CN101428829A - 一种用低浓度烟气二氧化硫生产的硫酸钾及氯化铵钾肥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用低浓度烟气二氧化硫生产的硫酸钾及氯化铵钾肥，属化学工程与环境保护技术领域。本发明的硫酸钾的原料为纯度85－99％的粉状或粒状固体农用氯化钾、氨法吸收的SO₂生产的浓度为400－500g/l的硫酸铵溶液及工艺水；原料用量为氯化钾和硫酸铵按质量比例KCl/(NH₄)₂SO₄＝1.05－1.1，工艺水调节总浓度；硫酸钾产品中K₂O：45－50％，Cl^－1.0－2.0％，产品质量符合GB20406－2006农用硫酸钾合格品标准(K₂O≥45％，Cl^－≤2.0％)。氯化铵钾肥产品中：总氮15－17％，K₂O18－21％，氯离子Cl^－43－46％。本发明利用烟气脱硫生产的硫酸铵溶液与氯化钾反应，获得硫酸钾及氯化铵钾肥。既治理了低浓度烟气二氧化硫的污染，减少了的H₂SO₄消耗，又生产了农业需要的化肥，且生产工艺流程较简单、能耗及成本低。

Description

一种用低浓度烟气二氧化硫生产的硫酸钾及氯化铵钾肥

技术领域：

本发明涉及一种用低浓度烟气二氧化硫生产的硫酸钾及氯化铵钾肥，属化学工程与环境保护技术领域。

背景技术：

作为主要的钾肥，硫酸钾和氯化钾相比，氯化钾含CL^-占肥料近一半，对烟草、柑橘、茶叶、葡萄、番茄、胡萝卜、马铃薯、荞麦等忌氯作物的品质危害极大，且作为无机盐类，它的盐指数为143，对农作物损伤倾向大。硫酸钾适宜与各种作物，特别是忌氯作物的施用，其盐指数仅为46.1，一般施用不损伤作物，更适合植物生长的需要，同时该肥料除了钾的肥效，还可满足植物对硫元素的需要。

目前世界上钾肥品种仍以氯化钾为主，主要是因为盐湖、钾石盐矿多以氯化钾盐存在，随着我国经济的快速发展，农业生产在产品结构上的调整，特别是经济效益高的经济作物的发展对无氯钾肥的需求日益增加，要求拉动我国硫酸钾的生产能力。

传统的硫酸钾是用氯化钾和硫酸在曼海炉中生产而得，除耗KCL还耗H₂SO₄，能耗大、生产成本高，且生产大量的HCL需要平衡。

经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。

发明内容：

本发明目的在于克服现有技术之不足，而提供一种生产工艺流程较简单、能耗低、成本低的用低浓度烟气二氧化硫生产的硫酸钾及氯化铵钾肥。

本发明利用烟气脱硫生产的硫酸铵溶液与氯化钾反应，获得硫酸钾。本发明将用氨法吸收的SO₂产成的亚盐((NH₄)₂SO₃、NH₄HSO₃)溶液经催化氧化后获得的硫酸铵[(NH₄)₂SO₄)]溶液直接与工业氯化钾进行复分解反应生成K₂SO₄的结晶，经离心分离的K₂SO₄结晶经干燥后获得合格的农肥K₂SO₄产品，并附产m NH₄CL·KC肥。延长了脱硫的产业链生产国家紧缺产品；具有更大的经济和社会效益。

本发明的硫酸钾的原料为纯度85-99％的粉状或粒状固体农用氯化钾、氨法吸收的SO₂生产的浓度为400-500g/L的硫酸铵溶液及工艺水；原料用量为氯化钾和硫酸铵按质量比例KCL/(NH₄)₂SO₄＝1.05-1.1，工艺水调节总浓度；硫酸钾产品中K₂O：45-50％，CL^-1.0-2.0％。

本发明的硫酸钾采用现有设备制备。上述原料经反应完成后浆料过滤固液分离得到固体，固体经洗涤干燥得K₂O：45-50％，CL^-1.0-2.0％的硫酸钾产品，滤液蒸发结晶，干燥得含钾氯化铵产品。

本发明利用烟气脱硫生产的硫酸铵溶液与氯化钾反应，获得硫酸钾及氯化铵钾肥。既治理了低浓度烟气二氧化硫的污染，减少了的H₂SO₄消耗，又生产了农业需要的化肥，且生产工艺流程较简单、能耗及成本低。硫酸钾产品中K₂O：45-50％，CL^-1.0-2.0％，产品质量符合GB20406-2006农用硫酸钾合格品标准(K₂O≥45％，CL^-≤2.0％)。附产品氯化铵钾肥(m NH₄CL·KC)是一种复合肥料：总氮15-17％，K₂O 18-21％，氯离子CL^-43-46％，该种肥料国家尚无标准。

附图说明：

附图为本发明的生产过程示意图。

具体实施方式：

实施例1：

(1)原料

农用氯化钾：符合GB6549-1996优等品标准

K₂O：62％(折KCL纯度97％)

H₂O：0.5％

氨法吸收的SO₂生产的硫酸铵溶液：

ρ：1208g/L

pH：6.0

硫酸铵含量：459.4g/L

工艺水：自来水

(2)实际投料

KCL(含量97％)：113.4kg

硫酸铵溶液(浓度459.4g/L)：217.7L

水：110L

上述原料连续向反应设备中投料，投料时间为90min，再反应30min，搅拌速度200转/分，L/G＝1.3，反应温度30℃，控制溶液K⁺浓度处于介稳区。投料10min后加入按K₂SO₄产量6％的100～200目间的硫酸钾晶种，反应完成后过滤，过滤的滤液蒸发获得副产品m NH₄CL·KCL肥料。滤饼用17％的KCL溶液冲洗，洗液量为总反应液体体积量的15％(约为产品干量的1/2)，滤饼再次抽干，清洗滤液返回下次加料。干燥后产品K₂SO₄的计量扣除添加的晶种量。

(3)生产结果

获得符合GB20406-2006农用硫酸钾合格品的产品：K₂O≥45％，CL^-≤2.0％。实际产品已接近一级品的标准，产品中晶体颗粒>0.149mm的物料占65％-75％，>0.074mm的颗粒超过90％，保证产品质量稳定。

附产品氯化铵钾肥(m NH₄CL·KC)是一种复合肥料：总氮15-17％，K₂O18-21％，氯离子CL^-43-46％。

实施例2：

基本同实施例1。不同之处为：

(1)原料：

农用氯化钾：按实测值符合GB6549-1996合格品标准

K₂O：57％(KCL：90.2％)，实测值为：53.53％(KCL：84.78％)

H₂O：6％

氨法吸收的SO₂生产的硫酸铵溶液：

ρ：1200g/L

pH：6.0

硫酸铵含量：420g/L

工艺水(反应溶液补水)：自来水

(2)实际投料

KCL(含量84.78％)：129kg

硫酸铵溶液(420g/l浓度)：238L

工艺水：100L

(3)生产结果

该原料氯化钾杂质较多，存在粘状物影响结晶，特别是筛析>40目粒径的颗粒多为细碎物粘结在一起，容易吸附CL^-，因此该筛分K₂O较低，CL^-较高(>40目粒径的颗粒)。40～300目范围的结晶颗粒K₂O：46-47％，CL^-<2％，质量稳定。

附产品氯化铵钾肥(m NH₄CL·KC)是一种复合肥料：总氮15-17％，K₂O18-21％，氯离子CL^-43-46％。

实施例3：

基本同实施例1。不同之处为：

氨法吸收的SO₂生产的硫酸铵溶液ρ：1200g/L，pH：5.9，硫酸铵含量：420g/L，投料量为KCL260.6L(KCL/(NH₄)₂sO₄质量比为1.05)，补加工艺水为110L。

产品K₂SO₄:K₂O为45.5％，CL^-为1.8％。

附产品氯化铵钾肥(m NH₄CL·KC)是一种复合肥料：总氮15-17％，K₂O18-21％，氯离子CL^-43-46％。

Claims (1)

1、一种用低浓度烟气二氧化硫生产的硫酸钾及氯化铵钾肥，其特征在于该硫酸钾的原料为纯度85-99％的粉状或粒状固体农用氯化钾、氨法吸收的SO₂生产的浓度为400-500g/L的硫酸铵溶液及工艺水；原料用量为氯化钾和硫酸铵按质量比例 $\mathrm{KCL}/{\left({\mathrm{NH}}_4\right)}_2{\mathrm{SO}}_4=1.05-1.1,$ 工艺水调节总浓度；硫酸钾产品中：K₂O45-50％，CL^-1.0-2.0％；氯化铵钾肥产品中：总氮15-17％，K₂O18-21％，氯离子CL^-43-46％。

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