Proseso ng Mannheim para sa Potassium Sulfate (K₂SO₄) Produksyon

Pangunahing Paraan ng Produksyon ng Potassium Sulfate

Proseso ng Mannheim is prosesong pang-industriya para sa paggawa ng K2SO4,isang reaksyon ng agnas sa pagitan ng 98% sulfuric acid at potassium chloride sa mataas na temperatura bilang isang byproduct hydrochloric acid . Kasama sa mga partikular na hakbang ang paghahalo ng potassium chloride at sulfuric acid at pag-react sa mga ito sa mataas na temperatura upang bumuo ng potassium sulfate at hydrochloric acid.

Pagkikristalspaghihiwalaygumagawa ng potassium sulfate sa pamamagitan ng pag-ihaw ng alkali tulad ng tung seed shell at plant ash, pagkatapos ay sinundan ngleaching, pag-filter, concentrating, centrifugal separation at pagpapatuyo upang makakuha ng potassium sulfate.

Reaksyon ngPotassium ChlorideatSulfuric Acid sa mga partikular na temperatura sa isang partikular na ratio ay isa pang paraan upang makuha potasa sulpate.Kasama sa mga partikular na hakbang ang pagtunaw ng potassium chloride sa maligamgam na tubig, pagdaragdag ng sulfuric acid para sa reaksyon, at pagkatapos ay pagkikristal sa 100–140°C, na sinusundan ng paghihiwalay, neutralisasyon, at pagpapatuyo upang makagawa ng potassium sulfate.

Mga Bentahe ng Mannheim Potassium Sulfate

Ang proseso ng Mennheim ay ang pangunahing paraan ng paggawa ng potassium sulfate sa ibang bansa. Ang maaasahan at sopistikadong pamamaraan ay gumagawa ng puro potassium sulfate na may higit na solubility sa tubig. Ang mahinang solusyon sa acid ay angkop para sa alkalina na lupa.

Mga Prinsipyo sa Produksyon

Proseso ng Reaksyon:

1. Ang sulfuric acid at potassium chloride ay proporsyonal na sinusukat at pantay na pinapakain sa reaction chamber ng Mannheim furnace, kung saan sila ay tumutugon upang makagawa ng potassium sulfate at hydrogen chloride.

2. Ang reaksyon ay nangyayari sa dalawang hakbang:

i. Ang unang hakbang ay exothermic at nangyayari sa mas mababang temperatura.

ii. Ang ikalawang hakbang ay nagsasangkot ng conversion ng potassium bisulfate sa potassium sulfate, na malakas na endothermic.

Pagkontrol sa Temperatura:

1. Ang reaksyon ay dapat mangyari sa mga temperaturang higit sa 268°C, na ang pinakamainam na hanay ay 500-600°C upang matiyak ang kahusayan nang walang labis na sulfuric acid decomposition.

2. Sa aktwal na produksyon, ang temperatura ng reaksyon ay karaniwang kinokontrol sa pagitan ng 510-530°C para sa katatagan at kahusayan.

Paggamit ng init:

1. Ang reaksyon ay lubos na endothermic, na nangangailangan ng pare-parehong supply ng init mula sa natural na pagkasunog ng gas.

2. Humigit-kumulang 44% ng init ng hurno ang nawawala sa mga dingding, 40% ay dinadala ng mga gas na tambutso, at 16% lamang ang ginagamit para sa aktwal na reaksyon.

Mga Pangunahing Aspekto ng Proseso ng Mannheim

Pugondiameter ay ang mapagpasyang kadahilanan ng kapasidad ng produksyon. Ang pinakamalaking furnace sa buong mundo ay may diameter na 6 na metro.Kasabay nito, ang maaasahang sistema ng pagmamaneho ay ang garantiya ng tuluy-tuloy at matatag na reaksyon.Ang mga refractory na materyales ay dapat makatiis sa mataas na temperatura, malakas na acid, at nag-aalok ng mahusay na paglipat ng init. Ang mga materyales para sa mga mekanismo ng pagpapakilos ay dapat na lumalaban sa init, kaagnasan, at pagkasira.

Kalidad ng Hydrogen Chloride Gas:

1. Ang pagpapanatili ng kaunting vacuum sa reaction chamber ay nagsisiguro na ang hangin at mga flue gas ay hindi matunaw ang hydrogen chloride.

2. Ang wastong sealing at operasyon ay maaaring makamit ang mga konsentrasyon ng HCl na 50% o mas mataas.

Mga Detalye ng Raw Material:

1.Potassium Chloride:Dapat matugunan ang partikular na kahalumigmigan, laki ng butil, at mga kinakailangan sa nilalaman ng potassium oxide para sa pinakamainam na kahusayan ng reaksyon.

2.Sulfuric Acid:Nangangailangan ng konsentrasyon ng 99% para sa kadalisayan at pare-parehong reaksyon.

Pagkontrol sa Temperatura:

1.Reaction Chamber (510-530°C):Tinitiyak ang kumpletong reaksyon.

2.Combustion Chamber:Binabalanse ang input ng natural na gas para sa mahusay na pagkasunog.

3.Temperatura ng Tail Gas:Kinokontrol upang maiwasan ang pagbara ng tambutso at matiyak ang epektibong pagsipsip ng gas.

Proseso ng Daloy ng Trabaho

• Reaksyon:Potassium chloride at sulfuric acid ay patuloy na pinapakain sa reaction chamber. Ang resultang potassium sulfate ay pinalalabas, pinalamig, sinasala, at na-neutralize ng calcium oxide bago ang packaging.
• Pangangasiwa ng By-product:
  • Ang mataas na temperatura na hydrogen chloride gas ay pinalamig at nililinis sa pamamagitan ng serye ng mga scrubber at absorption tower upang makagawa ng industrial-grade hydrochloric acid (31-37% HCl).
  • Ang mga pagbuga ng buntot na gas ay ginagamot upang matugunan ang mga pamantayan sa kapaligiran.

Mga Hamon at Pagpapabuti

1. Pagkawala ng init:Malaking init ang nawawala sa pamamagitan ng mga gas na tambutso at mga dingding ng furnace, na nagbibigay-diin sa pangangailangan para sa pinahusay na mga sistema ng pagbawi ng init.
2. Kaagnasan ng Kagamitan:Gumagana ang proseso sa ilalim ng mataas na temperatura at acidic na kondisyon, na humahantong sa pagsusuot at mga hamon sa pagpapanatili.
3. Paggamit ng Hydrochloric Acid By-product:Ang merkado para sa hydrochloric acid ay maaaring puspos, na nangangailangan ng pananaliksik sa mga alternatibong gamit o pamamaraan upang mabawasan ang by-product na output.

Ang proseso ng paggawa ng potassium sulfate ng Mannheim ay nagsasangkot ng dalawang uri ng mga waste gas emissions: combustion exhaust mula sa natural gas at byproduct hydrogen chloride gas.

Pagkasunog ng tambutso:

Ang temperatura ng tambutso ng pagkasunog ay karaniwang nasa paligid ng 450°C. Ang init na ito ay inililipat sa pamamagitan ng isang recuperator bago ilabas. Gayunpaman, kahit na pagkatapos ng palitan ng init, ang temperatura ng tambutso ng gas ay nananatili sa humigit-kumulang 160°C, at ang natitirang init na ito ay inilalabas sa atmospera.

Byproduct Hydrogen Chloride Gas:

Ang hydrogen chloride gas ay sumasailalim sa pagkayod sa isang sulfuric acid washing tower, pagsipsip sa isang falling-film absorber, at purification sa isang exhaust gas purification tower bago ilabas. Ang prosesong ito ay bumubuo ng 31% hydrochloric acid, kung saan mas mataasang konsentrasyon ay maaaring humantong sa mga emisyonhindi hanggang sapamantayan at nagiging sanhi ng "tail drag" phenomenon sa tambutso.Samakatuwid, real timehydrochloric acid pagsukat ng konsentrasyon nagiging mahalaga sa produksyon.

Ang mga sumusunod na hakbang ay maaaring gawin para sa mas mahusay na mga epekto:

Bawasan ang Konsentrasyon ng Acid: Ibaba ang konsentrasyon ng acid sa panahon ng proseso ng pagsipsipkasamainline density meter para sa tumpak na pagsubaybay.

Palakihin ang Umiikot na Dami ng Tubig: Pagandahin ang sirkulasyon ng tubig sa bumabagsak na film absorber upang mapabuti ang kahusayan sa pagsipsip.

Bawasan ang Load sa Exhaust Gas Purification Tower: I-optimize ang mga operasyon upang mabawasan ang pasanin sa sistema ng paglilinis.

Sa pamamagitan ng mga pagsasaayos na ito at wastong operasyon sa paglipas ng panahon, ang tail drag phenomenon ay maaaring alisin, na tinitiyak na ang mga emisyon ay nakakatugon sa mga kinakailangang pamantayan.