[发明专利]一种复分解法生产磷酸二氢钾的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷酸二氢钾的装置及方法，特别是以复分解法由氯化钾（或碳酸钾）和湿法磷酸或湿法磷酸精制过程中副产物洗余液反应生产磷酸二氢钾的方法。 

背景技术

在我国，传统生产磷酸二氢钾的方法主要有中和法和复分解法，其中中和法工艺简单，但由于原料氢氧化钾或碳酸钾成本高，无法在农用肥料和工业用磷酸二氢钾的生产中推广；复分解法主要利用氯化钾与工业磷酸（热法磷酸）在加热条件下进行复分解反应，通过移出反应产生的氯化氢气体使得反应正向进行,但因存在工业磷酸价格高、能耗高及产品中氯离子含量超标等问题，未能得到大规模推广。采用复分解法生产磷酸二氢钾的相关专利有CN101343052、CN101343053A、201010223536.1和CN1324760A，此类工艺同样采用工业磷酸与氯化钾在高温200～300℃下反应，反应时间多在2～3h，先得到焦磷酸钾，再进行水解得到磷酸二氢钾。因高温下反应，不仅需消耗大量能量，对设备腐蚀严重，而且反应中得到的产品成份多，有焦磷酸钾、聚磷酸钾和偏磷酸钾，因此这类方法也未得到大规模推广。

另外磷酸二氢钾的生产方法还有氯化钾与磷酸一铵复分解反应、沉淀法和萃取法等等，但都因为产品质量不合格、生产成本高或工艺复杂而难以控制等原因未形成大规模产业化生产。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种直接利用湿法磷酸或湿法磷酸精制过程中副产物洗余液与氯化钾（或碳酸钾）反应生产磷酸二氢钾的装置及生产方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种复分解法生产磷酸二氢钾的装置，生产装置的磷酸二氢钾反应槽，与溶解槽及磷酸储槽相连，磷酸二氢钾反应槽、中和槽、箱式压滤机、中转槽、蒸发浓缩装置、真空冷却槽、冷却结晶槽、活塞推料离心过滤机以及振动流化床干燥机依次相连，反应槽上部通过引风机与HCl吸收装置连接，HCl吸收装置、蒸发浓缩装置和真空冷却槽顶部均与大气冷凝器连接，冷凝器底部连有液封槽，液封槽通过泵与冷却塔、循环水池、大气冷凝器组成循环系统。

所述的磷酸二氢钾反应槽为圆柱状带锥底，且带外循环及抽真空。

所述的磷酸二氢钾反应槽其容积以确保料浆在当前工艺流量下能在槽内停留3h以上。

所述的蒸发浓缩装置为一效、二效或三效系统。

利用上述的装置生产磷酸二氢钾的方法，将氯化钾或碳酸钾用热水溶解后泵入磷酸二氢钾反应槽中，在反应槽下部鼓入饱和蒸汽的条件下与湿法磷酸或湿法磷酸精制过程中副产物洗余液进行复分解反应，将反应生成的氯化氢气体或二氧化碳气体通过吸收装置吸收或移除，反应生成的料浆泵至中和槽与加入的氢氧化钾进行中和反应，中和合格后的料浆经全自动箱式压滤机过滤，滤渣送去渣场堆放，滤液泵至浓缩系统进行浓缩，浓缩后的过饱和溶液进入冷却结晶槽进行冷却结晶，结晶后的悬浮液再经活塞推料离心过滤机过滤，过滤母液返回磷酸二氢钾反应槽循环使用，过滤得到的结晶体经振动流化床干燥后，即可得到磷酸二氢钾成品。

所述的酸磷为酸浓为20%～48%湿法磷酸或湿法磷酸精制过程中副产物洗余液，洗余液主要成份为40%磷酸。

复分解反应中磷酸和氯化钾摩尔比为1.0～1.1:1；磷酸和碳酸钾的摩尔比为2.0～2.1:1。

所述的饱和蒸汽为硫磺制酸装置系统的0.5～0.8MPa副产蒸汽。

所述的中和槽中溶液pH控制为4.2～4.6。

离心过滤后的母液返回磷酸二氢钾反应槽中循环利用。

本发明采用氯化钾（或碳酸钾）和湿法磷酸或湿法磷酸精制过程中的副产物洗余液为生产原料，因副产物洗余液质量好，氯化钾价格低来源广泛，因此，生产的磷酸二氢钾产品质量好、生产成本低，有利于产品在饲料行业和农业领域推广，同时解决了湿法磷酸精制的副产物洗余液的综合利用问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的设备布置示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步介绍本发明，但是实施例不会构成对本发明的限制。