[发明专利]一种硝酸钾联产氯化铵生产中反应热综合利用系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硝酸钾生产中的能量综合利用系统及方法，特别涉及一种硝酸钾联产氯化铵生产中反应热综合利用系统及方法，属于化工生产技术领域。

背景技术

硝酸钾在农业市场用途十分广泛，硝酸钾属于二元复合肥。硝酸钾是无氯钾、氮复合肥料，植物营养素钾、氮的总含量可达60％左右，具有良好的物理化学性质。硝酸钾施用于烟草具有肥效高，易吸收，促进幼苗早发，增加烟草产量，对提高烟草品质有着重要作用。氯化铵是速效氮肥，一般是生产硝酸钾的副产品。

国内复分解法生产硝酸钾主要采用硝酸铵-氯化钾复分解工艺，广泛使用的工艺又以四步循环法为主：中国专利CN101628723公开了复分解反应生产硝酸钾和氯化铵的方法，采用在110℃的温度下，将硝酸铵和氯化钾，按铵离子和氯离子为1∶2的比例溶于水，继续加入氯化钾和水，边搅拌边加热，达硝酸钾的过饱和状态，停止加热使溶液在真空冷却结晶器内冷却至36℃-40℃析出硝酸钾晶体，放入内衬滤布的离心机得粗硝酸钾，分离的母液I为硝酸钾、氯化铵的另一共饱和点的，将粗硝酸钾用冷水洗涤后干燥得成品硝酸钾，向母液I与洗涤液中，加入硝酸铵，调整溶液浓度达氯化铵的饱和状态，在真空浓缩装置内进行负压蒸发，离心滤出析出的氯化铵，得到固体氯化铵产品，料液循环反应的方案。该为现有四步法代表性专利，并未对生产过程中的热能进行任何循环利用，需要大量蒸汽作为热源，工艺热效率很低，不利于节能降耗。目前仅有中国专利CN101955209B对硝酸钾生产中蒸汽余热循环利用公开了一种方法：以氯化钾和硝酸铵为原料采用复分解法生产工艺，于生产过程中由配料反应装置、整齐浓缩装置及干燥装置中排放出的蒸汽余热尾气集中回收于预热装置中，最后经热交换后的冷凝水回流至锅炉做补充用水。但该发明对余热利用用途单一，该领域迫切需要更加节能、多样的技术出现。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种硝酸钾联产氯化铵生产中反应热综合利用系统及方法。通过将原料硝酸铵的生产与硝酸钾和氯化铵的生产工艺结合在一起，利用硝酸铵闪蒸过程中的高温工艺蒸汽作为氯化铵浓缩时的热源，以解决现有技术中热效率很低，不利于节能减耗的问题。

本发明的技术方案如下：

一种硝酸钾联产氯化铵生产中反应热综合利用系统，包括管式反应器、闪蒸槽、中和洗涤塔、中和洗涤泵、逆流三效浓缩装置；其中，管式反应器与闪蒸槽相连，闪蒸槽上方有管道连通中和洗涤塔中部，中和洗涤塔下方通过中和洗涤泵与闪蒸槽相连，中和洗涤塔上方通过管道连通逆流三效浓缩装置中的一效加热器上部蒸汽入口；

所述的逆流三效浓缩装置包括一效浓缩装置、二效浓缩装置和三效浓缩装置三套串联的浓缩装置，一效浓缩装置包括一效加热器和一效分离室、二效浓缩装置包括二效加热器和二效分离室、三效浓缩装置包括三效加热器和三效分离室；

所述的一效加热器的下端与一效分离室连通，所述的一效加热器的顶端和底端之间连接有一效循环泵，所述的一效加热器的底端还通过一效出料泵出料进入下一工序；一效分离室的底端分别与一效出料泵、一效循环泵入口连接，所述的一效分离室的顶端与二效加热器的上端连接，所述的二效加热器的下端与二效分离室连接，所述的二效加热器的顶端和底端之间连接有二效循环泵，所述的二效加热器的底端通过二效出料泵与一效加热器的顶端连接；所述的二效分离室的底端分别与二效出料泵、二效循环泵入口连接，所述的二效分离室的顶端与三效加热器的上端连接，所述的三效加热器的下端与三效分离室连接，所述的三效加热器的顶端和底端之间连接有三效循环泵，所述的三效加热器的底端通过三效出料泵与二效加热器的顶端连接；所述的三效分离室的底端分别与三效出料泵、三效循环泵入口连接，所述的三效分离室的顶端连接真空冷凝系统。

根据本发明，一种利用上述系统进行硝酸钾联产氯化铵生产中反应热综合利用的方法，包括如下步骤：

(1)气氨在管式反应器内与40wt％～65wt％的稀硝酸进行加压中和反应，反应压力为0.2～0.6MPa，控制气氨和稀硝酸的摩尔比例为0.8～3∶1；反应液进入闪蒸槽，利用反应热进行闪蒸提浓，得到85wt％～98wt％的硝酸铵溶液；

(2)上述得到的硝酸铵溶液与硝酸钾母液混合均匀得到浓缩前母液，所述硝酸铵溶液加入量为加入到混合溶液中直至氯化铵达到饱和为止，经预热后进入逆流三效浓缩装置；所述的硝酸钾母液是指复分解法硝酸钾生产工艺中硝酸钾结晶后产生的溶液，溶液中包含氯化钾、硝酸铵、硝酸钾、氯化铵组分；