专利名称：一种合成氨联产硫酸钾的新方法
技术领域：
本发明涉及一种石膏(CaSO4·2H2O)碳化合成氨联产硫酸钾的工艺方法。
背景技术：
硫酸钾为农用无氯钾肥。忌氯喜钾农作物需施用硫酸钾肥料。忌氯喜钾作物是我国农业调整产品结构的主要品种。因此增加农业无氯钾肥的用量是调整农业产品结构，提高经济效益的有效途径之一。
目前，国内、国际生产硫酸钾的方法主要有曼海姆法，复分解法，缔置法等。曼海姆法生产工艺成熟，产品质量稳定，主要缺点是设备腐蚀严重，生产能力低，环境污染严重。复分解法主要是产品质量不稳定。缔置法主要是生产成本高。
三、技术内容本发明的目的在于提供一种投资少，消耗低，成本低，无污染的硫酸钾生产方法。
本发明采用如下技术方案分离氯化铵后的母液中的氨在碳化塔与合成氨变换气中的二氧化碳反应，生成碳酸氢铵；碳酸氢铵溶液进入石膏分解反应罐内与石膏粉反应；固液分离后的硫酸铵溶液在硫酸钾反应器内与氯化钾在50-60℃温度下进行反应，蒸发、冷却析出硫酸钾结晶；氯化铵母液在氯化铵溶液冷却罐中冷却，在氯化铵分离机析出氯化铵，再送往碳化塔，进行下一步循环。
氯化铵母液在氯化铵分离机析出氯化铵后进入氨蒸发器，蒸发的气氨送往高位吸氨器。
本发明的方法产品质量稳定、投资少、消耗低，成本少且无污染。
四
图1是本发明的工艺流程中1-碳化塔 2-合成氨系统变换出气阀 3-碳氨结晶稠厚器4-碳氨结晶分离机 5-母液I贮槽 6-母液I泵 7-石膏分解反应器8-石膏螺旋加料器 9-轻质碳酸钙沉淀槽 10-轻质碳酸钙分离机11-母液II贮槽 12-母液II泵 13-氯化钾螺旋加料器 14-碳酸钾反应器 15-硫酸钾结晶器 16-吸氨泵 17-高位吸氨器 18-冷水排管I19-轴流泵I 20-硫酸钾稠厚器 21-硫酸钾结晶分离机 22-母液III贮槽 23-母液III泵 24-冷量回收器 25-氯化氨冷却结晶器 26-轴流泵II 27-冷冻盐水冷却器 28-氨蒸发器 29-合成氨系统来气氨阀门 30-氯化氨稠厚器 31-氯化氨分离机 32-氨蒸发器 33-冷量回收泵 34-母液IV冷却泵 35-冷水排管II 36-母液IV贮槽 37-碳化液近路线38-冷冻盐水 39-蒸汽 40-碳化塔加液泵五具体实施例方式下面根据附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明分离氯化铵后的母液IV，由氯化铵母液泵36加入到碳化塔内1内，母液中的游离氨在碳化塔1内与自合成氨变换气出口伐门2来的合成氨变换气中二氧化碳反应，生成碳铵。当溶液中碳酸氢铵饱和后，便有碳酸氢铵结晶析出。依靠碳化塔1内气体压力，将碳酸氢铵结晶及母液压入碳铵结晶稠厚器3，在此处，碳酸氢铵结晶进一步长大并沉淀于底部，在重力作用下送入碳酸氢铵结晶分离机4，分离出的碳酸氢铵结晶进入包装，母液I进入母液I贮槽5。
为了调节与硫酸钾产量的比例，在碳化塔内，溶液吸收二氧化碳时就可以少产或不产生产生碳酸氢铵结晶，只需满足石膏分解所需的碳酸氢铵量即可，此时的取出液无结晶，不需分离工艺，直接开碳化液近路线37把碳化液送往石膏分解反应罐7。
母液I泵6将母液I贮槽5出来的母液I泵入石膏分解反应罐7内，石膏粉通过石膏螺旋加料器8加入石膏分解反应罐7内，与母液I中的碳酸氢铵进行复分解反应，反应完毕后，将反应液放入轻质碳酸钙沉淀槽9内，初步进行固液分离，上层溶液为母液II，母液II进入母液II槽11；下层固体放入轻质碳酸钙分离机10，从分离机10出来的是湿轻质碳酸钙。母液II泵12从母液II槽11中将母液II泵入硫酸钾反应罐14。氯化钾经螺旋加料器13加入硫酸钾反应器14中，在50-60℃温度下进行反应。反应结束后，将硫酸钾溶液导入硫酸钾结晶器15，贮存在高位吸氨器17内的由合气氨系统来气氨阀29或由来氨蒸发器28来的气氨经吸氨泵16送入硫酸钾结晶器，以提高硫酸钾溶液的氨浓度。随着氨浓度的提高，硫酸钾溶解度减少，在硫酸钾结晶器15中析出结晶。硫酸钾结晶器15下部的悬浮液依重力作用压入硫酸钾稠厚器20，再经硫酸钾结晶分离机21进行固液分离，湿结晶送往干燥加工成产品，母液III即氯化氨溶液送往母液III贮槽22，再送冷量回收器24、氯化氨冷却结晶器25、冷冻盐水冷却器，循环降温，把溶液控制在5∽10℃内。氯化氨冷却结晶器25下部的悬浮液依重力作用压入氯化氨稠厚器3，再经氯化氨结晶分离机31进行固液分离，母液IV即氯化氨溶液入母液IV贮槽32，送冷量回收器24，冷的母液IV冷却母液III，升温后的母液IV进入氨蒸发器28，溶液中的部分蒸发的气氨送高位吸氨器17，来提高硫酸钾溶液中氨的浓度。母液IV经冷却排管35进入母液IV贮槽，再经碳化塔加液泵40送往碳化塔，进入下一个循环。
如果系统要生产碳铵产品，则吸氨器气氨的供应来自合成氨系统，开氨蒸发器近路阀，少用或不用氨蒸发器。
权利要求
1.一种合成氨联产硫酸钾的新方法，其特征在于①分离氯化铵后的母液中的氨在碳化塔与合成氨变换气中的二氧化碳反应，生成碳酸氢铵；②碳酸氢铵溶液进入石膏分解反应罐内与石膏粉反应；③固液分离后的硫酸铵溶液在硫酸钾反应器内与氯化钾在50-60℃温度下进行反应，蒸发、冷却析出硫酸钾结晶；④氯化铵母液在氯化铵溶液冷却罐中冷却，在氯化铵分离机析出氯化铵，再送往碳化塔，进行下一步循环。
2.根据权利要求1所述的合成氨联产硫酸钾的新方法，其特征在于氯化铵母液在氯化铵分离机析出氯化铵后进入氨蒸发器，蒸发的气氨送往高位吸氨器。
全文摘要
本发明公开了一种合成氨联产硫酸钾的新方法，其特征在于分离氯化铵后的母液中的氨在碳化塔与合成氨变换气中的二氧化碳反应，生成碳酸氢铵；碳酸氢铵溶液进入石膏分解反应罐内与石膏粉反应；固液分离后的硫酸铵溶液在硫酸钾反应器内与氯化钾在50－60℃温度下进行反应，蒸发、冷却析出硫酸钾结晶；氯化铵母液在氯化铵溶液冷却罐中冷却，在氯化铵分离机析出氯化铵，再送往碳化塔，进行下一步循环。本发明的方法产品质量稳定、投资少、消耗低，成本少且无污染。
文档编号C01C1/00GK1530324SQ0214082
公开日2004年9月22日 申请日期2002年6月29日 优先权日2001年8月10日
发明者程培胜 申请人:程培胜