マンハイム法による硫酸カリウムの製造 (K2SO4) 生産
硫酸カリウムの主な製造方法
マンハイムプロセス is K2SO4の生産のための工業プロセス、98%硫酸と塩化カリウムを高温で分解する反応で、副産物として塩酸が発生します。具体的な手順としては、塩化カリウムと硫酸を混合し、高温で反応させて硫酸カリウムと塩酸を生成します。
結晶s分離桐の種子殻や植物の灰などのアルカリを焙煎して硫酸カリウムを生成し、その後浸出、濾過、濃縮、遠心分離、乾燥して硫酸カリウムを得る。
反応塩化カリウムそして硫酸 特定の温度で特定の比率で 硫酸カリウム。具体的な手順としては、塩化カリウムを温水に溶かし、硫酸を加えて反応させ、100～140℃で結晶化させた後、分離、中和、乾燥して硫酸カリウムを生成します。
マンハイム硫酸カリウムの利点
メンハイム法は、海外における硫酸カリウム製造の主流です。信頼性が高く洗練されたこの方法により、優れた水溶性を持つ高濃度硫酸カリウムが生産されます。この弱酸性溶液はアルカリ性土壌に適しています。
生産原則
反応プロセス：
1. 硫酸と塩化カリウムが比例して計量され、マンハイム炉の反応室に均等に供給され、そこで反応して硫酸カリウムと塩化水素が生成されます。
2. 反応は2段階で起こります。
i. 最初のステップは発熱反応であり、より低い温度で起こります。
ii. 2番目のステップでは、亜硫酸水素カリウムが硫酸カリウムに変換されますが、これは強い吸熱反応です。
温度制御:
1. 反応は 268°C 以上の温度で起こる必要があり、硫酸の過度な分解を起こさずに効率を確保するには、最適な範囲は 500 ～ 600°C です。
2. 実際の製造では、安定性と効率性を考慮して、反応温度は通常 510 ～ 530 ℃ に制御されます。
熱利用:
1. この反応は吸熱性が非常に高いため、天然ガスの燃焼による一貫した熱供給が必要です。
2. 炉の熱の約 44% は壁を通して失われ、40% は排気ガスによって運び去られ、実際の反応に利用されるのはわずか 16% だけです。
マンハイム・プロセスの重要な側面
炉直径は生産能力の決定要因です。 世界最大の炉の直径は6メートルです。同時に、信頼性の高い駆動システムは継続的かつ安定した反応を保証します。耐火材料は高温、強酸に耐え、良好な熱伝導性を備えていなければなりません。撹拌機構の材料は、耐熱性、耐腐食性、耐摩耗性を備えていなければなりません。
塩化水素ガスの品質:
1.反応室内をわずかに真空に保つことで、空気と排気ガスによって塩化水素が希釈されないようにします。
2.適切なシールと操作により、50% 以上の HCl 濃度を達成できます。
原材料仕様:
1.塩化カリウム:最適な反応効率を得るには、特定の水分、粒子サイズ、酸化カリウム含有量の要件を満たす必要があります。
2.硫酸：9の濃度が必要9純度と一貫した反応を得るには％が必要です。
温度制御:
1.反応室（510～530℃）：完全な反応を保証します。
2.燃焼室:効率的な燃焼のために天然ガスの投入量をバランスさせます。
3.排ガス温度:排気の詰まりを防ぎ、効果的なガス吸収を確保するように制御されます。
プロセスワークフロー
- 反応：塩化カリウムと硫酸は反応室に連続的に供給され、生成された硫酸カリウムは排出され、冷却、ふるい分けされ、酸化カルシウムで中和された後、包装されます。
- 副産物処理:
- 高温の塩化水素ガスは一連のスクラバーと吸収塔を通して冷却され、精製され、工業用塩酸（31〜37％ HCl）が生成されます。
- 排ガス排出物は環境基準を満たすように処理されます。
課題と改善
- 熱損失:排気ガスや炉壁から大量の熱が失われるため、熱回収システムの改善の必要性が浮き彫りになっています。
- 機器の腐食:このプロセスは高温、酸性条件下で行われるため、摩耗やメンテナンスが課題となります。
- 塩酸副産物の利用：塩酸の市場は飽和状態になる可能性があり、代替用途や副産物の発生を最小限に抑える方法の研究が必要になります。
マンハイム硫酸カリウムの生産プロセスでは、天然ガスの燃焼排気と副産物の塩化水素ガスの 2 種類の廃ガスが排出されます。
燃焼排気：
燃焼排気ガスの温度は通常450℃程度です。この熱は回収熱交換器を介して排出されますが、熱交換後も排気ガス温度は約160℃のままであり、この残留熱が大気中に放出されます。
副産物塩化水素ガス：
塩化水素ガスは硫酸洗浄塔で洗浄され、流下膜式吸収塔で吸収され、排ガス浄化塔で精製された後、排出されます。このプロセスにより、濃度31%の塩酸が生成されます。、その中で より高い集中すると排出につながる可能性がある及ばない基準を満たさず、排気中に「テールドラッグ」現象を引き起こします。したがって、リアルタイム塩酸 濃度測定 生産において重要になります。
より良い効果を得るために、次の対策を講じることができます。
酸濃度を下げる：吸収プロセス中に酸濃度を下げるとインライン密度計 正確な監視のため。
循環水量の増加：流下膜吸収装置内の水循環を強化して吸収効率を向上させます。
排ガス浄化塔の負荷軽減：運転を最適化し、浄化システムへの負担を最小限に抑えます。
これらの調整と長期にわたる適切な操作により、テールドラッグ現象を排除し、排出ガスが必要な基準を満たすことを保証できます。
投稿日時: 2025年1月23日
