一种低氯硫酸钾的生产系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种低氯硫酸钾的生产系统，所述生产系统包括第一曼海姆炉、第一筛分装置、第一破碎装置、混合装置和第二曼海姆炉，所述第一曼海姆炉中的硫酸钾产物进入第一筛分装置筛分，筛分后的筛上物进入第一破碎装置，粉碎的筛上物在混合装置中与浓硫酸混合，混合物进入第二曼海姆炉进行加热反应，获得低氯硫酸钾。本实用新型专利技术通过将相应设备依次连接，对第一曼海姆炉的出料中筛上物进一步处理，使原料反应更加充分，实现了低氯硫酸钾的连续生产，筛上物在第二曼海姆炉中进行反应，对于采用曼海姆法生产硫酸钾的厂家，可充分利用现有生产设备，在现有生产设备的基础上仅改变物料输送方式即可完成生产系统的搭建，节省了成本投资。

【技术实现步骤摘要】
一种低氯硫酸钾的生产系统
本技术属于无机化工
，具体地说，涉及一种低氯硫酸钾的生产系统。
技术介绍
现有技术中，硫酸钾的工业化生产多采用曼海姆法，以氯化钾和浓硫酸为原料，按一定的配比连续投入曼海姆炉中进行反应，生成硫酸钾。具体的反应过程包括以下两步：KCl+H2SO4→KHSO4+HClKCl+KHSO4→K2SO4+HCl以上两步反应均为非均相反应，受到反应过程中加热不均匀等因素的影响，第一步反应生成的硫酸氢钾常包覆在氯化钾表面，阻碍了反应的进一步进行，造成产物中氯含量偏高。对于曼海姆炉生产的硫酸钾，在刚刚出炉子，没有加中和剂的情况下，氯含量在1.5％时，硫酸含量一般在3％；氯含量在1.0％时，硫酸含量一般在4.5％。固体原料在反应过程中发生结块，会导致更大比例的氯化钾被包覆，造成最终产物中的氯含量偏高。因而，对于曼海姆法生产的硫酸钾产品，粒径较小的颗粒中，可能被包覆的氯化钾更少，氯含量相对较低，而粒径较大的颗粒中氯含量普遍偏高。若需要生产低氯硫酸钾产品，则需要对曼海姆法生产硫酸钾的出料进行筛分，粒径较小的筛下物可以直接收集，对于粒径较大的筛上物，还需对其进一步处理，将其中的氯含量降至标准以下。在上述生产方式中，为对筛上物进行处理，现有生产方法中采用如下方案。对生产硫酸钾产品(K2O≥52％)出炉的产物进行筛分，收集筛下物作为低氯硫酸钾产品(K2O≥52％)，将分离出的大颗粒返料至普通硫酸钾产品(K2O≥50％)的生产设备中，作为普通硫酸钾产品(K2O≥50％)的原料。由于两种产品的价格间存在差异，以及大颗粒作为返料造成的中合剂用量差异等因素，生产低氯硫酸钾产品(K2O≥52％)的成本会比生产游离酸含量小于等于3％，氯含量小于等于1.5％的硫酸钾产品(K2O≥52％)更高。经计算，每吨产品的成本增加约为293元。同时，每生产1000t低氯硫酸钾，就要生产25000t的普通硫酸钾产品(K2O≥50％)来消耗所产生的筛上物，降低了硫酸钾产品(K2O≥52％)所占的生产比例。申请号为95108703.7的中国专利公开了一种用曼海姆炉法制造硫酸钾的无返料工艺，其特征在于将硫酸钾返料与硫酸混合后，进入反应器加热反应，硫酸浓度为98％，用量为反应理论用量的80％-110％，反应在400-600℃之间进行，经过0.3-4小时后，反应产物经冷却，破碎后得到合格成品。但在该方案中，需增设一台新的反应器进行生产，增加了成本。有鉴于此特提出本技术。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可充分利用现有设备生产低氯硫酸钾的生产系统，通过将第一曼海姆炉和第二曼海姆炉连通，并在两者之间设置相应装置对第一曼海姆炉的出料进行筛分，破碎，加酸混合，之后投入第二曼海姆炉进行进一步反应，使原料反应更加充分，实现了低氯硫酸钾的连续生产。为解决上述技术问题，本技术采用技术方案的基本构思是：一种低氯硫酸钾的生产系统，包括第一曼海姆炉、第一筛分装置、第一破碎装置、混合装置和第二曼海姆炉，所述第一曼海姆炉中的硫酸钾产物进入第一筛分装置筛分，筛分后的筛上物进入第一破碎装置，粉碎的筛上物在混合装置中与浓硫酸混合，混合物进入第二曼海姆炉进行加热反应，获得低氯硫酸钾。在上述方案中，第一曼海姆炉的出料经第一筛分装置筛分，将氯含量偏高的筛上物送入第一破碎装置粉碎，可将内部被包覆的氯化钾暴露出来，再进入混合装置与浓硫酸混合，最后进入第二曼海姆炉进行加热反应，从而将筛上物中过量的氯离子消耗掉，使所生产的硫酸钾产品中氯含量大幅度降低。进一步地，所述第一曼海姆炉包括多台，多台第一曼海姆炉连接至相同的第一筛分装置或者分别连接一台第一筛分装置；多台第一筛分装置连接至相同的第一破碎装置或者分别连接一台第一破碎装置；优选的，第一曼海姆炉包括四台，每台第一曼海姆炉分别连接一台第一筛分装置，每台第一筛分装置连接一台第一破碎装置。在上述方案中，第一曼海姆炉的出料中，筛上物的占比小于筛下物的占比，最终仅筛上物进入第二曼海姆炉进行加热反应，通过设置多台第一曼海姆炉对应一台第二曼海姆炉，可以尽可能充分地利用第二曼海姆炉的生产能力。一般情况下，第一曼海姆炉的出料中筛上物占比约为20％-25％，优选每四台第一曼海姆炉对应一台第二曼海姆炉，在第一与第二曼海姆炉的生产能力接近的情况下，可以使第二曼海姆炉的生产能力得到充分利用。进一步地，所述第一破碎装置与混合装置之间设有运输装置，所述运输装置将第一破碎装置中物料输送至混合装置；优选的，所述输送装置为斗提机。进一步地，所述混合装置具有搅拌装置和喷雾装置，浓硫酸通过喷雾装置成雾状进入混合装置，在搅拌装置的搅拌下与筛上物混合。在上述方案中，浓硫酸的用量与固体颗粒状的筛上物相比很小，将筛上物送入混合装置中，再向其中喷入雾状的浓硫酸，可以使浓硫酸形成的雾状液滴包裹在固体颗粒表面，通过搅拌使两者混合更加均匀，有利于后续在第二曼海姆炉中的反应更充分的进行。进一步地，所述第一曼海姆炉的燃烧室设有烟气出口，所述第二曼海姆炉设有烟气入口，所述第一曼海姆炉的烟气出口与第二曼海姆炉的烟气入口通过管路连通。在上述方案中，送入第二曼海姆炉的混合物料中筛上物颗粒质量占比大于90％，浓硫酸与其混合后为固态，且筛上物中硫酸钾占较大比重，未完全反应的氯化钾及硫酸氢钾相对较少，反应的完成不需要很大的推动力，因而可以在稍低温度下进行反应。第二曼海姆炉中物料的反应温度低于一般曼海姆法生产硫酸钾产生的烟气尾气的温度，可以将第一曼海姆炉的烟气尾气通至第二曼海姆炉为反应提供热量，缺少的能量再由新加的天然气提供，可以大幅度减少天然气的用量，节约了能源，同时节省了生产成本。同时，现有工艺中采用曼海姆法生产硫酸钾时，由于原料硫酸为液态，会腐蚀曼海姆炉的炉床，容易造成酸泄露，一般不将烟气通入炉子底部再次利用其中的热能，而上述的生产系统中，进入第二曼海姆炉的物料为固态，不存在液体浓硫酸，也就不存在炉底的腐蚀现象，因此可以将烟气通至炉底利用该热量。进一步地，还包括盐酸尾气回收系统，所述第一曼海姆炉和第二曼海姆炉的反应室的盐酸尾气出口与同一盐酸尾气回收系统相连通。在上述方案中，通过曼海姆法制备硫酸钾会产生大量氯化氢气体，通过设置盐酸尾气回收系统可以对反应尾气中的盐酸气体进行收集用于生产副产品盐酸，避免环境污染。送入第二曼海姆炉的混合物料中大部分为硫酸钾，进一步加热反应产生的盐酸气体在反应尾气中的含量远小于一般曼海姆法产生的尾气中盐酸的含量，经测定，所述盐酸气体的含量约为一般曼海姆法生产硫酸钾产生的尾气中盐酸含量的6％。同一套盐酸尾气处理系统在收集处理第一曼海姆炉盐酸尾气的同时，也具有足够的处理能力对第二曼海姆炉产生的少量盐酸进行收集处理。通过将第一曼海姆炉和第二曼海姆炉的反应室的盐酸尾气出口连接至同一套盐酸尾气回收系统，无需再为第二曼海姆炉单独增设尾气回收系统，节省了成本。进一步地，包括多套盐酸尾气回收系统，所述第一曼海本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低氯硫酸钾的生产系统，其特征在于：所述生产系统包括第一曼海姆炉、第一筛分装置、第一破碎装置、混合装置和第二曼海姆炉，所述第一曼海姆炉中的硫酸钾产物进入第一筛分装置筛分，筛分后的筛上物进入第一破碎装置，粉碎的筛上物在混合装置中与浓硫酸混合，混合物进入第二曼海姆炉进行加热反应，获得低氯硫酸钾。/n

【技术特征摘要】
1.一种低氯硫酸钾的生产系统，其特征在于：所述生产系统包括第一曼海姆炉、第一筛分装置、第一破碎装置、混合装置和第二曼海姆炉，所述第一曼海姆炉中的硫酸钾产物进入第一筛分装置筛分，筛分后的筛上物进入第一破碎装置，粉碎的筛上物在混合装置中与浓硫酸混合，混合物进入第二曼海姆炉进行加热反应，获得低氯硫酸钾。


2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于：所述第一曼海姆炉包括多台，多台第一曼海姆炉连接至相同的第一筛分装置或者分别连接一台第一筛分装置；多台第一筛分装置连接至相同的第一破碎装置或者分别连接一台第一破碎装置。


3.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于：所述第一破碎装置与混合装置之间设有运输装置，所述运输装置将第一破碎装置中物料输送至混合装置。


4.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于：所述混合装置具有搅拌装置和喷雾装置，浓硫酸通过喷雾装置成雾状进入混合装置，在搅拌装置的搅拌下与筛上物混合。


5.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于：所述第一曼海姆炉的燃烧室设有烟气出口，所述第二曼海姆炉设有烟气入口，所述第一曼海姆炉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙新德，王迎春，姜杰，张欣，
申请(专利权)人：青岛碱业钾肥科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37