Мангеймский процесс получения сульфата калия (K2SO4) Производство
Основные методы производства сульфата калия
Мангеймский процесс is промышленный процесс производства K2SO4,Реакция разложения 98%-ной серной кислоты и хлорида калия при высоких температурах с образованием в качестве побочного продукта соляной кислоты. Конкретные этапы включают смешивание хлорида калия и серной кислоты и их реакцию при высоких температурах с образованием сульфата калия и соляной кислоты.
Кристаллизацияsразделениепроизводит сульфат калия путем обжига щелочи, такой как скорлупа семян тунгового дерева и зола растений, а затем...Выщелачивание, фильтрация, концентрирование, центрифужное разделение и сушка для получения сульфата калия.
РеакцияХлорид калияиСерная кислота еще один способ получить при определенных температурах в определенном соотношении. сульфат калия.Конкретные этапы включают растворение хлорида калия в теплой воде, добавление серной кислоты для реакции, а затем кристаллизацию при 100–140 °C, после чего следует разделение, нейтрализация и сушка для получения сульфата калия.
Преимущества мангеймского сульфата калия
Менгеймский процесс является основным методом производства сульфата калия за рубежом. Этот надежный и современный метод позволяет получать концентрированный сульфат калия с превосходной растворимостью в воде. Слабокислотный раствор подходит для щелочных почв.
Принципы производства
Процесс реакции:
1. Серная кислота и хлорид калия пропорционально дозируются и равномерно подаются в реакционную камеру маннгеймской печи, где они реагируют, образуя сульфат калия и хлороводород.
2. Реакция протекает в два этапа:
i. Первый этап является экзотермическим и происходит при более низкой температуре.
ii. Второй этап включает превращение бисульфата калия в сульфат калия, которое является сильно эндотермическим процессом.
Регулировка температуры:
1. Реакция должна протекать при температурах выше 268°C, при этом оптимальный диапазон составляет 500-600°C для обеспечения эффективности без чрезмерного разложения серной кислоты.
2. В реальных производственных условиях температура реакции обычно контролируется в диапазоне 510-530 °C для обеспечения стабильности и эффективности.
Использование тепла:
1. Эта реакция является сильно эндотермической и требует постоянного теплоснабжения за счет сжигания природного газа.
2. Около 44% тепла печи теряется через стенки, 40% отводится отработанными газами, и только 16% используется непосредственно для реакции.
Ключевые аспекты Мангеймского процесса
ПечьДиаметр является решающим фактором производственной мощности. Самые большие печи в мире имеют диаметр 6 метров.В то же время, надежная система привода является гарантией непрерывной и стабильной реакции.Огнеупорные материалы должны выдерживать высокие температуры, воздействие сильных кислот и обеспечивать хорошую теплопередачу. Материалы для механизмов перемешивания должны быть устойчивы к воздействию тепла, коррозии и износу.
Качество газообразного хлористого водорода:
1. Поддержание небольшого вакуума в реакционной камере обеспечивает, чтобы воздух и дымовые газы не разбавляли хлористый водород.
2. Надлежащая герметизация и правильная эксплуатация позволяют достичь концентрации HCl 50% и выше.
Технические характеристики сырья:
1.Хлорид калия:Для достижения оптимальной эффективности реакции необходимо соблюдать определенные требования к влажности, размеру частиц и содержанию оксида калия.
2.Серная кислота:Требуется концентрация 99% для обеспечения чистоты и стабильности реакции.
Регулировка температуры:
1.Реакционная камера (510-530°C):Обеспечивает полное протекание реакции.
2.Камера сгорания:Обеспечивает сбалансированное поступление природного газа для эффективного сгорания.
3.Температура отходящих газов:Контролируется для предотвращения засорения выхлопных газов и обеспечения эффективного поглощения газов.
Рабочий процесс
- Реакция:Хлорид калия и серная кислота непрерывно подаются в реакционную камеру. Полученный сульфат калия выгружается, охлаждается, просеивается и нейтрализуется оксидом кальция перед упаковкой.
- Обработка побочных продуктов:
- Высокотемпературный газообразный хлористый водород охлаждается и очищается с помощью ряда скрубберов и абсорбционных башен для получения соляной кислоты промышленного качества (31-37% HCl).
- Выбросы отработавших газов обрабатываются для соответствия экологическим стандартам.
Проблемы и улучшения
- Теплопотери:Значительные потери тепла происходят через отходящие газы и стенки печи, что подчеркивает необходимость усовершенствования систем рекуперации тепла.
- Коррозия оборудования:Данный процесс протекает при высоких температурах и в кислой среде, что приводит к износу и создает проблемы с техническим обслуживанием.
- Использование побочных продуктов переработки соляной кислоты:Рынок соляной кислоты может быть насыщен, что требует проведения исследований альтернативных способов применения или методов минимизации образования побочных продуктов.
В процессе производства сульфата калия в Мангейме образуются два типа отходящих газов: продукты сгорания природного газа и побочный продукт — хлористый водород.
Выхлопные газы от сгорания:
Температура продуктов сгорания обычно составляет около 450 °C. Это тепло передается через рекуператор перед отводом. Однако даже после теплообмена температура отработавших газов остается на уровне приблизительно 160 °C, и это остаточное тепло высвобождается в атмосферу.
Побочный продукт – газообразный хлористый водород:
Газообразный хлористый водород подвергается очистке в колонне для промывки серной кислотой, абсорбции в пленочном абсорбере и очистке в колонне для очистки отходящих газов перед сбросом. В результате этого процесса образуется 31%-ная соляная кислота.в котором вышеконцентрация может привести к выбросамне достандарты и вызывают явление "затруднения торможения хвостом" в выхлопной системе.Следовательно, в режиме реального времени.соляная кислота измерение концентрации повороты играют важную роль в производстве.
Для достижения лучших результатов можно принять следующие меры:
Снижение концентрации кислоты: Снижение концентрации кислоты в процессе абсорбции.свстроенный плотномер для точного мониторинга.
Увеличение объема циркулирующей воды: Улучшение циркуляции воды в пленочном абсорбере повышает эффективность поглощения.
Снижение нагрузки на градирню очистки отработавших газов: оптимизация работы для минимизации нагрузки на систему очистки.
Благодаря этим регулировкам и правильной эксплуатации в течение длительного времени можно устранить явление сопротивления задней части самолета, обеспечив соответствие выбросов требуемым стандартам.
Дата публикации: 23 января 2025 г.
