专利名称：用固体酸制备二氧化碳气肥的方法
技术领域：
本发明涉及一种化肥，特别是产生二氧化碳肥料的制造。
在现代农业保护地生产中，施用CO2气肥是一项重要的增产措施。但是该项措施目前还没有得到广泛的应用，原因是受到CO2来源的限制。如果采用干冰或钢瓶装的二氧化碳，其不仅成本高而且运输也不便，如采用燃烧丙烷、煤油等物质放出的二氧化碳气体的方法，尽管对燃烧炉作出各种改进，但都不能保证所产生的气体中不含有一氧化碳，其存在于密闭的种植棚内十分危险，还有利用化学反应生成二氧化碳的方法如用碳酸氢铵与硫酸反应生成二氧化碳气体，反应方程式如下
其虽然原料价格不高易得，但液体硫酸流通到广大农民手中不仅经销运输不便，更重要的是不安全，特别是使用时需稀释，对于无化工知识的人稀释硫酸是很危险的，因而该方法也没有大面积普及推广。
鉴于上述现有技术中的不足之处本发明的目的在于提供一种成本低、流通方便、使用简单又保证人身和作物安全的二氧化碳气肥的制备方法。
本发明的目的可通过以下措施来实现一种用固体酸配制备二氧化碳气肥的方法，它是采用碳酸氢铵与硫酸在常温下反应制得的，其特征在于该硫酸为固体硫酸。该固体硫酸是采用比重在1.15～1.25的硅酸盐溶液与浓度为60～80%的硫酸及酸碱指示剂按硫酸∶硅酸盐∶指示剂＝1∶0.2∶0.01(体积比)进行反应制得的。最好是采用比重在1.23的硅酸盐溶液与浓度为65%的硫酸及酸碱指示剂按硫酸∶硅酸盐∶指示剂＝1∶0.3∶0.01(体积比)进行反应制得的。酸碱指示剂为甲基红。
本发明主要是采用固化剂使硫酸固化，然后再与碳酸氢铵反应即可得到二氧化碳气肥。
本发明所采用的硫酸固化剂为硅酸盐的水溶液如硅酸钠或硅酸钾的水溶液，其比重应在一定范围内一般选用比重在1.15～1.25的硅酸盐溶液，如果比重高于1.25则硅酸盐与硫酸的反应速度太快，致使固化产物不均匀。如果比重低于1.15则硅酸盐与硫酸反应的产物不易固化。最好是采用比重为1.23的硅酸盐溶液。与上述硅酸盐相对应的硫酸其浓度也需在一定的范围之内。如果硫酸的浓度太高时与硅酸盐反应速度太快，使固化操作难以控制。如果硫酸的浓度太低时不仅浪费了固化剂甚至还可能导致产物不固化，因而选择硫酸的浓度在60～80%较为适宜最好是采用65%的硫酸。将上述浓度的硫酸和硅酸盐溶液。按硫酸∶固化剂＝1∶0.2～1.2(体积比)进行混合。当硫酸量一定时，固化剂使用量过多会导致很快固化不宜操作和增加成本的结果。而固化剂太少、会导致产物不固化，而最好是按硫酸∶固化剂＝1∶0.3(体积比)混合。为控制固体硫酸与碳酸氢铵的反应终点避免由于固体酸中有效成分耗尽过量的碳酸氢铵生成能使作物中毒的氨气，因而在固体硫酸中加常规的酸碱指示剂。该指示剂的PH值以小于并接近7较为适宜，以便保证反应产物偏酸性。这些指示剂有甲基红、氯酚红、溴甲酚等，为此固体酸也随着不同颜色指示剂的加入而显示出不同的初始颜色。当固体酸与碳酸氢铵反应时，固体酸中指示剂的颜色也在逐渐变化。根据其颜色变化即可控制反应的终点。该酸碱指示剂的用量一般按硫酸∶指示剂＝1∶0.01(体积比)即可。而较为合适的指示剂为甲基红。
本发明的工艺流程简述如下
上述工艺流程的具体操作如下首先取规定浓度和数量的硫酸、硅酸盐溶液和指示剂，在常温下均匀搅拌混合，静止使之固化呈带有颜色的凝胶体状固体硫酸。然后再向固体硫酸中逐渐加入碳酸氢铵，此时便有二氧化碳释放出。当固体硫酸的颜色变至所加入指示剂指示终点的颜色时，停止投放碳酸氢铵反应到此为终点。
本发明相比现有技术具有如下优点1.由于固体硫酸完全失去流动性，所以在流通中即经销贮存及运输中既方便又安全。
2.使用安全，其一是不接触液体硫酸特别是不必稀释硫酸使人身安全有了保障，其二是指示剂可准确的显示反应终点，不必担心作物的氨气中毒，另外残留液为硫酸铵和硅酸盐的氮硅复合肥，没有游离酸可放心施用。
3.使用简单、方便，适用于各文化层次的操作者使用，反应速度比较容易控制。
4.保护地的作物使用该气体肥料，一般可增产20～40%。
实施例1取100ml浓度为80%的硫酸，内加有1ml甲基红，于15℃时与比重为1.15的硅酸钠50ml在良好的搅拌条件下使之均匀混合，静止固化后得到红色的凝胶状固体硫酸220克，然后逐渐向固体硫酸中加入碳酸氢铵粉末当固体酸的颜色由红色变至橙黄色时，停止加入碳酸氢铵，此时其用量为197克(纯度99%)经收集分析所得到的二氧化碳气体为107.35克。
实施例2取100ml浓度为75%的硫酸，内加有1ml氯酚红，于18℃时与比重为1.23的硅酸钠30ml在良好的搅拌条件下使之均匀混合，静止固化后得到黄色的凝胶状固体硫酸195克，然后逐渐向固体硫酸中加入碳酸氢铵粉末当固体酸的颜色由黄色变至紫色时，停止加入碳酸氢铵，此时其用量为194克(纯度99%)经收集分析所得到的二氧化碳气体为106.7克。
实施例3取100ml浓度为60%的硫酸，内加有1ml溴甲酚紫，于20℃时与比重为1.25的硅酸钠40ml在良好的搅拌条件下使之均匀混合，静止固化后得到黄色的凝胶状固体硫酸190克，然后逐渐向固体硫酸中加入碳酸氢铵粉末当固体酸的颜色由黄色变至紫色时，停止加入碳酸氢铵，此时其用量为125克(纯度99%)经收集分析所得到的二氧化碳气体为68.75克。
实施例4取100ml浓度为65%的硫酸，内加有1ml甲基红，于20℃时与比重为1.25的硅酸钠20ml在良好的搅拌条件下使之均匀混合，静止固化后得到红色的凝胶状固体硫酸180克，然后逐渐向固体硫酸中加入碳酸氢铵粉末当固体酸的颜色由红色变至橙黄色时，停止加入碳酸氢铵，此时其用量为158克(纯度99%)经收集分析所得到的二氧化碳气体为86克。
实施例5取100ml浓度为60%的硫酸，内加有1ml甲基红，于18℃时与比重为1.15的硅酸钾120ml在良好的搅拌条件下使之均匀混合，静止固化后得到红色的凝胶状固体硫酸274克，然后逐渐向固体硫酸中加入碳酸氢铵粉末当固体酸的颜色由红色变至橙黄色时，停止加入碳酸氢铵，此时其用量为127克(纯度99%)经收集分析所得到的二氧化碳气体为69.5克。
权利要求
1.一种用固体酸制备二氧化碳气肥的方法，它是采用碳酸氢铵与硫酸在常温下反应制得的，其特征在于该硫酸为固体硫酸。
2.根据权利要求1所述的用固体酸制备二氧化碳气肥的方法，其特征在于该固体硫酸是采用比重在1.15～1.25的硅酸盐溶液与浓度为60～80%的硫酸及酸碱指示剂按硫酸∶硅酸盐∶指示剂＝1∶0.2～1.2∶0.01(体积比)进行反应制得的。
3.根据权利要求1或2所述的用固体酸制备二氧化碳气肥的方法，其特征在于该固体硫酸是采用比重在1.23的硅酸盐溶液与浓度为65%的硫酸及酸碱指示剂按硫酸∶硅酸盐∶指示剂＝1∶0.3∶0.01(体积比)进行反应制得的。
4.根据权利要求3所述的用固体酸制备二氧化碳气肥的方法，其特征在于酸碱指示剂为甲基红。
全文摘要
一种用固体酸制备二氧化碳气肥的方法，它是采用碳酸氢铵与固体硫酸在常温下反应制得的。该固体硫酸是采用比重在1.1 5～1.25的硅酸盐溶液与浓度为60～80％的硫酸及酸碱指示剂按硫酸∶硅酸盐∶指示剂＝1∶0.2～1.2∶0.01(体积比)进行反应制得的。本发明便于贮存运输，使用简单、方便、安全，而且二氧化碳中不含有一氧化碳。
文档编号C05D7/00GK1074430SQ9210038
公开日1993年7月21日 申请日期1992年1月17日 优先权日1992年1月17日
发明者董甲珠 申请人:大连化学工业公司