CN108298562A - 一种硫酸氨回收二氧化碳，生产碳酸氢氨、硫酸、硫酸钙的方法 - Google Patents

一种硫酸氨回收二氧化碳，生产碳酸氢氨、硫酸、硫酸钙的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硫酸氨回收二氧化碳，生产碳酸氢氨、硫酸、硫酸钙的方法。本发明的生产方法可大量回收在碳酸锰生产锰系列产品、水泥熟料生产、碳酸钙矿石焙烧生产氧化钙等过程中产生的废气二氧化碳，将其运用到本发明中生产碳酸氢氨，降低了碳酸氢氨的成本，且解决了现有二氧化碳废气的排放问题，用植物固碳，还碳于自然。

Description

一种硫酸氨回收二氧化碳，生产碳酸氢氨、硫酸、硫酸钙的 方法
技术领域：
本发明涉及一种生产碳酸氢氨、硫酸和硫酸钙的方法。
背景技术：
硫酸氨用硫铁矿，硫磺在沸腾炉中煅烧，放出的二氧化硫气体经过粉气分离、除杂、循环催化，氧化。浓硫酸吸水制得浓硫酸产品，副产高硫生铁。
氨水是用炼焦煤起或天然气等合成氨液，溶于水中制得。也有从其他工业废氨气中回收制得。其主要用于氨法脱硫和作肥料使用，是一种环保治理产品。
硫酸氨是炼钢、炼铁、火力发电等，用于氨法脱硫和其它等制得。
硫酸钙有石膏矿和工业石膏两种，工业石膏是硫酸与氧化钙生成。
存在问题：硫酸生产中产生大量的除尘灰和尾气治理渣，氨合成耗能高，成本高。硫酸与氨水是危险化学品，单位运输费用较高，需投入专门仓储设施与运输设施；每年对硫铁矿与硫酸钙的过度开采，造成了资源的浪费以及运输成本的增高。而硫酸氨较为稳定，运输较为简单，无需投资专门的仓储及运输设施。但是若将硫酸氨作肥料，使用硫酸根在土壤中不会被吸收，会导致酸化板结土地。造成对生态环境的破坏。
而现在工业生产发达，每年二氧化碳的排放越来越高，不但影响环境气候，还造成了能源的浪费。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种低成本生产硫酸、硫酸钙和碳酸氢氨的方法，并且该方法不会产生废气、废液和废渣；还能够回收工业废气二氧化碳。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的：
一种硫酸氨生产硫酸钙和碳酸氢氨的方法，按以下步骤制得：
步骤1）：将硫酸氨饱和溶于水，制得硫酸氨溶液；
步骤2）：在50℃以下向步骤1）中的硫酸氨溶液加入足以全部置换氨的30-100目的石灰粉，搅拌反应回收氨气，升温至80-100℃直至反应终止；
步骤3）：采用氨回收塔回收步骤2）中的氨气并制得15%-17%的氨水和硫酸钙与水混合液；
步骤4）：将步骤3）中的硫酸钙混合液压滤，固液分离，制得固体硫酸钙压滤块和水，水循环使用；
步骤5）：将步骤4）中的硫酸钙压滤块烘干磨粉制得产品硫酸钙；
步骤6）：将二氧化碳气体鼓入步骤3）中的氨水中，静置结晶，生成碳酸氢氨结晶体；
步骤7）：将步骤6）中的碳酸氢氨结晶，经过离心脱水低温烘干制得产品碳酸氢氨。
采用上述方法制造硫酸钙与碳酸氢氨，得到的碳酸氢氨可直接用作土壤中的肥料，可对土壤质量进行提高和改善而不会对土壤造成任何不良影响。
其中所述硫酸氨可直接采购现有工业级硫酸氨，即工业硫酸氨制备硫酸钙及氨水，可以解决现有氨水与硫酸钙在输送过程中耗费的高成本以及危险性。即可直接运送硫酸氨到指定地点，然后进行制备，由于运送硫酸氨无需专门设备，所以能够降低运输成本。另外，采用上述方法生产的硫酸钙和碳酸氢氨较现有生产方法降低了成本，且不会产生任何废渣、废气和废水。
为了进一步节省成本，所述二氧化碳气体为碳酸锰生产锰系列产品，水泥熟料生产，碳酸钙矿石焙烧生产氧化钙的工业生产中得到的，并经除杂除硫后作为步骤6）中的原料。
为了进一步提高收率，步骤2）中的石灰粉为60目。
为了进一步节省成本，步骤2）中的石灰粉为碳酸钙矿石焙烧成氧化钙磨粉而成。
为了而进一步提高收率，步骤2）中对混合液加热至90℃。
一种硫酸氨生产硫酸和碳酸氢氨的方法，按以下步骤制得：
步骤1）：将硫酸氨饱和溶于水，制得硫酸氨溶液；
步骤2）：在50℃以下向步骤1）中的硫酸氨溶液加入足以全部置换氨的30-100目的石灰粉，搅拌反应回收氨气，升温至80-100℃直至反应终止；
步骤3）：采用氨回收塔回收步骤2）中的氨气并制得15%-17%的氨水和硫酸钙与水混合液；
步骤4）：将步骤3）中的硫酸钙混合液压滤，固液分离，制得固体硫酸钙压滤块和水，水循环使用；
步骤5）：将步骤4）中的硫酸钙压滤块烘干磨粉制得产品硫酸钙；
步骤6）：向步骤5）中的硫酸钙压滤块加入占其重量5-6%的煤粉团球，送入回转窑或煅烧炉在1200℃以下煅烧，粉气分离，制得二氧化硫气体，将该气体除杂后循环触媒氧化，浓硫酸吸水制得产品硫酸；
步骤7）：将二氧化碳气体鼓入步骤3）中的氨水中，静置结晶，生成碳酸氢氨结晶体；
步骤8）：将步骤7）中的碳酸氢氨结晶，经过离心脱水低温烘干制得产品碳酸氢氨。
采用上述方法制造硫酸与碳酸氢氨，得到的碳酸氢氨可直接用作土壤中的肥料，可对土壤质量进行提高和改善而不会对土壤造成任何不良影响。
其中所述硫酸氨可直接采购工业级硫酸氨，即工业硫酸氨制备硫酸钙及氨水，可以解决现有硫酸在输送过程中耗费的高成本以及危险性。即可直接运送硫酸氨到指定地点，然后进行制备，由于运送硫酸氨无需专门设备，所以能够降低运输成本。另外，采用上述方法生产的硫酸钙和碳酸氢氨较现有生产方法降低了成本，且不会产生任何废渣、废气和废水。
为了进一步节省成本，所述二氧化碳气体为碳酸锰生产锰系列产品，水泥熟料生产，碳酸钙矿石焙烧生产氧化钙等其他大量生产二氧化碳气体的工业生产中得到的，并经除杂除硫后作为步骤7）中的原料。
为了进一步提高收率，步骤2）中的石灰粉为60目。
为了进一步节省成本，步骤2）中的石灰粉为碳酸钙矿石焙烧成氧化钙磨粉而成。
为了进一步提高收率，步骤2）中对混合液加热至90℃。
有益效果：
采用本发明的硫酸氨生产硫酸钙、碳酸氢氨的方法以及硫酸氨生产硫酸、碳酸氢氨的方法，能够带来以下优势：
1、本发明的生产方法可大量回收在碳酸锰生产锰系列产品、水泥熟料生产、碳酸钙矿石焙烧生产氧化钙等过程中产生的废气二氧化碳，将其运用到本发明中生产碳酸氢氨，降低了碳酸氢氨的成本，且解决了现有二氧化碳废气的排放问题，用植物固碳，还碳于自然。
2、本发明的方法可直接运输硫酸氨到指定地点，然后再进行生产，减少危化品的运输及仓储设施的建设，降低了运输及基建成本。
3、并且原料硫酸氨、碳酸钙矿石、煤粉、水容易得到，解决了就地不产硫酸、硫酸钙矿石、氨水、硫铁矿等问题，减少了硫铁矿、硫酸钙矿石的开采运输费；从而保护了生态和减少了采矿渣和选矿渣的产出，保护了环境。
4、本发明的制备方法在生产过程中不会产生任何废渣、废气和废水，能够使硫酸生产中尾气处理物、除尘灰循环再利用，保护了环境。
5、采用本发明的硫酸氨生产硫酸钙和碳酸氢氨的方法，采用一吨硫酸氨，能够得1.03-1.16吨硫酸钙或一水硫酸钙及1.2-1.3吨碳酸氢氨。其中，硫酸氨480-500元/吨，碳酸氢氨480-500元/吨，硫酸钙500-800元/吨，也就是说采用本方法，一吨硫酸氨可收益1091-1578元，获得了巨大的商业收益。
6、采用本发明的硫酸氨生产硫酸和氨水的方法，采用一吨硫酸氨，可生产1.2-1.3吨碳酸氢氨以及0.73吨硫酸。其中，碳酸氢氨480-500元/吨，硫酸600-620元/吨，也就是说采用本方法，一吨硫酸氨可收益1014-1103元，获得了巨大的商业收益。
说明书附图
图1为实施例1-3的生产流程图；
图2为实施例4-6的生产流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1：如图1所示，一种硫酸氨回收二氧化碳，生产硫酸钙和碳酸氢氨的方法，原料为：工业级碳酸氢氨100t，石灰粉30t、水和二氧化碳气体。
其中，所述石灰粉为通过碳酸钙矿石焙烧，磨粉制得，其大小为30目。
首先将硫酸氨饱和溶于水中，向密闭留有氨气回收通道的反应槽中缓慢加入石灰粉30t，缓慢加温至80℃直到反应终止，采用氨回收塔回收氨气制得15%-17%的氨水159t，还得到硫酸钙与水的混合液。
将上述步骤中的硫酸钙与水的混合液冷却到50℃以下，压滤固液分离，制得含水25%的硫酸钙压滤块，水循环使用。
将上述硫酸钙压滤块在500℃以下烘干，碾磨制得一水硫酸钙近116t或无水硫酸钙近103t。
最后，采用硫酸锰生产系列产品中，水泥生产中，碳酸钙焙烧制氧化钙及其他大量产出二氧化碳气体的工业生产的二氧化碳气体，将该二氧化碳气体经除杂除硫后高压鼓入13%-17%浓度的氨水中，静置，冷却制得碳酸氢氨结晶，经过离心脱水，低温干燥制得120t工业级碳酸氢氨，经包装计量入库。
其中，生产所需的热量来源于回转窑。
本实施例的方法，直接采购工业级硫酸氨进行生产，不会产生任何废渣、废气和废水，并且100t硫酸氨成本为4.8-5.0w，可获得收益14.24w，利润巨大。
实施例2：如图1所示，一种硫酸氨回收二氧化碳，生产硫酸钙和碳酸氢氨的方法，原料为：工业级碳酸氢氨100t，石灰粉30t、水和二氧化碳气体。
其中，所述石灰粉为通过碳酸钙矿石焙烧，磨粉制得，其大小为60目。
首先将硫酸氨饱和溶于水中，向密闭留有氨气回收通道的反应槽中缓慢加入石灰粉30t，缓慢加温至90℃直到反应终止，采用氨回收塔回收氨气制得15%-17%的氨水170t，还得到硫酸钙与水的混合液。
将上述步骤中的硫酸钙与水的混合液冷却到50℃以下，压滤固液分离，制得含水25%的硫酸钙压滤块，水循环使用。
将上述硫酸钙压滤块在500℃以下烘干，碾磨制得一水硫酸钙近116t或无水硫酸钙110t。
最后，采用硫酸锰生产系列产品中，水泥生产中，碳酸钙焙烧制氧化钙及其他大量产出二氧化碳气体的工业生产的二氧化碳气体，将该二氧化碳气体经除杂除硫后高压鼓入13%-17%浓度的氨水中，静置，冷却制得碳酸氢氨结晶，经过离心脱水，低温干燥制得125t工业级碳酸氢氨，经包装计量入库。
其中，生产所需的热量来源于回转窑。
本实施例的方法，直接采购工业级硫酸氨进行生产，不会产生任何废渣、废气和废水，并且100t硫酸氨成本为4.8-5.0w，可获得收益15.05w，利润巨大。
实施例3：如图1所示，一种硫酸氨回收二氧化碳，生产硫酸钙和碳酸氢氨的方法，原料为：工业级碳酸氢氨100t，石灰粉30t、水和二氧化碳气体。
其中，所述石灰粉为通过碳酸钙矿石焙烧，磨粉制得，其大小为100目。
首先将硫酸氨饱和溶于水中，向密闭留有氨气回收通道的反应槽中缓慢加入石灰粉30t，缓慢加温至100℃直到反应终止，采用氨回收塔回收氨气制得15%-17%的氨水180t，还得到硫酸钙与水的混合液。
将上述步骤中的硫酸钙与水的混合液冷却到50℃以下，压滤固液分离，制得含水25%的硫酸钙压滤块，水循环使用。
将上述硫酸钙压滤块在500℃以下烘干，碾磨制得一水硫酸钙近116t或无水硫酸钙近116t。
最后，采用硫酸锰生产系列产品中，水泥生产中，碳酸钙焙烧制氧化钙及其他大量产出二氧化碳气体的工业生产的二氧化碳气体，将该二氧化碳气体经除杂除硫后高压鼓入13%-17%浓度的氨水中，静置，冷却制得碳酸氢氨结晶，经过离心脱水，低温干燥制得130t工业级碳酸氢氨，经包装计量入库。
其中，生产所需的热量来源于回转窑。
本实施例的方法，直接采购工业级硫酸氨进行生产，不会产生任何废渣、废气和废水，并且100t硫酸氨成本为4.8-5.0w，可获得收益15.78w，利润巨大。
实施例4：如图2所示，一种硫酸氨回收二氧化碳，生产硫酸和碳酸氢氨的方法，原料为：工业级碳酸氢氨100t，石灰粉30t，水、二氧化碳气体和煤粉（含高硫煤）。
其中，所述石灰粉为通过碳酸钙矿石焙烧，磨粉制得，其大小为30目。
首先将硫酸氨饱和溶于水中，向密闭留有氨气回收通道的反应槽中缓慢加入石灰粉30t，缓慢加温至80℃直到反应终止，采用氨回收塔回收氨气制得15%-17%的氨水159t，还得到硫酸钙与水的混合液。
将上述步骤中的硫酸钙与水的混合液冷却到50℃以下，压滤固液分离，制得含水25%的硫酸钙压滤块，水循环使用。
将上述硫酸钙压滤块加入占压滤块重量为4%-6%煤粉，团球，送入回转窑烘干煅烧，粉气分离，粉和烧出的固体氧化钙循环使用，得到的二氧化硫气体经除杂，循环触媒氧化，浓硫酸吸水制得含硫酸92.5%的合格硫酸79t。
最后，采用硫酸锰生产系列产品中，水泥生产中，碳酸钙焙烧制氧化钙及其他大量产出二氧化碳气体的工业生产的二氧化碳气体，将该二氧化碳气体经除杂除硫后高压鼓入13%-17%浓度的氨水中，静置，冷却制得碳酸氢氨结晶，经过离心脱水，低温干燥制得近120t工业级碳酸氢氨，经包装计量入库。
本实施例的方法，直接采购工业级硫酸氨进行生产，不会产生任何废渣、废气和废水，并且100t硫酸氨成本为4.8-5.0w，可获得收益10.89w，利润巨大。
实施例5：如图2所示，一种硫酸氨回收二氧化碳，生产硫酸和碳酸氢氨的方法，原料为：工业级硫酸氨100t，石灰粉30t，水、二氧化碳气体和煤粉（含高硫煤）。
其中，所述石灰粉为通过碳酸钙矿石焙烧，磨粉制得，其大小为60目。
首先将硫酸氨饱和溶于水中，向密闭留有氨气回收通道的反应槽中缓慢加入石灰粉30t，缓慢加温至90℃直到反应终止，采用氨回收塔回收氨气制得15%-17%的氨水170t，还得到硫酸钙与水的混合液。
将上述步骤中的硫酸钙与水的混合液冷却到50℃以下，压滤固液分离，制得含水25%的硫酸钙压滤块，水循环使用。
将上述硫酸钙压滤块加入占压滤块重量为4%-6%煤粉，团球，送入回转窑烘干煅烧，粉气分离，粉和烧出的固体氧化钙循环使用，得到的二氧化硫气体经除杂，循环触媒氧化，浓硫酸吸水制得含硫酸92.5%的合格硫酸80t。
最后，采用硫酸锰生产系列产品中，水泥生产中，碳酸钙焙烧制氧化钙及其他大量产出二氧化碳气体的工业生产的二氧化碳气体，将该二氧化碳气体经除杂除硫后高压鼓入13%-17%浓度的氨水中，静置，冷却制得碳酸氢氨结晶，经过离心脱水，低温干燥制得近130t工业级碳酸氢氨，经包装计量入库。
本实施例的方法，直接采购工业级硫酸氨进行生产，不会产生任何废渣、废气和废水，并且100t硫酸氨成本为4.8-5.0w，可获得收益11.46w，利润巨大。
实施例6：如图2所示，一种硫酸氨回收二氧化碳，生产硫酸和碳酸氢氨的方法，原料为：工业级碳酸氢氨100t，石灰粉30t，水、二氧化碳气体和煤粉（含高硫煤）。
其中，所述石灰粉为通过碳酸钙矿石焙烧，磨粉制得，其大小为100目。
首先将硫酸氨饱和溶于水中，向密闭留有氨气回收通道的反应槽中缓慢加入石灰粉30t，缓慢加温至100℃直到反应终止，采用氨回收塔回收氨气制得15%-17%的氨水180t，还得到硫酸钙与水的混合液。
将上述步骤中的硫酸钙与水的混合液冷却到50℃以下，压滤固液分离，制得含水25%的硫酸钙压滤块，水循环使用。
将上述硫酸钙压滤块加入占压滤块重量为4%-6%煤粉，团球，送入回转窑烘干煅烧，粉气分离，粉和烧出的固体氧化钙循环使用，得到的二氧化硫气体经除杂，循环触媒氧化，浓硫酸吸水制得含硫酸92.5%的合格硫酸82t。
最后，采用硫酸锰生产系列产品中，水泥生产中，碳酸钙焙烧制氧化钙及其他大量产出二氧化碳气体的工业生产的二氧化碳气体，将该二氧化碳气体经除杂除硫后高压鼓入13%-17%浓度的氨水中，静置，冷却制得碳酸氢氨结晶，经过离心脱水，低温干燥制得近135t工业级碳酸氢氨，经包装计量入库。
本实施例的方法，直接采购工业级硫酸氨进行生产，不会产生任何废渣、废气和废水，并且100t硫酸氨成本为4.8-5.0w，可获得收益11.83w，利润巨大。

Claims (10)

1.一种硫酸氨生产硫酸钙和碳酸氢氨的方法，其特征在于；按以下步骤制得：
步骤1）：将硫酸氨饱和溶于水，制得硫酸氨溶液；
步骤2）：在50℃以下向步骤1）中的硫酸氨溶液加入足以全部置换氨的30-100目的石灰粉，搅拌反应回收氨气，升温至80-100℃直至反应终止；
步骤3）：采用氨回收塔回收步骤2）中的氨气并制得15%-17%的氨水和硫酸钙与水混合液；
步骤4）：将步骤3）中的硫酸钙混合液压滤，固液分离，制得固体硫酸钙压滤块和水，水循环使用；
步骤5）：将步骤4）中的硫酸钙压滤块烘干磨粉制得产品硫酸钙；
步骤6）：将二氧化碳气体鼓入步骤3）中的氨水中，静置结晶，生成碳酸氢氨结晶体；
步骤7）：将步骤6）中的碳酸氢氨结晶，经过离心脱水低温烘干制得产品碳酸氢氨。
2.如权利要求1所述的硫酸氨生产硫酸钙和碳酸氢氨的方法，其特征在于：所述二氧化碳气体为碳酸锰生产锰系列产品，水泥熟料生产，碳酸钙矿石焙烧生产氧化钙的工业生产中得到的，并经除杂除硫后作为步骤6）中的原料。
3.如权利要求1所述的硫酸氨生产硫酸钙和碳酸氢氨的方法，其特征在于：步骤2）中的石灰粉为60目。
4.如权利要求1或3所述的硫酸氨生产硫酸钙和碳酸氢氨的方法，其特征在于：步骤2）中的石灰粉为碳酸钙矿石焙烧成氧化钙磨粉而成。
5.如权利要求1所述的硫酸氨生产硫酸钙和氨水的方法，其特征在于：步骤2）中对混合液加热至90℃。
6.一种硫酸氨生产硫酸和碳酸氢氨的方法，其特征在于；按以下步骤制得：
步骤1）：将硫酸氨饱和溶于水，制得硫酸氨溶液；
步骤2）：在50℃以下向步骤1）中的硫酸氨溶液加入足以全部置换氨的30-100目的石灰粉，搅拌反应回收氨气，升温至80-100℃直至反应终止；
步骤3）：采用氨回收塔回收步骤2）中的氨气并制得15%-17%的氨水和硫酸钙与水混合液；
步骤4）：将步骤3）中的硫酸钙混合液压滤，固液分离，制得固体硫酸钙压滤块和水，水循环使用；
步骤5）：将步骤4）中的硫酸钙压滤块烘干磨粉制得产品硫酸钙；
步骤6）：向步骤5）中的硫酸钙压滤块加入占其重量5-6%的煤粉团球，送入回转窑或煅烧炉在1200℃以下煅烧，粉气分离，制得二氧化硫气体，将该气体除杂后循环触媒氧化，浓硫酸吸水制得产品硫酸；
步骤7）：将二氧化碳气体鼓入步骤3）中的氨水中，静置结晶，生成碳酸氢氨结晶体；
步骤8）：将步骤7）中的碳酸氢氨结晶，经过离心脱水低温烘干制得产品碳酸氢氨。
7.如权利要求6所述的硫酸氨生产硫酸钙和氨水的方法，其特征在于：所述二氧化碳气体为碳酸锰生产锰系列产品，水泥熟料生产，碳酸钙矿石焙烧生产氧化钙等其他大量生产二氧化碳气体的工业生产中得到的，并经除杂除硫后作为步骤7）中的原料。
8.如权利要求6所述的硫酸氨生产硫酸钙和碳酸氢氨的方法，其特征在于：步骤2）中的石灰粉为60目。
9.如权利要求6或8所述的硫酸氨生产硫酸钙和碳酸氢氨的方法，其特征在于：步骤2）中的石灰粉为碳酸钙矿石焙烧成氧化钙磨粉而成。
10.如权利要求6所述的硫酸氨生产硫酸钙和氨水的方法，其特征在于：步骤2）中对混合液加热至90℃。
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CN103626205A (zh) * 2013-12-11 2014-03-12 北京世纪地和控股有限公司 一种分离硫酸钾与硫酸铵的方法

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