗涤液进行初步反应，生成磷酸锌沉淀，反应产生的水蒸气被风管引入洗涤系统参与洗涤。

d、继续往槽中加造粒尾气洗涤液和氧化锌，预混一级反应槽7液位达80%后，则启一级混合液输送泵8将混合液送入剪切分散二级反应槽9，并调节流量达到平衡。

e、当进入剪切分散二级反应槽9的预混合液没过剪切分散器12，启动剪切分散器12，让预混合液中的颗粒物被剪切为更细的颗粒物并均匀分散在混合液中；同时打开硫酸调节阀，向剪切分散二级反应槽9内加入定量的硫酸，让硫酸与混合液中的颗粒物（磷酸锌、氧化锌）反应，生成可溶的硫酸锌；反应更完全、分散更均匀的二级反应溶液经过乳化泵10输送进入管式反应器，参与喷浆造粒，生产含微量元素的磷铵产品。

上述方法中，工艺指标控制如下：

造粒尾气洗涤液五氧化二磷浓度：40%～47%

造粒尾气洗涤密度：1.52g/ml～1.62g/ml

产品中微量元素含量:0.5%～1%

剪切分散设备剪切颗粒粒径：≤0.1mm

微量元素水溶性增加：15%。