一种硫酸钾的制备方法技术

本发明专利技术提供一种硫酸钾的制备方法，利用硫酸和氨的剧烈反应产生的反应热及化学反应活性来满足硫酸铵与氯化钾复分解生产硫酸钾过程中对温度及反应活性需要。液氨与硫酸的反应放热极其剧烈，中心反应温度瞬间可达1291℃，反应放出大量的反应热，Q=‑174.72kJ/mol。利用液氨与硫酸反应放出大量的反应热，来完成整个硫酸钾生产过程升温所需要的热量，整个生产过程不需要任何外加热源，由于是在搅拌下通入液态氨和硫酸，二者反应并放出反应热，在反应区内提高了各离子的热运动，从而使反应物温度和反应活性急剧提高，使原料硫酸铵迅速溶解，溶解后在反应槽中与氯化钾的复分解反应快速完成。

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸钾的制备方法
本专利技术涉及一种硫酸钾的制备方法，属于复合肥硫酸钾的制备

技术介绍
硫酸钾是一种重要的基本化工原料，是复合肥中硫基肥的主要生产原料。我国土地84%缺钾，同时我国又是一个钾资源十分匮乏的国家，因而限制了钾肥的开发利用和发展。致使农作物土壤主要养分氮磷钾的比例严重失调。钾肥的主要品种有氯化钾、硫酸钾、硝酸钾，由于忌氯作物不能施用氯化钾，硝酸钾价格昂贵，且为炸药，施用受到限制。而硫酸钾同时也可提供作物需要的钾和硫，尤宜用于忌氯作物，价格便宜。因此无氯钾肥以硫酸钾为主。2013年以来，我国农肥行业，尤其是复合肥行业对硫酸钾的需求急剧增长，目前处供不应求状态。专利201610720769X公开的一种硫酸钾及氯化铵的制备方法，其相对于传统的硫酸钾和氯化钾复分解法，已经实现了连续性生产，并具有节能、投资少、效率高等诸多优势，但并非是最理想的，该复分解方法生产硫酸钾工艺，原料在反应介质水中进行反应，此过程中需要加热来促进硫酸铵的溶解，且需要至少30min才能完成溶解过程，在加热下与氯化钾反应，与氯化钾反应需要时间15min。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术提供一种高效、节能的硫酸钾的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实施的：一种硫酸钾的制备方法，包括以下步骤：（1）将预先制备好的母液或清水按配比加入到硫酸铵溶液配液槽中，同时将经过破碎、筛分、计量后的硫酸铵送入到硫酸铵溶液配液槽中；（2）向硫酸铵溶液配液槽中加入经计量的硫酸和液氨，硫酸和液氨通过搅拌发生剧烈反应，使硫酸铵快速溶解；（3）将溶解后的硫酸铵溶液和经过筛分、计量后的氯化钾送入到反应槽中进行复分解反应；（4）将复分解反应产生的料浆溢流进入长晶槽中进行进一步反应并长晶；（5）将步骤（4）得到的混合液体溢流进入稠厚器中进行固液沉降分离，清液流入热母液槽中，沉淀料浆进入主产品离心机进行分离，得到固体硫酸钾；（6）将热母液槽中的清液送入配有循环冷介质油的冷却槽中在搅拌下降温，母液降温后结晶析出副产品；而换热后的介质油从混合液中由于密度不同，分离出来并送入冷却系统进行制冷循环使用；母液和结晶出来氯化铵混合物，送入到稠厚器中进行固液分离，分离得到的清液溢流到母液储罐中供配制硫酸铵溶液进行循环使用，稠厚的固体氯化铵等混合物，进入副产品离心机分离出固体氯化铵等混合物，得到的分离液同样被入到母液储罐中供配制硫酸铵溶液进行循环使用。步骤（3）中，当硫酸铵溶液与氯化钾完成复分解反应后，通过调整氨的加入量来保证溶液的PH值在6-8范围内。本专利技术是利用硫酸和氨的剧烈反应产生的反应热及化学反应活性来满足硫酸铵与氯化钾复分解生产硫酸钾过程中对温度及反应活性需要。硫酸铵溶解过程中，加入硫酸并通入液氨，液氨与硫酸的反应放热极其剧烈，中心反应温度瞬间可达1291℃，反应放出大量的反应热，Q=-174.72kJ/mol。利用液氨与硫酸反应放出大量的反应热，来完成整个硫酸钾生产过程升温所需要的热量，整个生产过程不需要任何外加热源，由于是在搅拌下通入液态氨和硫酸，二者反应并放出反应热，在反应区内提高了各离子的热运动，从而使反应物温度和反应活性急剧提高，使硫酸铵迅速溶解，溶解后在反应槽中与氯化钾的复分解反应快速完成。本专利技术充分利用了浓硫酸和液氨剧烈反应产生的反应热及其反应产物的活性，使反应速度大大提高，整个反应过程无需外部提供热能，节省了加热需要的能量及反应时间，使生产成本大大降低。具体实施方式一种硫酸钾的制备方法，包括以下步骤：（1）将预先制备好的母液或清水按配比加入到硫酸铵溶液配液槽中，同时将经过破碎、筛分、计量后的硫酸铵送入到硫酸铵溶液配液槽中；（2）向硫酸铵溶液配液槽中加入经计量的硫酸和液氨，硫酸和液氨通过搅拌发生剧烈反应，使硫酸铵快速溶解；（3）将溶解后的硫酸铵溶液和经过筛分、计量后的氯化钾送入到反应槽中进行复分解反应；当硫酸铵溶液与氯化钾完成复分解反应后，通过调整氨的加入量来保证溶液的PH值在6-8范围内；（4）将复分解反应产生的料浆溢流进入长晶槽中进行进一步反应并长晶；（5）将步骤（4）得到的混合液体溢流进入稠厚器中进行固液沉降分离，清液流入热母液槽中，沉淀料浆进入主产品离心机进行分离，得到固体硫酸钾；（6）将热母液槽中的清液送入配有循环冷介质油的冷却槽中在搅拌下降温，母液降温后结晶析出副产品；而换热后的介质油从混合液中由于密度不同，分离出来并送入冷却系统进行制冷循环使用；母液和结晶出来氯化铵混合物，送入到稠厚器中进行固液分离，分离得到的清液溢流到母液储罐中供配制硫酸铵溶液进行循环使用，稠厚的固体氯化铵等混合物，进入副产品离心机分离出固体氯化铵等混合物，得到的分离液同样被入到母液储罐中供配制硫酸铵溶液进行循环使用。针对浓硫酸和液氨剧烈反应产生的反应热及其反应产物的活性给硫酸钾的制备带来的影响，作以下分析说明：2NH3＋H2SO4＝（NH4）2SO4+ΔHmө=-174.72kJ/mol34g98g132g1kg母液升高1度需要3.15kj热量，母液的比热容3150j/kg·℃，制取3.5吨硫酸铵可产生热量4632727kj；可供21吨母液升温70度。生产硫酸钾5吨/小时需要3.5吨硫酸铵。正常生产使用母液及硫酸铵混合量约12吨/小时，升温70℃需热量2646000kj，需投入1.59吨93%硫酸，0.51吨液氨，可产生2吨硫酸铵溶液及2641406kj热量，投入1.5吨固体硫酸铵即可，实际温度控制可调节液氨和硫酸与固体硫酸铵的配比量控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫酸钾的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将预先制备好的母液或清水按配比加入到硫酸铵溶液配液槽中，同时将经过破碎、筛分、计量后的硫酸铵送入到硫酸铵溶液配液槽中；（2）向硫酸铵溶液配液槽中加入经计量的硫酸和液氨，硫酸和液氨通过搅拌发生剧烈反应，使硫酸铵快速溶解；（3）将溶解后的硫酸铵溶液和经过筛分、计量后的氯化钾送入到反应槽中进行复分解反应；（4）将复分解反应产生的料浆溢流进入长晶槽中进行进一步反应并长晶；（5）将步骤（4）得到的混合液体溢流进入稠厚器中进行固液沉降分离，清液流入热母液槽中，沉淀料浆进入主产品离心机进行分离，得到固体硫酸钾；（6）将热母液槽中的清液送入配有循环冷介质油的冷却槽中在搅拌下降温，母液降温后结晶析出副产品；而换热后的介质油从混合液中由于密度不同，分离出来并送入冷却系统进行制冷循环使用；母液和结晶出来氯化铵混合物，送入到稠厚器中进行固液分离，分离得到的清液溢流到母液储罐中供配制硫酸铵溶液进行循环使用，稠厚的固体氯化铵等混合物，进入副产品离心机分离出固体氯化铵等混合物，得到的分离液同样被入到母液储罐中供配制硫酸铵溶液进行循环使用。

【技术特征摘要】
1.一种硫酸钾的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将预先制备好的母液或清水按配比加入到硫酸铵溶液配液槽中，同时将经过破碎、筛分、计量后的硫酸铵送入到硫酸铵溶液配液槽中；（2）向硫酸铵溶液配液槽中加入经计量的硫酸和液氨，硫酸和液氨通过搅拌发生剧烈反应，使硫酸铵快速溶解；（3）将溶解后的硫酸铵溶液和经过筛分、计量后的氯化钾送入到反应槽中进行复分解反应；（4）将复分解反应产生的料浆溢流进入长晶槽中进行进一步反应并长晶；（5）将步骤（4）得到的混合液体溢流进入稠厚器中进行固液沉降分离，清液流入热母液槽中，沉淀料浆进入主产品离心机进行分离，得到固体硫酸钾；（6）将热...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙荣祥，张凤林，
申请(专利权)人：辽宁津大肥业有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21