一種生產硝酸鉀的方法及其系統技術方案

本發明專利技術公開了一種生產硝酸鉀的方法，包括上氯化鉀階段、第一次反洗階段、接收氯化銨階段、第二次反洗階段、正洗階段、上硝酸銨階段、水洗階段；本發明專利技術還公開了一種用于實現該方法的系統，其包括上氯化鉀管路、第一次反洗管路、接收氯化銨管路、第二次反洗管路、正洗管路、上硝酸銨管路、水洗管路。本發明專利技術通過對方法的細化控制和分段回收，實現廢水零排放、新鮮水使用量大大降低、并且提高了副產品產量，產出比達到了一個相對穩定的平衡。

【技術實現步驟摘要】
一種生產硝酸鉀的方法及其系統
本專利技術屬于化肥生產領域，特別是涉及一種生產硝酸鉀的方法及該方法生產所用的系統，該方法是通過離子交換法對廢水進行精確分級，實現廢水零排放。
技術介紹
硝酸鉀既是一種重要的工業原料又是一種優質的無氯鉀氮復合肥，農業上主要用于煙草、花卉、蔬菜、果樹以及其它對氯離子敏感的經濟作物，可以明顯的提高產量和品質，還可以用來做水溶性肥料的原料。被譽為硫酸鉀之后的“第三代鉀肥”。我國是一個農業大國，全國約有84%的土地缺鉀。目前，硝酸鉀的生產技術主要有天然鉀硝礦提取法、復分解循環法、離子交換法、美國離子交換法、智利SQM硝鈉轉化法、美國西南鉀堿公司法、以色列M法等，雖然生產技術種類繁多，但我國農業硝酸鉀由于生產成本、大規模生產方法技術不成熟等因素制約發展緩慢，因此，開發新技術、新方法是現在迫切解決的問題。離子交換法作為其中一種生產技術，其生產硝酸鉀耗水量及產生的廢水量很大，以年產1萬噸硝酸鉀裝置為例，每噸硝酸鉀產品耗新鮮水40噸左右，每h產生廢水35噸左右，這些廢水原設計經簡單處理即排放至廠區外，廢水中含有大量的NH4+,最高時超過3000mg/L，遠遠高于國家環保排放標準中總氮15mg/L的要求，不僅污染環境，而且需消耗大量新鮮水。隨著國家對環境保護力度的加強，傳統的離子交換法生產硝酸鉀技術已經面臨著生存危機。
技術實現思路
為了解決現有技術中存在的問題，本專利技術公開了一種利用離子交換法生產硝酸鉀系統及其裝置，該系統是對生產過程中產生的廢水進行分級利用，實現廢水零排放、新鮮水用量大大降低。本專利技術是通過如下技術方案實現的：一種生產硝酸鉀的方法，包括上氯化鉀階段、第一次反洗階段、接收氯化銨階段、第二次反洗階段、正洗階段、上硝酸銨階段、水洗階段，其中：上氯化鉀階段，將氯化鉀溶液經離子交換后回收至儲備槽中備用，通過流量表控制氯化鉀的加入量；第一次反洗階段，將儲備槽內的水送至離子交換柱中進行第一次反洗，并將反洗水回收至廢水槽中備用；接收氯化銨階段，將廢水槽中的廢水經離子交換后形成氯化銨溶液排出；第二次反洗階段，將儲備槽內的水送至離子交換柱中進行第二次反洗，并將反洗水回收至廢水槽中備用；正洗階段，將儲備槽內的水送至離子交換柱中進行正洗，并將正洗水回收至儲備槽中備用；上硝酸銨階段，將硝酸銨溶液先經離子交換，再將交換后的溶液回收至儲備槽中備用；水洗階段，將儲備槽中的水引流至離子交換柱中進行水洗，將水洗液排至儲備槽中備用。一種用于實現上述方法的系統，包括離子交換柱、廢水槽和儲備槽，其所構成的管路包括上氯化鉀管路、第一次反洗管路、接收氯化銨管路、第二次反洗管路、正洗管路、上硝酸銨管路、水洗管路，其中：所述上氯化鉀管路是，離子交換柱底部的氯化鉀進口與氯化鉀供應管道連通，氯化鉀溶液進入離子交換的過程中，排出的廢水自離子交換柱上部的上鉀廢水排出口流出，經管路引流至儲備槽中；所述第一次反洗管路是，儲備槽的第一次反洗水出口與離子交換柱底部的第一次反洗水進口通過管道連通，離子交換柱上部的第一次反洗水出口通過管道與廢水槽連通；所述接收氯化銨管路是，廢水槽的出液口通過管道與離子交換柱底部的廢水進口連通進入離子交換柱，經所述離子交換柱上部的氯化銨出口排出氯化銨；所述第二次反洗管路是，儲備槽的第二次反洗水出口與離子交換柱底部的第二次反洗水進口通過管道連通，離子交換柱上部的第二次反洗水出口通過管道與廢水槽連通；所述正洗管路是，儲備槽的正洗水出口通過管道與所述離子交換柱上部的正洗水進口連通進入離子交換柱的過程中，排出的水通過離子交換柱底部的正洗水出口排出，并經管道引流至所述儲備槽中；所述上硝酸銨管路是，離子交換柱的硝酸銨進口與硝酸銨管道連通，硝酸銨進入離子交換柱的過程中排出的水從離子交換柱底部的上銨廢水出口排出進入所述儲備槽中。所述水洗管路是，儲備槽的水洗出口與離子交換柱上部的水洗進口通過管道連通，水洗過程產生的廢水經離子交換柱底部的水洗液出口排出，并引流至儲備槽中備用。作為一種優選實施方式，在所述氯化鉀供應管道、所述儲備槽的第一次反洗水出口與離子交換柱底部的第一次反洗水進口之間的管道、所述儲備槽的第二次反洗水出口與離子交換柱底部的第二次反洗水進口之間的管道、所述廢水槽的出液口與離子交換柱底部的廢水進口之間的管道上、所述離子交換柱底部的正洗水出口與儲備槽之間的管道、所述離子交換柱底部的正洗水出口與儲備槽之間的管道、所述離子交換柱上部的上鉀廢水出口與儲備槽之間的管道上分別設有調節閥；且所述離子交換柱底部的氯化鉀進口、所述離子交換柱底部的第一次反洗水進口、所述離子交換柱底部的第二次反洗水進口、所述離子交換柱底部的廢水進口為同一個進液口；所述離子交換柱底部的正洗水出口、所述離子交換柱底部的銨液出口、所述離子交換柱上底部的上鉀廢水出口為同一個出液口。作為一種優選實施方式，在所述儲備槽的正洗水出口與所述離子交換柱上部的正洗水進口之間的管道、所述硝酸銨管道、所述儲備槽的水洗出口與所述離子交換柱上部的水洗進口之間的管道上分別設有閥門；且所述離子交換柱上部的正洗水進口、所述離子交換柱的硝酸銨進口、所述離子交換柱上部的水洗進口為同一個進液口。作為一種優選實施方式，所述離子交換柱上部的第一次反洗水出口與廢水槽之間的管道、所述離子交換柱上部的第二次反洗水出口與廢水槽之間的管道、所述氯化銨管道、所述離子交換柱上部的上鉀廢水出口與儲備槽之間的管道上分別設有閥門；且所述離子交換柱上部的第一次反洗水出口、所述離子交換柱上部的第二次反洗水出口、所述離子交換柱上部的氯化銨出口、所述離子交換柱上部的上鉀廢水出口為同一個出液口。作為一種優選實施方式，在所述第一次反洗管路、接收氯化銨管路、水洗管路上分別加設婆美計，在所述第二次反洗管路上加設電導儀。作為一種優選實施方式，在所述儲備槽上還設有新鮮水進口和/或工藝冷凝液進口。本專利技術根據廢水濃度的不同將其廢水分別作為副產品氯化銨接受、水洗及化料用水，更低濃度的廢水直接代替新鮮水使用，通過對方法的細化控制和分段回收實現對廢水的合理利用。將第一次反洗階段、第二次反洗階段排放的反洗廢水回收到廢水槽中備用，回收的廢水主要用于接收氯化銨階段時的消耗；上氯化鉀、正洗、上硝酸銨和水洗四個階段排的廢水回收到交換用水儲備槽，且正洗階段和水洗階段時的用水是由儲備槽內的水供應的，由于儲備槽回收水量一般不夠生產使用，故可以向儲備槽中補充適量的工藝冷凝液和/或新鮮水（即：一次水）。實現廢水零排放后、新鮮水的使用量大大降低、并且提高了副產品產量，產出比達到一個相對穩定的平衡。附圖說明圖1為本專利技術實施方案的廢水零排放工藝流程圖。圖中：1.離子交換柱、2.儲備槽、3.廢水槽。具體實施方式為了更好的理解本專利技術的技術方案，現結合實施方案對本專利技術做進一步解釋說明。如圖1所示，以硝酸鉀產量1萬噸的硝酸鉀方法為例，其一個方法周期有七個階段：第一階段上氯化鉀，氯化鉀液體流速為2-2.3m3/h，通過流量表控制氯化鉀的加入量，用時2h左右，即此階段排水4-4.6噸，回收到交換用水儲備槽2；第二階段第一次反洗，用儲備槽2內的水，流速為3-6m3/h，通過婆美計測氯化銨的含量控制結束時間，當婆美度值大于0時第一次反洗結束，一般用時2h，即此階段排水6-12噸，并回收到本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用廢水生產硝酸鉀的方法，其特征在于包括：上氯化鉀階段、第一次反洗階段、接收氯化銨階段、第二次反洗階段、正洗階段、上硝酸銨階段、水洗階段，其中：上氯化鉀階段，氯化鉀溶液逆流進入離子交換柱的過程中排出的水回收至儲備槽中備用；第一次反洗階段，將儲備槽內的水從離子交換柱底部送入，進行第一次逆向反洗，并將反洗水回收至廢水槽中備用；接收氯化銨階段，將廢水槽中的廢水經逆向離子交換后形成氯化銨溶液排出；第二次反洗階段，儲備槽內的水從離子交換柱底部逆流進入離子交換柱中，進行第二次逆向反洗，并將反洗水回收至廢水槽中備用；正洗階段，將儲備槽內的水送至離子交換柱中進行正洗，并將正洗水回收至儲備槽中備用；上硝酸銨階段，將硝酸銨溶液從離子交換柱上部送入的過程中排出的水回收至儲備槽中備用；水洗階段，將儲備槽中的水引流至離子交換柱中進行水洗，將初期水排至儲備槽中備用，監測儀顯示有濃度時停止排水。

【技術特征摘要】
1.一種利用廢水生產硝酸鉀的方法，其特征在于包括：上氯化鉀階段、第一次反洗階段、接收氯化銨階段、第二次反洗階段、正洗階段、上硝酸銨階段、水洗階段，其中：上氯化鉀階段，氯化鉀溶液逆流進入離子交換柱的過程中排出的水回收至儲備槽中備用；第一次反洗階段，將儲備槽內的水從離子交換柱底部送入，進行第一次逆向反洗，并將反洗水回收至廢水槽中備用；接收氯化銨階段，將廢水槽中的廢水經逆向離子交換后形成氯化銨溶液排出；第二次反洗階段，儲備槽內的水從離子交換柱底部逆流進入離子交換柱中，進行第二次逆向反洗，并將反洗水回收至廢水槽中備用；正洗階段，將儲備槽內的水送至離子交換柱中進行正洗，并將正洗水回收至儲備槽中備用；上硝酸銨階段，將硝酸銨溶液從離子交換柱上部送入的過程中排出的水回收至儲備槽中備用；水洗階段，將儲備槽中的水引流至離子交換柱中進行水洗，將初期水排至儲備槽中備用，監測儀顯示有濃度時停止排水。2.一種利用廢水生產硝酸鉀的系統，包括離子交換柱、廢水槽、儲備槽，其特征在于：在所述離子交換柱的底部設有進出口，在所述離子交換柱的側壁上分別設有進液口和出液口，所述離子交換柱、廢水槽和儲備槽所構成的管路包括：上氯化鉀管路、第一次反洗管路、接收氯化銨管路、第二次反洗管路、正洗管路、上硝酸銨管路、水洗管路，其中：所述上氯化鉀管路是，氯化鉀供應管道與離子交換柱底部的進出口連通，氯化鉀溶液進入離子交換的過程中排出的廢水，自離子交換柱側壁上的出液口引流至儲備槽中；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張春生，張太翔，蘇衛，張忠，張文琴，吳慧敏，申曉麗，
申請(專利權)人：天脊煤化工集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：山西;14