專利名稱：：用糖蜜酒精廢醪液制取氮鉀二元復(fù)混肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于輕化工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種用糖蜜酒精廢醪液制取氮鉀二元復(fù)混肥的方法。
背景技術(shù)：
：氮鉀二元復(fù)混肥，如硫酸鉀和硫酸銨、硝酸鉀和硝酸銨或氯化鉀和氯化銨等，廣泛用于多種農(nóng)作物，對(duì)不缺少磷的作物可以直接施用，也可和磷肥配合成混合氮磷鉀三元復(fù)合肥。我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重短缺鉀肥的國(guó)家，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鉀肥不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，一部分需要從國(guó)外進(jìn)口。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用糖蜜酒精廢醪液制取氮鉀二元復(fù)混肥的方法，本方法是從糖蜜酒精生產(chǎn)的廢醪液中經(jīng)過吸附、洗脫、多效蒸發(fā)濃縮等工藝，制備農(nóng)用氮鉀二元化成復(fù)混肥，與現(xiàn)有的方法在原料的選取上具有顯著的不同。另外，經(jīng)提鉀處理后的廢醪液對(duì)動(dòng)物輕瀉作用的不利影響被消除，經(jīng)過蒸發(fā)、濃縮、干燥以后可以制成動(dòng)物飼料，提高了廢醪液的利用價(jià)值；從糖蜜酒精廢醪液制取氮鉀二元復(fù)混肥在一定程度上緩解了我國(guó)農(nóng)用鉀肥嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀，具有較好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)用糖蜜酒精廢醪液制取氮鉀二元復(fù)混肥的方法，該方法以糖蜜酒精廢醪液為原料，將廢醪液通入離子交換柱中，以改型的天然沸石作為鉀離子的選擇性吸附劑進(jìn)行吸附，然后用硫酸銨、硝酸銨或氯化銨熱溶液作為洗脫劑進(jìn)行洗脫，得到含有硫酸鉀和硫酸銨、硝酸鉀和硝酸銨或氯化鉀和氯化銨的含氮富鉀液，再將含氮富鉀液經(jīng)多效真空蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、干燥、粉碎而得到硫酸鉀和硫酸銨、硝酸鉀和硝酸銨或氯化鉀和氯化銨氮鉀二元復(fù)混肥，其具體步驟如下第一步，銨型沸石的制備取天然沸石過篩，取篩上部分，經(jīng)過水洗后用飽和的氯化鈉溶液煮沸后，用水洗滌，再用飽和的硫酸銨或硝酸銨或氯化銨溶液煮沸后，用水洗滌，制得銨型沸石，將該銨型沸石裝入不銹鋼離子交換柱中，備用；第二步，含氮富鉀液的制備將糖蜜酒精廢醪液冷卻沉降以后取上層液通入裝有改型的天然沸石的離子交換柱中，在離子交換柱中溫度為1050°C的狀況下，對(duì)廢醪液中的鉀離子進(jìn)行吸附，吸附完成后用硫酸銨或硝酸銨或氯化銨的熱溶液作為洗脫劑進(jìn)行保溫洗脫，得到含有硫酸銨和硫酸鉀、硝酸鉀和硝酸銨或氯化鉀和氯化銨的含氮富鉀液，同時(shí)沸石得以再生，洗脫完成后用水頂出柱中的洗脫液；第三步，制備成品二元復(fù)混肥將所得的含氮富鉀液經(jīng)多效真空蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、干燥而得到硫酸鉀和硫酸銨二元復(fù)混肥，或硝酸鉀和硝酸銨二元復(fù)混肥，或氯化鉀和氯化銨氮鉀二元復(fù)混肥；同時(shí)將第二步中洗脫完成后的頂水與在本步驟中多效真空蒸發(fā)濃縮時(shí)產(chǎn)生的冷凝水，均作為溶劑用于下一輪循環(huán)洗脫劑的配制，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下的有益效果本發(fā)明中得到的產(chǎn)品氮鉀二元復(fù)混肥達(dá)到復(fù)合肥料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB15063-2001中高濃度標(biāo)準(zhǔn)要求，總養(yǎng)分含量大于40%，能夠滿足農(nóng)業(yè)使用的目的；本發(fā)明中經(jīng)過對(duì)天然沸石的改型處理后，使沸石的吸鉀量達(dá)到30g/L以上；由于本發(fā)明離子交換柱中使用的沸石在吸附鉀離子之前就改進(jìn)為銨型沸石，而在對(duì)離子交換柱中的銨型沸石上吸附的鉀離子進(jìn)行洗脫時(shí)所使用的洗脫劑為含有銨離子的鹽類，因此可以實(shí)現(xiàn)洗脫和再生在同一過程中完成，不需要單獨(dú)的再生過程，易于工業(yè)化實(shí)現(xiàn)，采用多效蒸發(fā)系統(tǒng)節(jié)約能源。圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施例方式如圖1中表示，糖蜜酒精廢醪液經(jīng)過冷卻沉降以后，取一定量的上層液以一定的速率通入經(jīng)過改型的天然沸石離子交換柱、即銨型沸石吸附柱中對(duì)鉀離子進(jìn)行吸附。當(dāng)吸附工藝完成后，用上一循環(huán)產(chǎn)生的頂水和工業(yè)或農(nóng)用硫酸銨、硝酸銨或氯化銨配制成洗脫劑對(duì)吸附在離子交換柱上的鉀離子進(jìn)行洗脫，同時(shí)使離子交換柱得以再生。得到的洗脫液即為含氮富鉀液，經(jīng)多效蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、干燥和粉碎后得到氮鉀二元復(fù)混肥。具體實(shí)施例如下實(shí)施例一硫酸鉀和硫酸銨氮鉀二元復(fù)混肥的制取1.沸石的改型處理稱取10000克過2030目篩的天然沸石，經(jīng)過水洗后用飽和的氯化鈉溶液煮沸處理2小時(shí)后，用水洗滌，再用飽和的硫酸銨溶液進(jìn)行同樣的處理，得到改型的銨型天然沸石，將沸石裝入①50X3000mm帶夾套的不銹鋼離子交換柱中，裝量約為4.5升，備用。2.制備含氮富鉀液向上述的離子交換柱中自下而上以2SV的流速通入廢醪液14升進(jìn)行吸附，吸附溫度為2(TC，吸附完成后將離子交換柱中的廢醪液全部由下端排出，吸附前后的含鉀量、吸附和洗脫指標(biāo)和復(fù)混肥成分見表一中數(shù)據(jù)。用上一循環(huán)產(chǎn)生的頂水、多效真空蒸發(fā)濃縮時(shí)產(chǎn)生的冷凝水與工業(yè)硫酸銨配制成洗脫劑，本實(shí)施例中第一次洗脫時(shí)使用水與工業(yè)硫酸銨配制成洗脫劑，進(jìn)入循環(huán)工序以后就可以用上一循環(huán)產(chǎn)生的鉀母液和頂水來(lái)配制洗脫劑；調(diào)整洗脫劑中銨離子的摩爾數(shù)為離子交換柱中吸附鉀離子摩爾數(shù)的1倍，9(TC的洗脫劑以2SV的流速自上而下洗脫離子交換柱中吸附的鉀離子，洗脫劑的用量為2000ml，洗脫柱溫保持90°C，當(dāng)?shù)玫胶烩浺?000ml后停止洗脫，再加頂水500ml并收集頂水液500ml，含氮富鉀液的制備過程完成。上述的"SV"是"space"和"velocity"兩個(gè)單詞首個(gè)字母的縮寫形式，意思是空間速度，即每小時(shí)通過交換柱的廢醪液相當(dāng)于柱中沸石體積的倍數(shù)，如本實(shí)施例中的2SV是指每小時(shí)通過4.5升沸石的廢醪液的體積約為4.5X2升，即每小時(shí)通過9升廢醪液。53.制備成品硫酸鉀和硫酸銨氮鉀二元化成復(fù)混肥將上述過程中得到的2000ml含氮富鉀液經(jīng)10(TC真空蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、干燥和粉碎得到348.3克復(fù)混肥，成分分析表明，該復(fù)混肥中總氮和氧化鉀的含量之和為46.5%，達(dá)到復(fù)合肥料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB15063-2001中高濃度標(biāo)準(zhǔn)要求總養(yǎng)分含量大于40%。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例二硝酸鉀和硝酸銨氮鉀二元化成復(fù)混肥的制取1.沸石的改型處理稱取10000克過3040目篩的天然沸石，經(jīng)過水洗后用飽和的氯化鈉溶液煮沸處理2小時(shí)后，用水洗滌，再用飽和的硝酸銨溶液進(jìn)行同樣的處理，得到改型的銨型天然沸石，將沸石裝入①50X3000mm帶夾套的不銹鋼離子交換柱中，裝量約為4.5升，備用。2.制備含氮富鉀液向上述的離子交換柱中自下而上以3SV的流速通入廢醪液16升進(jìn)行吸附，吸附溫度為3(TC，吸附完成后將離子交換柱中的廢醪液全部由下端排出，吸附前后的含鉀量、吸附和洗脫指標(biāo)及復(fù)混肥成分見表二中數(shù)據(jù)。用上一循環(huán)產(chǎn)生的頂水、多效真空蒸發(fā)濃縮時(shí)產(chǎn)生的冷凝水與農(nóng)用硝酸銨配制成洗脫劑，調(diào)整洗脫劑中銨離子的摩爾數(shù)為離子交換柱中吸附鉀離子摩爾數(shù)的2倍，8(TC的洗脫劑以3.5SV的流速自上而下洗脫離子交換柱中吸附的鉀離子，洗脫劑的用量為2000ml，洗脫柱溫保持80°C，當(dāng)?shù)玫胶烩浺?000ml后停止洗脫，再加頂水500ml并收集頂水液500ml，含氮富鉀液的制備過程完成。3.制備成品硝酸鉀和硝酸銨氮鉀二元化成復(fù)混肥將上述過程中得到的2000ml含氮富鉀液經(jīng)8(TC真空蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、干燥和粉碎得到477.4克復(fù)混肥，成分分析表明，該復(fù)混肥中總氮和氧化鉀的含量之和為53.6%，達(dá)到復(fù)合肥料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB15063-2001中高濃度標(biāo)準(zhǔn)要求總養(yǎng)分含量大于40%。表二物料表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例三氯化鉀和氯化銨氮鉀二元復(fù)混肥的制取1.沸石的改型處理稱取10000克過3040目篩的天然沸石，經(jīng)過水洗后用飽和的氯化鈉溶液煮沸處理2小時(shí)后，用水洗滌，再用飽和的氯化銨溶液進(jìn)行同樣的處理，得到改型的銨型天然沸石，將沸石裝入①50X3000mm帶夾套的不銹鋼離子交換柱中，裝量約為4.5升，備用。2.制備含氮富鉀液向上述的離子交換柱中自下而上以1SV的流速通入廢醪液15升進(jìn)行吸附，吸附溫度為3(TC，吸附完成后將離子交換柱中的廢醪液全部由下端排出，吸附前后的含鉀量、吸附和洗脫指標(biāo)及復(fù)混肥成分見表三中數(shù)據(jù)。用上一循環(huán)產(chǎn)生的頂水、多效真空蒸發(fā)濃縮時(shí)產(chǎn)生的冷凝水與工業(yè)氯化銨配制成洗脫劑，調(diào)整洗脫劑中銨離子的摩爾數(shù)為離子交換柱中吸附鉀離子摩爾數(shù)的1.5倍，8(TC的洗脫劑以3.5SV的流速自上而下洗脫離子交換柱中吸附的鉀離子，洗脫劑的用量為2000ml，洗脫柱溫保持8(TC，當(dāng)?shù)玫胶烩浺?000ml后停止洗脫，再加頂水500ml并收集頂水液500ml，含氮富鉀液的制備過程完成。3.制備成品氯化鉀和氯化銨氮鉀二元化成復(fù)混肥將上述過程中得到的2000ml含氮富鉀液經(jīng)12(TC真空蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、干燥和粉碎得到358.6克復(fù)混肥，成分分析表明，該復(fù)混肥中總氮和氧化鉀的含量之和為50.0%，達(dá)到復(fù)合肥料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB15063-2001中高濃度標(biāo)準(zhǔn)要求總養(yǎng)分含量大于40%。表三物料表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求用糖蜜酒精廢醪液制取氮鉀二元復(fù)混肥的方法，其特征在于以糖蜜酒精廢醪液為原料，將廢醪液通入離子交換柱中，以改型的天然沸石作為鉀離子的選擇性吸附劑進(jìn)行吸附，然后用硫酸銨、硝酸銨或氯化銨熱溶液作為洗脫劑進(jìn)行洗脫，得到含有硫酸鉀和硫酸銨、硝酸鉀和硝酸銨或氯化鉀和氯化銨的含氮富鉀液，再將含氮富鉀液經(jīng)多效真空蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、干燥、粉碎而得到硫酸鉀和硫酸銨、硝酸鉀和硝酸銨或氯化鉀和氯化銨氮鉀二元復(fù)混肥，具體步驟如下第一步，銨型沸石的制備取天然沸石過篩，取篩上部分，經(jīng)過水洗后用飽和的氯化鈉溶液煮沸后，用水洗滌，再用飽和的硫酸銨或硝酸銨或氯化銨溶液煮沸后，用水洗滌，制得銨型沸石，將該銨型沸石裝入不銹鋼離子交換柱中，備用；第二步，含氮富鉀液的制備將糖蜜酒精廢醪液冷卻沉降以后取上層液通入裝有改型的天然沸石的離子交換柱中，在離子交換柱中溫度為10～50℃的狀況下，對(duì)廢醪液中的鉀離子進(jìn)行吸附，吸附完成后用硫酸銨或硝酸銨或氯化銨的熱溶液作為洗脫劑進(jìn)行保溫洗脫，得到含有硫酸銨和硫酸鉀、硝酸鉀和硝酸銨或氯化鉀和氯化銨的含氮富鉀液，同時(shí)沸石得以再生，洗脫完成后用水頂出柱中的洗脫液；第三步，制備成品二元復(fù)混肥將所得的含氮富鉀液經(jīng)多效真空蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、干燥而得到硫酸鉀和硫酸銨二元復(fù)混肥，或硝酸鉀和硝酸銨二元復(fù)混肥，或氯化鉀和氯化銨氮鉀二元復(fù)混肥；同時(shí)將第二步中洗脫完成后的頂水與在本步驟中在多效真空蒸發(fā)濃縮時(shí)產(chǎn)生的冷凝水，作為溶劑用于下一輪循環(huán)洗脫劑的配制，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用糖蜜酒精廢醪液制取鉀肥的方法，其特征在于具體步驟如下第一步，銨型沸石的制備取天然沸石過1060目篩，取篩上部分，經(jīng)過水洗后用飽和的氯化鈉溶液煮沸13小時(shí)后，用水洗滌，再用飽和的硫酸銨或硝酸銨或氯化銨溶液煮沸13小時(shí)后，用水洗滌，制得銨型沸石，將該銨型沸石裝入①50X3000mm帶夾套的不銹鋼離子交換柱中備用，并使干沸石的質(zhì)量與廢醪液的體積之比在l:15克/毫升之間；第二步，含氮富鉀液的制備將糖蜜酒精廢醪液經(jīng)過冷卻至常溫并且沉降以后，取12-16升上層液自下而上或自上而下以0.56SV的流速通入裝有銨型沸石的離子交換柱中進(jìn)行第一次吸附，吸附溫度為105(TC，吸附完成后將離子交換柱中的廢醪液全部由下端排出；然后取硫酸銨或硝酸銨或氯化銨溶于1500-2500ml水中配制成洗脫劑，調(diào)整洗脫劑中銨離子的摩爾數(shù)為選擇性吸附柱中吸附鉀離子摩爾數(shù)的13倍，將該洗脫劑加熱到409(TC，得到洗脫劑熱溶液；將洗脫劑熱溶液以0.510SV的流速自上而下對(duì)離子交換柱中吸附的鉀離子進(jìn)行洗脫，同時(shí)在夾套中通熱水，使離子交換柱在洗脫過程中的溫度保持在4090°C，當(dāng)?shù)玫胶烩浺?500-2500ml后停止洗脫，再加頂水400-600ml并收集頂水液400-600ml，含氮富鉀液的制備過程完成，同時(shí)離子交換柱中的沸石得以再生；第三步，制備成品二元復(fù)混肥將第二步得到的2000ml含氮富鉀液經(jīng)8012(TC真空蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、干燥和粉碎后得到硫酸鉀和硫酸銨二元復(fù)混肥，或硝酸鉀和硝酸銨二元復(fù)混肥，或氯化鉀和氯化銨氮鉀二元復(fù)混肥；同時(shí)將第二步中洗脫完成后的頂水與在本步驟中在多效真空蒸發(fā)濃縮時(shí)產(chǎn)生的冷凝水，作為溶劑用于下一輪循環(huán)洗脫劑的配制，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用糖蜜酒精廢醪液制取鉀肥的方法，其特征在于具體步驟如下第一步，銨型沸石的制備取天然沸石過2030目篩，取篩上部分，經(jīng)過水洗后用飽和的氯化鈉溶液煮沸2小時(shí)后，用水洗滌，再用飽和的硫酸銨或硝酸銨或氯化銨溶液煮沸2小時(shí)后，用水洗滌，制得銨型沸石，將該銨型沸石裝入①50X3000mm帶夾套的不銹鋼離子交換柱中，裝量為4.5升，備用；第二步，含氮富鉀液的制備將鉀含量為11.511.7克/升的糖蜜酒精廢醪液經(jīng)過冷卻至常溫并且沉降以后，取14升上層液自下而上或自上而下以13SV的流速通入裝有銨型沸石的離子交換柱中進(jìn)行第一次吸附，吸附溫度為2(TC，吸附完成后將離子交換柱中的廢醪液全部由下端排出；然后取硫酸銨或硝酸銨或氯化銨溶于2000ml水中配制成洗脫劑，其中硫酸銨、硝酸銨或氯化銨在洗脫劑中百分比的濃度控制在1030%，將該洗脫劑加熱到9(TC，得到洗脫劑熱溶液；將洗脫劑熱溶液自上而下對(duì)離子交換柱中吸附的鉀離子進(jìn)行洗脫，同時(shí)在夾套中通熱水，使離子交換柱在洗脫過程中的溫度保持在90°C，當(dāng)?shù)玫胶烩浺?000ml后停止洗脫，再加頂水500ml并收集頂水液500ml，含氮富鉀液的制備過程完成，同時(shí)離子交換柱中的沸石得以再生；第三步，制備成品二元復(fù)混肥將第二步得到的2000ml含氮富鉀液經(jīng)10(TC真空蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、干燥和粉碎后得到總氮和氧化鉀的含量之和為45%以上的硫酸鉀和硫酸銨二元復(fù)混肥，或硝酸鉀和硝酸銨二元復(fù)混肥，或氯化鉀和氯化銨氮鉀二元復(fù)混肥；同時(shí)將第二步中洗脫完成后的頂水與在本步驟中在多效真空蒸發(fā)濃縮時(shí)產(chǎn)生的冷凝水，作為溶劑用于下一輪循環(huán)洗脫劑的配制，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。全文摘要一種用糖蜜酒精廢醪液制取氮鉀二元復(fù)混肥的方法，該方法以糖蜜酒精廢醪液為原料，將廢醪液通入離子交換柱中，以改型的天然沸石作為鉀離子的選擇性吸附劑進(jìn)行吸附，然后用硫酸銨、硝酸銨或氯化銨熱溶液作為洗脫劑進(jìn)行洗脫，得到含有硫酸鉀和硫酸銨、硝酸鉀和硝酸銨或氯化鉀和氯化銨的含氮富鉀液，再將含氮富鉀液經(jīng)多效真空蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、干燥、粉碎而得到硫酸鉀和硫酸銨、硝酸鉀和硝酸銨或氯化鉀和氯化銨氮鉀二元復(fù)混肥，本發(fā)明方法工藝過程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)中使用的原料易得，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。文檔編號(hào)C05F5/00GK101781138SQ201010128020公開日2010年7月21日申請(qǐng)日期2010年3月19日優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日發(fā)明者何桂源,侯水才,晏彤,李亞昆,段永忠,秦牧,陳勇,陶潔,高正卿申請(qǐng)人:云南省輕工業(yè)科學(xué)研究院