CN107312183A - 一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于腐殖酸技术领域，具体涉及一种硝基腐殖酸钾的环保型生产工艺；具体技术方案为：一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，制备工艺包括以下步骤：一、配置混合酸，硝酸与腐殖酸在静置状态下反应2‑24h；二、碱化；三、一级离心；四、二级离心；五、提纯；六、喷浆造粒；生产过程中的黄烟处理工艺：七、一级喷淋；八、二级喷淋；九、烟气清洁；十、尾气处理；对黄烟尾气处理过后，排放的尾气中不含任何有害物质，排放的尾气中只含有与大气成分相同的氮气、氧气和水蒸气，既不会造成大气的污染，又不会造成资源的浪费，满足绿色生产的要求。

Description

一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺

技术领域

本发明属于腐殖酸技术领域，具体涉及一种硝基腐殖酸钾的环保型生产工艺。

背景技术

硝基腐殖酸对盐碱土壤有治理作用，硝基腐殖酸钾对酸性土壤的治理有修复作用，目前，都提倡“减肥式”生产，硝基腐殖酸钾能够减少农业生产中化肥的使用，硝基腐殖酸钾对未来农业的发展有着举足轻重的作用。但是，目前的硝基腐殖酸钾生产过程中，容易产生酸性的黄烟，传统的黄烟通过简单的过滤后即排放到大气中，直接对大气造成污染，正是因为生产过程中的黄烟得不到处理，致使硝基腐殖酸钾难以在工业上实现大规模生产，严重制约了整个硝基腐殖酸钾行业的发展。也有一些小厂子在硝酸钾中加入黄腐酸钾来生产硝基腐殖酸钾，这种物理性的生产方法不能制得完美的硝基腐殖酸钾成品，难以与化学反应方法制得的硝基腐殖酸钾媲美。

发明内容

为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种环保型的硝基腐殖酸钾生产工艺，既能制得纯度高的硝基腐殖酸钾，又能对生产过程中产生的黄烟进行清洁处理，黄烟经过处理后，生成清洁的氮气、氧气和水蒸气后排入到大气中，保证排放废气不会对大气造成污染，又能对黄烟中的酸性物质进行回收。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，制备工艺包括以下步骤：

步骤一、配置混合酸：在硝酸溶液中加入含有腐殖酸的原料，原料可选用纯腐殖酸固体，也可选用草炭，或为泥炭，不论哪种原料，硝酸占硝酸与腐殖酸总重量的15％-60％，腐殖酸占硝酸与腐殖酸总重量的40％-85％，静置反应15-24h。

步骤二、碱化：对混合液碱化，在静置反应后的混合溶液中加入氢氧化钾溶液/碳酸钾溶液，碱化时间控制在60-180min，中和反应后，调节PH值至7-10。

步骤三、一级离心：碱化后的混合液中含有一些未反应的固体物质和杂质，反应后的混合液通过卧螺离心机进行一级离心，较重的固相物在转鼓壁上形成沉渣层，输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端，经排渣口排出机外，较轻的液相物形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口连续溢出转鼓，经排液口排出机外，实现固液分离。一级离心后，混合液中不溶于水的物质排出，实现混合液的一级过滤。

步骤四、二级离心：一级离心后的混合液中还含有一些固体杂质，将一级离心后的混合液通入到碟片离心机进行二级离心，二级离心后的混合液中的不溶于水的固态杂质进一步排出，实现混合液的二级过滤。

步骤五、提纯：碱化后的溶液中还会含有少量的固体杂质，因此，将碱化后的溶液通过压滤机进行纯度提升，不溶物质通过压滤机带走，纯度高的混合液送入到烘干设备中。

步骤六、喷浆造粒：加热提纯后的溶液，待溶液中的水质量占比为30％-50％时加入尿素或硝铵，当溶液温度达到110℃-140℃时，此时，尿素或硝铵在混合溶液中的质量占比为10％-30％，喷浆造粒，得圆颗粒，此工艺过程可减少热耗能，缩短造粒工艺耗时，颗粒在农业生产过程中使用更加方便。

在硝基腐殖酸钾生产的过程中，会产生酸性的黄烟，黄烟的处理工艺如下：

步骤七、一级喷淋：在硝基腐殖酸钾生成过程中产生的黄烟通过一级鼓风机送入到一级喷淋塔底部容纳氢氧化钠溶液的一级底仓，在连续生产的过程中，氢氧化钠溶液容纳腔为一级底仓补充氢氧化钠溶液。黄烟中的酸性气体与氢氧化钠溶液中和反应，降低黄烟中的酸性气体含量，中和反应后的混合液输送至蒸发装置，通过控制蒸发装置的温度，析出不同的结晶体。

黄烟通过一级底仓的氢氧化钠溶液中和后继续上升，黄烟上升的过程中依次通过一级过滤装置，一级过滤装置包括置于上方的不锈钢网、置于下方的不锈钢篦子、填充在不锈钢网与不锈钢篦子之间的鲍尔环，不锈钢鲍尔环置于一级喷淋塔的中部，能够提高一级喷淋塔的塔内压力，同时，不锈钢鲍尔环对上升气体的阻力小，气速快，不会影响正常生产。同时，置于顶部的一级喷淋装置喷洒氢氧化钠溶液喷雾对黄烟内的酸性物质中和，一级底仓通过一级循环泵向一级喷淋装置内连续不断地供给氢氧化钠溶液，保证连续性生产。

步骤八、二级喷淋：经过一级喷淋塔后的烟气通过二级鼓风机送入到二级喷淋塔底部容纳氢氧化钠溶液的二级底仓，在连续生产的过程中，氢氧化钠溶液容纳腔为二级底仓内补充氢氧化钠溶液，烟气中的酸性气体与氢氧化钠溶液进行二级中和反应，进一步降低烟气中的酸性气体含量。

烟气通过二级底仓的氢氧化钠溶液后继续上升，烟气上升的过程中依次通过二级过滤装置，二级过滤装置包括置于上方的不锈钢网、置于下方的不锈钢篦子、填充在不锈钢网与不锈钢篦子之间的鲍尔环，不锈钢鲍尔环置于二级喷淋塔的中部，能够提高二级喷淋塔的塔内压力，同时，不锈钢鲍尔环对上升气体的阻力小，气速快，不会影响正常生产。同时，置于顶部的二级喷淋装置喷洒氢氧化钠溶液喷雾对烟气内的酸性物质中和，二级底仓通过二级循环泵向二级喷淋装置内连续不断地供给氢氧化钠溶液，保证连续性生产。

在步骤八后，还可根据实际需要增加多级喷淋塔，以增加清洁效率。

步骤九、烟气清洁：经过二级喷淋塔后的烟气通过三级鼓风机送入到清洁塔底部容纳软化水的三级底仓，烟气通过三级底仓的软化水后继续上升，清洁塔内的清洁喷淋装置喷洒软化水喷雾。清洁塔内径向设置有两侧除沫网，每层除沫网的厚度为5cm，烟气通过除沫网后除沫。

步骤十、尾气处理：经过清洁后的尾气中的一氧化氮、二氧化氮通过加热后与氨气反应生成氧气、氮气和水(反应过程中需要通过低温氨转化还原触媒)，氧气和氮气排出，氧气和氮气是空气的主要组成部分，不会对空气造成污染。另外，对反应生成的水进行收集，或以水蒸气的形态排出。

一级喷淋装置由多个一级雾化喷淋头组成，多个一级雾化喷淋头固定在一级喷淋塔的顶部，多个一级雾化喷淋头的喷射端朝下布置，一级雾化喷淋头喷射出的水雾与上升的烟气形成对冲，有利于烟气中的酸性物质与水雾中的碱性物质反应。

二级喷淋装置由多个二级雾化喷淋头组成，多个二级雾化喷淋头固定在二级喷淋塔的顶部，多个二级雾化喷淋头的喷射端朝下布置，二级雾化喷淋头喷射出的水雾与上升的烟气形成对冲，有利于烟气中的酸性物质与水雾中的碱性物质反应。

清洁喷淋装置由多个清洁雾化喷淋头组成，多个清洁雾化喷淋头通过支架固定在清洁塔的内部，多个清洁雾化喷淋头的喷射端朝下布置，清洁雾化喷淋头喷射出的水雾与上升的烟气形成对冲，有利于烟气中的杂质与水雾接触下沉。

氢氧化钾溶液/碳酸钾溶液的浓度控制在20％-40％。

其中，选用氢氧化钾溶液/碳酸钾溶液两种不同的碱性溶液，析出的晶体液不同。

步骤十中的加热温度控制在150℃-200℃。

其中，作为优选的，不锈钢网为30mm×30mm的方格网。

同样，也可将步骤四中的氢氧化钾溶液/碳酸钾溶液替换为氢氧化钠溶液/碳酸钠溶液，同样可以完成硝基黄腐酸盐的制备，但是，得到的附属产品为硝基腐殖酸钠。

本发明实现了硝基腐殖酸钾的环保型生产工艺，首先，制得的硝基腐殖酸钾抗絮凝，对盐碱土壤的改良效果好。另外，对硝基腐殖酸钾生产过程中产生的黄烟进行处理，处理后的尾气中不含任何有害物质，排放的尾气中只含有与大气成分相同的氮气、氧气和水蒸气，既不会造成大气的污染，又不会造成资源的浪费，满足绿色生产的要求。

附图说明

图1为本发明的控制流程图。

图2为图1中一级喷淋塔的结构示意图。

图3为图1中二级喷淋塔的结构示意图。

图4为图1中清洁塔的结构示意图。

图中，图中，1为混合罐，2为卧螺离心机，3为碟片离心机，4为碱化装置，5为压滤机，6为烘干设备，7为一级鼓风机，8为一级喷淋塔，81为一级底仓，82为一级过滤装置，83为不锈钢网，84为鲍尔环，85为不锈钢篦子，86为一级喷淋装置，87为一级循环泵，88为一级雾化喷淋头，9为氢氧化钠溶液容纳腔，10为二级鼓风机，11为二级喷淋塔，111为二级底仓，112为二级过滤装置，113为二级喷淋装置，114为二级循环泵，115为二级雾化喷淋头，12为三级鼓风机，13为清洁塔，131为三级底仓，132为除沫网，133为清洁喷淋装置，134为清洁雾化喷淋头，14为加热器，15为小型氨气罐，16为还原剂罐。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1-4所示，一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，制备工艺包括以下步骤：

步骤一、配置混合酸：在混合罐1中，硝酸溶液中加入含有腐殖酸的原料，原料可选用纯腐殖酸固体，硝酸占硝酸与腐殖酸总重量的15％，腐殖酸占硝酸与腐殖酸总重量的85％，静置反应24h。

步骤二、碱化：对混合液碱化，在碱化装置中，在静置反应后的混合溶液中加入氢氧化钾溶液，氢氧化钾的浓度控制在20％，碱化时间控制在60min，中和反应后，调节PH值至7。

步骤三、一级离心：反应后的混合液中含有一些未反应的固体物质和杂质，反应后的混合液通过卧螺离心机2进行一级离心，较重的固相物在转鼓壁上形成沉渣层，输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端，经排渣口排出机外，较轻的液相物形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口连续溢出转鼓，经排液口排出机外，实现固液分离。一级离心后，混合液中不溶于水的物质排出，实现混合液的一级过滤。

步骤四、二级离心：一级离心后的混合液中还含有一些固体杂质，将一级离心后的混合液通入到碟片离心机3进行二级离心，二级离心后的混合液中的不溶于水的固态杂质进一步排出，实现混合液的二级过滤。

步骤五、提纯：碱化后的溶液中还会含有少量的固体杂质，因此，将碱化后的溶液通过压滤机5进行纯度提升，不溶物质通过压滤机5带走，纯度高的混合液送入到烘干设备6中。

步骤六、喷浆造粒：加热提纯后的溶液，待溶液中的水质量占比为30％-50％时加入尿素或硝铵，当溶液温度达到110℃-140℃时，此时，尿素或硝铵在混合溶液中的质量占比为10％-30％，喷浆造粒，得圆颗粒，此工艺过程可减少热耗能，缩短造粒工艺耗时，颗粒在农业生产过程中使用更加方便。

在硝基腐殖酸钾生产的过程中，会产生酸性的黄烟，黄烟的处理工艺如下：

步骤七、一级喷淋：在硝基腐殖酸钾生成过程中产生的黄烟通过一级鼓风机7送入到一级喷淋塔8底部容纳氢氧化钠溶液的一级底仓81，在连续生产的过程中，氢氧化钠溶液容纳腔9为一级底仓81补充氢氧化钠溶液。黄烟中的酸性气体与氢氧化钠溶液中和反应，降低黄烟中的酸性气体含量。当中和反应后的混合液中的氢氧化钠低于6g/L时，混合液输送至蒸发装置，通过控制蒸发装置的温度，析出不同的结晶体。

黄烟通过一级底仓81的氢氧化钠溶液中和后继续上升，黄烟上升的过程中依次通过一级过滤装置82，一级过滤装置82包括置于上方的不锈钢网83、置于下方的不锈钢篦子85、填充在不锈钢网83与不锈钢篦子85之间的鲍尔环84，不锈钢鲍尔环84置于一级喷淋塔8的中部，能够提高一级喷淋塔8的塔内压力，同时，不锈钢鲍尔环84对上升气体的阻力小，气速快，不会影响正常生产。同时，置于顶部的一级喷淋装置86喷洒氢氧化钠溶液喷雾对黄烟内的酸性物质中和，一级底仓81通过一级循环泵87向一级喷淋装置86内连续不断地供给氢氧化钠溶液，保证连续性生产。

步骤八、二级喷淋：经过一级喷淋塔8后的烟气通过二级鼓风机10送入到二级喷淋塔11底部容纳氢氧化钠溶液的二级底仓111，在连续生产的过程中，氢氧化钠溶液容纳腔9为二级底仓111内补充氢氧化钠溶液，烟气中的酸性气体与氢氧化钠溶液进行二级中和反应，再一级降低烟气中的酸性气体含量。

烟气通过二级底仓111的氢氧化钠溶液后继续上升，烟气上升的过程中依次通过二级过滤装置112，二级过滤装置112包括置于上方的不锈钢网83、置于下方的不锈钢篦子85、填充在不锈钢网83与不锈钢篦子85之间的鲍尔环84，不锈钢鲍尔环84置于二级喷淋塔11的中部，能够提高二级喷淋塔11的塔内压力，同时，不锈钢鲍尔环84对上升气体的阻力小，气速快，不会影响正常生产。同时，置于顶部的二级喷淋装置113喷洒氢氧化钠溶液喷雾对烟气内的酸性物质中和，二级底仓111通过二级循环泵114向二级喷淋装置113内连续不断地供给氢氧化钠溶液，保证连续性生产。

在步骤八后，还可根据实际需要增加多级喷淋塔，以增加清洁效率。

步骤九、烟气清洁：经过二级喷淋塔11后的烟气通过三级鼓风机12送入到清洁塔13底部容纳软化水的三级底仓131，烟气通过三级底仓131的软化水后继续上升，清洁塔13内的清洁喷淋装置133喷洒软化水喷雾。清洁塔13内径向设置有两侧除沫网132，每层除沫网132的厚度为5cm，烟气通过除沫网132后除沫。

步骤十、尾气处理：经过清洁后的尾气中的一氧化氮、二氧化氮通过加热器14加热，小型氨气罐15向一氧化氮、二氧化氮的混合气体中供给氨气，一氧化氮、二氧化氮和氨气的混合气体在还原剂罐16(反应过程中通过低温氨转化还原触媒)内进行还原反应，反应温度控制在150℃，氧气和氮气排出，氧气和氮气是空气的主要组成部分，不会对空气造成污染。另外，对反应生成的水进行收集，或以水蒸气的形态排出。

一级喷淋装置86由多个一级雾化喷淋头88组成，多个一级雾化喷淋头88固定在一级喷淋塔8的顶部，多个一级雾化喷淋头88的喷射端朝下布置，一级雾化喷淋头88喷射出的水雾与上升的烟气形成对冲，有利于烟气中的酸性物质与水雾中的碱性物质反应。

二级喷淋装置113由多个二级雾化喷淋头15组成，多个二级雾化喷淋头15固定在二级喷淋塔11的顶部，多个二级雾化喷淋头15的喷射端朝下布置，二级雾化喷淋头15喷射出的水雾与上升的烟气形成对冲，有利于烟气中的酸性物质与水雾中的碱性物质反应。

清洁喷淋装置133由多个清洁雾化喷淋头134组成，多个清洁雾化喷淋头134通过支架固定在清洁塔13的内部，多个清洁雾化喷淋头134的喷射端朝下布置，清洁雾化喷淋头134喷射出的水雾与上升的烟气形成对冲，有利于烟气中的杂质与水雾接触下沉。

其中，优选的，碱性溶液为氢氧化钠溶液，通过不同蒸发温度的控制，析出亚纳和硝钠。

不锈钢网83为30mm×30mm的方格网。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：

步骤一中，硝酸占硝酸与腐殖酸总重量的60％，选用的原料为草炭，草炭中腐殖酸重量占硝酸与腐殖酸总重量40％，静置反应时间为15h。

步骤四中，向二级离心后的混合液中加入碳酸钾溶液，碳酸钾溶液的浓度为40％，碱化的时间为180min，中和反应后，调节溶液的PH值至10。

步骤十中，反应温度为200℃。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于：

步骤一中，硝酸占硝酸与腐殖酸总重量的30％，选用的原料为泥炭，泥炭中腐殖酸重量占硝酸与腐殖酸总重量的70％，静置反应时间为20h。

步骤四中，向二级离心后的混合液中加入氢氧化钾溶液，氢氧化钾溶液的浓度为25％，碱化的时间为120min，中和反应后，调节溶液的PH值至8。

步骤十中，反应温度为180℃。

实施例四

本实施例与实施例一的区别在于：

步骤一中，硝酸占硝酸与腐殖酸总重量的40％，选用的原料为纯腐殖酸固体，纯腐殖酸固体的重量占总混合液重量的60％，静置反应时间为22h。

步骤四中，向二级离心后的混合液中加入碳酸钾溶液，碳酸钾溶液的浓度为30％，碱化的时间为80min，中和反应后，调节溶液的PH值至9。

步骤十中，反应温度为160℃。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。

Claims (10)

1.一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，制备工艺包括以下步骤：

步骤一、配置混合酸：在硝酸溶液中加入含有腐殖酸的原料，静置反应15-24h；

步骤二、碱化：在静置反应后的混合溶液中加入氢氧化钾溶液/碳酸钾溶液，调节PH值至7-10，碱化时间控制在60-180min；

步骤三、一级离心：碱化后的混合液通过卧螺离心机进行一级离心，一级离心后，混合液中不溶于水的物质排出；

步骤四、二级离心：一级离心后的混合液通过碟片离心机进行二级离心，二级离心后，混合液中不溶于水的物质排出；

步骤五、提纯：碱化后的溶液通过压滤机进行纯度提升，不溶物质通过压滤机带走；

步骤六、喷浆造粒：加热提纯后的溶液，待溶液中的水质量占比为30％-50％时加入尿素，当溶液温度达到110℃-140℃时，此时，尿素在混合溶液中的质量占比为10％-30％，喷浆造粒，得圆颗粒；

其特征在于，还包括以下步骤：

步骤七、一级喷淋：配置混合酸后的黄烟通过一级鼓风机送入到一级喷淋塔底部容纳氢氧化钠溶液的一级底仓内，黄烟通过一级底仓内的氢氧化钠溶液后继续上升，黄烟上升的过程中依次通过多个一级过滤装置，同时，置于顶部的一级喷淋装置喷洒氢氧化钠溶液喷雾对黄烟内的酸性物质中和；

步骤八、二级喷淋：经过一级喷淋塔后的烟气通过二级鼓风机送入到二级喷淋塔底部容纳氢氧化钠溶液的二级底仓内，烟气通过二级底仓的氢氧化钠溶液后继续上升，烟气上升的过程中依次通过多个二级过滤装置，同时，置于顶部的二级喷淋装置喷洒氢氧化钠溶液喷雾对烟气内的酸性物质中和；

步骤九、烟气清洁：经过二级喷淋塔后的烟气通过三级鼓风机送入到清洁塔底部容纳软化水的三级底仓内，烟气通过三级底仓的软化水后继续上升，清洁塔内的清洁喷淋装置喷洒软化水喷雾，烟气在清洁塔内除沫；

步骤十、尾气处理：经过清洁后的尾气中的一氧化氮、二氧化氮通过加热后与氨气在低温氨转化还原触媒的催化作用下反应生成氧气、氮气和水，氧气和氮气排出，水收集起来。

2.根据权利要求1所述的一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，其特征在于，所述含有腐殖酸的原料为纯腐殖酸固体，或为草炭，或为泥炭。

3.根据权利要求2所述的一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，其特征在于，所述一级喷淋装置由多个一级雾化喷淋头组成，多个所述一级雾化喷淋头固定在一级喷淋塔的顶部，所述二级喷淋装置由多个二级雾化喷淋头组成，多个所述二级雾化喷淋头固定在二级喷淋塔的顶部，所述清洁喷淋装置由多个清洁雾化喷淋头组成，多个所述清洁雾化喷淋头通过支架固定在清洁塔的内部。

4.根据权利要求3所述的一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，其特征在于，步骤一中，硝酸占硝酸与腐殖酸总重量的15％-60％，腐殖酸占硝酸与腐殖酸总重量的40％-85％。

5.根据权利要求4所述的一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，其特征在于，所述一级底仓内的氢氧化钠溶液通过一级循环泵输送至一级喷淋装置内，二级底仓内的氢氧化钠溶液通过二级循环泵输送至二级喷淋装置内。

6.根据权利要求5所述的一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，其特征在于，所述一级过滤装置与二级过滤装置的结构相同，所述一级过滤装置包括置于上方的不锈钢网和置于下方的不锈钢篦子，不锈钢网与不锈钢篦子之间填充有鲍尔环。

7.根据权利要求6所述的一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，其特征在于，所述氢氧化钾溶液/碳酸钾溶液的浓度控制在20％-40％。

8.根据权利要求7所述的一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，其特征在于，步骤十中的加热温度控制在150℃-200℃。

9.根据权利要求8所述的一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，其特征在于，所述一级底仓内还通过管道与蒸发装置相连，通过对蒸发装置的温度控制，析出晶体，析出晶体后的溶液返回至蒸发装置循环。

10.根据权利要求9所述的一种硝基腐殖酸钾的环保生产工艺，其特征在于，所述清洁塔内设有两层除沫网，每层除沫网的厚度为5cm。