[發明專利]一種利用氯化銨和電石渣生產氨氣和氯化鈣的工藝

無效

• 申請號: 201210424926.4
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102976355A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 唐盛偉;周飛;梁斌;李漢川
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C01C1/02
• 分類號: C01C1/02;C01F11/28;B09B3/00
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明屬于化學工藝領域，涉及一種由氯化銨和電石渣或氫氧化鈣制備氨氣的方法，特別涉及一種利用氯化銨和電石渣或氫氧化鈣反應制備氨氣（或氨水）及氯化鈣的工藝。?

背景技術

氯化銨是聯合制堿法生產純堿時的副產品。目前，在我國氯化銨的消費主要是以氮的形式加入復合肥，適用于水稻、小麥、棉花、麻類、蔬菜等作物，但是對干旱少雨地區以及對氯離子敏感的作物（如煙草、橙、柑、甘蔗等）不宜使用。氯化銨作為氮肥只利用了其中的氮元素，有價值的氯元素卻沒有加以利用，還對土壤造成不良的影響。氯又是化學工業產品中重要的元素。因此開發氯化銨綜合利用技術，既能解除純堿工業的瓶頸問題，又能實現資源的綜合利用。隨著我國電石工業的快速發展，大量的電石渣堆積，造成大量的環境污染。電石渣的主要成份為氫氧化鈣，對其加以充分利用是一種寶貴的資源，堿性氫氧化鈣可與氯化銨反應生成氯化鈣和氣氨。?

目前，利用氫氧化鈣（石灰乳）分解氯化銨的主要方法是索爾維法和日本旭硝子公司的新旭法（NA法）。索爾維法是利用純堿生產中產生的氯化銨溶液與石灰乳反應，通入高溫蒸汽將氨氣蒸出。氯化銨的反應濃度約為2mol/L，氯化銨和氫氧化鈣按照化學計量比2:1反應，反應溫度在110℃左右。新旭法是將純堿的副產氯化銨固體配成溶液和石灰乳反應，通入高溫蒸汽將氨氣蒸出。氯化銨的反應濃度為6mol/L左右，氯化銨和氫氧化鈣按照化學計量比2:1反應，反應溫度在115℃左右。這兩種工藝所采用的反應物濃度均較低，蒸汽消耗量大、能耗高。20℃時，100g水中氯化鈣的溶解度為74.5g。兩種方法產生的氯化鈣廢液濃度遠低于氯化鈣的飽和濃度，很難分離出氯化鈣。如果要得到氯化鈣，需要蒸發大量的水份，能耗高，因此生成的氯化鈣溶液往往以廢液的形式排放。每處理一噸氯化銨，索爾維法產生約10.5m³濃度為10%的氯化鈣廢液，新旭法產生約3.9?m³濃度為27%的氯化鈣廢液。這樣不僅浪費了有價值的氯元素，而且還污染了環境。?

專利CN101941719?A公開了一種氯化銨分解生產氨氣聯產堿式氯化鈣的方法。其工藝過程為：在-20～200℃下，將含鈣物質放入球磨機或粉碎機或研磨機中，然后加入氯化銨，含鈣物質與氯化銨的物質的量比為1:0.5～2，開啟球磨機或粉碎機或研磨機，進行球磨、研磨或粉碎的時間為1～500分鐘。隨著球磨的開始，氯化銨開始分解，釋放出氨氣，并生成堿式氯化鈣。但該工藝存在以下問題：（1）由于氯化銨與含鈣物質是固體接觸反應，很難實現充分接觸，達到反應完全所需的球磨時間很長；（2）由于每反應1mol氯化銨就有1mol水生成，氯化銨分解生成的氨氣大部分被水吸收，氨氣產率過低；（3）產物氯化鈣與鈣堿互相包裹，降低了氯化鈣的純度。?

專利CN200610022052.4公開了一種利用氧化鎂分解重堿濾液——氯化銨溶液的方法。其工藝過程為：向預蒸氨后的氯化銨溶液中加入氧化鎂，氧化鎂與氯化銨的物質的量比為0.55～0.65:1，反應溫度為100～180℃；蒸氨結束后，在該溫度下濃縮溶液，得到氯化鎂濃縮液；在300～350℃對濃縮液干燥結晶，得到含水氯化鎂晶體；在800～1050℃下煅燒含水氯化鎂晶體，得到氧化鎂和氯化氫氣體。該工藝有多步反應是在高溫下進行，且需要在高溫下脫除水分，過程繁瑣，能耗高，投資大。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用氯化銨和電石渣或氫氧化鈣反應，制備氨氣（或氨水）和氯化鈣的工藝。?

本發明采用的技術方案是利用氯化銨和電石渣中的氫氧化鈣反應生成氨氣及氯化鈣的化學反應：?

2NH₄Cl＋Ca(OH)₂?====?CaCl₂↓＋2NH₃↑＋2H₂O?

本發明中，反應產生氨氣和析出氯化鈣結晶。氨的收率為93%～96%，氯化鈣的純度為91%～93%。

本發明的工藝路線包括以下步驟：在攪拌下，同時將電石渣漿料和氯化銨漿料加入反應器中，電石渣的進料濃度為8～80gCa(OH)₂/?100g漿料，氯化銨的進料濃度為14～85g/100g漿料，反應以漿料形式在-5～110℃下反應2～60min，氯化銨和氫氧化鈣的物質的量比是1.8～2.3:1，排出氨氣和氯化鈣結晶。氯化鈣漿料經結晶分離、干燥得到高品級的無水氯化鈣，濾液返回反應體系循環使用，分離溫度為-5～100℃，干燥溫度為150～380℃。?