Manheimas process kālija sulfātam (K2SO4) Ražošana
Kālija sulfāta galvenās ražošanas metodes
Manheimas process is rūpnieciskais process K2SO4 ražošanai,98 % sērskābes un kālija hlorīda sadalīšanās reakcija augstā temperatūrā, kuras blakusprodukts ir sālsskābe. Konkrētie soļi ietver kālija hlorīda un sērskābes sajaukšanu un to reaģēšanu augstā temperatūrā, veidojot kālija sulfātu un sālsskābi.
Kristalizācijasatdalīšanāsražo kālija sulfātu, apgrauzdējot sārmus, piemēram, tunga sēklu čaumalas un augu pelnus, pēc tam sekoizskalošana, filtrēšana, koncentrēšana, centrbēdzes atdalīšana un žāvēšana, lai iegūtu kālija sulfātu.
ReakcijaKālija hlorīdsunSērskābe noteiktās temperatūrās noteiktā attiecībā ir vēl viena metode, kā iegūt kālija sulfāts.Konkrētās darbības ietver kālija hlorīda izšķīdināšanu siltā ūdenī, sērskābes pievienošanu reakcijai un pēc tam kristalizāciju 100–140 °C temperatūrā, kam seko atdalīšana, neitralizācija un žāvēšana, lai iegūtu kālija sulfātu.
Manheimas kālija sulfāta priekšrocības
Mennheimas process ir galvenā kālija sulfāta ražošanas metode ārzemēs. Šī uzticamā un sarežģītā metode ražo koncentrētu kālija sulfātu ar izcilu šķīdību ūdenī. Vāji skābais šķīdums ir piemērots sārmainai augsnei.
Ražošanas principi
Reakcijas process:
1. Sērskābe un kālija hlorīds tiek proporcionāli dozēti un vienmērīgi ievadīti Manheimas krāsns reakcijas kamerā, kur tie reaģē, veidojot kālija sulfātu un ūdeņraža hlorīdu.
2. Reakcija notiek divos posmos:
i. Pirmais solis ir eksotermisks un notiek zemākā temperatūrā.
ii. Otrais solis ietver kālija bisulfāta pārvēršanu par kālija sulfātu, kas ir spēcīgi endotermisks.
Temperatūras kontrole:
1. Reakcijai jānotiek temperatūrā virs 268 °C, optimālajam diapazonam esot 500–600 °C, lai nodrošinātu efektivitāti bez pārmērīgas sērskābes sadalīšanās.
2. Faktiskajā ražošanā reakcijas temperatūra parasti tiek kontrolēta no 510 līdz 530 °C, lai nodrošinātu stabilitāti un efektivitāti.
Siltuma izmantošana:
1. Reakcija ir ļoti endotermiska, un tai nepieciešama pastāvīga siltuma padeve no dabasgāzes sadegšanas.
2. Aptuveni 44% krāsns siltuma tiek zaudēti caur sienām, 40% tiek aizvadīti ar izplūdes gāzēm, un tikai 16% tiek izmantoti pašai reakcijai.
Manheimas procesa galvenie aspekti
KrāsnsDiametrs ir izšķirošais ražošanas jaudas faktors. Lielākajām krāsnīm pasaulē ir 6 metru diametrs.Vienlaikus uzticama braukšanas sistēma garantē nepārtrauktu un stabilu reakciju.Ugunsizturīgiem materiāliem jāiztur augsta temperatūra, stipras skābes un jānodrošina laba siltuma pārnese. Maisīšanas mehānismu materiāliem jābūt izturīgiem pret karstumu, koroziju un nodilumu.
Hlorūdeņraža gāzes kvalitāte:
1. Neliela vakuuma uzturēšana reakcijas kamerā nodrošina, ka gaiss un dūmgāzes neatšķaida ūdeņraža hlorīdu.
2. Pareiza blīvēšana un darbība var sasniegt 50% vai augstāku HCl koncentrāciju.
Izejvielu specifikācijas:
1.Kālija hlorīds:Lai nodrošinātu optimālu reakcijas efektivitāti, jāatbilst noteiktām mitruma, daļiņu izmēra un kālija oksīda satura prasībām.
2.Sērskābe:Nepieciešama 9. koncentrācija9% tīrībai un vienmērīgai reakcijai.
Temperatūras kontrole:
1.Reakcijas kamera (510–530 °C):Nodrošina pilnīgu reakciju.
2.Sadegšanas kamera:Balansē dabasgāzes padevi efektīvai sadegšanai.
3.Atkritumu gāzes temperatūra:Kontrolēts, lai novērstu izplūdes gāzu aizsprostojumus un nodrošinātu efektīvu gāzes absorbciju.
Procesa darbplūsma
- Reakcija:Kālija hlorīds un sērskābe tiek nepārtraukti padoti reakcijas kamerā. Iegūtais kālija sulfāts tiek izvadīts, atdzesēts, izsijāts un pirms iepakošanas neitralizēts ar kalcija oksīdu.
- Blakusproduktu apstrāde:
- Augstas temperatūras ūdeņraža hlorīda gāze tiek atdzesēta un attīrīta, izmantojot virkni skruberu un absorbcijas torņu, lai iegūtu rūpnieciskas kvalitātes sālsskābi (31–37% HCl).
- Atkritumu gāzes tiek attīrītas, lai atbilstu vides standartiem.
Izaicinājumi un uzlabojumi
- Siltuma zudumi:Ievērojams siltuma zudums notiek caur izplūdes gāzēm un krāsns sienām, kas uzsver nepieciešamību pēc uzlabotām siltuma atgūšanas sistēmām.
- Iekārtu korozija:Process notiek augstā temperatūrā un skābā vidē, radot nodiluma un apkopes problēmas.
- Sālsskābes blakusproduktu izmantošana:Sālsskābes tirgus var būt piesātināts, tāpēc ir nepieciešami pētījumi par alternatīviem lietojumiem vai metodēm, lai samazinātu blakusproduktu ražošanu.
Manheimas kālija sulfāta ražošanas procesā rodas divu veidu atgāzu emisijas: dabasgāzes sadegšanas izplūdes gāzes un blakusprodukts – ūdeņraža hlorīda gāze.
Sadegšanas izplūdes gāzes:
Sadegšanas izplūdes gāzu temperatūra parasti ir aptuveni 450 °C. Šis siltums pirms izvadīšanas tiek pārnests caur rekuperatoru. Tomēr pat pēc siltumapmaiņas izplūdes gāzu temperatūra saglabājas aptuveni 160 °C, un šis atlikušais siltums tiek izvadīts atmosfērā.
Blakusprodukts - ūdeņraža hlorīda gāze:
Pirms izvadīšanas ūdeņraža hlorīda gāze tiek attīrīta ar sērskābi skalošanas tornī, absorbēta plēves absorbentā un attīrīta izplūdes gāzu attīrīšanas tornī. Šajā procesā rodas 31 % sālsskābe., kurā augstākskoncentrācija var izraisīt emisijasne līdzstandartus un izraisot "astes vilkšanas" fenomenu izplūdes gāzēs.Tāpēc reāllaikāsālsskābe koncentrācijas mērīšana pagriezieni ir svarīgi ražošanā.
Lai panāktu labāku efektu, var veikt šādus pasākumus:
Samazināt skābes koncentrāciju: Samazināt skābes koncentrāciju absorbcijas procesa laikāariebūvēts blīvuma mērītājs precīzai uzraudzībai.
Palieliniet cirkulējošā ūdens daudzumu: uzlabojiet ūdens cirkulāciju krītošās plēves absorbētājā, lai uzlabotu absorbcijas efektivitāti.
Samaziniet izplūdes gāzu attīrīšanas torņa slodzi: optimizējiet darbības, lai samazinātu attīrīšanas sistēmas slodzi.
Ar šīm korekcijām un pareizu darbību laika gaitā var novērst astes vilkšanas fenomenu, nodrošinot, ka emisijas atbilst noteiktajiem standartiem.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 23. janvāris
