CN204752232U - 直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统，包括硫酸钾焙烧制备系统、氯化氢分离反应系统、高纯氯化镁制备系统、硝酸钾制备系统、轻质氧化镁制备系统、氯化铵制备系统和氮钾镁肥制备系统；所述硫酸钾焙烧制备系统（1）、氯化氢分离反应系统（2）、高纯氯化镁制备系统（3）、硝酸钾制备系统（4）、轻质氧化镁制备系统（5）、氯化铵制备系统（6）依次连接。该系统实现了节能、低成本、无排放的效果。

Description

直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统

技术领域

本实用新型涉及化学肥料领域，尤其涉及一种直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统。

背景技术

现有的硫酸钾生产技术，以曼海姆法占比较高，它是以氯化钾与硫酸为原料，以曼海姆炉为反应工具，在高温下生产，其缺点是反应温度高，腐蚀与污染严重，副产的盐酸销售不好，经常出现由于盐酸积压而被迫停产的情况，由于是以硫酸为原料，产品酸含量高，要用石灰中和，这样产品就含硫酸钙，氧化钾含量只有50%多点；此外，生产硫酸钾的方法还有以天然矿产为原料生产的，但由于资源分布不均并且存量有限，不能满足市场需求；其他生产方法也存在成本高，能源消耗多，污染较重的问题，市场占有不是很大。

从ZL99127251X专利申请可知有一种方法与本技术相近之处，那就是以氯化钾与硫酸铵固体直接热反应生产硫酸钾，专利文献中副产为氯化铵，我们知道氯化铵烟雾是极难再溶于水的，少许的氯化铵加热分解后生成氯化氢与铵，当氯化氢与氨遇冷后会重新结合为氯化铵微粒，会产生很大的烟雾量，以现有的除尘技术根本难以做到环保排放，而且副产物氯化铵经济价值低，产品成本高，这是这种技术方案至今难以工业化的原因。

从《现代化工》第31卷第九期（2011年9月）《利用氧化镁热分解氯化铵制氨气工艺的研究》这个技术方案来看，它是以氯碱厂副产氯化铵、氧化镁为原料，通过加热分解氯化铵，产生氯化氢与氨气，通过氧化镁层分离铵与氯化氢，其目的是高值利用氯化铵，这一技术与本技术相比，存在成本高，污染重的问题，这是因为加热氯化铵分解要消耗大量能源，本技术是利用硫酸钾副产烟气通过氧化镁层，不存在能源消耗的问题，《利用氧化镁热分解氯化铵制氨气工艺的研究》这个技术方案，污染来源是高温分解氯化镁制氯气时排出的大量含氯高温气体，而本技术由于能够生产优质氯化镁，市场价值高，氧化镁球能够在生产硝酸钾过程中应用，这也就省去氯化镁制氯气这道工序，污染也就不会存在。

综上所述，本技术与ZL99127251X专利申请和《利用氧化镁热分解氯化铵制氨气工艺的研究》这两个技术方案相比最大的不同是环保，本技术最大的优势在于对环境友好、成本低廉、市场推广价值高，无废气、废液、废渣排放，能够工业化、商业化且成本低，而ZL99127251X专利申请和《利用氧化镁热分解氯化铵制氨气工艺的研究》这两个技术方案最后都没有得到应用，就是环保这一最大的难题没得到解决，且不能够利用副产创造更高价值的产品，导致产品成本高、没有竞争力，难以实现商业化。

实用新型内容

针对于现有技术的不足，本实用新型把氯化钾与硫酸铵通过连续焙烧炉制硫酸钾及氧化镁分解氯化氢与氨结合在一起，产生的副产氨与废氧化镁用于生产硝酸钾，且利用上级工艺废渣生产下一级高值产品的直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统，整个生产系统无废物排放，实现了节能、低成本、无排放的效果，从而提高市场竞争力，这也符合当今国家从严治理环境的国策。

本实用新型一种直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统，包括硫酸钾焙烧制备系统、氯化氢分离反应系统、高纯氯化镁制备系统、硝酸钾制备系统、轻质氧化镁制备系统、氯化铵制备系统和氮钾镁肥制备系统，所述硫酸钾焙烧制备系统、氯化氢分离反应系统、高纯氯化镁制备系统、硝酸钾制备系统、轻质氧化镁制备系统、氯化铵制备系统依次连接，其中，所述硫酸钾焙烧制备系统由粉碎制浆装置、压块装置、连续焙烧炉组成，所述氯化氢分离反应系统设有反应炉，所述高纯氯化镁制备系统设有过滤装置和精制装置，所述硝酸钾制备系统设有反应釜，所述轻质氧化镁制备系统设有两组反应釜和两组焙烧炉，所述氯化铵制备系统设有烘干装置。

本实用新型一种直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统，所述氯化氢分离反应系统的反应炉通过破碎机与高纯氯化镁制备系统的过滤装置连接，所述高纯氯化镁制备系统的过滤装置与硝酸钾制备系统的反应釜连接。

本实用新型与现有技术相比有如下的有益效果：

1、本实用新型副产物是硝酸钾、氯化镁、轻质氧化镁，而且副产品的纯度高、商品性好，都是经济价值很高的产品，生产过程是在整体系统中完成的，废物能够相互利用，从而大大降低生产成本，它最大的优势在于对环境友好、成本低廉、市场推广价值高，无废气、废液、废渣排放，其硫酸根、氨根来源于其他工厂的环保副产品硫酸铵，从对环境的友好程度看，本技术不但无污染而且有效利用了环保副产品，对环境有正向作用。

2、本实用新型技术产品一般氧化钾含量可达到53.5%以上，在氯离子含量上，曼海姆法高达1.5%左右，本技术方案可达到0.2%以下，比曼海姆法低一个数量级，这就有利于忌氯作物如烟草、葡萄、马铃薯等的生产。

3、本实用新型是利用硫酸钾副产烟气在反应炉中通过氧化镁层，不存在能源消耗的问题，本技术由于能够生产优质氯化镁，市场价值高，氧化镁球能够在生产硝酸钾过程中应用，这也就省去氯化镁制氯气这道工序，污染也就不会存在。

4、本实用新型技术方案利用上级硫酸钾副产的氨与废氧化镁，成本低，中间产品氯化钠与硝酸钾分离容易，产品纯度高，钾收率高，副产的轻质氧化镁达到或超过进口轻质氧化镁的质量，是畅销产品，能够减少进口节约外汇，由于轻质氧化镁产品价值高于主产品，能够降低整个工艺产品的价格。

5、本实用新型的可操作性强，产品成本低廉，而且产品种类多，商品性好，经济价值很高，应用范围广，具有较大的市场潜力和较高的经济、环境效益，现已实现了工业化、商业化。

附图说明

图1为本实用新型直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统方框原理示意图。

其中：1、硫酸钾焙烧制备系统；2、氯化氢分离反应系统；3、高纯氯化镁制备系统；4、硝酸钾制备系统；5、轻质氧化镁制备系统；6、氯化铵制备系统；7、氮钾镁肥制备系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统作进一步的说明和阐述。

参见图1，本实用新型直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统，包括硫酸钾焙烧制备系统1、氯化氢分离反应系统2、高纯氯化镁制备系统3、硝酸钾制备系统4、轻质氧化镁制备系统5、氯化铵制备系统6和氮钾镁肥制备系统7，所述硫酸钾焙烧制备系统1、氯化氢分离反应系统2、高纯氯化镁制备系统3、硝酸钾制备系统4、轻质氧化镁制备系统5、氯化铵制备系统6依次连接，所述硫酸钾焙烧制备系统1由粉碎制浆装置、压块装置、连续焙烧炉组成，氯化钾、硫酸铵、添加剂和水在粉碎制浆装置中离心脱水，经压块装置加工成料块，装入连续焙烧炉，料块先经过低温段脱水，逐渐向高温段行进，当温度达到硫酸铵与氯化钾的反应温度发生如下反应，其反应式为：2KCl+(NH₄)₂·SO₄=K₂SO₄+HCl+NH₃，保持温度在375至500度之间，先低后高，产生的气体氯化氢、氨气进入氯化氢分离反应系统2的反应炉，固体冷却粉碎、包装，出成品硫酸钾；

　　所述氯化氢分离反应系统2设有反应炉，氧化镁混合添加剂制球后与来自硫酸钾焙烧制备系统1的连续焙烧炉炉气中的氯化氢和氧化镁球在反应炉中发生反应，反应式为：2HCl+MgO=MgCl₂+H₂O，发生反应后的氧化镁球进入高纯氯化镁制备系统3，分离出氯化氢后的炉气为氨气，氨气进入轻质氧化镁制备系统5；

　　所述高纯氯化镁制备系统3设有过滤装置和精制装置，来自氯化氢分离反应系统2发生反应后的氧化镁球通过用破碎机粉碎，加入热水溶解氯化镁，经过滤装置过滤，产生的氧化镁渣固体进入硝酸钾制备系统4，液体氯化镁经精制装置蒸发浓缩、结晶、离心脱水、烘干，最后包装得到成品高纯氯化镁；

　　所述硝酸钾制备系统4设有反应釜，来自高纯氯化镁制备系统3的固体氧化镁渣加入稀硝酸和适量的水在反应釜中反应释放出大量的热，反应式为：MgO+2HNO₃=Mg（NO₃)₂+H₂O，再加入氯化钾进一步反应，反应式为：Mg（NO₃)₂+2KCl=2KNO₃+MgCl₂，经过滤，滤液加入添加剂精制后降温结晶，离心脱水，其液体氯化镁进入轻质氧化镁制备系统5，其固体经过烘干、包装得到成品硝酸钾；

　　所述轻质氧化镁制备系统5设有两组反应釜和两组焙烧炉，来自硝酸钾制备系统4的氯化镁溶液与碳酸钠在反应釜中反应得氯化钠和碳酸镁，反应式为：MgCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+MgCO₃，液体主要含氯化钠，经蒸发浓缩得固体氯化钠，作为系统循环使用，固体碳酸镁经离心脱水，在焙烧炉中焙烧得成品轻质氧化镁，来自氯化氢分离反应系统2的氨气与作为系统循环使用的氯化钠和来自碳酸镁焙烧炉及碳酸氢钠焙烧炉的二氧化碳通过在下一组反应釜中发生反应，反应式为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NH₄Cl+NaHCO₃，反应后液体氯化铵进入氯化铵制备系统6，固体碳酸氢钠经焙烧炉焙烧得碳酸钠，反应式为：2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂+H₂O；

　　所述氯化铵制备系统6设有烘干装置，来自轻质氧化镁制备系统5的氯化铵液体经烘干装置蒸发浓缩、离心脱水、烘干，最后包装得成品氯化铵；

　　所述氮钾镁肥制备系统7设有过滤装置，来自硝酸钾子系统4的固体滤渣，直接包装得到成品氮钾镁肥。

Claims (2)

1.一种直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统，包括硫酸钾焙烧制备系统（1）、氯化氢分离反应系统（2）、高纯氯化镁制备系统（3）、硝酸钾制备系统（4）、轻质氧化镁制备系统（5）、氯化铵制备系统（6）和氮钾镁肥制备系统（7），其特征在于：所述硫酸钾焙烧制备系统（1）、氯化氢分离反应系统（2）、高纯氯化镁制备系统（3）、硝酸钾制备系统（4）、轻质氧化镁制备系统（5）、氯化铵制备系统（6）依次连接，其中，所述硫酸钾焙烧制备系统（1）由粉碎制浆装置、压块装置、连续焙烧炉组成，所述氯化氢分离反应系统（2）设有反应炉，所述高纯氯化镁制备系统（3）设有过滤装置和精制装置，所述硝酸钾制备系统（4）设有反应釜，所述轻质氧化镁制备系统（5）设有两组反应釜和两组焙烧炉，所述氯化铵制备系统（6）设有烘干装置。

2.根据权利要求1所述的一种直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的生产系统，其特征在于：所述氯化氢分离反应系统（2）的反应炉通过破碎机与高纯氯化镁制备系统（3）的过滤装置连接，所述高纯氯化镁制备系统（3）的过滤装置与硝酸钾制备系统（4）的反应釜连接。