[发明专利]直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学肥料领域，尤其涉及一种直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的方法。

背景技术

现有的硫酸钾生产技术，以曼海姆法占比较高，它是以氯化钾与硫酸为原料，以曼海姆炉为反应工具，在高温下生产，其缺点是反应温度高，腐蚀与污染严重，副产的盐酸销售不好，经常出现由于盐酸积压而被迫停产的情况，由于是以硫酸为原料，产品酸含量高，要用石灰中和，这样产品就含硫酸钙，氧化钾含量只有50%多点；此外，生产硫酸钾的方法还有以天然矿产为原料生产的，但由于资源分布不均并且存量有限，不能满足市场需求；其他生产方法也存在成本高，能源消耗多，污染较重的问题，市场占有不是很大。

从ZL 99127251X专利申请可知有一种方法与本技术相近之处，那就是以氯化钾与硫酸铵固体直接热反应生产硫酸钾，专利文献中副产为氯化铵，我们知道氯化铵烟雾是极难再溶于水的，少许的氯化铵加热分解后生成氯化氢与铵，当氯化氢与氨遇冷后会重新结合为氯化铵微粒，会产生很大的烟雾量，以现有的除尘技术根本难以做到环保排放，而且副产物氯化铵经济价值低，产品成本高，这是这种技术方案至今难以工业化的原因。

从《现代化工》第31卷第九期（2011年9月）《利用氧化镁热分解氯化铵制氨气工艺的研究》这个技术方案来看，它是以氯碱厂副产氯化铵、氧化镁为原料，通过加热分解氯化铵，产生氯化氢与氨气，通过氧化镁层分离铵与氯化氢，其目的是高值利用氯化铵，这一技术与本技术相比，存在成本高，污染重的问题，这是因为加热氯化铵分解要消耗大量能源，本技术是利用硫酸钾副产烟气通过氧化镁层，不存在能源消耗的问题，《利用氧化镁热分解氯化铵制氨气工艺的研究》这个技术方案，污染来源是高温分解氯化镁制氯气时排出的大量含氯高温气体，而本技术由于能够生产优质氯化镁，市场价值高，氧化镁球能够在生产硝酸钾过程中应用，这也就省去氯化镁制氯气这道工序，污染也就不会存在。

综上所述，本技术与ZL 99127251X专利申请和《利用氧化镁热分解氯化铵制氨气工艺的研究》这两个技术方案相比最大的不同是环保，本技术最大的优势在于对环境友好、成本低廉、市场推广价值高，无废气、废液、废渣排放，能够工业化、商业化且成本低，而ZL 99127251X专利申请和《利用氧化镁热分解氯化铵制氨气工艺的研究》这两个技术方案最后都没有得到应用，就是环保这一最大的难题没得到解决，且不能够利用副产创造更高价值的产品，导致产品成本高、没有竞争力，难以实现商业化。

发明内容

针对于现有技术的不足，本发明提供了一种把氯化钾与硫酸铵制硫酸钾及氧化镁分解氯化氢与氨结合在一起，产生的副产氨与废氧化镁用于生产硝酸钾，且利用上级工艺废渣生产下一级高值产品的一种直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的方法，整个工艺无废物排放，实现了节能低成本，无排放的效果，从而提高市场竞争力，这也符合当今国家从严治理环境的国策。

本发明直化法生产硫酸钾并副产几种高值副产品的方法，包括硫酸钾子系统、高纯氯化镁子系统、硝酸钾子系统、轻质氧化镁子系统、氯化铵子系统、氮钾镁肥子系统六个产品子系统和一个氯化氢分离子系统，各子系统组成直化法综合系统，所述硫酸钾子系统与氯化氢分离子系统相结合，把氯化钾与硫酸铵制硫酸钾及氧化镁分解氯化氢与氨结合在一起，产生的副产氨与废氧化镁用于在硝酸钾子系统中生产硝酸钾，且利用上级系统工艺废渣生产下一级系统高值产品，经过硫酸钾子系统、高纯氯化镁子系统、硝酸钾子系统、轻质氧化镁子系统、氯化铵子系统、氮钾镁肥子系统六个产品子系统生产出高质产品，其工艺步骤如下：

　　硫酸钾子系统：

　　备料氯化钾、硫酸铵、添加剂、水，粉碎制浆、离心脱水、压块烘干，装入连续焙烧炉，温度先低后高375至500度之间，其反应式为：2KCl + (NH₄) ₂·SO₄  =  K₂SO₄ + HCl + NH₃，产生的气体氯化氢、氨气进入氯化氢分离子系统，固体冷却粉碎包装，出成品硫酸钾。

氯化氢分离子系统：

　　氧化镁混合添加剂制球，来自硫酸钾子系统炉气中的氯化氢和氧化镁球在反应炉中发生反应，反应式为：2HCl + MgO  =  MgCl₂ + H₂O，发生反应后的氧化镁球进入高纯氯化镁子系统，分离出氯化氢后的炉气为氨气，氨气进入轻质氧化镁子系统。

高纯氯化镁子系统：