一种碳酸氢铵的干燥方法与流程

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种碳酸氢铵的干燥方法。

背景技术：

碳酸氢铵又称碳铵，广泛用于农业、工业和食品加工业。农业上是最安全的氮肥品种之一，不含有害的中间产物和最终分解产物，长期施用不影响土质，适用于各种土壤和各种作物。工业上可用作发泡剂、膨松剂、缓冲剂、充气剂等。食品工业用于用作面包、饼干、煎饼等的膨松剂的原料。亦用作发泡粉末果汁的原料。绿色蔬菜、竹笋等烫漂等。

碳酸氢铵无色透明结晶或白色结晶性粉末。稍有氨臭。相对密度1.586。熔点36～60℃（分解）。在空气中易风化。对热不稳定，60℃以上时迅速挥发，离解成氨、二氧化碳和水，但在室温下十分稳定。稍有吸湿性，易溶于水。

食品或工业用碳铵为无（微）水粉末碳铵。生产过程为：氨水和二氧化碳在碳化塔内完成碳酸氢铵的结晶，经离心分离得到含水3-5%的湿碳铵，再经干燥得到水分<0.1%的粉状碳铵成品。

湿碳铵的干燥过程主要是通过气流干燥或沸腾床干燥的物理法完成的，由于碳铵的易分解特点，很容易造成碳铵的分解和氨的损失。

也有其它一些碳铵干燥方法的介绍：“用化学法干燥碳酸氢铵”（《现代化工》龚华庆1983），和“碳酸氢铵干燥方法的探讨”（《现代化工》刘忠兴2000）的两篇文章有关于碳酸氢铵化学法除水的论述，但都局限概念和探讨，事实上，在现有碳酸氢铵的干燥装置中，用化学法是无法将水完全除掉的，因为湿碳铵中通入氨或二氧化碳气体与水进行下面的反应：

nh3(气)+co2(气)+h2o（液）=nh4hco3（液），反应放热381kcal/kg；还有碳酸氢铵的结晶放热85kcal/kg。整个过程中，每kg碳铵放出热量466kcal，每吨湿碳铵含水量40kg左右，生成碳酸氢铵晶体后共放热81809kcal，可使物料升温200℃以上，这是碳酸氢铵难以承受的。而在60℃以下的固态湿料中，完成该伴有大量热量产生的气液反应，热量的移出、温度的控制、未反应氨的回收都是是行业难题，没有成熟的设备和技术可以利用。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种改进的碳酸氢铵干燥方法，该干燥方法能够不需要外来能源、降低尾气排放、减小碳酸氢铵干燥过程氨的挥发损失。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：该碳酸氢铵干燥方法包括用于干燥湿碳酸氢铵的干燥器，湿碳酸氢铵经干燥后将成品和废气分离的分离器，在干燥器之前设置一反应器，湿碳酸氢铵首先进入反应器，再往反应器内通入氨气和二氧化碳气，使之先大量生成氨基甲酸铵：2nh3+co2=nh4coonh2，过程反应热可使物料温度升高，控制在50℃左右，在接近58℃处通入用来降温的、富含二氧化碳的循环冷却气，随着物料向尾部移动并和冷却气体的充分接触，湿料中的氨基甲酸铵发生相对缓慢的水解反应生成碳酸氢铵：nh4coonh2+2h2o+co2=2nh4hco3，反应热加热循环冷却气，被加热的气体，将湿物料中的部分水“气提”到循环冷却气中达到接近饱和状态，从干燥器的尾部排出，经冷却降温、水雾分离后再经循环风机送人干燥器，继续往复循环。

本发明的另一种方式，也可以使湿碳酸氢铵进入干燥器后再通入氨气和过量二氧化碳气，控制好氨气浓度，使之先大量生成氨基甲酸铵:nh4coonh2+2h2o+co2=2nh4hco3。

该技术对湿碳酸氢铵的干燥过程不需用燃气或水蒸汽提供热量。利用氨基甲酸铵的缓慢水解反应提供干燥用热，湿物料中的水分主要由富含二氧化碳的循环气体带走。

整个干燥过程在封闭状态中运行。循环冷却气在二氧化碳反应到一定程度后，其中co、h2、ch4等有效气浓度提高，可排至制气、净化车间回收利用。

少量的水通过参与反应提供物料、循环气升温、生产装置的散热，及大部分水汽化需要的热量，只要反应的水量和循环冷却气体量匹配，就能达到湿态碳酸氢铵除水干燥的目的。

本发明的有益效果。（1）干燥过程不需用燃气或水蒸汽提供热量，可降低产品生产运营成本。

（2）循环气中大量二氧化碳气体的存在，可抑制因温度升高造成碳酸氢铵分解使氨气进入循环气中。气体中的氨气越少，降温和净化分离就越容易，净化副产的稀氨水就越少，可防止稀氨水过剩而排放造成污染和损失，干燥过程的封闭运行和干燥尾气的回收，使干燥过程无废气排放。

（3）利用合成氨等化工产品生产中多余的富含二氧化碳的气体，既可减少工厂的废气排放量，又可回收废气中的有效气，降低产品的原料成本。

（4）与热空气或燃气干燥相比，可减少因氨的挥发造成的3-6%碳酸氢铵损失。

（5）由于过程是封闭的，可避免由于热空气净化不彻底对产品造成的污染。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为现有技术的工艺流程图。

具体实施方式

实施例一：该碳酸氢铵干燥方法包括用于干燥湿碳酸氢铵的干燥器，湿碳酸氢铵经干燥后将成品和废气分离的分离器，其特征在于在干燥器之前设置一反应器，湿碳酸氢铵首先进入反应器，再往反应器内通入氨气和二氧化碳气，使之先大量生成氨基甲酸铵：2nh3+co2=nh4coonh2，过程反应热可使物料温度升高，控制物料温度<58℃，在接近58℃处通入用来降温的、富含二氧化碳的循环冷却气，随着物料向尾部移动并和冷却气体的充分接触，湿料中的氨基甲酸铵发生相对缓慢的水解反应生成碳酸氢铵。反应热加热循环冷却气，被加热的气体，将湿物料中的部分水“气提”到循环冷却气中达到接近饱和状态，从干燥器的尾部排出，经冷却降温、水雾分离后再经循环风机送人干燥器，继续往复循环。

实施例二：该碳酸氢铵干燥方法包括用于干燥湿碳酸氢铵的干燥器，湿碳酸氢铵进入干燥器后再通入氨气和过量二氧化碳气，控制好氨气浓度，使之先大量生成氨基甲酸铵，nh4coonh2+2h2o+co2=2nh4hco3，过程反应热可使物料温度升高，控制物料温度<58℃，在接近58℃处通入用来降温的、富含二氧化碳的循环冷却气，随着物料向尾部移动并和冷却气体的充分接触，湿料中的氨基甲酸铵发生相对缓慢的水解反应生成碳酸氢铵。反应热加热循环冷却气，被加热的气体，将湿物料中的部分水“气提”到循环冷却气中达到接近饱和状态，从干燥器的尾部排出，经冷却降温、水雾分离后再经循环风机送人干燥器，继续往复循环。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种碳酸氢铵的干燥方法，属于化工技术领域。该碳酸氢铵干燥方法是在干燥器之前设置一反应器，湿碳酸氢铵首先进入反应器，再往反应器内通入氨气和二氧化碳气，或者使湿碳酸氢铵进入干燥器后再通入氨气和过量二氧化碳气，控制好氨气浓度，使之先大量生成氨基甲酸铵，反应热加热循环冷却气，被加热的气体，将湿物料中的部分水“气提”到循环冷却气中达到接近饱和状态，从干燥器的尾部排出，经冷却降温、水雾分离后再经循环风机送人干燥器，继续往复循环。不需外来提供热量，降低了生产成本，减少了废气排放。

技术研发人员：李东田
受保护的技术使用者：李东田
技术研发日：2018.12.08
技术公布日：2019.04.19