專(zhuān)利名稱(chēng)：以磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀的反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉀肥生產(chǎn)裝置，特別是涉及一種以含有二水硫酸鈣的磷石膏和氯化鉀生產(chǎn)硫酸鉀的反應(yīng)裝置。
以含二水硫酸鈣的磷石膏與氯化鉀反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀的生產(chǎn)工藝技術(shù)，到目前為止，在世界范圍都還處于研究開(kāi)發(fā)階段，還沒(méi)有應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)工藝，相應(yīng)的反應(yīng)生產(chǎn)裝置也都屬于實(shí)驗(yàn)室的裝置，不能進(jìn)行工業(yè)化的生產(chǎn)。如英國(guó)Nottinghan大學(xué)Franandez等人在壓力比較高，溫度比較低，以非水溶劑的工藝條件下，用石膏與氯化鉀反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀的實(shí)驗(yàn)研究中，獲得了比較好的效果。但反應(yīng)用的石膏為試劑純石膏，溶劑用量很大，采用噴射器制備溶劑，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，所用的反應(yīng)裝置為普通間歇式攪拌槽。印度GSFC中心也進(jìn)行了同英國(guó)相類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)研究工作，但原料采用的是磷石膏。
由于磷銨工業(yè)的發(fā)展，造成了大量磷石膏廢料的堆積，以磷石膏與氯化鉀反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀，既可為農(nóng)業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的鉀肥，又可降低硫酸鉀的生產(chǎn)成本和消除磷石膏廢料造成的污染，一舉多得，具有非常積極的技術(shù)意義。因此世界上許多國(guó)家都積極開(kāi)始研究用磷石膏與氯化鉀反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀的工作。
本實(shí)用新型的發(fā)明者多年從事無(wú)機(jī)化工教學(xué)研究工作，對(duì)以磷石膏與氯化鉀生產(chǎn)硫酸鉀有深入的研究，在研究分析了已有的以磷石膏與氯化鉀生產(chǎn)硫酸鉀的技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)的國(guó)情，研究開(kāi)發(fā)出了適合中國(guó)國(guó)情的，可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的以磷石膏與氯化鉀反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀的工藝技術(shù)，同時(shí)也設(shè)計(jì)出了實(shí)施這一工藝技術(shù)的主要裝置之一，即反應(yīng)器。
本實(shí)用新型的目的是向人們公開(kāi)一種以含二水硫酸鈣的磷石膏與氯化鉀反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀的，且可以進(jìn)行連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)的反應(yīng)器。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)采取以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)以磷石膏與氯化鉀反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀的反應(yīng)器為由筒體、上封頭、下封頭構(gòu)成的密閉容器，容器壁外設(shè)置有通入冷卻介質(zhì)的夾套，容器內(nèi)設(shè)置有隔板，隔板將容器沿筒體壁方向分割成至少為兩個(gè)的反應(yīng)室，隔板上設(shè)置的料液過(guò)流孔將相鄰的反應(yīng)室溝通，當(dāng)反應(yīng)室多于兩個(gè)時(shí)，按照料液的過(guò)流方向，第一個(gè)反應(yīng)室與最后一個(gè)反應(yīng)室不相通，進(jìn)料口設(shè)置在第一個(gè)反應(yīng)室的上部，出料口設(shè)置在最后一個(gè)反應(yīng)室，每個(gè)反應(yīng)室都設(shè)置有攪混裝置。料液從第一個(gè)反應(yīng)室依次流經(jīng)所有的反應(yīng)室，從最后一個(gè)反應(yīng)室排出。反應(yīng)室的個(gè)數(shù)由反應(yīng)速度和料液的過(guò)流速度來(lái)決定，反應(yīng)室的個(gè)數(shù)是用以保障料液的反應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)室設(shè)置的攪混裝置可以是混和泵，混和泵的入口接反應(yīng)室下部出口，其出口與反應(yīng)室的上部連接。攪混裝置也可以是攪拌器。容器最好是圓筒形容器，容器的下封頭可以是球形、橢圓形、圓錐形等迴轉(zhuǎn)式封頭。隔板將容器沿容器軸線分割成若干個(gè)扇形反應(yīng)室，反應(yīng)室的下部出口設(shè)置在封頭的頂端處，并將冷卻夾套內(nèi)的冷卻介質(zhì)通道設(shè)計(jì)成螺旋通道。
本實(shí)用新型是發(fā)明人為實(shí)施發(fā)明人自己開(kāi)發(fā)的以磷石膏與氯化鉀反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀工藝技術(shù)而設(shè)計(jì)的，是實(shí)施該工藝技術(shù)設(shè)備中的關(guān)鍵裝置。通過(guò)本實(shí)用新型，可以將該工藝技術(shù)用于工業(yè)化生產(chǎn)，且可進(jìn)行工藝連續(xù)的工業(yè)化生產(chǎn)。
以磷石膏與氯化鉀為原料工業(yè)生產(chǎn)硫酸鉀有十分廣泛的前景，其一是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)硫酸鉀肥料有非常大的需求。鉀是農(nóng)作物三大營(yíng)養(yǎng)元素之一，KCl和K2SO4是鉀肥的主要兩大品種，而許多經(jīng)濟(jì)作物，如煙葉、甘蔗、茶樹(shù)、桑樹(shù)、馬鈴薯、柑桔、西瓜等忌施用含氯的鉀肥，因此K2SO4是最主要的鉀肥品種。K2SO4除含有主要營(yíng)養(yǎng)元素鉀以外，所含的硫也是植物所需的主要營(yíng)養(yǎng)元素，它實(shí)際上是一種具有雙重營(yíng)養(yǎng)元素的優(yōu)良鉀肥。K2SO4的特點(diǎn)是，有效成份含量高(K2O占50％)，鹽指數(shù)低，吸濕性小，便于保管、運(yùn)輸和使用，是一種高濃度的無(wú)氯鉀肥。農(nóng)業(yè)部根據(jù)全國(guó)土壤和農(nóng)作物的普查情況計(jì)算出了全國(guó)鉀肥的需求量，到2000年無(wú)氯鉀肥的需求量達(dá)70萬(wàn)噸，而我國(guó)目前的無(wú)氯鉀肥的生產(chǎn)能力只有0.75萬(wàn)噸。需求與生產(chǎn)能力相差甚遠(yuǎn)。其二，用于生產(chǎn)硫酸鉀的磷石膏有充足的來(lái)源。以料漿濃縮法生產(chǎn)磷銨的技術(shù)開(kāi)發(fā)成功，全國(guó)先后上馬了70套年產(chǎn)3萬(wàn)噸磷銨的料漿濃縮法生產(chǎn)裝置。這些裝置的投產(chǎn)運(yùn)行，每年都有約300萬(wàn)噸磷石膏廢料產(chǎn)生，堆積如山，占據(jù)大量的田地，而且污染環(huán)境。另外，這些生產(chǎn)廠家的配套設(shè)施及原料供給都有富余，配套生產(chǎn)硫酸鉀的條件容易具備，因此很容易在這廠家推廣應(yīng)用該技術(shù)。
利用本實(shí)用新型，推廣應(yīng)用以磷石膏與氯化鉀為原料生產(chǎn)硫酸鉀，進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，不僅可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)K2SO4肥料，緩解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)優(yōu)質(zhì)鉀肥需求缺口大的矛盾，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，而且變廢為寶，充分利用資源，解決環(huán)境污染，節(jié)約大量的土地資源，是一舉多得的好事。利用本實(shí)用新型推廣硫酸鉀這一生產(chǎn)技術(shù)，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是附圖1的俯視圖。
下面結(jié)合著
給出本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，并對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本實(shí)用新型所揭示的以含二水硫酸鈣的磷石膏與氯化鉀反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀的反應(yīng)器6，由圓形筒體、上封頭和下封頭構(gòu)成，是一個(gè)密閉的容器，上封頭為平封頭，下封頭為圓錐形封頭，錐頂是平的，用于安裝混和泵1的進(jìn)口管13，容器壁外設(shè)置有通入冷卻介質(zhì)的夾套5，冷卻介質(zhì)為水，夾套內(nèi)的冷卻水通道為螺旋通道3，10是冷卻水的進(jìn)口，12是冷卻水的出口。容器內(nèi)設(shè)有隔板7，隔板將容器沿軸線方向分割成四個(gè)反應(yīng)室，隔板上設(shè)置有料液過(guò)流孔11，過(guò)流孔將依次相鄰的反應(yīng)室溝通，但按照料液的過(guò)流方向，第四個(gè)反應(yīng)室與第一個(gè)反應(yīng)室不相通。每個(gè)反應(yīng)室都設(shè)置一個(gè)混和泵1，混和泵的進(jìn)口管13接反室室的下底部，反應(yīng)室底部的料液由混和泵1經(jīng)循環(huán)管2泵入反應(yīng)室的上部，混流攪拌，強(qiáng)化料液的反應(yīng)速度，磷石膏進(jìn)料口8和氯化鉀進(jìn)料口9都設(shè)置在第一反應(yīng)室的上部，反應(yīng)后的料液出口設(shè)置在第四個(gè)反應(yīng)室的循環(huán)管2上。反應(yīng)器的工作原理如下磷石膏和氯化鉀不斷地從其進(jìn)口管進(jìn)入第一反應(yīng)室進(jìn)行反應(yīng)，下沉到反應(yīng)室下部未反應(yīng)的物料又由混和泵循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)室的上部，使反應(yīng)室內(nèi)的物料混流攪拌均勻，強(qiáng)化反應(yīng)速度，同時(shí)物料通過(guò)設(shè)置在隔板上的過(guò)流孔進(jìn)入下一個(gè)反應(yīng)室進(jìn)行反應(yīng)。同理依次進(jìn)入各反應(yīng)室，物料在最后一個(gè)反應(yīng)室反應(yīng)完后，從循環(huán)管上的出料口排出反應(yīng)器。
本實(shí)用新型不限于實(shí)施例所描述的形式，根據(jù)其揭示的原理，還可設(shè)計(jì)成其他形式。
權(quán)利要求1.一種以磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀的反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器是由筒體、上封頭和下封頭構(gòu)成的密閉容器(6)，容器壁外設(shè)置有通入冷卻介質(zhì)的冷卻夾套(5)，容器內(nèi)設(shè)置有隔板(7)，隔板將容器沿筒壁方向分割成不少于兩個(gè)的反應(yīng)室，隔板上設(shè)置的料液過(guò)流孔(11)將相鄰的反應(yīng)室溝通，當(dāng)反應(yīng)室多于兩個(gè)時(shí)，按照料液過(guò)流方向，第一個(gè)反應(yīng)室與最后一個(gè)反應(yīng)室不相通，進(jìn)料口(8，9)設(shè)置在第一個(gè)反應(yīng)室的上部，出料口(4)設(shè)置在最后一個(gè)反應(yīng)室，每個(gè)反應(yīng)室都設(shè)置有攪混裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的攪混裝置為混和泵(1)，混和泵的入口接反應(yīng)室下部出口(13)，混和泵的出口與反應(yīng)室的上部相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀的反應(yīng)器，其特征在于容器為圓筒形容器，下封頭為迴轉(zhuǎn)封頭，與混和泵入口相連接的反應(yīng)室下部出口設(shè)置在迴轉(zhuǎn)封頭的頂端處，冷卻夾套內(nèi)的冷卻介質(zhì)通道為螺旋通道(3)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種以磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀的反應(yīng)器，反應(yīng)器為密閉的容器，容器壁外設(shè)置有通入冷卻介質(zhì)的夾套，容器內(nèi)由隔板分割成多個(gè)反應(yīng)室，隔板上設(shè)置有料液通流孔，將相鄰的反應(yīng)室相互溝通，每個(gè)反應(yīng)室都設(shè)置有一個(gè)作為攪混裝置的混和泵，強(qiáng)化反應(yīng)速度。本實(shí)用新型是以磷銨生產(chǎn)中的廢料磷石膏為原料，與氯化鉀反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀的裝置，可進(jìn)行連續(xù)工業(yè)化的生產(chǎn)。該技術(shù)推廣應(yīng)用既可為農(nóng)業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的鉀肥，又可變廢為寶，消除環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C01D5/00GK2245057SQ96232529
公開(kāi)日1997年1月15日 申請(qǐng)日期1996年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月10日
發(fā)明者劉代俊, 張?jiān)氏?申請(qǐng)人:四川聯(lián)合大學(xué)