Mannheimproses foar kaliumsulfaat (K2SO4) Produksje
Wichtigste produksjemetoaden fan kaliumsulfaat
Mannheimproses is yndustrieel proses foar de produksje fan K2SO4,in ûntbiningsreaksje tusken 98% swevelsoer en kaliumchloride by hege temperatueren mei as byprodukt sâltsoer. De spesifike stappen omfetsje it mingen fan kaliumchloride en swevelsoer en it reagearjen dêrfan by hege temperatueren om kaliumsulfaat en sâltsoer te foarmjen.
Kristallisaasjesskiedingproduseart kaliumsulfaat troch it roastjen fan alkali lykas tungsiedskil en plantas, folge trochútlûking, filterjen, konsintrearjen, sintrifugale skieding en droegjen om kaliumsulfaat te krijen.
Reaksje fanKaliumchlorideenSulfursoer by spesifike temperatueren yn in spesifike ferhâlding is in oare metoade om te krijen kaliumsulfaat.De spesifike stappen omfetsje it oplossen fan kaliumchloride yn waarm wetter, it tafoegjen fan swevelsoer foar de reaksje, en dan kristallisearjen by 100–140 °C, folge troch skieding, neutralisaasje en droegjen om kaliumsulfaat te produsearjen.
Foardielen fan Mannheim kaliumsulfaat
It Mennheim-proses is de primêre metoade foar it produsearjen fan kaliumsulfaat yn it bûtenlân. De betroubere en ferfine metoade produseart konsintrearre kaliumsulfaat mei superieure wetteroplosberens. De swak soere oplossing is geskikt foar alkaline boaiem.
Produksjeprinsipes
Reaksjeproses:
1. Swavelsoer en kaliumchloride wurde proporsjoneel dosearre en evenredich yn 'e reaksjekeamer fan 'e Mannheim-oven fiede, dêr't se reagearje om kaliumsulfaat en wetterstofchloride te produsearjen.
2. De reaksje fynt plak yn twa stappen:
i. De earste stap is eksoterm en fynt plak by in legere temperatuer.
ii. De twadde stap omfettet de konverzje fan kaliumbisulfaat nei kaliumsulfaat, dat sterk endoterm is.
Temperatuerkontrôle:
1. De reaksje moat plakfine by temperatueren boppe 268 °C, mei it optimale berik fan 500-600 °C om effisjinsje te garandearjen sûnder oermjittige ûntbining fan swevelsoer.
2. Yn 'e werklike produksje wurdt de reaksjetemperatuer typysk tusken 510-530 °C kontroleare foar stabiliteit en effisjinsje.
Waarmtegebrûk:
1. De reaksje is tige endoterm, en fereasket in konstante waarmtefoarsjenning fan ierdgasferbaarning.
2. Sawat 44% fan 'e waarmte fan' e oven giet ferlern troch de muorren, 40% wurdt meifierd troch útlaatgassen, en mar 16% wurdt brûkt foar de eigentlike reaksje.
Wichtige aspekten fan it Mannheimproses
Ovendiameter is de beslissende faktor fan produksjekapasiteit. De grutste ovens wrâldwiid hawwe in diameter fan 6 meter.Tagelyk is in betrouber rydsysteem de garânsje foar in trochgeande en stabile reaksje.Refraktêre materialen moatte hege temperatueren, sterke soeren ferneare en in goede waarmte-oerdracht biede. Materialen foar de roermeganismen moatte resistint wêze tsjin waarmte, korrosje en slijtage.
Kwaliteit fan wetterstofchloridegas:
1. It behâlden fan in licht fakuüm yn 'e reaksjekeamer soarget derfoar dat loft en rookgassen de wetterstofchloride net ferdunne.
2. Goede ôfsluting en operaasje kinne HCl-konsintraasjes fan 50% of heger berikke.
Spesifikaasjes fan grûnstoffen:
1.Kaliumchloride:Moat foldwaan oan spesifike easken foar focht, dieltsjegrutte en kaliumokside-ynhâld foar optimale reaksje-effisjinsje.
2.Sulfurinezuur:Fereasket in konsintraasje fan 99% foar suverens en konsekwinte reaksje.
Temperatuerkontrôle:
1.Reaksjekeamer (510-530 °C):Soarget foar folsleine reaksje.
2.Ferbaarningskeamer:Balansearret de ynfier fan ierdgas foar effisjinte ferbaarning.
3.Temperatuer fan 'e sturtgas:Kontrolearre om útlaatblokkades te foarkommen en effektive gasabsorpsje te garandearjen.
Proseswurkstream
- Reaksje:Kaliumchloride en swevelsoer wurde kontinu yn 'e reaksjekeamer fiede. It resultearjende kaliumsulfaat wurdt foar it ynpakken ôffierd, ôfkuolle, sieved en neutralisearre mei kalsiumokside.
- Behanneling fan byprodukten:
- Hege-temperatuer wetterstofchloridegas wurdt ôfkuolle en suvere troch in searje scrubbers en absorpsjetuorren om sâltsoer fan yndustriële kwaliteit (31-37% HCl) te produsearjen.
- Útstjit fan sturtgas wurdt behannele om te foldwaan oan miljeunormen.
Útdagings en ferbetteringen
- Waarmteferlies:Der giet in soad waarmte ferlern fia útlaatgassen en ovenwanden, wat de needsaak foar ferbettere waarmteterugwinningssystemen beklammet.
- Korrosje fan apparatuer:It proses wurket ûnder hege temperatueren en soere omstannichheden, wat liedt ta útdagings mei slijtage en ûnderhâld.
- Gebrûk fan byprodukt fan sâltsoer:De merk foar sâltsoer kin verzadigd wêze, wêrtroch ûndersyk nei alternative gebrûken of metoaden om de útfier fan byprodukten te minimalisearjen nedich is.
It produksjeproses fan kaliumsulfaat yn Mannheim omfettet twa soarten ôffalgasútstjit: ferbaarningsútlaat fan ierdgas en byprodukt wetterstofchloridegas.
Ferbaarningsútlaat:
De temperatuer fan 'e ferbaarningsútlaat is oer it algemien om de 450 °C hinne. Dizze waarmte wurdt oerdroegen fia in recuperator foardat it ôffierd wurdt. Sels nei waarmtewikseling bliuwt de temperatuer fan 'e útlaatgas lykwols op sawat 160 °C, en dizze oerbleaune waarmte wurdt frijjûn yn 'e atmosfear.
Byprodukt wetterstofchloridegas:
It wetterstofchloridegas ûndergiet skrobjen yn in swevelsoerwasktoer, absorpsje yn in fallende-film-absorber, en suvering yn in útlaatgassuveringstoer foardat it ûntslein wurdt. Dit proses genereart 31% sâltsoer., wêryn hegerkonsintraasje kin liede ta útstjitnet oantnoarmen en wêrtroch't in "sturtsleep" ferskynsel yn 'e útlaat ûntstiet.Dêrom, echte tiidsâltsoer konsintraasjemjitting wurdt wichtich yn produksje.
De folgjende maatregels kinne nommen wurde foar bettere effekten:
Ferminderje soere konsintraasje: Ferleegje de soere konsintraasje tidens it absorpsjeprosesmeiinline tichtheidsmeter foar krekte monitoaring.
Fergrutsje it sirkulearjende wettervolume: Ferbetterje de wettersirkulaasje yn 'e fallende-film-absorber om de absorpsje-effisjinsje te ferbetterjen.
Ferminderje de lêst op 'e útlaatgasreinigingstoer: Optimalisearje operaasjes om de lêst op it suveringssysteem te minimalisearjen.
Troch dizze oanpassingen en juste operaasje oer tiid kin it ferskynsel fan 'e sturtsleep eliminearre wurde, wêrtroch't derfoar soarge wurdt dat útstjit oan 'e fereaske noarmen foldocht.
Pleatsingstiid: 23 jannewaris 2025
