[发明专利]一种两步法连续生产焦磷酸钾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种采用两步法连续生产焦磷酸钾的方法。

背景技术

焦磷酸钾通常为白色粉状和无色晶体状，极易吸湿而潮解，无水物分子式：K₄P₂O₇。是用于无氰电镀业、食品加工业、洗涤印染业、陶瓷工业等行业的精细化工原料产品，本发明所涉及的焦磷酸钾均为无水物。目前我国生产焦磷酸钾的方法主要有两种，其一为“煅烧法”，即首先将磷酸氢二钾溶液浓缩制取磷酸氢二钾晶体，再送入煅烧炉中进一步高温加热脱去结晶水及分子水，在500-600℃下聚合得到焦磷酸钾产品。该生产方法优点为投资小，设备简单。其缺点是生产方式为间歇式，生产规模小，生产效率低，因对磷酸氢二钾的加热聚合过程中物料处于静态，物料表里存在较大的温差，因而产品质量不稳定，根据焦磷酸钾极易吸潮的物理化学特性，也很难做到清洁环保生产。其二为“卧式聚合炉一步法”，即将磷酸氢二钾溶液用高压泵加压，通过炉头喷枪雾化，在卧式聚合炉内与同向进行的燃气混合，脱水聚合一步完成，得到焦磷酸钾产品。该生产法可以做到连续生产，并且工艺流程简单，但存在两个主要问题：一是加热方式采用顺流，产品的聚合温度为500-600℃，其尾气的排放温度达500℃以上，导致热能大量浪费；二是雾化干燥过程中产生的粒状磷酸氢二钾细粉，堆密度较小，为0.3-0.5g/cm3左右，相当多的磷酸氢二钾颗粒悬浮在气流中因停留聚合时间较短而未生成焦磷酸钾，一部分在炉尾沉降被带入产品之中，造成产品质量不稳定，另一部分被带入尾气洗涤系统，大量高温水蒸气夹杂粉尘排出，浓烟滚滚，增大了环保生产的压力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种两步法连续生产焦磷酸钾的方法，该方法可大幅度降低焦磷酸钾生产的能耗，生产过程连续封闭，避免环境污染；采用该方法制取的焦磷酸钾含量较高、品质稳定。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种两步法连续生产焦磷酸钾的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、磷酸氢二钾的制取：将磷酸和氢氧化钾在中和釜中反应得到磷酸氢二钾溶液；

B、磷酸氢二钾的加热固化：将磷酸氢二钾溶液喷淋或浸附于不断转动的滚筒刮板干燥机的滚筒表面形成厚度为0.5-1.5mm的料膜，利用来自导热油锅炉的高温导热油作为传热介质对滚筒表面的料膜不断进行传热加热，至蒸发掉92-97％的水分后由刮刀刮下剩余物料，得到含水量在3-8％相对湿润的粒状或片状的固态磷酸氢二钾；

C、焦磷酸钾的制取：将该固态磷酸氢二钾连续送入旋转的卧式聚合炉中，与由热风炉产生的燃烧气或热空气进行逆流换热，继续脱水，在500-600℃温度下聚合，生成焦磷酸钾，经冷却粉碎包装得到焦磷酸钾成品。

按照本发明所提供的两步法连续生产焦磷酸钾的方法，其特征在于：在步骤A中，控制中和液的比重为1.5-1.8g/cm3，PH值为8.6-9.0。

按照本发明所提供的两步法连续生产焦磷酸钾的方法，其特征在于：在步骤B中，导热油的温度为200℃-340℃。

按照本发明所提供的两步法连续生产焦磷酸钾的方法，其特征在于：在步骤C中，固态磷酸氢二钾采用螺旋输送器、皮带输送器或斗提机连续送入旋转的卧式聚合炉中。

按照本发明所提供的两步法连续生产焦磷酸钾的方法，其特征在于：在步骤C中，卧式聚合炉的尾气带走的磷酸氢二钾固体粉末由旋风除尘器进行收集后，可得到无水磷酸氢二钾；之后再由水洗塔循环水彻底洗涤下来剩余的磷酸氢二钾固体粉末，随循环水由泵回送至中和釜中。

综上所述，本发明所提供的两步法连续生产焦磷酸钾的方法相比于现有技术具有如下优点：

1、节能降耗：本发明采用的关键设备滚筒刮板干燥机，其传热原理是由里向外方向一致单向传热，用高温导热油作传热介质，干燥强度高，热效率可达80-90％。制得的粒状或片状磷酸氢二钾中间产品，含水量在3-8％，相对湿重，不会被热风扬起，使逆流换热工艺得以成功实施，500℃以下的热气用来预加热，脱去磷酸氢二钾的游离水和部分分子水，尾气排放温度在300℃以下，热能得到充分利用，热效率得到很大提高。与传统制造工艺相比，可节能40-60％。