[发明专利]一种生产硝酸钾的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明属于化肥生产领域，特别是涉及一种生产硝酸钾的方法及该方法生产所用的系统，该方法是通过离子交换法对废水进行精确分级，实现废水零排放。

背景技术

硝酸钾既是一种重要的工业原料又是一种优质的无氯钾氮复合肥，农业上主要用于烟草、花卉、蔬菜、果树以及其它对氯离子敏感的经济作物，可以明显的提高产量和品质，还可以用来做水溶性肥料的原料。被誉为硫酸钾之后的“第三代钾肥”。我国是一个农业大国，全国约有84%的土地缺钾。目前，硝酸钾的生产技术主要有天然钾硝矿提取法、复分解循环法、离子交换法、美国离子交换法、智利SQM硝钠转化法、美国西南钾碱公司法、以色列M法等，虽然生产技术种类繁多，但我国农业硝酸钾由于生产成本、大规模生产方法技术不成熟等因素制约发展缓慢，因此，开发新技术、新方法是现在迫切解决的问题。

离子交换法作为其中一种生产技术，其生产硝酸钾耗水量及产生的废水量很大，以年产1万吨硝酸钾装置为例，每吨硝酸钾产品耗新鲜水40吨左右，每h产生废水35吨左右，这些废水原设计经简单处理即排放至厂区外，废水中含有大量的NH₄⁺,最高时超过3000mg/L，远远高于国家环保排放标准中总氮15mg/L的要求，不仅污染环境，而且需消耗大量新鲜水。随着国家对环境保护力度的加强，传统的离子交换法生产硝酸钾技术已经面临着生存危机。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明公开了一种利用离子交换法生产硝酸钾系统及其装置，该系统是对生产过程中产生的废水进行分级利用，实现废水零排放、新鲜水用量大大降低。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种生产硝酸钾的方法，包括上氯化钾阶段、第一次反洗阶段、接收氯化铵阶段、第二次反洗阶段、正洗阶段、上硝酸铵阶段、水洗阶段，其中：

上氯化钾阶段，将氯化钾溶液经离子交换后回收至储备槽中备用，通过流量表控制氯化钾的加入量；

第一次反洗阶段，将储备槽内的水送至离子交换柱中进行第一次反洗，并将反洗水回收至废水槽中备用；

接收氯化铵阶段，将废水槽中的废水经离子交换后形成氯化铵溶液排出；

第二次反洗阶段，将储备槽内的水送至离子交换柱中进行第二次反洗，并将反洗水回收至废水槽中备用；

正洗阶段，将储备槽内的水送至离子交换柱中进行正洗，并将正洗水回收至储备槽中备用；

上硝酸铵阶段，将硝酸铵溶液先经离子交换，再将交换后的溶液回收至储备槽中备用；

水洗阶段，将储备槽中的水引流至离子交换柱中进行水洗，将水洗液排至储备槽中备用。

一种用于实现上述方法的系统，包括离子交换柱、废水槽和储备槽，其所构成的管路包括上氯化钾管路、第一次反洗管路、接收氯化铵管路、第二次反洗管路、正洗管路、上硝酸铵管路、水洗管路，其中：

所述上氯化钾管路是，离子交换柱底部的氯化钾进口与氯化钾供应管道连通，氯化钾溶液进入离子交换的过程中，排出的废水自离子交换柱上部的上钾废水排出口流出，经管路引流至储备槽中；

所述第一次反洗管路是，储备槽的第一次反洗水出口与离子交换柱底部的第一次反洗水进口通过管道连通，离子交换柱上部的第一次反洗水出口通过管道与废水槽连通；

所述接收氯化铵管路是，废水槽的出液口通过管道与离子交换柱底部的废水进口连通进入离子交换柱，经所述离子交换柱上部的氯化铵出口排出氯化铵；

所述第二次反洗管路是，储备槽的第二次反洗水出口与离子交换柱底部的第二次反洗水进口通过管道连通，离子交换柱上部的第二次反洗水出口通过管道与废水槽连通；

所述正洗管路是，储备槽的正洗水出口通过管道与所述离子交换柱上部的正洗水进口连通进入离子交换柱的过程中，排出的水通过离子交换柱底部的正洗水出口排出，并经管道引流至所述储备槽中；

所述上硝酸铵管路是，离子交换柱的硝酸铵进口与硝酸铵管道连通，硝酸铵进入离子交换柱的过程中排出的水从离子交换柱底部的上铵废水出口排出进入所述储备槽中。

所述水洗管路是，储备槽的水洗出口与离子交换柱上部的水洗进口通过管道连通，水洗过程产生的废水经离子交换柱底部的水洗液出口排出，并引流至储备槽中备用。