本发明专利技术属于化学工艺领域，涉及到一种综合利用氯化铵与电石渣制备高品级氨气和氯化钙的工艺。具体是将氯化铵与电石渣反应生成氨气和氯化钙。混合浆料中氯化铵的质量浓度为7～52g/100g浆料，氯化铵和氢氧化钙的物质的量比是1.8～2.3:1，反应以液相或浆料形式在-5～110℃下反应2～60min，生成氨气并析出氯化钙。氨气经干燥脱水后得到无水氨气，或者通入水吸收塔经吸收制成氨水；氯化钙浆料经结晶分离后，在150～380℃干燥得到高品级的无水氯化钙，过滤母液循环使用，用于配制氯化铵和氢氧化钙浆料。本工艺可以缓解氯化铵滞销对制碱工业的影响，在生产气氨的同时可产出氯化钙，同时有效利用了电石废渣，工艺简单、反应时间短、转化率高、能耗低、无废液排放，是循环经济工艺路线。
【技术实现步骤摘要】
一种利用氯化铵和电石渣生产氨气和氯化钙的工艺
本专利技术属于化学工艺领域，涉及一种由氯化铵和电石渣或氢氧化钙制备氨气的方法，特别涉及一种利用氯化铵和电石渣或氢氧化钙反应制备氨气(或氨水)及氯化钙的工艺。
技术介绍
氯化铵是联合制碱法生产纯碱时的副产品。目前，在我国氯化铵的消费主要是以氮的形式加入复合肥，适用于水稻、小麦、棉花、麻类、蔬菜等作物，但是对干旱少雨地区以及对氯离子敏感的作物(如烟草、橙、柑、甘蔗等)不宜使用。氯化铵作为氮肥只利用了其中的氮元素，有价值的氯元素却没有加以利用，还对土壤造成不良的影响。氯又是化学工业产品中重要的元素。因此开发氯化铵综合利用技术，既能解除纯碱工业的瓶颈问题，又能实现资源的综合利用。随着我国电石工业的快速发展，大量的电石渣堆积，造成大量的环境污染。电石渣的主要成份为氢氧化钙，对其加以充分利用是一种宝贵的资源，碱性氢氧化钙可与氯化铵反应生成氯化钙和气氨。目前，利用氢氧化钙(石灰乳)分解氯化铵的主要方法是索尔维法和日本旭硝子公司的新旭法(NA法)。索尔维法是利用纯碱生产中产生的氯化铵溶液与石灰乳反应，通入高温蒸汽将氨气蒸出。氯化铵的反应浓度约为2mol/L，氯化铵和氢氧化钙按照化学计量比 2:1反应，反应温度在110°C左右。新旭法是将纯碱的副产氯化铵固体配成溶液和石灰乳反应，通入高温蒸汽将氨气蒸出。氯化铵的反应浓度为6mol/L左右，氯化铵和氢氧化钙按照化学计量比2:1反应，反应温度在115°C左右。这两种工艺所采用的反应物浓度均较低，蒸汽消耗量大、能耗高。20°C时，IOOg水中氯化钙的溶解度为74. 5g。两种方法产生的氯化钙废液浓度远低于氯化钙的饱和浓度，很难分离出氯化钙。如果要得到氯化钙，需要蒸发大量的水份，能耗高，因此生成的氯化钙溶液往往以废液的形式排放。每处理一吨氯化铵，索尔维法产生约10. 5m3浓度为10%的氯化钙废液，新旭法产生约3. 9 m3浓度为27%的氯化钙废液。这样不仅浪费了有价值的氯元素，而且还污染了环境。专利CN101941719 A公开了一种氯化铵分解生产氨气联产碱式氯化钙的方法。其工艺过程为在-20 200°C下，将含钙物质放入球磨机或粉碎机或研磨机中，然后加入氯化铵，含I丐物质与氯化铵的物质的量比为1:0. 5 2,开启球磨机或粉碎机或研磨机,进行球磨、研磨或粉碎的时间为I 500分钟。随着球磨的开始，氯化铵开始分解，释放出氨气， 并生成碱式氯化钙。但该工艺存在以下问题(1)由于氯化铵与含钙物质是固体接触反应， 很难实现充分接触，达到反应完全所需的球磨时间很长；(2)由于每反应Imol氯化铵就有 Imol水生成，氯化铵分解生成的氨气大部分被水吸收，氨气产率过低；(3)产物氯化钙与钙碱互相包裹，降低了氯化钙的纯度。专利CN200610022052. 4公开了一种利用氧化镁分解重碱滤液-氯化铵溶液的方法。其工艺过程为向预蒸氨后的氯化铵溶液中加入氧化镁，氧化镁与氯化铵的物质的量比为O. 55 O. 65:1，反应温度为100 180°C ;蒸氨结束后，在该温度下浓缩溶液，得到氯3化镁浓缩液；在300 350°C对浓缩液干燥结晶，得到含水氯化镁晶体；在800 1050°C下煅烧含水氯化镁晶体，得到氧化镁和氯化氢气体。该工艺有多步反应是在高温下进行，且需要在高温下脱除水分，过程繁琐，能耗高，投资大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用氯化铵和电石渣或氢氧化钙反应，制备氨气(或氨水)和氯化I丐的工艺。本专利技术采用的技术方案是利用氯化铵和电石渣中的氢氧化钙反应生成氨气及氯化钙的化学反应2NH4C1 + Ca (OH) 2 ==== CaCl2 I + 2ΝΗ3 + 2H20本专利技术中，反应产生氨气和析出氯化钙结晶。氨的收率为93% 96%，氯化钙的纯度为 91% 93%。本专利技术的工艺路线包括以下步骤在搅拌下，同时将电石渣浆料和氯化铵浆料加入反应器中，电石渣的进料浓度为8 80gCa (OH)2/ IOOg浆料，氯化铵的进料浓度为14 85g/100g浆料，反应以浆料形式在-5 110°C下反应2 60min，氯化铵和氢氧化钙的物质的量比是I. 8 2. 3:1，排出氨气和氯化钙结晶。氯化钙浆料经结晶分离、干燥得到高品级的无水氯化钙，滤液返回反应体系循环使用，分离温度为_5 100°C,干燥温度为150 380。。。与现有工艺相比，我们采用浆料反应，降低了反应过程中的含水量，使产物氯化钙能在常温下达到或者超过其饱和浓度，从而可以通过结晶分离的方法得到氯化钙产品，克服了其他工艺需要脱除大量水分的缺点，降低了能耗；采用浆料反应也可以实现氢氧化钙和氯化铵浆料的充分混合，增快了反应速率，使反应进行完全，克服了固相反应工艺所需反应时间长的缺点；本工艺将母液循环使用，保证了氨的回收率并且无废液排放，降低了水量消耗。优选方案氯化铵和氢氧化钙的物质的量比是I. 9 2. 2:1,反应温度-5 60°C，分离温度为-5 60°C，反应时间5 30min。用水或稀氨水为吸收剂在-5 50°C下对产生的氨气进行吸收，，可得到25 29wt%的浓氨水，或者再将浓氨水经蒸馏、氧化钙干燥制得无水氨气，剩余的稀氨水可作为氨气的吸收剂。本专利技术提供了一种利用氯化铵和氢氧化钙反应生产氨气(或氨水)及无水氯化钙的工艺。氢氧化钙的进料浓度为8 80g/100g浆料，氯化铵的进料浓度为14 85g/100g浆料，反应以浆料形式进行，氯化铵和氢氧化钙的物质的量比是I. 8 2. 3:1，反应温度-5 110°C，分离温度为-5 100°C，反应时间2 60min，产物以气氨和氯化钙结晶排出。氯化钙结晶经150 380°C干燥得到高品级无水氯化钙。该工艺过程简单、投资低；反应时间短、转化率高、常温反应和低温干燥，能耗低，滤液循环，水耗小、无废液排放，并且能够产出无水氯化钙，是循环经济工艺路线。以下通过具体实施例对本专利技术做进一步详述，但不应理解为是对本专利技术的限制。具体实施方式实施例I预反应制备循环母液称取74g的氢氧化钙加入玻璃烧瓶反应器中，加入IOOg水，在不断搅拌下逐渐加入氯化铵107g，边反应边在负压下抽出氨气，反应结束后，将氯化钙结晶浆料过滤得到氯化钙结晶和母液。间歇操作把母液加入到玻璃烧瓶反应器中，加入氢氧化钙37. Og和少量水， 氢氧化钙的浓度为25g/100g浆料，在不断搅拌下逐渐加入氯化铵53. 5g，反应温度为 25°C ±2°C，反应时间为lOmin。随着反应物的加入有大量的氨气开始产生。负压下，氨气经一级吸收瓶、二级吸收瓶吸收后通过水循环泵放空。将浆料产物过滤得到母液和滤饼，， 过滤温度为25°C ±2°C。母液返回反应体系用于下次反应，滤饼于370°C左右干燥Ih得到无水氯化钙。无水氯化钙的纯度93%，氮的收率96%。实施例2预反应制备循环母液同实施例I。间歇操作把母液加入玻璃烧瓶反应器中，加入氢氧化钙74. Og和少量水，氢氧化钙的浓度为41g/100g浆料，在不断搅拌下逐渐加入氯化铵117. 6g，反应温度为5°C ±2°C， 反应时间15min，离心温度为5°C ±2°C，滤饼在200°C左右干燥I. 5h。无水氯化钙的纯度 92%，氮的收本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用氯化铵和电石渣中氢氧化钙制备氨气（或氨水）和氯化钙的工艺，其特征在于：反应以浆料形式进行，反应浆料中氯化铵的浓度为7～52g/100g浆料、氯化铵和氢氧化钙的物质的量比是1.8～2.3:1，反应温度?5～110℃，反应时间2～60min，产物以气氨和氯化钙结晶排出。
【技术特征摘要】
1.一种利用氯化铵和电石洛中氢氧化钙制备氨气(或氨水)和氯化钙的工艺，其特征在于反应以浆料形式进行，反应浆料中氯化铵的浓度为7 52g/100g浆料、氯化铵和氢氧化钙的物质的量比是I. 8 2. 3:1，反应温度-5 110°C，反应时间2 60min，产物以气氨和氯化钙结晶排出。2.根据权利要求I所述的进料方式，其特征在于氯化铵浆料和氢氧化钙浆料分别进料，氯化铵的进料浓度为14 85g/100g浆料，氢氧化钙的进料浓度为8 80g/100g浆料。3.根据权利要求1，其中氢氧化钙的来源主要为电石渣或生石灰水解或其它氢氧化钙废渣。4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐盛伟，周飞，梁斌，李汉川，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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