建1kt／a曼海姆法硫酸钾生产装置可行性及经济分析

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1、建10kt／a曼海姆法硫酸钾生产装置可行性及经济分析建10kt／a曼海姆法硫酸钾生产装置可行性及经济分析建10kt／a曼海姆法硫酸钾生产装置可行性及经济分析第2期大化科技建10kt/a曼海姆法硫酸钾生产装置可行性及经济分析杨斌(大化化肥厂)杜金本(大化总调)周明元(大化化肥厂)摘要简要阐述了采用曼海姆法生产硫跛钾的垢c理,流程及主要设备.并且论证了在我厂开发建设此项目的可行性.该项目具有投资步,见敏挟的特点.关键词硫酸钾曼海妈法.停留时闻.降嗅吸收1概述我国钾资源较缺,农作物土壤主要养分氮,磷,钾比例严重失调,缺钾局面在短期内难以解决氯化钾和硫酸钾是主要的钾肥,但有不少经济作物如:烟草

2、,水果,茶叶和蔬菜等不能施用氯化钾,困氯在土壤中聚集,使土壤盐指数增高,使忌氯作物中毒而硫酸钾是主要的无氯钾肥,且硫酸钾尚含有构成植物蛋白质所必需的硫.因而其价格远高于氯化钾,进口硫酸钾的价格较氯化钾高近100美元/t.由于氯化钾是天然矿物,贮量较丰富.现今世界硫酸钾大多数是用氯化钾来制取,其制取方法主要有2种:一种是用浓硫酸分解氯化钾制硫酸钾的曼海姆法,这种方法产量占世界硫酸钾总产量的一半以上另一种是用硫酸盐与氯化钾的复分解法.我国农业用硫酸钾的工业化生产始于90年代,1992:年云南磷肥厂自日本引进的曼海姆法硫酸钾装置首先建成投产,之后,由台湾青上化工公司合资或独资建设的一批曼海姆

3、法硫酸钾装置自】994年起在国内各地陆续建成投产.此外,国内也开发了用芒硝或硫酸铵等与氯化钾反应制硫酸钾的复分解法.l996年以来,大连瑞泽化工厂,山东聊城化肥广和盘锦化肥广等先后通过消化引进设备,开发了全部国产化的曼海姆法硫酸钾生产装置,并投入运行,使硫酸钾装置投资大大降低.据不完全统计,目前我国硫酸钾的年生产能力约6O万t,而国内对硫酸钾的年需求量在100万t左右,所以每年仍需要部分进口.为了节省外汇,国家鼓励硫酸钾厂的建设(生产农业用硫酸钾免增值税)因此.对建硫酸钾生产装置是非常有利的我厂对生产硫酸钾有十分有利的条件,一方面原料硫酸装置能力充分,在当前硫酸市场不畅,多消耗硫酸是有

4、利的,氯化钾固生产复合肥有进口配额,原料供应较便利.另一方面,产品硫酸钾可以供磷铵厂生产SNPK,提高产品附加值,另外.电厂也可消耗一部分副产品盐酸,所以,此项目十分可行.2曼海姆法硫酸钾工艺2.1生产原理曼海姆法是将氯化钾和浓度为98的浓硫酸按一定配料比例连续投入到曼海姆炉内进行反应生成硫酸钾,主要反应如下:KCI+Hs0一KHSO+HCI十+Q(1)KHSO4+KCl—K2SO.十HC1十一Q(2)6大化科技200:[拄第一步反应是放热反应,可在较低温度下进行,首先生成KHSO,第二步反应是强吸热反应,只有在5o0～600C条件下反应才能进行得较完全,反应所需热量由重油或煤气等燃料

5、燃烧供给.2.2工艺流程氯化钾和98的浓硫酸从曼海姆炉炉顶按比例连续加入炉内反应室,在高温下,用耙子搅拌进行反应,反应物被耙子推着从反应室中心向周边移动,反应生成的硫酸钾不断从反应室侧面的2个出口排出炉外.经冷却后进行破碎和筛分,少量的游离酸用石灰中和,筛下的成品硫酸钾送入料仓,包装后出售.从炉膛排出的热HC1气体经石墨冷却器冷却后.进入硫酸洗涤塔,净化除去Soa,然后进入酸吸收塔,用盐酸吸收HC1,可制得浓度为35左右的成品盐酸.尾气经尾气吸收装置处理后可达标排放,燃料煤气在燃烧炉内与经空气预热器来的热空气进行燃烧,炉气经炉底和炉顶燃烧室后排出炉外.进入空气预热器与鼓风机送来的空气换

6、热后放空(见图1):1链海姆法硫酸钾生产工艺流程示意图3地址选择及建设规模根据硫酸钾生产装置特点,曼海姆炉及成品硫酸钾输送及包装等设备都需要厂房,而且原料氯化钾及产品硫酸钾都需在装嚣附近处设库房,厂房外有空间建HC1回收装置受盐酸贮槽.经多方面考虑,拟选择硝铵车间原有间硝厂房作厂房,厂房钢架结构在设计时可作适当改造.厂房南侧旧库房可改作原料及成品库房.北侧操作室也可利用该厂房与液氯库之间有部分原间硝设备装置区拆除后,可建HC1回收装置和盐酸贮槽,这样厂房利旧可咀节省大量投资冷却循环水可利用二硝凉水塔水,公用工程亦很方便.在考虑装置规模上,若单纯从琉酸钾的需求及规模效益上讲,至少应建2台

7、炉即2万t/a规模,但由于每吨硫酸副产约1.2t盐酸,使我们不得不考虑盐酸的出路,根据市场对盐酸的容量,我们确定先建1台炉,规模为1万t/a,并为将来扩产留出一定空间.4主要设备及投资估算4.1主要设备简介4.1.1曼海姆炉曼海姆炉主要由燃烧室反应室及烟道室组成,并配有加料及机械搅拌推料装置.燃料及空气在燃烧室燃烧产生高温烟道气,进人烟道室,烟道室由炉顶,炉底2层组成,将反应室包围,以保证加热均匀.反应室为一圆柱形空腔,顶部和底部是第2期大化科