Mannheim-proses vir kaliumsulfaat (K2SO4) Produksie
Hoofproduksiemetodes van kaliumsulfaat
Mannheim-proses is die industriële proses vir die produksie van K2SO4,'n Ontbindingsreaksie tussen 98% swaelsuur en kaliumchloried by hoë temperature met soutsuur as 'n neweproduk. Die spesifieke stappe sluit in die vermenging van kaliumchloried en swaelsuur en die reaksie daarvan by hoë temperature om kaliumsulfaat en soutsuur te vorm.
Kristallisasiesskeidingproduseer kaliumsulfaat deur die rooster van alkali soos tungsaaddop en plantas, gevolg deuruitloging, filtrering, konsentrering, sentrifugale skeiding en droging om kaliumsulfaat te verkry.
Reaksie vanKaliumchloriedenSwaelsuur by spesifieke temperature in 'n spesifieke verhouding is 'n ander metode om te kry kaliumsulfaat.Die spesifieke stappe sluit in die oplos van kaliumchloried in warm water, die byvoeging van swaelsuur vir die reaksie, en dan kristallisering by 100–140°C, gevolg deur skeiding, neutralisering en droging om kaliumsulfaat te produseer.
Voordele van Mannheim Kaliumsulfaat
Die Mennheim-proses is die primêre metode vir kaliumsulfaatproduksie oorsee. Die betroubare en gesofistikeerde metode produseer gekonsentreerde kaliumsulfaat met uitstekende wateroplosbaarheid. Die swak suuroplossing is geskik vir alkaliese grond.
Produksiebeginsels
Reaksieproses:
1. Swaelsuur en kaliumchloried word proporsioneel gemeet en eweredig in die reaksiekamer van die Mannheim-oond ingevoer, waar hulle reageer om kaliumsulfaat en waterstofchloried te produseer.
2. Die reaksie vind in twee stappe plaas:
i. Die eerste stap is eksotermies en vind plaas by 'n laer temperatuur.
ii. Die tweede stap behels die omskakeling van kaliumbisulfaat na kaliumsulfaat, wat sterk endotermies is.
Temperatuurbeheer:
1. Die reaksie moet plaasvind by temperature bo 268°C, met die optimale reeks van 500-600°C om doeltreffendheid sonder oormatige swaelsuurontbinding te verseker.
2. In werklike produksie word die reaksietemperatuur tipies tussen 510-530°C beheer vir stabiliteit en doeltreffendheid.
Hittebenutting:
1. Die reaksie is hoogs endotermies en vereis konstante hittetoevoer van natuurlike gasverbranding.
2. Ongeveer 44% van die oond se hitte gaan deur die wande verlore, 40% word deur uitlaatgasse weggevoer, en slegs 16% word vir die werklike reaksie gebruik.
Belangrike aspekte van die Mannheim-proses
OondDeursnee is die beslissende faktor van produksiekapasiteit. Die grootste oonde wêreldwyd het 'n deursnee van 6 meter.Terselfdertyd is 'n betroubare bestuurstelsel die waarborg van deurlopende en stabiele reaksie.Vuurvaste materiale moet hoë temperature, sterk sure en goeie hitte-oordrag weerstaan. Materiale vir die roermeganismes moet bestand wees teen hitte, korrosie en slytasie.
Waterstofchloriedgaskwaliteit:
1. Deur 'n effense vakuum in die reaksiekamer te handhaaf, word verseker dat lug en rookgasse nie die waterstofchloried verdun nie.
2. Behoorlike verseëling en werking kan HCl-konsentrasies van 50% of hoër bereik.
Rou Materiaal Spesifikasies:
1.Kaliumchloried:Moet aan spesifieke vog-, deeltjiegrootte- en kaliumoksiedinhoudvereistes voldoen vir optimale reaksiedoeltreffendheid.
2.Swaelsuur:Vereis 'n konsentrasie van 99% vir suiwerheid en konsekwente reaksie.
Temperatuurbeheer:
1.Reaksiekamer (510-530°C):Verseker volledige reaksie.
2.Verbrandingskamer:Balanseer natuurlike gasinvoer vir doeltreffende verbranding.
3.Stertgastemperatuur:Beheer om uitlaatblokkasies te voorkom en effektiewe gasabsorpsie te verseker.
Proseswerkvloei
- Reaksie:Kaliumchloried en swaelsuur word voortdurend in die reaksiekamer ingevoer. Die gevolglike kaliumsulfaat word ontlaai, afgekoel, gesif en met kalsiumoksied geneutraliseer voor verpakking.
- Hantering van neweprodukte:
- Hoëtemperatuur waterstofchloriedgas word afgekoel en gesuiwer deur 'n reeks skropters en absorpsietorings om industriële soutsuur (31-37% HCl) te produseer.
- Stertgasvrystellings word behandel om aan omgewingsstandaarde te voldoen.
Uitdagings en Verbeterings
- Hitteverlies:Aansienlike hitte gaan verlore deur uitlaatgasse en oondwande, wat die behoefte aan verbeterde hitteherwinningstelsels beklemtoon.
- Toerustingkorrosie:Die proses werk onder hoë temperature en suur toestande, wat lei tot slytasie- en onderhoudsuitdagings.
- Soutsuurbyprodukbenutting:Die mark vir soutsuur kan versadig wees, wat navorsing oor alternatiewe gebruike of metodes om neweprodukproduksie te verminder, noodsaak.
Die Mannheim-kaliumsulfaatproduksieproses behels twee tipes afvalgasvrystellings: verbrandingsuitlaat van natuurlike gas en neweproduk waterstofchloriedgas.
Verbrandingsuitlaat:
Die temperatuur van die verbrandingsuitlaatgas is gewoonlik ongeveer 450°C. Hierdie hitte word deur 'n herwinner oorgedra voordat dit vrygestel word. Selfs na hitte-uitruiling bly die uitlaatgastemperatuur egter ongeveer 160°C, en hierdie oorblywende hitte word in die atmosfeer vrygestel.
Byproduk Waterstofchloriedgas:
Die waterstofchloriedgas ondergaan skropwerk in 'n swaelsuur-was-toring, absorpsie in 'n valfilm-absorbeerder, en suiwering in 'n uitlaatgas-suiweringstoring voordat dit vrygestel word. Hierdie proses genereer 31% soutsuur., waarin hoërkonsentrasie kan lei tot emissiesnie totstandaarde en veroorsaak 'n "stertsleep"-verskynsel in die uitlaat.Daarom, intydssoutsuur konsentrasiemeting word belangrik in produksie.
Die volgende maatreëls kan geneem word vir beter resultate:
Verminder suurkonsentrasie: Verlaag die suurkonsentrasie tydens die absorpsieprosesmetinlyn digtheidsmeter vir akkurate monitering.
Verhoog die sirkulerende watervolume: Verbeter die watersirkulasie in die vallende filmabsorbeerder om die absorpsie-doeltreffendheid te verbeter.
Verminder die las op die uitlaatgassuiweringstoring: Optimaliseer bedrywighede om die las op die suiweringstelsel te verminder.
Deur hierdie aanpassings en behoorlike werking oor tyd, kan die stertsleepverskynsel uitgeskakel word, wat verseker dat emissies aan die vereiste standaarde voldoen.
Plasingstyd: 23 Januarie 2025
