孙艺飞

    (北京中科格瑞特科技有限公司 北京 101100)

    钾是植物生长所必需的三大元素之一。硫酸钾(SOP)主要用于烟草、甜菜、甘蔗、马铃薯、葡萄、西瓜、菠萝、茶叶等喜钾忌氯作物，其不但能提高农作物产量，而且还能提高农作物质量，如提高烟草的可燃性，提高葡萄、西瓜的糖度，提高薯类的淀粉含量等，在干旱地区施用硫酸钾还能避免作物对有害氯化物的积累，保持稳定高产[1-3]。

    曼海姆法是农用SOP的主要生产方法，以氯化钾(MOP)和工业浓硫酸(SA)为原料，在反应炉中通过高温反应(500～600 ℃)，直接生成SOP并释放出氯化氢(HCl)气体，SOP经冷却、粉碎并添加石粉后即可得到成品。HCl气体经冷却、净化、水吸收得到质量分数31.0%的工业盐酸。曼海姆法除了工艺成熟、能耗低、产品质量好之外，还可以得到副产品工业盐酸[4-5]。为了进一步提高曼海姆装置的使用寿命和可操作性，针对装置存在的不足，本文对曼海姆法的工艺和设备布置等进行了优化。

    1 反应炉搅拌推料系统的优化

    曼海姆反应炉的搅拌推料系统主要由电动机、减速机、主轴、耙臂以及耙齿等组成(见图1)，原设计通过皮带轮、减速机、大小齿轮等，最终将搅拌速率控制在1.1 r/min，一旦整个搅拌推料系统减速比确定后，反应炉的搅拌速率将被固定。反应炉耙臂上的耙齿砖呈螺旋状布置，一方面主轴带动耙臂及耙齿能起到搅拌的作用，使MOP与SA充分接触，增加物料的接触面积，加快热传递，以促进反应能快速高效地进行；另一方面由于耙齿的螺旋布置，主轴带动耙臂及耙齿还起到推料的作用，将反应物料由反应炉中心逐渐推至出料口，整个反应进行4.0～4.5 h。

    图1 曼海姆反应炉传动示意

    原料粒度、物料配比、反应温度、反应压力、搅拌速率、停留时间等都会影响化学反应的进行 ......