一种利用脱硫石膏制备硫酸钾的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用脱硫石膏制备硫酸钾的方法：盐酸送至重结晶釜，加入脱硫石膏与氯化钾，重结晶反应；得到重结晶液与底泥；重结晶液送至中和反应釜，底泥排入底泥中和槽；中和反应釜加入碳酸钾溶液，发生中和反应；中和反应液引入氨化反应釜；向氨化反应釜通入氨气，中和反应液发生氨化反应；所排氨气至氨气回收工序，所得硫酸钾晶体与氨化反应液输送至硫酸钾离心机；通过硫酸钾离心机分离后，分离出的液体至氨水回收工序，所得硫酸钾晶体收集后送干燥工序干燥。本发明专利技术充分利用脱硫石膏的附加价值，将脱硫石膏转化为硫酸钾，拓宽脱硫石膏应用方向，利用固废生产有价值产品，适用于有热电装置与合成氨装置的化工企业。

【技术实现步骤摘要】
一种利用脱硫石膏制备硫酸钾的方法
本专利技术属于环保
，更具体地说，是涉及一种利用脱硫石膏制备硫酸钾的方法。
技术介绍
硫酸钾是优秀的忌氯农作物钾肥，对烟草，茶叶等经济作物品质影响至关重要。我国的高品质硫酸钾肥需求较大，有相当一部分依靠国外进口。目前常用的硫酸钾生产方法为曼海姆法，该方法利用氯化钾与浓硫酸为原料并副产盐酸。在500℃～530℃条件下，氯化钾与浓硫酸反应，首先生成硫酸氢钾与氯化氢，进一步的硫酸氢钾与氯化钾反应生成硫酸钾与氯化氢，反应生成的硫酸钾由反应室出口排出进入下一工序。但曼海姆法对设备腐蚀性大，能耗大，设备运行维护资金投入大。脱硫石膏是热电烟气脱硫工序的副产物，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙。烟气脱硫石膏呈较细颗粒状，平均粒径为40～60μm，颗粒呈短柱状，径长比在1.5～2.5，颜色呈灰、黄，二水硫酸钙含量较高一般都在90％以上，含游离水一般在10％～15％，其中还含飞灰、有机碳、碳酸钙、亚硫酸钙及由钠、钾、镁的硫酸盐或氯化物组成的可溶性盐等杂质。现阶段脱硫石膏大部分作为掺混剂加入到水泥或混凝土中，也有部分被用于建筑材料生产。因为脱硫石膏的产量非常大，市场对脱硫石膏的消化能力无法完全满足脱硫石膏的产能，导致很多热电企业脱硫石膏堆积。现有技术存在以下缺点:1.曼海姆法硫酸钾生产工艺设备腐蚀大，能耗高，设备运行维护资金投入大。2.脱硫石膏现有处理处理方式附加值低，处理方式单一。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种利用脱硫石膏制备硫酸钾的方法，以脱硫石膏为原料，利用盐酸与氯化钾重结晶，而后加入碳酸钾溶液调节pH，进一步使用氨化法制备硫酸钾。充分利用脱硫石膏的附加价值，将脱硫石膏转化为硫酸钾，拓宽脱硫石膏应用方向，利用固废生产有价值产品。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术利用脱硫石膏制备硫酸钾的方法，包括以下过程：步骤一，脱硫石膏重结晶将来自盐酸罐的盐酸送至重结晶釜中，开启重结晶釜搅拌装置与重结晶釜加热装置，然后加入脱硫石膏与氯化钾，发生重结晶反应；反应得到重结晶液与底泥；重结晶液通过重结晶液输送泵输送至中和反应釜，底泥由底泥出口排入底泥中和槽；步骤二：中和反应重结晶液进入中和反应釜后，开启中和反应釜搅拌装置与中和反应釜加热装置，然后加入碳酸钾溶液，发生中和反应；反应产生的二氧化碳气体通过二氧化碳排空管线排出，所得中和反应液则经过中和液输送泵引入氨化反应釜；步骤三：氨化反应中和反应液进入氨化反应釜后，向氨化反应釜通入氨气，使中和反应液发生氨化反应；反应所排氨气通过氨气回收管线至氨气回收工序，所得硫酸钾晶体与氨化反应液通过硫酸钾液输送泵至硫酸钾离心机；步骤四：离心分离、干燥硫酸钾晶体与氨化反应液通过硫酸钾离心机分离后，分离出的液体至氨水回收工序，所得硫酸钾晶体收集后送干燥工序干燥。步骤一中重结晶反应持续时间为50min～90min，重结晶温度为95℃～105℃。步骤一中向重结晶釜中加入脱硫石膏、氯化钾的质量比为1.6：1～2.6：1。步骤一中得到的重结晶底泥进入底泥中和槽后，开启底泥搅拌装置；引入AⅡ废液，混合过程中测试底泥中和槽内的pH值，当pH为中性时停止AⅡ废液加入；打开底泥中和槽下部的重结晶底泥排出口，底泥进入板框式压滤机后得到废水与污泥，废水去污水处理工序，污泥送至烧砖厂家。步骤二中中和反应温度为90℃～100℃，步骤二中当中和反应釜内pH为7～8时，停止加入碳酸钾溶液，中和反应结束。步骤三中氨气通入时间为50min-110min。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：(1)本专利技术制备硫酸钾使用的是热电厂烟气脱硫工序所得脱硫石膏，解决了脱硫石膏积压的问题，拓宽了脱硫石膏的应用渠道，提高了脱硫石膏的附加价值。(2)本专利技术有效的解决了脱硫石膏重结晶时所产生的酸性底泥，同时使AⅡ废液得到了充分利用。(3)本专利技术避免浓硫酸与高温的反应条件，减少了设备腐蚀及反应能耗。附图说明图1是本专利技术利用脱硫石膏制备硫酸钾的系统示意图。图2是本专利技术利用脱硫石膏制备硫酸钾的方法流程图。附图标记：1重结晶釜，2重结晶釜搅拌装置，3盐酸罐，5放空管线，6盐酸加入口，7固体加入口，8底泥出口，9重结晶液出口，10重结晶釜加热装置，11底泥中和槽，12AⅡ废液加入口，13底泥搅拌装置，14重结晶底泥排出口，15重结晶液输送泵，16重结晶液进口，17中和反应釜，18中和反应釜搅拌装置，19碳酸钾溶液罐，21碳酸钾溶液计量泵，22碳酸钾溶液加入口，23二氧化碳排空管线，24中和液出口，25中和反应釜加热装置，26中和液输送泵，27中和液进口，28氨化反应釜，29氨化反应釜搅拌装置，30氨气进口，31氨气回收管线，32硫酸钾液出口，33硫酸钾液输送泵，34硫酸钾离心机，35板框式压滤机。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。如图1所示，本专利技术利用脱硫石膏制备硫酸钾的系统，包括重结晶釜1、盐酸罐3、底泥中和槽11、重结晶液输送泵15、碳酸钾溶液罐19、碳酸钾溶液计量泵21、中和反应釜17、中和液输送泵26、氨化反应釜28、硫酸钾液输送泵33、硫酸钾离心机34。所述重结晶釜1内部设置有重结晶釜搅拌装置2，外部设置有重结晶釜加热装置10。所述重结晶釜1顶部设置有放空管线5、盐酸加入口6、固体加入口7，所述盐酸加入口6通过管线与盐酸罐3连接。所述盐酸罐3设置位置应高于重结晶釜1，所述盐酸罐3中盐酸利用重力自流方式加入重结晶釜1中。所述固体加入口7通过手动方式打开，经固体加入口7向重结晶釜1加入脱硫石膏与氯化钾。所述重结晶釜1底部设置有底泥出口8和重结晶液出口9，所述底泥出口8通过软连接管线与底泥中和槽11连接。所述底泥中和槽11内部设置有底泥搅拌装置13，上部设置有AⅡ废液加入口12，下部设置有重结晶底泥排出口14，重结晶底泥排出口14与板框式压滤机35相连。其中，所述重结晶液输送泵15类型为齿轮泵。所述中和反应釜17内部设置有中和反应釜搅拌装置18，外部设置有中和反应釜加热装置25。所述中和反应釜17上部设置有重结晶液进口16、碳酸钾溶液加入口22和二氧化碳排空管线23。所述重结晶液进口16与重结晶液出口9之间通过管线连接重结晶液输送泵15，所述碳酸钾溶液加入口22经碳酸钾溶液计量泵21连接碳酸钾溶液罐19。所述中和反应釜17下部设置有中和液出口24。其中，所述碳酸钾溶液计量泵21带有计量功能。所述氨化反应釜28内部设置有氨化反应釜搅拌装置29。所述氨化反应釜28上部设置有中和液进口27和氨气回收管线31。所述中和液进口27与中和液出口24之间通过管线连接中和液输送泵26，所述氨气回收管线31连接至氨气回收工序。所述氨化反应釜28侧面设置有氨气进口30，所述氨气进口30应设置在氨化反应釜28侧面接近釜底部分。氨化反应釜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用脱硫石膏制备硫酸钾的方法，其特征在于，包括以下过程：/n步骤一，脱硫石膏重结晶/n将来自盐酸罐(3)的盐酸送至重结晶釜(1)中，开启重结晶釜搅拌装置(2)与重结晶釜加热装置(10)，然后加入脱硫石膏与氯化钾，发生重结晶反应；反应得到重结晶液与底泥；重结晶液通过重结晶液输送泵(15)输送至中和反应釜(17)，底泥由底泥出口(8)排入底泥中和槽(11)；/n步骤二：中和反应/n重结晶液进入中和反应釜(17)后，开启中和反应釜搅拌装置(18)与中和反应釜加热装置(25)，然后加入碳酸钾溶液，发生中和反应；反应产生的二氧化碳气体通过二氧化碳排空管线(23)排出，所得中和反应液则经过中和液输送泵(26)引入氨化反应釜(28)；/n步骤三：氨化反应/n中和反应液进入氨化反应釜(28)后，向氨化反应釜(28)通入氨气，使中和反应液发生氨化反应；反应所排氨气通过氨气回收管线(31)至氨气回收工序，所得硫酸钾晶体与氨化反应液通过硫酸钾液输送泵(33)至硫酸钾离心机(34)；/n步骤四：离心分离、干燥/n硫酸钾晶体与氨化反应液通过硫酸钾离心机(34)分离后，分离出的液体至氨水回收工序，所得硫酸钾晶体收集后送干燥工序干燥。/n...

【技术特征摘要】
1.一种利用脱硫石膏制备硫酸钾的方法，其特征在于，包括以下过程：
步骤一，脱硫石膏重结晶
将来自盐酸罐(3)的盐酸送至重结晶釜(1)中，开启重结晶釜搅拌装置(2)与重结晶釜加热装置(10)，然后加入脱硫石膏与氯化钾，发生重结晶反应；反应得到重结晶液与底泥；重结晶液通过重结晶液输送泵(15)输送至中和反应釜(17)，底泥由底泥出口(8)排入底泥中和槽(11)；
步骤二：中和反应
重结晶液进入中和反应釜(17)后，开启中和反应釜搅拌装置(18)与中和反应釜加热装置(25)，然后加入碳酸钾溶液，发生中和反应；反应产生的二氧化碳气体通过二氧化碳排空管线(23)排出，所得中和反应液则经过中和液输送泵(26)引入氨化反应釜(28)；
步骤三：氨化反应
中和反应液进入氨化反应釜(28)后，向氨化反应釜(28)通入氨气，使中和反应液发生氨化反应；反应所排氨气通过氨气回收管线(31)至氨气回收工序，所得硫酸钾晶体与氨化反应液通过硫酸钾液输送泵(33)至硫酸钾离心机(34)；
步骤四：离心分离、干燥
硫酸钾晶体与氨化反应液通过硫酸钾离心机(34)分离后，分离出的液体至氨水回收工序，所得硫酸钾晶体收集后送干燥工序干燥。

【专利技术属性】
技术研发人员：苗淳，张波，李满枝，李越，杨志波，
申请(专利权)人：天津渤化永利化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12