用含硫氧化物的废气生产肥料的方法及装置制造方法及图纸

提供由含硫氧化物的废气，用廉价的氯化钾回收硫酸钾的方法及装置。回收该硫酸钾用的装置备有废气与溶解有氨的吸收液进行接触的气体吸收器，和导入来自该气体吸收器的接触了废气的吸收液的导入手段及导入氯化钾的导入手段且所导入的吸收液与氯化钾进行水系混合而使硫酸钾晶析的混合晶析器。用注入氨代替废气与吸收液接触，由此得到的反应生成物，可在混合晶析器中与氯化钾进行水系混合。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及肥料的生产方法，尤其是用含硫氧化物废气生产硫酸钾的肥料生产方法及装置。将这种装置用于含硫氧化物的废气时，该硫氧化物可一部分在氧化容器内提高氧化度，另一部分直接同氮氧化物一样，被溶解有前述碳酸钾或苛性钾的碱性水溶液吸收，在碱性吸收液中，硫氧化物转化成硫酸钾(K2SO4，以下称硫酸钾)。可是，一般苛性钾是采用电解氯化钾(KCl，以下称氯化钾)生产，而碳酸钾是由苛性钾和二氧化碳来合成，这些反应剂因为采用耗电的工序生产，单价高，因此使用这些方法的老技术存在运转费用高的问题。鉴于上述现有技术，本专利技术目的在于提供可用低廉的运转费由含硫氧化物的废气回收硫酸钾的肥料的生产方法及生产装置。该肥料生产方法中的废气与氨的反应，可通过使该废气与溶解有氨的吸收液接触进行。另外，也可以直接将氨或氨与水混合后注入废气中，这时，在前述废气中注入氨之前或之后，可对该废气照射电子束。另外，本专利技术提供一种肥料生产装置，其特征是该装置配备有使废气与溶解有氨的吸收液进行接触的气体吸收器、具有将气体吸收器中与前述废气接触后的吸收液导入的导入手段以及导入氯化钾的导入手段且所导入的吸收液与氯化钾进行水系混合(通过水混合)而结晶析出硫酸钾的混合晶析器。本专利技术还提供一种肥料生产装置，其特征是具有带废气导入口和将氨或氨与水混合后注入废气中的氨注入手段的气体反应器、和回收该气体反应器中所生成的反应生成物的生成物回收装置、以及使硫酸钾结晶析出的混合晶析器，该混合晶析器带有导入前述生成物回收装置所回收的反应生成物的导入手段和导入氯化钾的导入手段，使所导入的反应生成物与氯化钾进行水系混合。在生成物回收装置的下游，可设置具有导入回收反应生成物后的废气的导入口，使导入的废气与溶解有氨、硫酸离子和亚硫酸离子中至少一种的吸收液进行接触的气体吸收器，混合晶析器也可以设置将气体吸收器中与前述废气接触的吸收液导入的导入手段，在该肥料生产装置中，气体反应器也可以配备对器内的废气进行电子束照射的电子束照射装置。另外，在这些肥料生产装置中，可配备与混合晶析器相连接的、用于分离来自晶析器的硫酸钾结晶的分离器，还可配备将用分离机分离硫酸钾之后的水溶液导入，使该水溶液蒸发、晶析残余化合物的蒸发晶析器，该蒸发晶析器接在分离机之后。以上是本专利技术的基本内容，以下进一步详细叙述。本专利技术中的钾源，使用氯化钾代替碳酸钾或苛性钾。一般，氯化钾可作为钾岩盐天然生产或由光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)结晶析出。如前所述，因为苛性钾通过电解氯化钾生产，碳酸钾由苛性钾与二氧化碳合成，所以氯化钾与碳酸钾和苛性钾相比，可以明显低廉的价格得到。但是，氯化钾的水溶液是中性，因此，即使废气与溶解有氯化钾的水溶液接触，也不能有效地吸收废气中的硫氧化物。为此，只把过去装置中碳酸钾或苛性钾的水溶液换成氯化钾的水溶液，不能成为用含硫氧化物的废气生产肥料的有效方法。因此，本专利技术人对除去废气中硫氧化物的反应，研究不用有钾的物质，通过使用其他反应剂的除去反应，使生成的反应生成物与氯化钾进行反应而生成硫酸钾的方法，该方法是使含硫氧化物的废气与氨反应，生成含有硫铵的反应生成物，在回收该反应生成物的基础上，与氯化钾混合后，分离硫酸钾的肥料生产方法。含有硫铵的反应生成物与氯化钾同时溶解于水时，通过下述的反应式(1)，由反应生成物中的硫铵和氯化钾生成硫酸钾和氯化铵(NH4Cl，以下称氯铵)，因为两者的溶解度不同，可晶析出硫酸钾。(1)如果分离这样晶析的硫酸钾，可得到硫酸钾。这一系列工艺中所使用的是氯化钾和氨，如上述，氯化钾是苛性钾和碳酸钾的原料，又因氨可低廉地由空气中的氮和天然气等合成，因此可比使用苛性钾和碳酸钾的现有技术能低廉地生产硫酸钾。在混合晶析过程中，氯化钾相对于硫铵的比例小时，在晶析物中含有氯铵、硫铵。因为这些铵盐均可作为肥料用，因此晶析物也可直接作为肥料利用。另外，分离出晶析的硫酸钾之后的母液，主要成份是氯铵等的铵盐，是含有若干未晶析的硫酸钾的水溶液，若从该母液中蒸去水分后再晶析，则得到含有氨性氮和钾成份的二元肥料。众知，硫酸钾最适宜作种植烟草和茶叶的肥料，但用于这样的用途时，必须提高硫酸钾的纯度。为此作为一种办法，有时在上述的混合晶析过程中，提高氯化钾相对于硫铵的比例，但这时母液中氯化钾、硫酸钾的钾成分流出的比例增高。作为提高硫酸钾的纯度且抑制钾成分流出的方法，有把混合晶析过程分成两个阶段的方法。即，第一个阶段使氯化钾相对于硫铵的比例低一些，得到纯度低的粗硫酸钾作为中间晶析物，然后，在该粗硫酸钾中加入氯化钾进行第二个阶段的晶析，混在粗硫酸钾中的铵盐几乎完全转移到母液中，得到纯度高的硫酸钾。氯化钾在与前述含有硫铵的反应生成物混合之前，可预先在溶解槽中溶于水之后，与含有硫铵的反应生成物进行混合。另外，如果设置精制装置，从溶解所得水溶液中除去杂质，作为氯化钾源可以使用粗氯化钾或钾岩盐等的原料。作为含硫氧化物的废气与氨反应生成含有硫铵的反应生成物的方法，有使废气与溶解有氨的吸收液进行接触的方法。该方法中，反应生成物作为溶解有硫铵的水溶液回收，在溶解有该硫铵的水溶液中添加氯化钾，或在该水溶液中添加水溶解形成稀释水溶液可产生反应式(1)的反应。另外，作为含硫氧化物废气与氨反应生成硫铵的方法，还有在废气中注入氨的方法。作为氨的注入法，有注入氨气的方法、将液态氨喷雾的方法、氨与水混合进行喷雾注入的方法。还可通过在注入氨之前或注入氨之后照射电子束，提高脱除废气中硫氧化物的回收率。在这些方法中，反应生成物为含硫铵的气溶胶，该反应生成物，在使用生成物回收装置例如干式电除尘装置时，作为粉体回收。而在使用生成物回收装置例如湿式电除尘装置时，作为溶解有硫铵的水溶液被回收。另外，以粉体状态回收电除尘器中的反应生成物时，由集尘板上散落掉的生成物，还可采用使该生成物溶解于水后，以水溶液状态进行输送的折衷方式。反应生成物作为水溶液回收时，混合晶析过程如上所述。而作为粉体回收时，该粉体与氯化钾同时溶解于水，可产生反应式(1)的反应。此外，在水中的溶解，如前述，可首先使氯化钾溶解于水，在该水溶液中再溶解含硫铵的粉体。还可以先把含硫铵的粉体溶解于水，再在该水溶液中溶解氯化钾。另外，也可分别将氯化钾和含该硫铵的粉体溶解于水，再将这些水溶液进行混合。不用电子束照射时，或电子束的辐射剂量少时，硫铵的生成效率较小，有时废气中硫氧化物或注入的氨残留较多。这时设置气体吸收器，通过使回收反应生成物后的废气与溶解有氨、硫酸离子、亚硫酸离子等的吸收液接触，使废气中残存的硫氧化物或氨被吸收在吸收液中，可将它们作为硫铵回收。而且，所回收的吸收液可与生成物回收装置回收的硫铵一起送到混合晶析器。吸收液的组成按照进入气体吸收器的废气中残存的硫氧化物和氨的浓度进行调整。在混合晶析器中，所提供的水溶液的浓度低时，蒸发水溶液中所含水分的装置过大，装置所需蒸汽等的能量也增加。因此，供给混合晶析器的水溶液浓度优选尽可能高，水分量较少。作为生成物回收装置用干式电除尘器时，在其下游设置气体吸收器时，因大部分的硫铵在干式电除尘器中作为粉体回收，故气体吸收器中用于回收硫铵的吸收液的水分量不要超过为溶解回收的总硫铵(粉体硫铵+吸收液中的硫铵)所需最低限的水分量。为此，混合晶析器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肥料生产方法，其特征是，含硫氧化物的废气与氨反应，生成含有硫铵即硫酸铵的反应生成物，将该反应生成物与氯化钾进行水系混合，回收结晶析出的硫酸钾。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井筒政弘，前泽章彦，铃木良治，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]