利用多層流化床反應(yīng)器生產(chǎn)硫酸鉀的裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用多層流化床反應(yīng)器生產(chǎn)硫酸鉀的裝置與方法，裝置主要由氯化鉀給料裝置、多層流化床反應(yīng)器、硫酸預(yù)熱器、熱風(fēng)爐和風(fēng)機(jī)構(gòu)成，所述氯化鉀給料裝置通過氯化鉀計(jì)量輸送器與多層流化床反應(yīng)器相連，所述硫酸預(yù)熱器通過硫酸霧化器與多層流化床反應(yīng)器相連，所述多層流化床反應(yīng)器與熱風(fēng)爐和風(fēng)機(jī)相連。本發(fā)明設(shè)備腐蝕輕，產(chǎn)量大，質(zhì)量高且穩(wěn)定，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。
【專利說明】利用多層流化床反應(yīng)器生產(chǎn)硫酸鐘的裝置與方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種采用W氯化鐘和硫酸為原料生產(chǎn)硫酸鐘的多層流化床技術(shù)裝置 與方法，【技術(shù)領(lǐng)域】是無機(jī)鹽工業(yè)和化服工業(yè)。

【背景技術(shù)】
[0002] 硫酸鐘是一種無氯鐘服，主要用在忌氯的經(jīng)濟(jì)作物上，例如：蔬菜、水果、煙草、茶 葉和蠶桑等農(nóng)作物。硫酸鐘的主要生產(chǎn)方法有：海湖鹽團(tuán)水制取硫酸鐘、鐘鹽礦石制取硫酸 鐘、氯化鐘與硫酸鹽復(fù)分解轉(zhuǎn)化法、氯化鐘硫酸轉(zhuǎn)化法等，而其中氯化鐘硫酸轉(zhuǎn)化法是生產(chǎn) 硫酸鐘的重要方法，其代表方法為曼海姆法。
[0003] 曼海姆法采用氯化鐘和硫酸為原料，通過燃燒水煤汽、液化氣、重油等手段提供 500-60(TC高溫反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鐘，該方法是制取硫酸鐘工藝技術(shù)最成熟的生產(chǎn)方法，技術(shù) 可靠，工藝過程較為簡(jiǎn)單，主要設(shè)備是曼海姆爐，利用該法生產(chǎn)的硫酸鐘占世界硫酸鐘 總產(chǎn)量的70% W上?！兑环N生產(chǎn)硫酸鐘的反應(yīng)爐》（中國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)?；?243499X)提供了 一種W硫酸和氯化鐘為原料生產(chǎn)硫酸鐘的反應(yīng)爐，該反應(yīng)爐是W曼海姆（Mannheim)法為基 礎(chǔ)，在高溫下讓氯化鐘與硫酸反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鐘，但曼海姆法存在反應(yīng)需在在高溫強(qiáng)酸的條 件下進(jìn)行，能源消耗大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，維修量大，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，擴(kuò)大單爐生產(chǎn)能力困難等問 題。
[0004] 近年來公開了多個(gè)低溫轉(zhuǎn)化法的專利，《生產(chǎn)硫酸鐘的新工藝及主要設(shè)備配置》 (中國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)?991166213)、《一種工業(yè)化低溫連續(xù)生產(chǎn)硫酸鐘的方法》（中國(guó)專利，申 請(qǐng)?zhí)枺?011103991549)、《一種液相萃取制備硫酸鐘聯(lián)產(chǎn)氯化饋的方法》（中國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)枺?2008101890255)、《轉(zhuǎn)化反應(yīng)法生產(chǎn)硫酸鐘》（中國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)?941184676)、《低溫生產(chǎn)硫 酸鐘新工藝》（中國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)枺?41130606)、《用氯化鐘與硫酸液相轉(zhuǎn)化制備硫酸鐘的方 法》（中國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)?931077818)、《反應(yīng)萃取結(jié)晶一步法生產(chǎn)硫酸鐘的方法》（中國(guó)專利， 申請(qǐng)?zhí)枺?00710114514X)等，則提供了 W硫酸和氯化鐘為原料，在常溫下或低溫條件下生產(chǎn) 硫酸鐘的方法。W上方法或存在工藝過程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，或存在使用有機(jī)有害溶劑，對(duì) 環(huán)境造成危害等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種W氯化鐘和硫酸為原料大規(guī)模生產(chǎn)硫酸鐘的多層流化 床技術(shù)裝置與方法，本發(fā)明采用多層流化床化學(xué)反應(yīng)的新工藝，從而使設(shè)備腐蝕減輕，維修 量減小，可W大大提高單爐生產(chǎn)能力，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 利用多層流化床反應(yīng)器生產(chǎn)硫酸鐘的裝置，其主要由氯化鐘給料裝置、多層流化床反 應(yīng)器、硫酸預(yù)熱器、熱風(fēng)爐和風(fēng)機(jī)構(gòu)成，所述氯化鐘給料裝置通過氯化鐘計(jì)量輸送器與多層 流化床反應(yīng)器相連，所述硫酸預(yù)熱器通過硫酸霧化器與多層流化床反應(yīng)器相連，所述多層 流化床反應(yīng)器與熱風(fēng)爐和風(fēng)機(jī)相連。
[0007] 前面所述的裝置，優(yōu)選的方案是，所述多層流化床反應(yīng)器，內(nèi)安裝有多層隔板，隔 板上安裝有風(fēng)帽，上下層隔板間裝有閉風(fēng)裝置，多層流化床反應(yīng)器底部有熱風(fēng)入口，下部側(cè) 面有硫酸鐘出口，上部有氯化氨氣體出口。
[0008] 前面所述的裝置，優(yōu)選的方案是，所述的熱風(fēng)爐熱風(fēng)出口與多層流化床反應(yīng)器下 部的熱風(fēng)入口相連。
[0009] 前面所述的裝置，優(yōu)選的方案是，所述風(fēng)機(jī)為羅茨風(fēng)機(jī)。
[0010] 本發(fā)明還提供了利用前面所述裝置生產(chǎn)硫酸鐘的方法，氯化鐘料倉(cāng)中的氯化鐘經(jīng) 氯化鐘計(jì)量輸送器計(jì)量送入多層流化床反應(yīng)器內(nèi)最上層隔板，在風(fēng)帽排出熱風(fēng)作用下W流 化形式由上層隔板經(jīng)過閉風(fēng)裝置逐層向下移動(dòng)。經(jīng)過計(jì)量的硫酸進(jìn)入硫酸預(yù)熱器預(yù)熱后， 由硫酸霧化器霧化送入多層流化床反應(yīng)器熱風(fēng)入口，隨熱風(fēng)經(jīng)過最底層隔板上的風(fēng)帽進(jìn)入 多層流化床反應(yīng)器，并逐層向上移動(dòng)。進(jìn)入多層流化床反應(yīng)器的氯化鐘與硫酸氣體在逆向 移動(dòng)過程中發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鐘和氯化氨，生成的硫酸鐘從多層流化床反應(yīng)器下部側(cè)面硫 酸鐘出口排出，生成的氯化氨氣體隨熱風(fēng)從多層流化床反應(yīng)器上部的氯化氨出口排出輸送 至制酸工序進(jìn)行冷卻、吸收，生成31%的工業(yè)鹽酸。
[0011] 前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，氯化鐘和硫酸用量的重量比為0. 85-0. 95: 0. 55-0. 65 (優(yōu)選的，氯化鐘和硫酸用量的重量比為0. 91: 0. 60)。
[0012] 前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，所用硫酸選用質(zhì)量濃度為93%-98%的工業(yè)硫酸 (優(yōu)選質(zhì)量濃度為98%的工業(yè)硫酸)。
[0013] 前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，硫酸預(yù)熱器硫酸出口溫度控制在20(TC ^32(TC。
[0014] 前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，所用氯化鐘的氧化鐘含量大于60%。
[0015] 前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度控制在80(TC?IOOCTC，多層流 化床反應(yīng)器中部溫度控制在60(TC ^65(TC，必要的情況下可在多層流化床反應(yīng)器上增加加 熱裝置。
[0016] 本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在： 1、 設(shè)備腐蝕減輕，維修量減小，運(yùn)行成本低； 2、 單套設(shè)備產(chǎn)量易于擴(kuò)大，生產(chǎn)產(chǎn)量大，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的； 3、 生產(chǎn)過程無有機(jī)溶劑，無廢水、廢氣、固體廢棄物排放，對(duì)環(huán)境無危害。
[0017] 請(qǐng)?jiān)诖搜a(bǔ)充有關(guān)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的內(nèi)容，要有針對(duì)性的對(duì)照【背景技術(shù)】中引證的文獻(xiàn)闡 述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明方法的工藝流程圖， 圖2是本發(fā)明裝置的示意圖。
[0019] 其中；1、氯化鐘料倉(cāng)；2、氯化鐘計(jì)量輸送器；3、多層流化床反應(yīng)器；4、硫酸預(yù)熱 器；5、熱風(fēng)爐；6、隔板；7、風(fēng)帽；8、閉風(fēng)裝置；9、硫酸鐘出口；10、氯化氨出口；11、熱風(fēng)入 口； 12、硫酸入口； 13、硫酸霧化器；14、熱風(fēng)輸送管；15、風(fēng)機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但保護(hù)范圍不被此限制。
[0021] 實(shí)施例I 一種生產(chǎn)硫酸鐘的多層流化床技術(shù)裝置與方法，其裝置主要由氯化鐘給 料裝置、多層流化床反應(yīng)器（3)、硫酸預(yù)熱器（4)、熱風(fēng)爐（5)等裝置構(gòu)成。氯化鐘料給料裝 置由氯化鐘料倉(cāng)（1)、氯化鐘計(jì)量輸送器（12)組成。多層流化床反應(yīng)器（3)內(nèi)安裝有多層 隔板（6)，隔板上安裝有風(fēng)帽（7)，上下層隔板間裝有閉風(fēng)裝置（8)，多層流化床反應(yīng)器下部 側(cè)面有硫酸鐘出口（9)，上部有氯化氨氣體出口（ 10)，底部有熱風(fēng)入口（ 11)。硫酸預(yù)熱器 (4)連接有硫酸入口（ 12)和硫酸霧化器（13)，將預(yù)熱的硫酸霧化送入多層流化床反應(yīng)器熱 風(fēng)入口（11)。熱風(fēng)爐（5)熱風(fēng)出口與多層流化床反應(yīng)器（3)下部的熱風(fēng)入口（11)通過熱風(fēng) 輸送管（14)相連，熱風(fēng)爐（5)所需空氣由風(fēng)機(jī)（15)輸送。
[0022] 利用本發(fā)明裝置進(jìn)行硫酸鐘生產(chǎn)的方法如下： 氯化鐘料倉(cāng)（1)中的氯化鐘經(jīng)氯化鐘料倉(cāng)下部的氯化鐘計(jì)量輸送器（2 )計(jì)量送入多層 流化床反應(yīng)器（3)。經(jīng)過計(jì)量的硫酸經(jīng)硫酸預(yù)熱器（4)上的硫酸入口（12)進(jìn)入硫酸預(yù)熱器 (4 )預(yù)熱后，由硫酸霧化器（13 )霧化送入多層流化床反應(yīng)器（3 )的熱風(fēng)入口（ 11 )，隨熱風(fēng)進(jìn) 入多層流化床反應(yīng)器（3)。進(jìn)入多層流化床反應(yīng)器（3)的氯化鐘與硫酸氣體在高溫下反應(yīng) 生成硫酸鐘和氯化氨，生成的硫酸鐘從多層流化床反應(yīng)器（3)下部側(cè)面硫酸鐘出口（14)排 出，生成的氯化氨氣體從多層流化床反應(yīng)器（3)上部側(cè)面的氯化氨出口（10)排出輸送至制 酸工序進(jìn)行冷卻、吸收，生成31%的工業(yè)鹽酸。
[0023] 氯化鐘和硫酸的重量比為0.85: 0.56,所用硫酸選用質(zhì)量濃度為98%的工業(yè)硫 酸，所用氯化鐘的氧化鐘含量大于62%，熱風(fēng)爐出口溫度控制在90(TC，多層流化床反應(yīng)器 中部的溫度控制在65(TC。
[0024] 實(shí)施例2 -種生產(chǎn)硫酸鐘的多層流化床技術(shù)裝置與方法，裝置與方法步驟仍可參 照實(shí)施例1。不同的是，氯化鐘和硫酸用量的重量比為0. 87: 0. 59,所用硫酸選用質(zhì)量濃度 為93%的工業(yè)硫酸，熱風(fēng)爐出口溫度控制在85(TC。
[00巧]實(shí)施例3 -種生產(chǎn)硫酸鐘的多層流化床技術(shù)裝置與方法，裝置與方法步驟仍可參 照實(shí)施例1。不同的是，氯化鐘和硫酸用量的重量比為0.92: 0.63,所用硫酸選用質(zhì)量濃度 為96%的工業(yè)硫酸，所用氯化鐘的氧化鐘含量為60%，熱風(fēng)爐出口溫度控制在95(TC。
[0026] 下表為本發(fā)明實(shí)施例1所得硫酸鐘產(chǎn)品質(zhì)量和預(yù)期產(chǎn)量與目前廣泛采用的曼海 姆法的對(duì)比。由此，本發(fā)明產(chǎn)品質(zhì)量高且穩(wěn)定，生產(chǎn)產(chǎn)量大。此外，本發(fā)明設(shè)備腐蝕減輕，維 修量減小，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 利用多層流化床反應(yīng)器生產(chǎn)硫酸鉀的裝置，其特征是，主要由氯化鉀給料裝置、多層 流化床反應(yīng)器、硫酸預(yù)熱器、熱風(fēng)爐和風(fēng)機(jī)構(gòu)成，所述氯化鉀給料裝置通過氯化鉀計(jì)量輸送 器與多層流化床反應(yīng)器相連，所述硫酸預(yù)熱器通過硫酸霧化器與多層流化床反應(yīng)器相連， 所述多層流化床反應(yīng)器與熱風(fēng)爐和風(fēng)機(jī)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述多層流化床反應(yīng)器，內(nèi)安裝有多層隔 板，隔板上安裝有風(fēng)帽，上下層隔板間裝有閉風(fēng)裝置，多層流化床反應(yīng)器底部有熱風(fēng)入口， 下部側(cè)面有硫酸鉀出口，上部有氯化氫氣體出口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的熱風(fēng)爐熱風(fēng)出口與多層流化床反應(yīng) 器下部的熱風(fēng)入口相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述風(fēng)機(jī)為羅茨風(fēng)機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的裝置生產(chǎn)硫酸鉀的方法，其特征是，氯化鉀給料裝置 氯化鉀料倉(cāng)中的氯化鉀經(jīng)氯化鉀計(jì)量輸送器計(jì)量送入多層流化床反應(yīng)器內(nèi)最上層隔板，在 風(fēng)帽排出熱風(fēng)作用下以流化形式由上層隔板經(jīng)過閉風(fēng)裝置逐層向下移動(dòng)；經(jīng)過計(jì)量的硫酸 進(jìn)入硫酸預(yù)熱器預(yù)熱后，由硫酸霧化器霧化送入多層流化床反應(yīng)器熱風(fēng)入口，隨熱風(fēng)經(jīng)過 最底層隔板上的風(fēng)帽進(jìn)入多層流化床反應(yīng)器，并逐層向上移動(dòng)；進(jìn)入多層流化床反應(yīng)器的 氯化鉀與硫酸氣體在逆向移動(dòng)過程中發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鉀和氯化氫，生成的硫酸鉀從多層 流化床反應(yīng)器下部側(cè)面硫酸鉀出口排出，生成的氯化氫氣體隨熱風(fēng)從多層流化床反應(yīng)器上 部的氯化氫出口排出輸送至制酸工序進(jìn)行冷卻、吸收，生成工業(yè)鹽酸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，氯化鉀和硫酸用量的重量比為0. 85-0. 95: 0.55-0. 65 (優(yōu)選的，氯化鉀和硫酸用量的重量比為0.91: 0.60)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，所用硫酸選用質(zhì)量濃度為93%-98%的工業(yè)硫 酸(優(yōu)選質(zhì)量濃度為98%的工業(yè)硫酸)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，硫酸預(yù)熱器硫酸出口溫度控制在 200。。?320。。。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，所用氯化鉀的氧化鉀含量大于60%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度控制在800°C ~1000°C，多 層流化床反應(yīng)器中部溫度控制在600°C飛50°C，必要的情況下可在多層流化床反應(yīng)器上增 加加熱裝置。
【文檔編號(hào)】C01D5/02GK104310436SQ201410574381
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】孫愛玲, 柳仁民 申請(qǐng)人:聊城大學(xué)