一种用于生产硫酸钾的装置系统的制作方法

1.本实用新型涉及化工生产技术领域，具体涉及一种用于生产硫酸钾的装置系统。


背景技术：

2.硫酸钾是一种重要的无氯钾肥，农业需求十分旺盛。在芒硝法制备硫酸钾工艺中，通常是直接用芒硝和氯化钾分二次转换生产硫酸钾，但普遍存在产品的水不溶物含量高(含不溶性的硫酸盐)、母液处理量大、生产1吨产品蒸发量高达2.3m3，能耗很高，并且设备庞大生产效率很低。并且母液第二次闪蒸冷却后析出氯化钠和芒硝混盐，还要进行物理处理后才能进二段转化。另一种工艺是先将一段转化母液高温蒸发析出氯化钠，降温冷却析出钾芒硝，冷却母液再循环高温蒸发-降温冷却的方式回收部分钾，但是，随着母液不断循环，母液量会不断积累，造成系统母液膨胀，增加设备运行压力，排出多余母液又会大大降低钾的收率；若将一段转化母液彻底蒸发完全，不仅蒸发量大，能耗较高，且析出的含钾混盐成分复杂，增加分离难度；若将一段转化母液蒸发分离部分氯化钠后，全部返回一段转化器循环利用，又会加大一段转化物料量，设备产能低，生产效率低，同时较大量的循环母液在装置间连续运行，又会增加能耗，增加设备投资和运行成本。
3.例如cn1189456a公开了一种硫酸钾的生产工艺，是将一段转化分离所得钾芒硝母液通过一次高温蒸发分离氯化钠，再经负压蒸发成制盐母液过饱和液后参与一段复分解反应。但这种工艺存在蒸发程度有限，氯化钠产量小，导致返回母液量大、系统运行成本高、产能较低等缺点，对一段转化反应器产生较大的生产压力。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在克服现有技术的不足，提供一种生产效率高、能耗低的用于生产硫酸钾的装置系统。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于生产硫酸钾的装置系统，包括盐析装置、氯化钠分离洗涤装置、一段转化装置、二段转化装置、硫酸钾分离洗涤装置和冷却装置；所述盐析装置包括盐析釜和与所述盐析釜连通的盐析缓冲釜；所述氯化钠分离洗涤装置包括过滤机a、离心机a、高钾母液槽和盐洗液槽，所述盐析缓冲釜的出液口通过连接管与所述过滤机a连接，所述过滤机a的液相出口与所述高钾母液槽和所述盐洗液槽分别连接；所述一段转化装置包括反应釜、过滤机b和钠母液槽，所述反应釜的出料口通过连接管与所述过滤机b连接，所述过滤机b的液相出口与所述钠母液槽连接；所述二段转化装置包括与所述过滤机b的固相出口连接的二段转化釜，所述二段转化釜与所述高钾母液槽连接；所述硫酸钾分离洗涤装置包括过滤机c、离心机b和钾母液池，所述钠母液槽的出液口通过连接管与所述过滤机c连接，所述过滤机c的液相出口与所述钾母液池连接，所述过滤机c的固相出口与所述离心机b连接，所述离心机b的储液口与所述钾母液池连接，所述钾母液池的储液口与所述反应釜连接；所述冷却装置包括冷却器、冷却釜、冷冻釜、冷却系统、过滤机d和钠母液池，所述冷却器、所述冷却釜和所述冷冻釜依次连接，所述钠母液槽的出液口与所述
冷却器和所述冷却釜之间的连接管相连通，所述冷却系统与所述冷冻釜连接，所述冷冻釜的出料口与所述过滤机d连接，所述过滤机d的液相出口连接所述钠母液池，所述过滤机d的固相出口与所述二段转化釜连接，所述钠母液池的出液口与所述冷却器进口连接。
6.进一步的，所述反应釜与所述过滤机b之间还设有反应缓冲釜，所述反应釜的出料口与所述反应缓冲釜的进料口连接，所述反应缓冲釜的出料口与所述过滤机b连接。
7.进一步的，所述盐析釜、所述反应釜和所述反应缓冲釜均包括设置在上的溶解区和设置在下的结晶区，每个釜中的所述溶解区和所述结晶区均上下连通，每个釜上的进料口均与所述溶解区连通、出料口均与所述结晶区连通。
8.进一步的，所述盐析釜和所述反应釜的进料口上方均设有料斗和称重电子皮带秤，所述料斗的出口与所述称重电子皮带秤连接，所述称重电子皮带秤的末端位于对应釜的进料口上方处。
9.进一步的，所述氯化钠分离洗涤装置和所述硫酸钾分离洗涤装置均包括用于接收离心机输出的固体料的皮带输送机。
10.进一步的，所述过滤机a、所述过滤机b、所述过滤机c和所述过滤机d均为真空带式过滤机。
11.进一步的，所述钠母液槽与循环上水管道和循环下水系统分别连接。
12.进一步的，所述冷却装置还包括位于所述冷冻釜与所述过滤机d之间的冷冻缓冲釜。
13.进一步的，所述冷却系统包括压缩机组、蒸发冷凝器、桶泵机组和虹吸罐，所述压缩机组与所述蒸发冷凝器以及所述虹吸罐分别连接，所述桶泵机组和所述虹吸罐分别与所述冷冻釜连接。
14.进一步的，所述盐析缓冲釜与蒸汽总管连通。
15.相比于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
16.(1)、本实用新型的装置系统，通过设置一段转化装置和二段转化装置，一段转换和二段转换是用经过带式过滤后的析盐高钾母液(主成分是硝酸钾，没有水不溶物)和芒硝(或者钾芒硝)反应，制得硫酸钾，硫酸钾产品中不含水不溶物，并且硫酸钾中的氧化钾含量可达51.4％，符合gb/t20406-2017《农业用硫酸钾》中的一等品标准。采用本实用新型的装置系统生产的硫酸钾产品质量好(硫酸钾全水溶)，母液循环量小、产能大，生产效率高，蒸发量小、能耗低；生产的氯化钠中氧化钾和硫酸根含量低、原料回收率高，成本低的双向盐析法生产全水溶硫酸钾技术。
17.(2)、采用本实用新型的装置系统设备投资和生产成本低，生产硫酸钾的工艺简单，通过循环配料可大大提高资源利用效率和钾的收率，能够充分利用我国现有的芒硝资源优势。
18.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
19.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图
中：
20.图1是本实用新型一种用于生产硫酸钾的装置系统的结构示意图；
21.其中，1-盐析釜，2-盐析缓冲釜，3-过滤机a，4-离心机a，5-高钾母液槽，6-盐洗液槽，7-反应釜，8-过滤机b，9-钠母液槽，10-二段转化釜，11-过滤机c，12-离心机b，13-钾母液池，14-冷却器，15-冷却釜，16-冷冻釜，17-过滤机d，18-钠母液池，19-反应缓冲釜，20-称重电子皮带秤，21-皮带输送机，22-冷冻缓冲釜，23-氯化钾料斗，24-硫酸钠料斗。
具体实施方式
22.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
23.请参见图1，本实施例提供一种用于生产硫酸钾的装置系统，包括盐析装置、氯化钠分离洗涤装置、一段转化装置、二段转化装置、硫酸钾分离洗涤装置和冷却装置；具体结构如下：
24.盐析装置包括盐析釜1和盐析缓冲釜2，盐析釜包括设置在上的溶解区和设置在下的结晶区，盐析釜内的溶解区和结晶区上下连通，盐析釜内的顶部设有与溶解区连通的进料口、底部设有与结晶区连通的出料口，进料口的上方设有氯化钾料斗23和称重电子皮带秤20，氯化钾料斗的出口与称重电子皮带秤连接，称重电子皮带秤的末端位于盐析釜的进料口上方处。盐析釜的顶部设有搅拌装置，搅拌装置的搅拌桨设置在盐析釜的溶解区中。盐析釜的外部还设置有循环管道和循环泵，循环管道的进液口与盐析釜的溶解区连通，循环管道的出液口与盐析釜的结晶区内连通，循环泵设置在循环管道上。盐析釜内的出料口通过连接管与盐析缓冲釜连接，盐析缓冲釜与蒸汽总管连通。氯化钠分离洗涤装置包括过滤机a3、离心机a4、高钾母液槽5和盐洗液槽6，盐析缓冲釜的出液口通过连接管与过滤机a连接。盐析釜与盐析缓冲釜之间的连接管上以及盐析缓冲釜与过滤机a之间的连接管上均设有出料泵。过滤机a的上方设有热水喷淋管，过滤机a的第一液相出口(过滤机a与盐析缓冲釜连接一端的液相出口-高钾母液出口)与高钾母液槽连接，过滤机a的第二液相出口(过滤机a远离盐析缓冲釜一端的液相出口-盐洗液出口)与盐洗液槽连接。
25.在本实用新型较佳的实施例中，一段转化装置包括反应釜7、反应缓冲釜19、过滤机b8和钠母液槽9，反应釜和反应缓冲釜的结构与盐析釜的结构大致相同，反应釜的出料口通过连接管与过滤机b连接，过滤机b的液相出口与钠母液槽连接。反应釜的出料口与反应缓冲釜的进料口连接，反应缓冲釜的出料口与过滤机b连接。反应釜和反应缓冲釜均包括设置在上的溶解区和设置在下的结晶区，每个釜中的溶解区和结晶区均上下连通，每个釜上的进料口均与溶解区连通、出料口均与结晶区连通。反应釜进料口的上方设有硫酸钠料斗24和称重电子皮带秤20，硫酸钠钾料斗的出口与称重电子皮带秤连接，称重电子皮带秤的末端位于反应釜的进料口上方处。二段转化装置包括与过滤机b的固相出口连接的二段转化釜10，二段转化釜与高钾母液槽连接。
26.在本实用新型较佳的实施例中，硫酸钾分离洗涤装置包括过滤机c11、离心机b12和钾母液池13，钠母液槽的出液口通过连接管与过滤机c连接，过滤机c的上方设有热水喷淋管，过滤机c的液相出口与钾母液池连接，过滤机c的固相出口与离心机b连接，离心机b的储液口与钾母液池连接，钾母液池的储液口与反应釜连接。冷却装置包括冷却器14、冷却釜
15、冷冻釜16、冷却系统、过滤机d17和钠母液池18，冷却器、冷却釜和冷冻釜依次连接，钠母液槽的出液口与冷却器和冷却釜之间的连接管相连通，冷却系统与冷冻釜连接，冷冻釜的出料口与过滤机d连接，过滤机d的液相出口连接钠母液池，过滤机d的固相出口与二段转化釜连接，钠母液池的出液口与冷却器进口连接。上述结构设置中，氯化钠分离洗涤装置和硫酸钾分离洗涤装置均包括用于接收离心机输出的固体料的皮带输送机21。
27.在本实用新型较佳的实施例中，过滤机a、过滤机b、过滤机c和过滤机d均为真空带式过滤机，过滤机a、过滤机c和过滤机d均包括滤带和位于滤带下方的一个气液分离器，过滤机b包括滤带和位于滤带下方的两个气液分离器。钠母液槽与循环上水管道和循环下水管道分别连接。
28.在本实用新型较佳的实施例中，冷却装置还包括位于冷冻釜与过滤机d之间的冷冻缓冲釜22。冷却系统包括压缩机组、蒸发冷凝器、桶泵机组和虹吸罐，压缩机组与蒸发冷凝器以及虹吸罐分别连接，桶泵机组和虹吸罐分别与冷冻釜连接。
29.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。