曼海姆法生产硫酸钾过程中盐酸的在线纯化方法技术

本发明专利技术公开了一种曼海姆法生产硫酸钾过程中盐酸的在线纯化方法，从曼海姆炉出来的气体经冷却器冷却，然后依次进入一级洗涤塔、二级洗涤塔、三级降膜吸收塔及四级洗涤塔后排空；去离子水对环保尾气进行洗涤吸收后得到的洗涤液依次进入二级洗涤塔和一级洗涤塔进行洗涤，最后得到盐酸B，盐酸B进入蒸馏塔进行蒸馏，蒸馏出来的馏分经冷却得到食品级盐酸，去离子水对四级洗涤塔内的氯化氢气体进行洗涤，进入三级降膜吸收塔吸收氯化氢气体，以及蒸馏塔蒸馏出来的气体进入三级降膜吸收塔吸收得到盐酸A；蒸馏塔所需热量由为曼海姆炉提供热量的燃烧室产生的尾气提供。本发明专利技术利用燃烧室尾气余热在线对盐酸进行蒸馏纯化，可以得到食品级的盐酸。

On-line Purification of Hydrochloric Acid in the Production of Potassium Sulfate by Mannheim Process

【技术实现步骤摘要】
曼海姆法生产硫酸钾过程中盐酸的在线纯化方法
本专利技术属于化工领域，具体涉及一种曼海姆法生产硫酸钾过程中盐酸的在线纯化方法。
技术介绍
曼海姆法生产硫酸钾是用硫酸和氯化钾在曼海姆炉内，在高温条件下发生反应，产生硫酸钾，并生成氯化氢，氯化氢被水吸收产生盐酸，硫酸钾冷却后为产品。曼海姆法是迄今为止技术最成熟可靠、质量最稳定的生产硫酸钾的方法。但是由于曼海姆法产生氯化氢气体中含有少量的水蒸气、硫酸气、硫酸钾粉尘、氯化钾粉尘等杂质，这些杂质与氯化氢气体以雾状形式存在，按照目前成熟的技术方法(如图1)吸收后得到的盐酸杂质含量高，质量低下，用途有限，企业甚至还需要另外出费用来委托他人消耗使用，为企业带来一定的经济损失。
技术实现思路
本专利技术提供一种曼海姆法生产硫酸钾过程中盐酸的在线纯化方法，能够利用曼海姆法生产硫酸钾过程中的燃烧室尾气余热在线对盐酸进行蒸馏纯化，得到食品级的盐酸。本专利技术采取的技术方案是，曼海姆法生产硫酸钾过程中盐酸的在线纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：从曼海姆炉出来的气体经冷却器冷却，然后依次进入一级洗涤塔、二级洗涤塔、三级降膜吸收塔及四级洗涤塔后排空；去离子水对环保尾气进行洗涤吸收后得到的洗涤液依次进入二级洗涤塔和一级洗涤塔进行洗涤，最后得到盐酸B，盐酸B进入蒸馏塔进行蒸馏，蒸馏出来的馏分经冷却得到食品级盐酸，去离子水对四级洗涤塔内的氯化氢气体进行洗涤，进入三级降膜吸收塔吸收氯化氢气体，以及蒸馏塔蒸馏出来的气体进入三级降膜吸收塔吸收得到盐酸A；蒸馏塔所需热量由为曼海姆炉提供热量的燃烧室产生的尾气提供。所述燃烧室产生的尾气经冷却器冷却后温度在245～295℃之间，尾气流量为10～14m3/s。进一步地，所述的环保尾气是曼海姆法生产硫酸钾过程中收集的生产环境中的尾气。进一步地，蒸馏塔的残液部分进入一级洗涤塔作为洗涤液进行循环洗涤。进一步地，所述盐酸B进入蒸馏塔的流量与蒸馏残液进入一级洗涤塔的流量比为2:1～4:1。进一步地，当蒸馏残液中硫酸盐的浓度超过30wt％时，将残液蒸干，残渣直接进入曼海姆炉生产硫酸钾。进一步地，曼海姆炉中产生的气体采用四级洗涤塔后面的引风机引入冷却器进行冷却，然后依次进入一级洗涤塔、二级洗涤塔三级降膜吸收塔、四级洗涤塔。本专利技术具有以下有益效果：1、从一级洗涤塔出来的盐酸B，不经过降温，直接进入蒸馏塔进行蒸馏，溜出液经冷凝进入储酸槽，得食品级盐酸，大幅提升了产品的附加值，解决了盐酸含杂量高难以利用的问题。而蒸馏过程中产生的氯化氢尾气几乎不含杂质，直接进入三级降膜吸收塔被吸收，得到盐酸A。盐酸B不经过降温，可以减少蒸馏所需的能量，同时缩短蒸馏的时间。2、盐酸B蒸馏过程中所需的热量由为曼海姆炉提供热量的燃烧室产生的尾气提供，这部分尾气温度在500℃左右，尾气流量10～14m3/s。原有工艺中一般都是经过降温到300℃以下后直接排放到空气中。本专利技术采用燃烧室尾气热量完全满足盐酸B的蒸馏纯化需求，将燃烧室尾气经引风机引入蒸馏塔采用浸入式对盐酸B加热，热交换后的尾气再通过排风管排放到空气中，充分利用曼海姆法生产过程中的余热。3、盐酸B在蒸馏过程中，蒸馏出来的氯化氢气体纯度高，进入三级降膜吸收塔被吸收，因此提高了盐酸A的质量。4、盐酸B在蒸馏过程中，保持蒸馏塔内由一定的残液，而残液中氯化氢的含量较低，可以直接进入一级洗涤塔继续洗涤吸收氯化氢气体，可以同时等量减少四级洗涤塔中去离子水的用量。但当残液中硫酸盐(以SO42-计)的浓度较高时，需要将残液蒸干，残渣直接进入曼海姆炉生产硫酸钾，残渣中的主要成分为氯化钾和硫酸钾。通过处理可以将该部分杂质进行回收利用。5、本专利技术方法利用为曼海姆炉提供热量的燃烧室产生的尾气提供热量，对吸收的盐酸进行蒸馏纯化，可以实现在线纯化，无额外的能源消耗，盐酸纯化成本低，得到纯化后的盐酸质量好，整个过程无三废排放。附图说明图1为采用本专利技术方法前曼海姆炉出来的气体吸收工艺流程图。图2为本专利技术曼海姆法生产硫酸钾过程中盐酸的在线纯化工艺流程图。具体实施方式下面结合实施例(以日产30吨硫酸钾生产线为例)，进一步阐明本专利技术。对比例：如图1所示，从曼海姆炉出来的气体(流量为13500L/min,流速3.7m/s,HCl含量约50％)经冷却器进行冷却，然后依次经一级洗涤塔(塔高10m，塔径1.45m，内循环量40L/min)、二级洗涤塔(塔高10m，塔径1.45m，内循环量40L/min)、三级降膜吸收塔(塔高10m，塔径1.45m，内循环量40L/min)和四级洗涤塔(塔高10m，塔径1.45m，内循环量40L/min)洗涤后排空，去离子水(流量为9.44L/min)从四级洗涤塔进行洗涤吸收氯化氢气体，然后进入三级降膜吸收塔吸收氯化氢气体得到32％的盐酸A，盐酸A的产量为20吨/天。曼海姆法生产硫酸钾过程中收集的生产环境中尾气采用去离子水(流量为7.08L/min)进行洗涤，洗涤后收集的洗涤液依次经二级洗涤塔、一级洗涤塔洗涤吸收后从一级洗涤塔排出，得到32％的盐酸B，盐酸B的产量为15吨/天。进入二级洗涤塔、一级洗涤塔的洗涤液的流量为7.08L/min。经检测，所得盐酸的质量如下表1：项目硫酸盐(SO42-,％)Fe3+(％)HCl(％)颜色盐酸A0.020.000832.2微黄盐酸B1.250.00332.3黄色表1尾气中氯化氢的含量为：5.11mg/m3，符合环保排放标准。为曼海姆炉加热的燃烧室的尾气余热温度在500℃左右，经过降温到245～295℃后直接排放到空气中，尾气流量10～14m3/s。本专利技术提供的曼海姆法生产硫酸钾过程中盐酸的在线纯化方法，工艺流程如图2所示，从曼海姆炉出来的气体(流量为13500L/min,流速3.7m/s,HCl含量约50％)经冷却器冷却，然后依次进入一级洗涤塔(塔高10m，塔径1.45m，内循环量40L/min)、二级洗涤塔(塔高10m，塔径1.45m，内循环量40L/min)、三级降膜吸收塔(塔高10m，塔径1.45m，内循环量40L/min)及四级洗涤塔(塔高10m，塔径1.45m，内循环量40L/min)后排空；去离子水(流量为7.08L/min)对环保尾气(收集的曼海姆法制备硫酸钾生产环境中的气体)进行洗涤吸收后得到的洗涤液依次进入二级洗涤塔和一级洗涤塔进行洗涤，最后得到盐酸B，盐酸B(流量为7.08～14.16L/min)进入蒸馏塔进行蒸馏，蒸馏出来的馏分经冷却得到食品级盐酸(产量10～15吨/天)，蒸馏出来的气体进入三级降膜吸收塔被吸收得到盐酸A；去离子水(流量为9.44～11.8L/min)对四级洗涤塔内的氯化氢气体进行洗涤，进入三级降膜吸收塔吸收氯化氢气体的得到盐酸A(产量20～25吨/天)；蒸馏塔所需热量由为曼海姆炉提供热量的燃烧室产生的尾气(尾气温度：245～295℃，尾气流量：10～14m3/s)提供。能够利用曼海姆法生产硫酸钾过程中的燃烧室尾气余热在线对盐酸进行蒸馏纯化，得到食品级的盐酸。进一步地，所述燃烧室产生的尾气温度在245～295℃之间，尾气流量为10～14m3/s。进一步地，蒸馏塔的气相经冷却得到食品级盐酸(产量10～15吨/天)，剩余的气体引入三级降膜吸收塔被吸收得到盐酸A(产量20～25吨/天)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.曼海姆法生产硫酸钾过程中盐酸的在线纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：从曼海姆炉出来的气体经冷却器冷却，然后依次进入一级洗涤塔、二级洗涤塔、三级降膜吸收塔及四级洗涤塔后排空；去离子水对环保尾气进行洗涤吸收后得到的洗涤液依次进入二级洗涤塔和一级洗涤塔进行洗涤，最后得到盐酸B，盐酸B进入蒸馏塔进行蒸馏，蒸馏出来的馏分经冷却得到食品级盐酸，去离子水对四级洗涤塔内的氯化氢气体进行洗涤，进入三级降膜吸收塔吸收氯化氢气体，以及蒸馏塔蒸馏出来的气体进入三级降膜吸收塔吸收得到盐酸A；蒸馏塔所需热量由为曼海姆炉提供热量的燃烧室产生的尾气提供。

【技术特征摘要】
1.曼海姆法生产硫酸钾过程中盐酸的在线纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：从曼海姆炉出来的气体经冷却器冷却，然后依次进入一级洗涤塔、二级洗涤塔、三级降膜吸收塔及四级洗涤塔后排空；去离子水对环保尾气进行洗涤吸收后得到的洗涤液依次进入二级洗涤塔和一级洗涤塔进行洗涤，最后得到盐酸B，盐酸B进入蒸馏塔进行蒸馏，蒸馏出来的馏分经冷却得到食品级盐酸，去离子水对四级洗涤塔内的氯化氢气体进行洗涤，进入三级降膜吸收塔吸收氯化氢气体，以及蒸馏塔蒸馏出来的气体进入三级降膜吸收塔吸收得到盐酸A；蒸馏塔所需热量由为曼海姆炉提供热量的燃烧室产生的尾气提供。2.根据权利1所述的方法，其特征在于：所述的环保尾气是曼海姆法生产硫酸钾过程中收集...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖全斌，胡卫民，黄年玉，梁立军，韩光金，毛栋梁，
申请(专利权)人：三峡大学，湖北香青化肥有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42