从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺的制作方法

本发明涉及生物质能源利用和钾富集回收利用领域，具体涉及一种从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺。

背景技术：

1、生物质灰分中含有的k(钾)及其他碱金属和碱土金属物质会在其燃烧过程中使设备结渣、腐蚀甚至炉内爆炸。因此在生物质燃烧之前对其进行脱灰预处理是非常有必要的。浸洗后的尾液含有大量的钾等碱金属，可以通过吸附脱附的方法回收制备硝酸钾，硝酸钾作为一种肥料很容易被植物吸收，但我国在硝酸钾的制备方面仍然存在氯含量高、纯度低、粒径差等问题。对生物质浸洗产生的废液对于城市污水处理厂仍然是一个大麻烦，经过回收钾的过程不仅降低了尾液的污染程度，而且还能制备出高价值的附加产品。

2、目前关于生物质脱灰技术手段主要是水洗和酸洗，经过浸洗处理虽有效解决了生物质灰分含量高的问题，但同时带了新的问题：过高液固比产生的大量浸洗尾液该如何处理？如何减少浸洗过程中产生的尾液？尾液如何回收提取有价值的金属？虽然关于生物质有效脱灰的研究很多，但是对于生物质浸洗液的多级利用与循环的很少。并且，浸洗后的生物质经过干燥处理后用于生物质燃烧发电，燃烧过程中产生的烟气温度高达120℃～150℃，若直接排放也会对环境具有较大危害，而且造成大量的热损失。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，能够利用生物质燃烧发电产生的高温烟气回收浸洗尾液中钾离子并制备成硝酸钾，减少能量损失，还能够提高浸洗尾液中钾离子的回收率。

2、根据本发明的实施例的从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，包括：

3、将生物质原料粉碎后浸洗，产生的尾液为待处理废液；

4、除去所述待处理废液中的颗粒物杂质；

5、使用沸石吸附所述待处理废液中的钾离子；

6、利用高温烟气加热硝酸钠溶液，并将沸石浸入加热后的所述硝酸钠溶液中，以使所述钾离子脱附，从而得到钾钠混合溶液；

7、对所述钾钠混合溶液进行蒸发，过滤出沉降的硝酸钠固体，再对硝酸钾溶液进行冷却，以析出硝酸钾结晶；

8、其中，所述生物质浸洗完成，使用干燥后的所述生物质进行燃烧发电，并产生所述高温烟气。

9、根据本发明实施例的从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，至少具有如下有益效果：使用沸石吸附待处理废液中的钾离子，利用高温烟气的余热加热硝酸钠溶液，再将沸石浸入加热的硝酸钠溶液，以使钾离子脱附，然后对钾钠混合溶液进行蒸发，过滤出沉降的硝酸钠固体，再对硝酸钾溶液进行冷却，以析出硝酸钾结晶。本申请的工艺能够合理回收利用生物质燃烧发电产生的高温烟气，用于加热硝酸钠溶液，从而能够减少能量损失，节约资源，并且本申请的工艺流程简单，耗材低，待处理废液中钾离子的回收率较高。

10、根据本发明的一些实施例，所述除去所述待处理废液中的颗粒物杂质，包括：对所述待处理废液进行混凝、沉淀、过滤处理。

11、根据本发明的一些实施例，所述利用高温烟气加热硝酸钠溶液，包括：加热所述硝酸钠溶液的温度至60℃以上。

12、根据本发明的一些实施例，所述对所述钾钠混合溶液进行蒸发，包括：将所述钾钠混合溶液加热至80℃以上。

13、根据本发明的一些实施例，沉降出的所述硝酸钠固体加水配置成硝酸钠溶液，能够用于沸石中所述钾离子的脱附。

14、根据本发明的一些实施例，第一组生物质浸洗包括：使用清水进行第一次浸洗；将第一次浸洗的尾液加入醋酸溶液后，利用所述高温烟气加热，再对所述第一组生物质进行第二次浸洗；将第二次浸洗的尾液利用所述高温烟气加热后，再对所述第一组生物质进行第三次浸洗；其中，第三次浸洗的尾液为所述待处理废液。

15、根据本发明的一些实施例，第二组生物质浸洗包括：将所述第一组生物质第二次浸洗的尾液利用所述高温烟气加热后，再对所述第二组生物质进行第一次浸洗；将所述第一组生物质第一次浸洗的尾液加入醋酸溶液后，利用所述高温烟气加热，再对所述第二组生物质进行第二次浸洗；使用清水对所述第二组生物质进行第三次浸洗；其中，所述第二组生物质第一次浸洗的尾液为所述待处理废液，所述第二组生物质第三次浸洗后干燥，使用干燥后的所述第二组生物质进行燃烧发电，并产生所述高温烟气。

16、根据本发明的一些实施例，所述第二组生物质具有多组，多组所述第二组生物质按顺序依次浸洗，并且，前一组第二次浸洗的尾液作为后一组第一次浸洗的浸洗液；前一组第三次浸洗的尾液加入醋酸溶液后作为后一组第二次浸洗的浸洗液；第三次浸洗使用清水浸洗。

17、根据本发明的一些实施例，所述醋酸溶液的浓度为0.5mol/l～2mol/l。

18、根据本发明的一些实施例，所述第二组生物质第一次浸洗的浸洗液与所述第二组生物质的比例为20～50:1，浸洗时长为10min～90min，搅拌速度60r/min～200r/min。

19、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，其特征在于，所述除去所述待处理废液中的颗粒物杂质，包括：对所述待处理废液进行混凝、沉淀、过滤处理。

3.根据权利要求1所述的从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，其特征在于，所述利用高温烟气加热硝酸钠溶液，包括：加热所述硝酸钠溶液的温度至60℃以上。

4.根据权利要求1所述的从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，其特征在于，所述对所述钾钠混合溶液进行蒸发，包括：将所述钾钠混合溶液加热至80℃以上。

5.根据权利要求1所述的从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，其特征在于，沉降出的所述硝酸钠固体加水配置成硝酸钠溶液，能够用于沸石中所述钾离子的脱附。

6.根据权利要求1所述的从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，其特征在于，生物质浸洗包括第一组生物质浸洗：

7.根据权利要求6所述的从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，其特征在于，生物质浸洗还包括第二组生物质浸洗：

8.根据权利要求7所述的从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，其特征在于，所述第二组生物质具有多组，多组所述第二组生物质按顺序依次浸洗，并且，

9.根据权利要求6所述的从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，其特征在于，所述醋酸溶液的浓度为0.5mol/l～2mol/l。

10.根据权利要求7所述的从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，其特征在于，所述第二组生物质第一次浸洗的浸洗液与所述第二组生物质的比例为20～50:1，浸洗时长为10min～90min，搅拌速度60r/min～200r/min。

技术总结
本发明公开了一种从生物质浸洗废液中回收制备硝酸钾的工艺，包括：浸洗生物质，产生的尾液为待处理废液；除去待处理废液中的颗粒物杂质；使用沸石吸附待处理废液中的钾离子；利用高温烟气加热硝酸钠溶液，并将沸石浸入加热后的硝酸钠溶液中，以使钾离子脱附，从而得到钾钠混合溶液；对钾钠混合溶液进行蒸发，过滤出沉降的硝酸钠固体，再对硝酸钾溶液进行冷却，以析出硝酸钾结晶，本申请的工艺能够合理回收利用生物质燃烧发电产生的高温烟气，用于加热硝酸钠溶液，从而能够减少能量损失，节约资源，并且本申请的工艺流程简单，耗材低，待处理废液中钾离子的回收率较高。

技术研发人员：金学群,陆家成,张庆年,马大朝,冯庆革,蒙秀松,韦德恩,凌霖
受保护的技术使用者：崇左南方水泥有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17