בחרו ב-Lonnmeter למדידה מדויקת וחכמה!

תהליך מנהיים לייצור אשלגן גופרתי (K2SO4)

תהליך מנהיים לאשלגן גופרתי (K2SO4) הֲפָקָה

שיטות ייצור עיקריות של אשלגן גופרתי

תהליך מנהיים is תהליך תעשייתי לייצור K2SO4,תגובת פירוק בין חומצה גופרתית 98% ואשלגן כלורי בטמפרטורות גבוהות עם חומצה הידרוכלורית כתוצר לוואי. השלבים הספציפיים כוללים ערבוב של אשלגן כלורי וחומצה גופרתית ותגובה שלהם בטמפרטורות גבוהות ליצירת אשלגן גופרתי וחומצה הידרוכלורית.

הִתגַבְּשׁוּתsהפרדהמייצר אשלגן גופרתי באמצעות קלייה של אלקלי כמו קליפת זרעי טונג ואפר צמחים, ולאחר מכןשטיפה, סינון, ריכוז, הפרדה צנטריפוגלית וייבוש לקבלת אשלגן גופרתי.

תגובה שלאשלגן כלוריוחומצה גופרתית בטמפרטורות ספציפיות ביחס מסוים היא שיטה נוספת לקבל אשלגן גופרתי.השלבים הספציפיים כוללים המסת אשלגן כלורי במים חמים, הוספת חומצה גופרתית לתגובה, ולאחר מכן התגבשות בטמפרטורה של 100-140 מעלות צלזיוס, ולאחר מכן הפרדה, ניטרול וייבוש לייצור אשלגן גופרתי.

יתרונותיו של אשלגן גופרתי במנהיים

תהליך מנהיים הוא השיטה העיקרית לייצור אשלגן גופרתי בחו"ל. השיטה האמינה והמתוחכמת מייצרת אשלגן גופרתי מרוכז בעל מסיסות מים מעולה. תמיסת החומצה החלשה מתאימה לקרקעות אלקליות.

עקרונות הייצור

תהליך התגובה:

1. חומצה גופרתית ואשלגן כלורי מדודים באופן פרופורציונלי ומוזנים באופן שווה לתא התגובה של תנור מנהיים, שם הם מגיבים ליצירת אשלגן גופרתי ומימן כלורי.

2. התגובה מתרחשת בשני שלבים:

i. השלב הראשון הוא אקסותרמי ומתרחש בטמפרטורה נמוכה יותר.

ii. השלב השני כולל המרה של אשלגן ביסולפט לאשלגן גופרתי, שהוא אנדותרמי מאוד.

בקרת טמפרטורה:

1. התגובה חייבת להתרחש בטמפרטורות מעל 268 מעלות צלזיוס, כאשר הטווח האופטימלי הוא 500-600 מעלות צלזיוס כדי להבטיח יעילות ללא פירוק חומצה גופרתית מוגזם.

2. בייצור בפועל, טמפרטורת התגובה נשלטת בדרך כלל בין 510-530 מעלות צלזיוס ליציבות ויעילות.

ניצול חום:

1. התגובה אנדותרמית מאוד, הדורשת אספקת חום עקבית משריפת גז טבעי.

2. כ-44% מחום הכבשן אובד דרך הדפנות, 40% נישאים על ידי גזי פליטה, ורק 16% מנוצלים לתגובה עצמה.

היבטים מרכזיים של תהליך מנהיים

תַנוּרקוטר הוא הגורם המכריע בקיבולת הייצור. לתנורים הגדולים ביותר בעולם יש קוטר של 6 מטרים.במקביל, מערכת נהיגה אמינה היא ערובה לתגובה רציפה ויציבה.חומרים חסיני אש חייבים לעמוד בטמפרטורות גבוהות, בחומצות חזקות ולהציע העברת חום טובה. חומרים למנגנוני הערבוב חייבים להיות עמידים בפני חום, קורוזיה ובלאי.

איכות גז מימן כלורי:

1. שמירה על ואקום קל בתא התגובה מבטיחה שאוויר וגזי פליטה לא ידללו את המימן הכלורי.

2. איטום ותפעול נאותים יכולים להשיג ריכוזי HCl של 50% ומעלה.

מפרט חומרי גלם:

1.אשלגן כלורי:חייב לעמוד בדרישות ספציפיות של לחות, גודל חלקיקים ותכולת אשלגן תחמוצת לקבלת יעילות תגובה אופטימלית.

2.חומצה גופרתית:דורש ריכוז של 99% עבור טוהר ותגובה עקבית.

בקרת טמפרטורה:

1.תא תגובה (510-530°C):מבטיח תגובה מלאה.

2.תא בעירה:מאזן את כניסת הגז הטבעי לבעירה יעילה.

3.טמפרטורת גז הזנב:מבוקר כדי למנוע חסימות בגזים ולהבטיח ספיגת גז יעילה.

זרימת עבודה של התהליך

  • תְגוּבָה:אשלגן כלורי וחומצה גופרתית מוזנים ברציפות לתא התגובה. האשלגן הסולפט שנוצר משוחרר, מקורר, מסונן ומנוטרל באמצעות תחמוצת סידן לפני האריזה.
  • טיפול בתוצרי לוואי:
    • גז מימן כלורי בטמפרטורה גבוהה מקורר ומטוהר באמצעות סדרה של מקרצפים ומגדלי ספיגה כדי לייצר חומצה הידרוכלורית ברמה תעשייתית (31-37% HCl).
    • פליטות גזי זנב מטופלות על מנת לעמוד בתקני איכות הסביבה.

אתגרים ושיפורים

  1. אובדן חום:חום משמעותי אובד דרך גזי פליטה ודפנות הכבשן, דבר המדגיש את הצורך במערכות משופרות לשחזור חום.
  2. קורוזיה של ציוד:התהליך פועל בטמפרטורות גבוהות ובתנאים חומציים, מה שמוביל לבלאי ותחזוקה.
  3. ניצול תוצר לוואי של חומצה הידרוכלורית:שוק החומצה הידרוכלורית יכול להיות רווי, מה שמצריך מחקר על שימושים חלופיים או שיטות למזעור תפוקת תוצרי לוואי.

תהליך ייצור אשלגן גופרתי במנהיים כרוך בשני סוגים של פליטות גזי פסולת: פליטת בעירה מגז טבעי ותוצר לוואי של גז מימן כלורי.

פליטת בעירה:

טמפרטורת גזי הפליטה מבעירה היא בדרך כלל סביב 450 מעלות צלזיוס. חום זה מועבר דרך מחזיר חום לפני שהוא נפלט. עם זאת, גם לאחר חילופי חום, טמפרטורת גזי הפליטה נשארת על כ-160 מעלות צלזיוס, וחום שיורי זה משתחרר לאטמוספרה.

תוצר לוואי של גז מימן כלורי:

גז המימן כלורי עובר קרצוף במגדל שטיפת חומצה גופרתית, ספיגה בגוף סופג סרט, וטיהור במגדל טיהור גזי פליטה לפני פליטתו. תהליך זה מייצר 31% חומצה הידרוכלורית., שבו גבוה יותרריכוז יכול להוביל לפליטותלא עד לסטנדרטים וגורמים לתופעת "גרר זנב" באגזוז.לכן, בזמן אמתחומצה הידרוכלורית מדידת ריכוז הופך להיות חשוב בייצור.

ניתן לנקוט באמצעים הבאים להשגת תוצאות טובות יותר:

הפחתת ריכוז חומצה: הפחתת ריכוז החומצה במהלך תהליך הספיגהעִםמד צפיפות מוטבע לצורך ניטור מדויק.

הגדלת נפח המים במחזור הדם: שפר את זרימת המים בבולם הסרט הנופל כדי לשפר את יעילות הספיגה.

הפחתת העומס על מגדל טיהור גזי הפליטה: ייעול הפעילות כדי למזער את העומס על מערכת הטיהור.

באמצעות התאמות אלו ותפעול נכון לאורך זמן, ניתן לבטל את תופעת גרר הזנב, ולהבטיח שהפליטות יעמדו בתקנים הנדרשים.


זמן פרסום: 23 בינואר 2025

חדשות קשורות