[發明專利]一種微波輻射加熱生產硫酸鉀的多層反應爐裝置與方法

無效

• 申請號: 201410420593.7
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104150511A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 柳仁民;孫愛玲
• 申請（專利權）人: 柳仁民
• 主分類號: C01D5/02
• 分類號: C01D5/02
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種采用微波輻射加熱，以氯化鉀和硫酸為原料生產硫酸鉀和氯化氫的多層反應爐裝置與方法，技術領域是無機鹽工業和化肥工業。

背景技術

硫酸鉀是一種無氯鉀肥，主要用在忌氯的經濟作物上，例如：蔬菜、水果、煙草、茶葉和蠶桑等農作物。硫酸鉀的主要生產方法有：海湖鹽鹵水制取硫酸鉀、鉀鹽礦石制取硫酸鉀、氯化鉀與硫酸鹽復分解轉化法、氯化鉀硫酸轉化法等，而其中氯化鉀-硫酸轉化法是生產硫酸鉀的重要方法，其代表方法為曼海姆法。

曼海姆法采用氯化鉀和硫酸為原料，通過燃燒重油、水煤汽、液化氣、天然氣等手段提供500-600℃高溫反應生產硫酸鉀，該方法是制取硫酸鉀工藝技術最成熟的生產方法,?工藝過程較為簡單，技術可靠，主要設備是曼海姆爐，利用該法生產的硫酸鉀占世界硫酸鉀總產量的70%以上。《一種生產硫酸鉀的反應爐》（中國專利，申請號：01243499X）提供了一種以硫酸和氯化鉀為原料生產硫酸鉀的反應爐，該反應爐是以曼海姆（Mannheim）法為基礎，在高溫下讓氯化鉀與硫酸反應生產硫酸鉀，可以用煤氣、天然氣、重油等作為熱源。曼海姆法中氯化鉀和硫酸通過進料裝置進入曼海姆爐爐床靠中間區域，在攪拌裝置的推動下，由里向外傳輸，同時發生反應。由于所需反應時間長，加上反應爐床面積所限，曼海姆法最大的問題是擴大單爐生產能力困難。

發明內容

本發明的目的是提供一種微波輻射加熱，以氯化鉀和硫酸為原料生產硫酸鉀的裝置與方法，本發明通過多層爐床設計，擴大反應爐反應區面積；采用微波輻射促進化學反應的新技術，從而使反應時間縮短，反應速度加快；本發明能耗少，產量高，綠色環保，達到了節能降耗的目的。

本發明的技術方案：

一種微波輻射加熱生產硫酸鉀的多層反應爐裝置，其主要由多層反應室、微波發生器、進料裝置、攪拌裝置和冷卻推料機構成。所述多層反應室由三個或三個以上反應室組成，分上反應室、中反應室和下反應室，上反應室爐床的外邊緣處開有兩個下料口，用于物料向下面的反應室傳輸，上反應室壁開有一個氯化氫出氣口，中反應室爐床的靠中間部位開有兩個下料口，用于物料向下面的反應室傳輸，下反應室開有兩個硫酸鉀出料口。所述微波發生器設置在多層反應室的上反應室的上方及各反應室的周邊，進料裝置的物料分布器位于上反應室內部，攪拌裝置的十字型攪拌臂位于多層反應室的每個反應室內部，冷卻推料機與下反應室硫酸鉀出料口相接。

前面所述的裝置，優選的方案是，所述多層反應室由三個或三個以上反應室組成，所述進料裝置主要由氯化鉀料倉、硫酸進料管和物料分布器構成，所述氯化鉀料倉通過氯化鉀計量裝置和氯化鉀進料管與所述物料分布器相連接，所述物料分布器外接硫酸進料管。

前面所述的裝置，優選的方案是，所述反應室壁、頂、底均為不銹鋼，內襯防護層，外裝保溫層。

前面所述的裝置，優選的方案是，所述攪拌裝置主要由十字型攪拌臂、減速機和主電機構成，所述十字型攪拌臂由攪拌軸通過反應室下方的大齒輪、小齒輪、減速機和主電機相連接，所述十字型攪拌臂上安裝有攪拌耙齒。

本發明還提供了利用前面所述裝置生產硫酸鉀的方法，氯化鉀料倉中的氯化鉀經氯化鉀計量裝置計量，通過氯化鉀進料管進入物料分布器，經過計量的硫酸通過硫酸進料管也進入物料分布器，物料分布器將氯化鉀和硫酸均勻分布于上反應室底的中間區域，十字型攪拌臂和其上的攪拌耙齒由攪拌軸通過反應室下方的大齒輪、小齒輪、減速機、主電機帶動旋轉，對反應室底上的物料進行攪拌，并逐漸將物料由上反應室的中間區域推向邊緣，從上反應室邊緣處的兩個下料口進入中反應室，中反應室內的十字型攪拌臂和其上的攪拌耙齒將物料從邊緣推向中間區域，從中反應室中間部位的下料口進入下反應室，下反應室內的十字型攪拌臂和其上的攪拌耙齒將物料從中間推向邊緣的硫酸鉀出料口。期間氯化鉀和硫酸在微波發生器發生的微波輻射下發生快速反應生成硫酸鉀和氯化氫，硫酸鉀被推入硫酸鉀出料口進入冷卻推料機，經冷卻、破碎后進入硫酸鉀成品粉碎包裝工序，得到成品硫酸鉀。氯化氫通過氯化氫出氣口，從反應室排出輸送至制酸工序進行冷卻、吸收，生成31%的工業鹽酸，或經冷卻凈化后進行其它應用。

前面所述的方法，優選的方案是，氯化鉀和硫酸的物質量比為1.9-2.1:?0.85-1.10（優選的，氯化鉀和硫酸的物質量比為1.97:?1.0）。

前面所述的方法，優選的方案是，所用硫酸選用質量濃度為93%-98%的工業硫酸（優選質量濃度為98%的工業硫酸）。

前面所述的方法，優選的方案是，所用氯化鉀其氧化鉀的含量大于60%。