Proses Mannheim ar gyfer Potasiwm Sylffad (K₂SO₄) Cynhyrchu

Prif Ddulliau Cynhyrchu Potasiwm Sylffad

Proses Mannheim is proses ddiwydiannol ar gyfer cynhyrchu K2SO4,adwaith dadelfennu rhwng 98% o asid sylffwrig a photasiwm clorid ar dymheredd uchel gydag asid hydroclorig fel sgil-gynnyrch. Mae'r camau penodol yn cynnwys cymysgu potasiwm clorid ac asid sylffwrig a'u hadweithio ar dymheredd uchel i ffurfio potasiwm sylffad ac asid hydroclorig.

Crisialusgwahanuyn cynhyrchu sylffad potasiwm trwy rostio alcali fel plisgyn hadau tung a lludw planhigion, ac yna wedyntrwytholchi, hidlo, crynhoi, gwahanu allgyrchol a sychu i gael potasiwm sylffad.

YmatebClorid PotasiwmaAsid Sylffwrig ar dymheredd penodol mewn cymhareb benodol yw dull arall o gael sylffad potasiwm.Mae'r camau penodol yn cynnwys diddymu potasiwm clorid mewn dŵr cynnes, ychwanegu asid sylffwrig ar gyfer yr adwaith, ac yna crisialu ar 100–140°C, ac yna gwahanu, niwtraleiddio, a sychu i gynhyrchu potasiwm sylffad.

Manteision Sylffad Potasiwm Mannheim

Proses Mennheim yw'r prif ddull o gynhyrchu potasiwm sylffad dramor. Mae'r dull dibynadwy a soffistigedig yn cynhyrchu potasiwm sylffad crynodedig gyda hydoddedd dŵr uwch. Mae'r toddiant asid gwan yn addas ar gyfer pridd alcalïaidd.

Egwyddorion Cynhyrchu

Proses Adwaith:

1. Mae asid sylffwrig a photasiwm clorid yn cael eu mesur yn gymesur a'u bwydo'n gyfartal i siambr adwaith ffwrnais Mannheim, lle maent yn adweithio i gynhyrchu potasiwm sylffad a hydrogen clorid.

2. Mae'r adwaith yn digwydd mewn dau gam:

i. Mae'r cam cyntaf yn ecsothermig ac yn digwydd ar dymheredd is.

ii. Mae'r ail gam yn cynnwys trosi potasiwm bisulfad yn botasiwm sylffad, sy'n endothermig iawn.

Rheoli Tymheredd:

1. Rhaid i'r adwaith ddigwydd ar dymheredd uwchlaw 268°C, gyda'r ystod optimaidd rhwng 500-600°C i sicrhau effeithlonrwydd heb ddadelfennu asid sylffwrig gormodol.

2. Mewn cynhyrchiad gwirioneddol, mae tymheredd yr adwaith fel arfer yn cael ei reoli rhwng 510-530°C er mwyn sefydlogrwydd ac effeithlonrwydd.

Defnyddio Gwres:

1. Mae'r adwaith yn endothermig iawn, gan ei fod angen cyflenwad gwres cyson o hylosgi nwy naturiol.

2. Mae tua 44% o wres y ffwrnais yn cael ei golli trwy'r waliau, mae 40% yn cael ei gario i ffwrdd gan nwyon gwacáu, a dim ond 16% sy'n cael ei ddefnyddio ar gyfer yr adwaith gwirioneddol.

Agweddau Allweddol Proses Mannheim

Ffwrnaisdiamedr yw'r ffactor pendant o ran capasiti cynhyrchu. Mae gan y ffwrneisi mwyaf yn y byd ddiamedr o 6 metr.Ar yr un pryd, system yrru ddibynadwy yw'r warant o ymateb parhaus a sefydlog.Rhaid i ddeunyddiau anhydrin wrthsefyll tymereddau uchel, asidau cryf, a chynnig trosglwyddiad gwres da. Rhaid i ddeunyddiau ar gyfer y mecanweithiau cymysgu fod yn wrthsefyll gwres, cyrydiad, a gwisgo.

Ansawdd Nwy Hydrogen Clorid:

1. Mae cynnal gwactod bach yn y siambr adwaith yn sicrhau nad yw aer a nwyon ffliw yn gwanhau'r hydrogen clorid.

2. Gall selio a gweithredu priodol gyflawni crynodiadau HCl o 50% neu uwch.

Manylebau Deunydd Crai:

1.Clorid Potasiwm:Rhaid bodloni gofynion penodol ar gyfer lleithder, maint gronynnau, a chynnwys ocsid potasiwm er mwyn sicrhau effeithlonrwydd adwaith gorau posibl.

2.Asid Sylffwrig:Angen crynodiad o 99% ar gyfer purdeb ac adwaith cyson.

Rheoli Tymheredd:

1.Siambr Adwaith (510-530°C):Yn sicrhau adwaith cyflawn.

2.Siambr Hylosgi:Yn cydbwyso mewnbwn nwy naturiol ar gyfer hylosgi effeithlon.

3.Tymheredd Nwy Cynffon:Wedi'i reoli i atal blocâdau gwacáu a sicrhau amsugno nwy effeithiol.

Llif Gwaith Proses

• Ymateb:Mae potasiwm clorid ac asid sylffwrig yn cael eu bwydo'n barhaus i'r siambr adwaith. Mae'r potasiwm sylffad sy'n deillio o hyn yn cael ei ollwng, ei oeri, ei sgrinio, a'i niwtraleiddio â chalsiwm ocsid cyn ei becynnu.
• Trin Sgil-gynnyrch:
  • Mae nwy hydrogen clorid tymheredd uchel yn cael ei oeri a'i buro trwy gyfres o sgwrwyr a thyrau amsugno i gynhyrchu asid hydroclorig gradd ddiwydiannol (31-37% HCl).
  • Mae allyriadau nwy cynffon yn cael eu trin i fodloni safonau amgylcheddol.

Heriau a Gwelliannau

1. Colli Gwres:Mae gwres sylweddol yn cael ei golli trwy nwyon gwacáu a waliau ffwrnais, gan dynnu sylw at yr angen am systemau adfer gwres gwell.
2. Cyrydiad Offer:Mae'r broses yn gweithredu o dan dymheredd uchel ac amodau asidig, gan arwain at heriau gwisgo a chynnal a chadw.
3. Defnyddio Sgil-gynnyrch Asid Hydroclorig:Gall y farchnad ar gyfer asid hydroclorig fod yn dirlawn, gan olygu bod angen ymchwil i ddefnyddiau neu ddulliau amgen i leihau allbwn sgil-gynhyrchion.

Mae proses gynhyrchu potasiwm sylffad Mannheim yn cynnwys dau fath o allyriadau nwy gwastraff: gwacáu hylosgi o nwy naturiol a nwy hydrogen clorid sgil-gynnyrch.

Gwacáu Hylosgi:

Mae tymheredd y nwyon gwacáu hylosgi fel arfer tua 450°C. Mae'r gwres hwn yn cael ei drosglwyddo trwy adferydd cyn cael ei ollwng. Fodd bynnag, hyd yn oed ar ôl cyfnewid gwres, mae tymheredd y nwyon gwacáu yn aros tua 160°C, ac mae'r gwres gweddilliol hwn yn cael ei ryddhau i'r atmosffer.

Sgil-gynnyrch Nwy Hydrogen Clorid:

Mae'r nwy hydrogen clorid yn cael ei sgwrio mewn tŵr golchi asid sylffwrig, ei amsugno mewn amsugnydd ffilm sy'n cwympo, a'i buro mewn tŵr puro nwy gwacáu cyn cael ei ollwng. Mae'r broses hon yn cynhyrchu 31% o asid hydroclorig., lle uwchgall crynodiad arwain at allyriadauddim hyd atsafonau ac yn achosi ffenomen “llusgo cynffon” yn y gwacáu.Felly, amser realasid hydroclorig mesur crynodiad yn dod yn bwysig mewn cynhyrchu.

Gellir cymryd y camau canlynol i gael gwell effaith:

Lleihau Crynodiad Asid: Gostyngwch y crynodiad asid yn ystod y broses amsugnogydamesurydd dwysedd mewn-lein ar gyfer monitro cywir.

Cynyddu Cyfaint y Dŵr sy'n Cylchredeg: Gwella cylchrediad y dŵr yn yr amsugnydd ffilm sy'n cwympo i wella effeithlonrwydd amsugno.

Lleihau'r Llwyth ar y Tŵr Puro Nwyon Gwacáu: Optimeiddio gweithrediadau i leihau'r baich ar y system buro.

Drwy'r addasiadau hyn a gweithrediad priodol dros amser, gellir dileu'r ffenomen llusgo cynffon, gan sicrhau bod allyriadau'n bodloni'r safonau gofynnol.