二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，屬于化學(xué)工程與環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法包括以下步驟：a、將所述硫酸銨溶液與氯化鉀按0.8～1.2：0.8～1.2的重量比例進(jìn)行連續(xù)投料，然后在28℃～35℃的溫度下攪拌反應(yīng)10分鐘以上，加入硫酸鉀晶種，再繼續(xù)反應(yīng)10～30分鐘，且使反應(yīng)液中的K+濃度為58～68g/L；b、反應(yīng)完成后，過(guò)濾，分別得濾餅和過(guò)濾液，濾餅用KCl溶液沖洗，得硫酸鉀成品。本發(fā)明的有益效果是：工藝流程簡(jiǎn)單，能有效降低能耗和生產(chǎn)成本，提高煙氣脫硫副產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)工程與環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為主要的鉀肥，硫酸鉀和氯化鉀相比，氯化鉀中含Cl—占肥料近一半，對(duì)煙草、柑橘、茶葉、葡萄、番茄、胡蘿卜、馬鈴薯、蕎麥等忌氯作物的品質(zhì)危害極大，且作為無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，它的鹽指數(shù)為143，對(duì)農(nóng)作物損傷傾向大。硫酸鉀適宜于各種作物，其鹽指數(shù)為46.1，一般施用不損傷作物，更適合植物生長(zhǎng)的需要，同時(shí)該肥料出了鉀的肥效，還可滿(mǎn)足植物對(duì)硫元
素的需要。
[0003]目前世界上鉀肥品種仍以氯化鉀為主，主要是因?yàn)辂}湖、鉀石鹽礦多以氯化鉀鹽存在。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的調(diào)整，特別是經(jīng)濟(jì)效益高的經(jīng)濟(jì)作物對(duì)無(wú)氯鉀肥的需求日益增加，要求拉動(dòng)我國(guó)硫酸鉀的生產(chǎn)能力。
[0004]硫酸鉀傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法是用氯化鉀和硫酸在曼海爐中高溫反應(yīng)得來(lái)，該法腐蝕性極強(qiáng)，生產(chǎn)成本高，除消耗KC1，還消耗H2SO4,且產(chǎn)生大量的HCl需要平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的 是提供一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，工藝流程簡(jiǎn)單，能有效降低能耗和生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，采用氨法吸收二氧化硫煙氣得硫酸銨溶液，該方法包括以下步驟:
[0007]a、將所述硫酸銨溶液與氯化鉀按0.8~1.2:0.8~1.2的重量比例進(jìn)行連續(xù)投料，然后在28°C~35°C的溫度下攪拌反應(yīng)10分鐘以上，加入硫酸鉀晶種，再繼續(xù)反應(yīng)10~30分鐘，且使反應(yīng)液中的K+濃度為58~68g/L ；
[0008]b、反應(yīng)完成后，過(guò)濾，分別得濾餅和過(guò)濾液，濾餅用KCl溶液沖洗，得硫酸鉀成品。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟a中硫酸銨溶液的密度為1200~1250g/L。
[0010]優(yōu)選的,所述步驟a中氯化鉀選自重量含量為85~99%的工業(yè)氯化鉀。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟a中投料的時(shí)間為90~120分鐘。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟a中攪拌的速度為150~200轉(zhuǎn)/分鐘。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟a中硫酸鉀晶種的粒度為100~200目。
[0014]優(yōu)選的,所述步驟a中硫酸鉀晶種加入的重量為硫酸鉀理論產(chǎn)量的5%~7%。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟b中KCl溶液的重量比濃度為12~17%。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟b中KCl溶液的沖洗量為所述過(guò)濾液體積量的15~20%。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟b中過(guò)濾液蒸發(fā)濃縮后，得副產(chǎn)品HiNH4Cl ? KCl肥料。
[0018]本發(fā)明中，加入硫酸鉀晶種有以下作用:(I)控制結(jié)晶晶核的數(shù)量，有利于硫酸鉀結(jié)晶形成；(2)增大硫酸鐘結(jié)晶顆粒；(3)提聞硫酸鐘廣品的純度；(4)提聞鐘的有效利用率。
[0019]本發(fā)明對(duì)反應(yīng)液中的K+濃度進(jìn)行進(jìn)一步的限定，用于讓鉀離子濃度處于飽和與過(guò)飽和之間的介穩(wěn)區(qū)，利于硫酸鉀晶體生長(zhǎng)。若鉀離子濃度高于限定的濃度，易形成較多晶核，不利于硫酸鉀晶體的長(zhǎng)大。因硫酸鉀晶體越大，產(chǎn)品質(zhì)量就更佳。
[0020]另所得濾餅用KCl溶液沖洗有以下作用:(1)去除結(jié)晶顆粒夾帶雜質(zhì)；(2)提高鉀的含量。
[0021]本發(fā)明對(duì)硫酸銨溶液的密度進(jìn)行了進(jìn)一步地限定，因此密度范圍硫酸銨溶液在常溫狀況下，屬于基本飽和又未過(guò)飽和的狀態(tài)，一般不會(huì)結(jié)晶出固體硫酸銨，能使蒸發(fā)副產(chǎn)品能耗小。
[0022]本發(fā)明對(duì)投料時(shí)間進(jìn)行了進(jìn)一步地限定，可利于硫酸鉀晶體生長(zhǎng)和長(zhǎng)大。
[0023]本發(fā)明申請(qǐng)中,在計(jì)算硫酸鉀的理論產(chǎn)量時(shí)，由于硫酸銨溶液始終保持過(guò)量，因此計(jì)算中僅需考慮氯化鉀轉(zhuǎn)化成硫酸鉀即可。用十字相乘法計(jì)算:
[0024]2KC1 — K2SO4
[0025]硫酸鉀的理論產(chǎn)量=174 Xa/(2 X 74.5)
[0026]式中:a為所加入氯化鉀的重量；
[0027]174為硫酸鉀的相對(duì)分子質(zhì)量；
[0028]74.5為氯化鉀的相對(duì)分子質(zhì)量。
`[0029]本發(fā)明的有益效果在于:
[0030](I)能直接利用脫硫得到(NH4) 2S04溶液，減少了(NH4) 2S04溶液蒸發(fā)結(jié)晶和(NH4)2304固體的溶解過(guò)程，工藝流程簡(jiǎn)單，節(jié)約能耗，延長(zhǎng)了脫硫的產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)國(guó)家緊缺產(chǎn)品，提高煙氣脫硫副產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，具有更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0031](2)本發(fā)明中，采用KCl溶液沖洗濾餅所得的沖洗液，可投入下次生產(chǎn)中，進(jìn)行反復(fù)利用，有效地降低了生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述方法及裝置做一詳述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0034]實(shí)施例一
[0035]將重量含量為85%的工業(yè)氯化鉀Ikg和經(jīng)采用氨法脫硫直接得到密度為1250g/L的(NH4)2SO4溶液，按KCl: (NH4) #04溶液=1.05:1.1的重量比，進(jìn)行連續(xù)投料90分鐘后，在35°C的溫度下，以攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，攪拌反應(yīng)10分鐘，加入粒度為200目的硫酸鉀晶種60克，再繼續(xù)反應(yīng)20分鐘，且使反應(yīng)液中的K+濃度為58g/L ;反應(yīng)完成后，過(guò)濾，分別得887g濾餅和1726毫升過(guò)濾液，濾餅用重量比濃度為15%的KCl溶液259毫升進(jìn)行沖洗，得硫酸鉀成品。
[0036]其中，硫酸鉀的產(chǎn)率為89.36%，所得硫酸鉀產(chǎn)品中，K2O的含量為48.53%，CF的含量為1.01%，鉀的轉(zhuǎn)化率為81.92%。經(jīng)計(jì)算，硫酸鉀的理論產(chǎn)量為993g。[0037]過(guò)濾液蒸發(fā)濃縮后，可得副產(chǎn)品HiNH4Cl ? KCl肥料。
[0038]實(shí)施例二
[0039]將重量含量為99%的工業(yè)氯化鉀Ikg和經(jīng)采用氨法脫硫直接得到密度為1200g/L的(NH4)2SO4溶液，按KCl: (NH4)2SO4溶液=1:1的重量比，進(jìn)行連續(xù)投料120分鐘后，在28°C的溫度下，以攪拌速度為150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，攪拌反應(yīng)15分鐘，加入粒度為100目的硫酸鉀晶種80克，再繼續(xù)反應(yīng)30分鐘，且使反應(yīng)液中的K+濃度為68g/L ;反應(yīng)完成后，過(guò)濾，分別得1053g濾餅和2260毫升過(guò)濾液，濾餅用重量比濃度為12%的KCl溶液339毫升沖洗，得硫酸鉀成品。
[0040]其中，硫酸鉀的產(chǎn)率為91.08%，所得硫酸鉀產(chǎn)品中，K2O的含量為46.2%，CF的含量為1.6%，鉀的轉(zhuǎn)化率為83.87%。經(jīng)計(jì)算，硫酸鉀的理論產(chǎn)量為1156g。
[0041]過(guò)濾液蒸發(fā)濃縮后，可得副產(chǎn)品HiNH4Cl ? KCl肥料。
[0042]實(shí)施例三
[0043]將重量含量為90%的工業(yè)氯化鉀Ikg和經(jīng)采用氨法脫硫直接得到密度為1200g/L的(NH4)2SO4溶液，按KCl =(NH4)2SO4溶液=1:1.05的重量比，進(jìn)行連續(xù)投料100分鐘后，在30°C的溫度下，以攪拌速度為180轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，攪拌反應(yīng)10分鐘，加入粒度為150目的硫酸鉀晶種70克， 再繼續(xù)反應(yīng)10分鐘，且使反應(yīng)液中的K+濃度為65g/L ;反應(yīng)完成后，過(guò)濾，分別得957g濾餅和2153毫升過(guò)濾液，濾餅用重量比濃度為17%的KCl溶液323毫升沖洗，得硫酸鉀成品。
[0044]其中，硫酸鉀的產(chǎn)率為91.06%，所得硫酸鉀產(chǎn)品中，K2O的含量為45.5%，CF的含量為1.8%，鉀的轉(zhuǎn)化率為83.87%。經(jīng)計(jì)算，硫酸鉀的理論產(chǎn)量為1.05公斤。
[0045]過(guò)濾液蒸發(fā)濃縮后，可得副產(chǎn)品mNH4Cl ? KCl肥料。
[0046]實(shí)施例四
[0047]將重量含量為90%的工業(yè)氯化鉀Ikg和經(jīng)采用氨法脫硫直接得到密度為1200g/L的(NH4)2SO4溶液，按KCl: (NH4)2SO4溶液=0.8:1.2的重量比，進(jìn)行連續(xù)投料90分鐘后，在30°C的溫度下，以攪拌速度為180轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，攪拌反應(yīng)10分鐘，加入粒度為150目的硫酸鉀晶種70克，再繼續(xù)反應(yīng)10分鐘，且使反應(yīng)液中的K+濃度為65g/L ;反應(yīng)完成后，過(guò)濾，分別得957g濾餅和1051毫升過(guò)濾液，濾餅用重量比濃度為17%的KCl溶液300毫升沖洗，得硫酸鉀成品。
[0048]其中，硫酸鉀的產(chǎn)率為91.06%，所得硫酸鉀產(chǎn)品中，K2O的含量為45.5%，CF的含量為1.8%，鉀的轉(zhuǎn)化率為83.87%。經(jīng)計(jì)算，硫酸鉀的理論產(chǎn)量為1.05公斤。
[0049]過(guò)濾液蒸發(fā)濃縮后，可得副產(chǎn)品HiNH4Cl ? KCl肥料。
[0050]實(shí)施例五
[0051]將重量含量為90%的工業(yè)氯化鉀Ikg和經(jīng)采用氨法脫硫直接得到密度為1200g/L的(NH4)2SO4溶液，按KCl: (NH4) #04溶液=1.2:0.8的重量比，進(jìn)行連續(xù)投料120分鐘后，在30°C的溫度下，以攪拌速度為180轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，攪拌反應(yīng)10分鐘，加入粒度為150目的硫酸鉀晶種70克，再繼續(xù)反應(yīng)10分鐘，且使反應(yīng)液中的K+濃度為65g/L ;反應(yīng)完成后，過(guò)濾，分別得957g濾餅和1051毫升過(guò)濾液，濾餅用重量比濃度為17%的KCl溶液300毫升沖洗，得硫酸鉀成品。
[0052]其中，硫酸鉀的產(chǎn)率為91.06%，所得硫酸鉀產(chǎn)品中，K2O的含量為45.5%，CF的含量為1.8%，鉀的轉(zhuǎn)化率為83.87%。經(jīng)計(jì)算，硫酸鉀的理論產(chǎn)量為1.05公斤。
[0053]過(guò)濾液蒸發(fā)濃縮后，可得副產(chǎn)品HiNH4Cl ? KCl肥料。
[0054]最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，采用氨法吸收二氧化硫煙氣得硫酸銨溶液，其特征在于:該方法包括以下步驟: a、將所述硫酸銨溶液與氯化鉀按0.8~1.2:0.8~1.2的重量比例進(jìn)行連續(xù)投料，然后在28°C~35°C的溫度下攪拌反應(yīng)10分鐘以上，加入硫酸鉀晶種，再繼續(xù)反應(yīng)10~30分鐘，且使反應(yīng)液中的K+濃度為58~68g/L ； b、反應(yīng)完成后，過(guò)濾，分別得濾餅和過(guò)濾液，濾餅用KCl溶液沖洗，得硫酸鉀成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，其特征在于:所述步驟a中硫酸銨溶液的密度為1200~1250g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，其特征在于:所述步驟a中氯化鉀選自重量含量為85~99%的工業(yè)氯化鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，其特征在于:所述步驟a中投料的時(shí)間為90~120分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，其特征在于:所述步驟a中攪拌的速度為150~200轉(zhuǎn)/分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，其特征在于:所述步驟a中硫酸鉀晶種的粒度為100~200目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，其特征在于:所述步驟a中硫酸鉀晶種加入的重量為硫酸鉀理論產(chǎn)量的5%~7%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，其特征在于:所述步驟b中KCl溶液的重量比濃度為12~17%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，其特征在于:所述步驟b中KCl溶液的沖洗量為所述過(guò)濾液體積量的15~20%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硫煙氣吸收氧化后制備硫酸鉀的方法，其特征在于:所述步驟b中過(guò)濾液蒸發(fā)濃縮后，得副產(chǎn)品HiNH4Cl ? KCl肥料。
【文檔編號(hào)】C01D5/08GK103754897SQ201410001267
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】曾子平, 劉應(yīng)隆, 夏仁江, 周錫飛 申請(qǐng)人:云南亞太環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究有限公司