曼海姆法生产硫酸钾工艺

海姆炉简介曼海姆法的核心装置是反应炉，即曼海姆炉，产品纯度、转化率高低、生产能力和操作难易等均与反应炉有关。因此，反应炉性能成为该工艺的技术关键。反应炉主要由多种特种耐火材料砌成，具有两个空腔，中间椭圆形空腔为反应室，腔内带有搅拌耙子，反应时耙子以1—2r／min转动，将物料不断混合并逐渐推向炉腔周围。反应室的空腔为燃烧室，燃烧室带有燃烧嘴，燃料释放的热量间接加热反应室。2．3．1曼海姆炉的特点(1)炉子直径直接决定生产能力。通常曼海姆炉生产能力以单台反应炉日生产能力为衡量标准。由于受到制造技术及材质的限制，目前世界上最大的曼海姆炉直径为6m。(2)耙子驱动系统稳定可靠，从而为反应连续稳定地进行提供了保障。(3)材质要求高。炉子反应室所用的耐火材料必须耐高温、抗强酸、传热性好；燃烧室材料须耐高温，保温性能好；耙子材质须耐热、抗腐蚀、耐磨损；耙臂机械承受力大。材质是否达到要求直接影响检修期及炉子使用寿命。(4)有温度自控与安全保护系统等。2．3．2曼海姆炉热量利用情况如将燃烧放出的热量作100％计，则其分配情况：供给反应室15％一16％；废烟气带走40％一41％；炉膛、炉壁损失43％～45％。2．4产品质量简介2．4．1硫酸钾消耗定额及质量指标‘表1消耗定额／ke,／tK20物料名称消耗定额名称’ZBG21008一、89标准K2O／％≥C,1／％≤F—rI2S04／％≤O／％≤50．O1．5O．5O．52．4．2氯化氢气体质量’由于反应炉内维持在低度真空度(133．322～266．644Pa)，以免氯化氢溢至车间的大气内，因而空气和烟道气则侵透人炉内，冲淡了氯化氢。所以HC1在干燥气体中的实际浓度介于30％～40％之间。2．5副产HCl气体的利用曼海姆法工艺生产硫酸钾，将副产大量的HC1气体，生产一吨硫酸钾可副产HC1气体0．4t(纯度100％)，该法生产的HCI气体纯度较高，可用其生产如下产品：(1)直接用水吸收生产31ok一35％的盐酸。但是一般曼海姆法生产硫酸钾的装置规模都较大，这样将副产大量的盐酸，贮存和销售运输是一个问题。(2)副产的HC1气体经提纯干燥后用于生产氯磺酸。氯磺酸主要用于制造糖精和磺胺药品，也用于制造农药、洗涤剂、染料中间体的磺化剂等。(3)副产的HC1气体经提纯干燥后，采用乙烯氧氯化法工艺生产二氯乙烷，经裂解生产氯乙烯单体，做聚氯乙烯的原料。3曼海姆法的优缺点3．1优点技术成熟可靠；产品质量稳定，产品伸缩性大，生产能力可随产品要求在一定范围内变动；反应炉可生产多种硫酸盐产品，可同时生产两种硫酸钾产品；副产的HC1气体纯度高，可用于盐酸、氯磺酸、二氯乙烷等系列产品。3．2缺点投资高；反应炉材质要求高，炉体砌成过程难度大；反应温度高，炉膛50o～60o℃，燃烧室1000—1400~C；能耗高。单耗燃料合标准煤700kg／tK2SO4。4结论曼海姆法生产硫酸钾工艺成熟可靠，产品质量稳定，该法于1992年由我国云南磷肥厂从日本引进技术设备，建成1．2万t／a硫酸钾生产装置。其后各地的大部分生产装罩都是由台湾青上公司采取合资或独资在大陆建设上马的。最近已全部国产化的曼海姆法硫酸钾生产装置已在山东聊城市钾肥厂、大连瑞泽化工厂等地建成。据调查造价仅相当于从日本和引进设备费的三分之一。该法的核心设备——昂贵的曼海姆炉如能得以科学改造，降低造价，将更具有较强的经济性。另外其副产HC1气体加以利用，也将会产生较好的经济和社会效益。当然，选择生产硫酸钾的工艺时，还应考虑厂区周边的资源状况，利用易得的生产原料进行加工，以其降低成本，提高经济效益。