Манхајмски процес за калиум сулфат (K₂SO₄) Продукција

Главни методи за производство на калиум сулфат

Процес на Манхајм is индустриски процес за производство на K2SO4,реакција на распаѓање помеѓу 98% сулфурна киселина и калиум хлорид на високи температури со како нуспроизвод хлороводородна киселина. Специфичните чекори вклучуваат мешање на калиум хлорид и сулфурна киселина и нивна реакција на високи температури за да се формира калиум сулфат и хлороводородна киселина.

Кристализацијаsразделувањепроизведува калиум сулфат преку печење на алкали како што се лушпа од семе од тунг и растителна пепел, а потоа следилужење, филтрирање, концентрирање, центрифугално одвојување и сушење за да се добие калиум сулфат.

Реакција наКалиум хлоридиСулфурна киселина на специфични температури во специфичен сооднос е друг метод за добивање калиум сулфат.Специфичните чекори вклучуваат растворање на калиум хлорид во топла вода, додавање сулфурна киселина за реакцијата, а потоа кристализација на 100–140°C, проследено со одвојување, неутрализација и сушење за да се произведе калиум сулфат.

Предности на калиум сулфат од Манхајм

Процесот Менхајм е примарен метод за производство на калиум сулфат во странство. Сигурниот и софистициран метод произведува концентриран калиум сулфат со супериорна растворливост во вода. Слабокиселиот раствор е погоден за алкална почва.

Принципи на производство

Процес на реакција:

1. Сулфурната киселина и калиум хлоридот се пропорционално мерени и рамномерно внесени во реакционата комора на печката во Манхајм, каде што реагираат за да произведат калиум сулфат и водород хлорид.

2. Реакцијата се одвива во два чекора:

i. Првиот чекор е егзотермен и се одвива на пониска температура.

ii. Вториот чекор вклучува конверзија на калиум бисулфат во калиум сулфат, кој е силно ендотермен.

Контрола на температурата:

1. Реакцијата мора да се одвива на температури над 268°C, при што оптималниот опсег е 500-600°C за да се обезбеди ефикасност без прекумерно распаѓање на сулфурна киселина.

2. Во вистинското производство, температурата на реакцијата обично се контролира помеѓу 510-530°C за стабилност и ефикасност.

Користење на топлина:

1. Реакцијата е високо ендотермна, барајќи конзистентно снабдување со топлина од согорување на природен гас.

2. Околу 44% од топлината на печката се губи низ ѕидовите, 40% се одведува од издувните гасови, а само 16% се користи за самата реакција.

Клучни аспекти на процесот на Манхајм

ПечкаДијаметарот е одлучувачки фактор за производствениот капацитет. Најголемите печки во светот имаат дијаметар од 6 метри.Во исто време, сигурниот систем за возење е гаранција за континуирана и стабилна реакција.Огноотпорните материјали мора да издржат високи температури, силни киселини и да обезбедат добар пренос на топлина. Материјалите за механизмите за мешање мора да бидат отпорни на топлина, корозија и абење.

Квалитет на гас од водород хлорид:

1. Одржувањето на мал вакуум во реакционата комора гарантира дека воздухот и димните гасови не го разредуваат водородниот хлорид.

2. Со правилно запечатување и работа може да се постигнат концентрации на HCl од 50% или повисоки.

Спецификации за суровина:

1.Калиум хлорид:Мора да ги исполнува специфичните барања за влага, големина на честички и содржина на калиум оксид за оптимална ефикасност на реакцијата.

2.Сулфурна киселина:Потребна е концентрација од 99% за чистота и конзистентна реакција.

Контрола на температурата:

1.Реакција Комора (510-530°C):Обезбедува целосна реакција.

2.Комора за согорување:Го балансира внесувањето на природен гас за ефикасно согорување.

3.Температура на опашкиот гас:Контролирано за да се спречат затнувања на издувните гасови и да се обезбеди ефикасна апсорпција на гас.

Работен тек на процесот

• Реакција:Калиум хлорид и сулфурна киселина континуирано се внесуваат во реакционата комора. Добиениот калиум сулфат се испушта, се лади, се цеди и се неутрализира со калциум оксид пред пакувањето.
• Ракување со нуспроизводи:
  • Гасот од високотемпературен хлорид се лади и прочистува преку серија стружери и апсорпциони кули за да се произведе хлороводородна киселина за индустриски квалитет (31-37% HCl).
  • Емисиите на гасови од опашката се третираат за да се исполнат еколошките стандарди.

Предизвици и подобрувања

1. Губење на топлина:Значителна топлина се губи преку издувните гасови и ѕидовите на печката, што ја истакнува потребата од подобрени системи за обновување на топлината.
2. Корозија на опрема:Процесот работи под високи температури и кисели услови, што доведува до предизвици при абење и одржување.
3. Употреба на нуспроизводи од хлороводородна киселина:Пазарот за хлороводородна киселина може да биде заситен, што бара истражување на алтернативни употреби или методи за минимизирање на производството на нуспроизводи.

Процесот на производство на калиум сулфат во Манхајм вклучува два вида емисии на отпадни гасови: издувни гасови од согорување од природен гас и нуспроизводен гас од водород хлорид.

Издувни гасови од согорување:

Температурата на издувните гасови од согорувањето е генерално околу 450°C. Оваа топлина се пренесува преку рекуператор пред да се испушти. Сепак, дури и по размената на топлина, температурата на издувните гасови останува приближно 160°C, а оваа преостаната топлина се ослободува во атмосферата.

Нуспроизвод гас водород хлорид:

Гасот од водород хлорид се прочистува во кула за перење со сулфурна киселина, се апсорбира во апсорбер на паѓачки филм и се прочистува во кула за прочистување на издувните гасови пред да се испушти. Овој процес генерира 31% хлороводородна киселина., во кој повисококонцентрацијата може да доведе до емисиине е достандарди и предизвикување феномен на „отпор на опашката“ во издувните гасови.Затоа, во реално времехлороводородна киселина мерење на концентрација станува важно во производството.

За подобар ефект, може да се преземат следниве мерки:

Намалување на концентрацијата на киселина: Намалете ја концентрацијата на киселина за време на процесот на апсорпцијасомерач на густина на линија за прецизно следење.

Зголемување на волуменот на циркулирачка вода: Подобрете ја циркулацијата на водата во апсорберот на паѓачки филм за да ја подобрите ефикасноста на апсорпцијата.

Намалете го оптоварувањето на кулата за прочистување на издувните гасови: Оптимизирајте ги операциите за да го минимизирате оптоварувањето на системот за прочистување.

Преку овие прилагодувања и правилно работење со текот на времето, феноменот на отпор на задната страна може да се елиминира, со што се обезбедува емисиите да ги исполнуваат потребните стандарди.