一種生產(chǎn)硝酸鉀的方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化肥生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是涉及一種生產(chǎn)硝酸鉀的方法及該方法生產(chǎn)所用的系統(tǒng)，該方法是通過離子交換法對(duì)廢水進(jìn)行精確分級(jí)，實(shí)現(xiàn)廢水零排放。
【背景技術(shù)】
[0002]硝酸鉀既是一種重要的工業(yè)原料又是一種優(yōu)質(zhì)的無氯鉀氮復(fù)合肥，農(nóng)業(yè)上主要用于煙草、花卉、蔬菜、果樹以及其它對(duì)氯離子敏感的經(jīng)濟(jì)作物，可以明顯的提高產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以用來做水溶性肥料的原料。被譽(yù)為硫酸鉀之后的“第三代鉀肥”。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，全國(guó)約有84%的土地缺鉀。目前，硝酸鉀的生產(chǎn)技術(shù)主要有天然鉀硝礦提取法、復(fù)分解循環(huán)法、離子交換法、美國(guó)離子交換法、智利SQM硝鈉轉(zhuǎn)化法、美國(guó)西南鉀堿公司法、以色列M法等，雖然生產(chǎn)技術(shù)種類繁多，但我國(guó)農(nóng)業(yè)硝酸鉀由于生產(chǎn)成本、大規(guī)模生產(chǎn)方法技術(shù)不成熟等因素制約發(fā)展緩慢，因此，開發(fā)新技術(shù)、新方法是現(xiàn)在迫切解決的問題。
[0003]離子交換法作為其中一種生產(chǎn)技術(shù)，其生產(chǎn)硝酸鉀耗水量及產(chǎn)生的廢水量很大，以年產(chǎn)I萬噸硝酸鉀裝置為例，每噸硝酸鉀產(chǎn)品耗新鮮水40噸左右，每h產(chǎn)生廢水35噸左右，這些廢水原設(shè)計(jì)經(jīng)簡(jiǎn)單處理即排放至廠區(qū)外，廢水中含有大量的NH4+，最高時(shí)超過3000mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)中總氮15mg/L的要求，不僅污染環(huán)境，而且需消耗大量新鮮水。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)力度的加強(qiáng)，傳統(tǒng)的離子交換法生產(chǎn)硝酸鉀技術(shù)已經(jīng)面臨著生存危機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明公開了一種利用離子交換法生產(chǎn)硝酸鉀系統(tǒng)及其裝置，該系統(tǒng)是對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行分級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)廢水零排放、新鮮水用量大大降低。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種生產(chǎn)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(jīng)離子交換后回收至儲(chǔ)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(chǔ)備槽內(nèi)的水送至離子交換柱中進(jìn)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(jīng)離子交換后形成氯化銨溶液排出；
第二次反洗階段，將儲(chǔ)備槽內(nèi)的水送至離子交換柱中進(jìn)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(chǔ)備槽內(nèi)的水送至離子交換柱中進(jìn)行正洗，并將正洗水回收至儲(chǔ)備槽中備用;
上硝酸銨階段，將硝酸銨溶液先經(jīng)離子交換，再將交換后的溶液回收至儲(chǔ)備槽中備用；
水洗階段，將儲(chǔ)備槽中的水引流至離子交換柱中進(jìn)行水洗，將水洗液排至儲(chǔ)備槽中備用。
[0006]—種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)，包括離子交換柱、廢水槽和儲(chǔ)備槽，其所構(gòu)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(jìn)口與氯化鉀供應(yīng)管道連通，氯化鉀溶液進(jìn)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(jīng)管路引流至儲(chǔ)備槽中；
所述第一次反洗管路是，儲(chǔ)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(jìn)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(jìn)口連通進(jìn)入離子交換柱，經(jīng)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(chǔ)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(jìn)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(chǔ)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(jìn)口連通進(jìn)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(jīng)管道引流至所述儲(chǔ)備槽中；
所述上硝酸銨管路是，離子交換柱的硝酸銨進(jìn)口與硝酸銨管道連通，硝酸銨進(jìn)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(jìn)入所述儲(chǔ)備槽中。
[0007]所述水洗管路是，儲(chǔ)備槽的水洗出口與離子交換柱上部的水洗進(jìn)口通過管道連通，水洗過程產(chǎn)生的廢水經(jīng)離子交換柱底部的水洗液出口排出，并引流至儲(chǔ)備槽中備用。
[0008]作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述氯化鉀供應(yīng)管道、所述儲(chǔ)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(jìn)口之間的管道、所述儲(chǔ)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(jìn)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(jìn)口之間的管道上、所述離子交換柱底部的正洗水出口與儲(chǔ)備槽之間的管道、所述離子交換柱底部的正洗水出口與儲(chǔ)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(chǔ)備槽之間的管道上分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥；且所述離子交換柱底部的氯化鉀進(jìn)口、所述離子交換柱底部的第一次反洗水進(jìn)口、所述離子交換柱底部的第二次反洗水進(jìn)口、所述離子交換柱底部的廢水進(jìn)口為同一個(gè)進(jìn)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(gè)出液口。
[0009]作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述儲(chǔ)備槽的正洗水出口與所述離子交換柱上部的正洗水進(jìn)口之間的管道、所述硝酸銨管道、所述儲(chǔ)備槽的水洗出口與所述離子交換柱上部的水洗進(jìn)口之間的管道上分別設(shè)有閥門；且所述離子交換柱上部的正洗水進(jìn)口、所述離子交換柱的硝酸銨進(jìn)口、所述離子交換柱上部的水洗進(jìn)口為同一個(gè)進(jìn)液口。
[0010]作為一種優(yōu)選實(shí)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(chǔ)備槽之間的管道上分別設(shè)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(gè)出液口。
[0011]作為一種優(yōu)選實(shí)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(shè)婆美計(jì)，在所述第二次反洗管路上加設(shè)電導(dǎo)儀。
[0012]作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述儲(chǔ)備槽上還設(shè)有新鮮水進(jìn)口和/或工藝?yán)淠哼M(jìn)
□ O
[0013]本發(fā)明根據(jù)廢水濃度的不同將其廢水分別作為副產(chǎn)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(duì)方法的細(xì)化控制和分段回收實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)的消耗；上氯化鉀、正洗、上硝酸銨和水洗四個(gè)階段排的廢水回收到交換用水儲(chǔ)備槽，且正洗階段和水洗階段時(shí)的用水是由儲(chǔ)備槽內(nèi)的水供應(yīng)的，由于儲(chǔ)備槽回收水量一般不夠生產(chǎn)使用，故可以向儲(chǔ)備槽中補(bǔ)充適量的工藝?yán)淠汉?或新鮮水(即:一次水)。實(shí)現(xiàn)廢水零排放后、新鮮水的使用量大大降低、并且提高了副產(chǎn)品產(chǎn)量，產(chǎn)出比達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的平衡。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施方案的廢水零排放工藝流程圖。
[0015]圖中:1.離子交換柱、2.儲(chǔ)備槽、3.廢水槽。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，現(xiàn)結(jié)合實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步解釋說明。
[0017]如圖1所示，以硝酸鉀產(chǎn)量I萬噸的硝酸鉀方法為例，其一個(gè)方法周期有七個(gè)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(shí)2h左右，即此階段排水4-4.6噸，回收到交換用水儲(chǔ)備槽2 ;第二階段第一次反洗，用儲(chǔ)備槽2內(nèi)的水，流速為3-6m3/h，通過婆美計(jì)測(cè)氯化銨的含量控制結(jié)束時(shí)間，當(dāng)婆美度值大于
O時(shí)第一次反洗結(jié)束，一般用時(shí)2h，即此階段排水6-12噸，并回收到廢水槽3中，此階段的排放的廢水中含Cl ;第三階段接收氯化銨，接收速度為5-7m3/h，通過婆美計(jì)測(cè)氯化銨的含量來控制結(jié)束時(shí)間，當(dāng)婆美度值等于O時(shí)接受氯化銨結(jié)束，一般用時(shí)4-5h，即此階段用廢水槽3內(nèi)的水21-28噸；第四階段第二次反洗，用儲(chǔ)備槽2內(nèi)的水，流速為3-6m3/h，通過電導(dǎo)儀測(cè)Cl的含量來控制結(jié)束時(shí)間，當(dāng)電導(dǎo)率小于3Ps/cm時(shí)第二次反洗結(jié)束，一般用時(shí)l_2h，即此階段排水3-12噸，并回收到