一种硫酸钾复合肥制备方法与流程

1.本发明属于硫酸钾型复合肥加工技术领域，具体而言，是一种硫酸钾复合肥制备方法。


背景技术：

2.硫酸钾型复合肥的主要成分有磷酸一铵、磷酸二铵、硫酸铵、硫酸钾和尿素等物质，以及少量的杂质例如硫酸钙、磷酸的铁、铝、镁等盐以及微量未反应完全的氯化钾；
3.制备方法可通过曼海姆法生产，原料包括氯化钾和硫酸，利用氯化钾和硫酸反应制备硫酸钾，其中使用到反应炉通过内部的耙齿结构对氯化钾进行拨动搅拌，使氯化钾和硫酸充分反应，但是硫酸钾易粘在氯化钾表面形成薄壳，阻碍后续物料反应，因此需要一种能够对物料进行挤压研磨的方式制备硫酸钾的方法。


技术实现要素：

4.为了实现在氯化钾和硫酸反应过程中，通过对物料进行挤压研磨，将粘连的氯化钾和硫酸钾分离开，从而增加氯化钾和硫酸反应效率的目的，本发明采用以下技术方案：
5.本发明的目的在于提供一种硫酸钾复合肥制备方法，包括以下步骤：
6.步骤一：将硫酸、水和氯化钾加入至球形容器内，并将球形容器下端抵在加热炉上；
7.步骤二：利用搅拌器对球形容器内的物料进行连续搅拌，此过程中，硫酸和氯化钾反应生成硫酸钾与氯化氢气体；
8.步骤三：利用搅拌器端部的刮研头对氯化钾进行压研处理，将硫酸钾薄壳从氯化钾表面刮下；
9.步骤四：氯化氢气体从球形容器顶部排气管排出；
10.步骤五：对物料进行固液分离、冷却结晶后，得到硫酸钾产品。
11.其中，硫酸钾从反应得到的溶液中提取的具体方式为：
12.对溶液使用沉淀剂进行沉淀处理后，使用解离剂，进行固液分离，得到沉淀固体和硫酸钾溶液；
13.将得到的硫酸钾溶液进行冷却结晶，得到硫酸钾产品；
14.所使用的沉淀剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁和氯化铁中的一种或多种。
15.所使用的解离剂包括碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙中的一种或多种。
16.所述球形容器包括容器上壳和容器下壳，容器上壳和容器下壳上均设置有法兰结构，通过法兰结构将容器上壳和容器下壳相反拼接构成球形容器；
17.容器下壳下侧安装有加热炉，加热炉通过支架安装在地面上，该支架包括空心座和滑动在空心座内的连接杆，加热炉安装在连接杆上，空心座上安装有用于驱动连接杆滑动的液压缸，使加热炉的顶部内侧能够与球形容器下端抵接和脱离操作。
18.所述搅拌器包括搅拌轴和摆动臂，容器上壳上设置有定位座ⅰ，搅拌轴转动连接在
定位座ⅰ内，搅拌轴的下端转动连接有摆动臂，摆动臂端部安装有刮研头。
19.本发明的有益效果在于：
20.通过控制搅拌轴在定位座ⅰ内转动和摆动臂在搅拌轴的下端摆动，使刮研头对球形容器内的物料进行挤压和研磨操作，从而将粘连的氯化钾和硫酸钾分离开，从而增加氯化钾和硫酸反应效率。
附图说明
21.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，其中：
22.图1为本发明硫酸钾复合肥制备方法的流程图；
23.图2为本发明从反应得到的溶液中提取硫酸钾的流程图；
24.图3为本发明的球形容器和搅拌器的结构示意图；
25.图4为本发明的搅拌器部分的结构示意图一；
26.图5为本发明的搅拌器部分的结构示意图二；
27.图6为本发明的球形容器的结构示意图；
28.图7为本发明的吊装台和升降座的结构示意图；
29.图8为本发明的吊装组件的结构示意图；
30.图9为本发明的槽钢支架的结构示意图；
31.图10为本发明的搅拌轴的结构示意图；
32.图11为本发明的竖向滑台的结构示意图；
33.图12为本发明的竖向滑台和摆动臂的结构示意图。
34.图中：容器上壳11；容器下壳12；定位座ⅰ13；吊装台21；驱动柱22；槽钢支架31；槽臂32；第一伸缩驱动器33；搅拌轴41；定位座ⅱ42；转动驱动器43；传动带44；升降座45；第二伸缩驱动器46；竖向滑台51；铰接臂52；定位座ⅲ53；摆动臂61；延伸座62；t型柱63；套筒64；搅拌柱65；刮研头 66。
具体实施方式
35.为实现在氯化钾和硫酸反应过程中，通过对物料进行挤压研磨，将粘连的氯化钾和硫酸钾分离开，从而增加氯化钾和硫酸反应效率的目的，本发明提供了一种硫酸钾复合肥制备方法，包括以下步骤：
36.步骤一：将硫酸、水和氯化钾加入至球形容器内，并将球形容器下端抵在加热炉上；
37.步骤二：利用搅拌器对球形容器内的物料进行连续搅拌，此过程中，硫酸和氯化钾反应生成硫酸钾与氯化氢气体；
38.步骤三：利用搅拌器端部的刮研头对氯化钾进行压研处理，将硫酸钾薄壳从氯化钾表面刮下；
39.步骤四：氯化氢气体从球形容器顶部排气管排出；
40.步骤五：对物料进行固液分离、冷却结晶后，得到硫酸钾产品。
41.其中，硫酸钾从反应得到的溶液中提取的具体方式为：
42.对溶液使用沉淀剂进行沉淀处理后，使用解离剂，进行固液分离，得到沉淀固体和
硫酸钾溶液；
43.将得到的硫酸钾溶液进行冷却结晶，得到硫酸钾产品；
44.所使用的沉淀剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁和氯化铁中的一种或多种。
45.所使用的解离剂包括碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙中的一种或多种。
46.以下对本发明的具体实施例进行说明。
47.参照图3-9所示，说明本发明提供的硫酸钾复合肥制备方法，提供物料反应所需容器，并减少硫酸在容器内侧的一处位置停留时间过长造成的腐蚀程度的实施例：
48.所述球形容器由容器上壳11和容器下壳12相反拼接构成；
49.所述容器上壳11和容器下壳12通过法兰结构和紧固件进行连接；
50.其中，容器上壳11和容器下壳12上均设置有供物料进出的连通管。
51.容器下壳12下侧安装有加热炉，加热炉通过可升降的支架安装在容器下壳 12下侧，支架包括空心座和滑动在空心座内的连接杆，加热炉安装在连接杆上，空心座上安装有用于驱动连接杆滑动的液压缸，使加热炉的顶部内侧能够与球形容器下端抵接和脱离操作。
52.其中，加热炉的内侧边缘与容器下壳12外侧球面抵接连接。
53.使用时，加热炉提供物料反应所需温度，物料在球形容器底部留存，物料的加入量为球形容器的五分之一至八分之一；
54.所述容器上壳11上设置有定位座ⅰ13，定位座ⅰ13与吊装组件可拆卸固定连接，吊装组件通过定位座ⅰ13带动球形容器在加热炉上翻转，改变球形容器与其内的物料接触区域，减少硫酸在容器内侧的一处位置停留时间过长造成的腐蚀程度。
55.物料反应完成后，控制加热炉下移，并利用吊装组件带动球形容器转动，使物料从位于下侧的连通管处排出。
56.如图7-8所示，说明本技术中使用到的吊装组件的具体结构：
57.吊装组件包括槽钢支架31和吊装台21，吊装台21转动连接在槽钢支架31 上，吊装台21与定位座ⅰ13之间可拆卸固定连接，定位座ⅰ13上侧的限位片通过紧固件安装在定位座ⅰ13主体的空心连接筒上。
58.所述吊装台21上焊接固定连接有驱动柱22，槽钢支架31上滑动连接有槽臂32，驱动柱22滑动连接在槽臂32内。
59.所述槽钢支架31上安装有用于驱动槽臂32竖向升降的第一伸缩驱动器33，第一伸缩驱动器33的活动端与槽臂32通过紧固件固定连接；启动第一伸缩驱动器33，从而通过槽臂32带动驱动柱22进行升降，从而使驱动柱22在升降过程中带动吊装台21在两个槽钢支架31上进行转动。
60.参照图3和图7所示，说明本发明提供的硫酸钾复合肥制备方法，通过搅拌器对物料进行搅动的实施例：
61.所述搅拌器包括搅拌轴41和摆动臂61，吊装台21上竖向滑动连接有升降座45，搅拌轴41转动连接并卡在升降座45上，并且搅拌轴41同时也转动连接在定位座ⅰ13内，
62.升降座45上安装有用于驱动搅拌轴41转动的转动驱动器43，转动驱动器 43的输出轴上安装有驱动齿轮，驱动齿轮与搅拌轴41主体的齿轮轴通过传动带 44啮合传动连接；
63.本技术中的转动驱动器可选用步进电机或伺服电机；
64.所述搅拌轴41的下端转动安装有摆动臂61，摆动臂61的虚拟轴线与搅拌轴41的转轴之间能够呈一定角度设置。
65.通过启动转动驱动器43，带动驱动齿轮转动，从而使驱动齿轮通过传动带 44带动搅拌轴41转动，使摆动臂61与搅拌轴41偏移一定角度的状态下，控制摆动臂61以搅拌轴41的轴线为轴进行转动，对物料进行搅动处理。
66.进一步地，通过对升降座45在吊装台21上竖向滑动控制，改变摆动臂61 对于物料的搅动范围。
67.具体方式为：在吊装台21上安装用于驱动升降座45竖向升降的第二伸缩驱动器46，使第二伸缩驱动器46的活动端与升降座45通过紧固件固定连接；通过启动第二伸缩驱动器46，对升降座45在吊装台21上的位置进行控制；
68.本技术中的伸缩驱动器可选用电动伸缩杆或液压缸。
69.参照图3-7和图10-12所示，说明本发明提供的硫酸钾复合肥制备方法，对物料进行挤压研磨，将粘连的氯化钾和硫酸钾分离开，使硫酸钾薄壳从氯化钾表面刮下的实施例：
70.套筒64滑动连接在摆动臂61上，套筒64上安装有t型柱63，t型柱63 与摆动臂61滑动连接，t型柱63与摆动臂61之间安装有拉簧。
71.所述摆动臂61上滑动安装有密封用套筒64，套筒64上安装有t型柱63， t型柱63与摆动臂61滑动连接，t型柱63与摆动臂61之间焊接固定连接有拉簧，套筒64一端安装有两个搅拌柱65，两个搅拌柱65的端部安装有刮研头66，刮研头66端部的球面上设置有刮研槽；通过刮研槽与容器下壳12内侧面配合，实现对物料进行挤压研磨处理。
72.对物料进行挤压研磨的具体方式为：
73.在摆动臂61与搅拌轴41偏移一定角度的状态下，控制搅拌轴41旋转，在离心力的作用下，带动拉簧伸长变形，并使套筒64向球形容器底部的物料处移动，使其对物料进行挤压，并在搅拌轴41持续转动的作用下，实现对物料的研磨处理，将粘连的氯化钾和硫酸钾分离开，使硫酸钾薄壳从氯化钾表面刮下，实现增加氯化钾和硫酸反应效率的目的。
74.参照图10-12，说明本技术中对于摆动臂61在搅拌轴41下端的位置状态的控制方式：
75.所述搅拌轴41内部中空，搅拌轴41内竖向滑动连接有竖向滑台51，竖向滑台51上横向滑动连接有铰接臂52，摆动臂61上固定连接有延伸座62，铰接臂52与延伸座62转动连接；
76.竖向滑台51上安装有定位座ⅲ53，竖向滑台51上安装有定位座ⅱ42，定位座ⅲ53上设置有多个定位孔，定位孔内安装有插销，插销能够贯穿定位座
ⅱꢀ
42的两侧，定位座ⅱ42与定位座ⅲ53之间通过插销可拆卸锁定连接。
77.使用插销穿过定位座ⅲ53不同的定位孔，使竖向滑台51与搅拌轴41之间的竖向位置发生改变，从而调整摆动臂61在搅拌轴41下端的位置状态。
78.另外，延伸座62安装在摆动臂61的一侧，造成摆动臂61的重心偏移，在不使用插销的情况下，通过改变搅拌轴41的转速，实现对于摆动臂61在搅拌轴41下端位置的自动调整，以及套筒64在摆动臂61上的相对位置的自动控制。