JPS6222958B2 - - Google Patents
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- JPS6222958B2 JPS6222958B2 JP52148007A JP14800777A JPS6222958B2 JP S6222958 B2 JPS6222958 B2 JP S6222958B2 JP 52148007 A JP52148007 A JP 52148007A JP 14800777 A JP14800777 A JP 14800777A JP S6222958 B2 JPS6222958 B2 JP S6222958B2
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Description
本発明は肥料の製造方法に関する。
更に詳しくは、酸化イオウ含有ガスおよび水を
多段式反応装置内で反応させてイオウ含有酸を生
成し、そして該イオウ含有酸を酸一塩基反応によ
り可溶化できるカルシウム塩と反応させてリン酸
肥料の製造方法に関する。ここで該カルシウムは
リン酸塩から選ばれる。酸化イオウ吸収および塩
基性塩の可溶化の組合せは、溶液のPH2.5〜5で
行われる。酸化イオウの吸収を更に高めるには、
PH3〜8の溶液を使用する。本方法は、高イオウ
含有化石燃料の燃焼およびイオウ生成化学工程か
ら生じる酸化イオウを利用するのに適している。
本発明の方法は、多段式反応装置を利用して低濃
度イオウ酸を熱予備処理したリン鉱石の可溶化に
利用できるものとする。未処理のリン鉱石を可溶
化するためには、二酸化イオウを三酸化イオウに
酸化しそして硫酸に転換するのが好ましいが、一
方熱予備処理、脱フツ素を行つたリン鉱石の可溶
化は、二酸化イオウから生成した亜硫酸でも達成
できるので、酸化の必要が除かれる。低品位のリ
ン鉱石は本発明の方法で使用するのに適してい
る。近年リン酸肥料は世界中の農業経済において
非常に重要となつてきた。そのような肥料の主な
リン酸塩源は天然リン鉱石である。しかしながら
天然の形体においてはリン酸塩は水に殆んど不溶
性である。天然リン鉱石源からのリン酸塩を利用
するために、硫酸、リン酸又は硝酸を使用する
種々の酸性化法が用いられていた。
リン酸は天然リン酸塩に塩酸或いは硝酸を作用
させることにより生成するが、それによる生成物
中の塩が可溶性であるために、リン酸の分離が商
業上実用的でなくなるので、そのような方法は満
足いくものではなかつた。天然リン鉱石を硫酸で
処理した場合には、生成物はリン酸と石膏(含水
硫酸カルシウム)およびその他の硫酸塩である。
硫酸塩は不溶性であるために、リン酸から容易に
分離できる。従来の肥料の製造法では、公知の
“湿式法”によるリン酸の製造において硫酸を使
用していた。
過リン酸石灰とは、微粉砕リン鉱石を硫酸で処
理して得られ且つ約16〜20パーセントの有効
P2O5を含む生成物に対して一般に用いられる用
語である。過リン酸石灰の製造においては、濃硫
酸源および高品位のリン鉱石源を入手できなけれ
ばならない。反応は良好な液体−固体反応体の混
合に依存する。高割合の不純物を含む低品位リン
鉱石は、従来のリン酸又はその他のリン酸肥料の
製造法に対しては都合のよいものではなかつた。
天然リン鉱石に含まれる不純物の多くは硫酸と反
応し、硫酸の消費量が過大に多くなる。更には、
リン酸製造における二相液体−固体反応系におけ
る反応速度が小さいため、数日ものキユアリング
もしくはテンパーイング(Curing or
tempering)(すなわち、熟成)の期間が必要で
ある。非粒状リン酸肥料の製造においては、遊離
硫酸を最少量に減じる反応を完了させるために、
数カ月もの長期のキユアリング工程が必要であ
る。リン鉱石を使用する粒状リン酸肥料の製造に
おいては、袋破損又は過剰の遊離酸によるその他
の腐食作用を最少にするために、適切な液体−固
体反応体混合物量が重要である。肥料粒体の硬度
は未反応硫酸の回避に依存する。
44〜46パーセントのP2O5を含む高濃度リン酸
肥料を与える三重過リン酸石灰は、リン酸を用い
てリン鉱石を分解することにより製造していた。
この場合、高価なリン酸を用いてのみクエン酸可
溶性リン酸塩が得られる。
本発明の目的は、リン酸系肥料の製造に対する
従来の方法の欠点の多くを克服することである。
本発明の別の目的は、比較的低品位の天然リン
鉱石源から肥料を製造する方法を提供することで
ある。
本発明の別の目的は、天然岩石リン酸塩源中に
存在するカルシウムを利用する肥料の製造法を提
供することである。
本発明の更に別の目的は、固体、液体或いは懸
濁液のいずれかの形体でありうる肥料の製造法を
提供することである。
また、本発明の目的は、熱予備処理した脱フツ
素リン鉱石と亜硫酸または硫酸との反応を提供す
ることである。
本発明の別の目的は、イオウ含有天然燃料の燃
焼により得られた酸化イオウより製造したイオウ
含有希酸を利用する肥料の製造法を提供すること
である。
本発明の別の目的は、イオウ生成工程、例えば
木材パルプ温浸槽、の副生物として得られるイオ
ウ含有酸を利用する肥料の製造法を提供すること
である。
更にまた本発明の目的は、酸化イオウの安価な
源があり且つ肥料の使用者に地理的に接近した位
置で肥料を製造する方法を提供することである。
上記およびその他の目的は、詳細な説明の記載
および好ましい態様を示す図面の参照により容易
に明らかとなるであろう。
本発明では、通常のボイラーにて石炭または重
油等のイオウ含有化石燃料の燃焼から得られる酸
化イオウ、または化学、石油精製、肥料、鉄鋼ま
たはコークス工業等のあらゆる産業プラントから
排煙ガスとして得られる酸化イオウを利用する。
好ましい態様として石炭の燃焼にて得られる酸化
イオウについて記述するが、酸化イオウはどのよ
うな他の適当な資源からも供給され得ることが理
解されるであろう。本発明の製法によつて高イオ
ウ含量の石炭の使用が可能となることは容易に明
らかであり、そして約2%より多いイオウ含量が
好ましい。最近では、イオウ含量が過剰であるた
めに利用されないでいる石炭が多量にある。脱硫
油または脱硫ガス以外に、エネルギー源の需要が
増大している。高イオウ含量の石炭および石油を
満足に利用することにより、このような需要が最
も効果的に緩和されそして現状の燃焼装置を僅か
に修正して使用可能となるであろう。このような
煙道ガスから汚染性の酸化イオウを除去する技術
は費用が非常に高価であり、満足でないことが従
来判明している。本発明により、多くの場合、熱
量が高く輸送費用が安いことによりボイラー操業
者にかなりより経済的である、高イオウ含有燃料
の燃焼を奨励する方法が提供される。本発明によ
りまた、高イオウ含有燃料の燃焼により生成する
酸化イオウを利用する高イオウ燃料の燃焼法が提
供され、その結果、酸化イオウ含量に関して最終
的排煙が適当な規制で許容される安全な量とな
る。実際、許容される酸化イオウ量よりも通常少
ない。電力会社およびイオウ含有石炭および石油
のボイラーに頼つているその他の企業は、高イオ
ウ含有石炭又は油の燃焼の副生物として肥料を製
造する本発明の方法を利用しそして他方の農業栽
培家に良好な耕作を行うのに丁度適した種々の品
種の肥料材料を供給することができ、それにより
肥料工業において現在普通である高い輸送費が削
減される。いくつかの企業は石油および気体燃料
を保持するために、石炭利用に転換することを強
いられている。本発明の方法を用いることによ
り、地方産出の燃料の使用が可能となり、また高
輸送費の削減も可能となることが多い。本発明に
おいて使用する装置への投資は、煙道流出物から
のSOxの除去手段および肥料製造手段の両者を提
供する。肥料会社は肥料の供給設備が需要を満足
させるようにバランスをとることを絶えず試みて
いるので、このことは非常に重要である。
約380〜450〓(約193〜232℃)で行う従来の石
炭燃焼ボイラーから排出される酸化イオウおよび
フライアツシユを含む煙道ガスを、ガス流からフ
ライアツシユおよび固体を分離するための装置を
通過させることができる。フライアツシユ分離器
は、明細書で後に更に詳しく記載されている一段
階式非均質系反応装置であることができる。ボイ
ラーで燃焼する前にリン鉱石を石炭と混合するの
が実情である場合には、フライアツシユ分離器を
使用するのは望ましくないであろう。
本発明の方法の一態様、これは詳しく説明する
が、において、排煙からのSO2を亜硫酸に転換し
そして予備処理した脱フツ素リン鉱石を可溶化す
るのに用いることができる。未処理のリン灰岩を
使用する本発明の方法の別の態様においては、流
入ガス流からのSO2を酸化しそして水和して、硫
酸イオンを形成させそして溶液と平衡状態にある
SO2を最少量にするのが望ましい。SO2の酸化を
最大にすると、SO2が大気へ流れ出る可能性が減
少する。SO3 =基を有するH2SO3の酸溶液又は塩
溶液は分解してSO2を形成する傾向がある。従つ
て、酸化イオウをできるだけ完全に酸化して分解
しない硫酸塩を形成させるのが望ましい。この酸
化は種々の方法で行うことができ、例えば、特に
固形物が除去されている場合、酸化触媒を煙道ガ
スと直接接触させて使用することにより行うか;
或いは酸化を、向流空気を用いて別個の空気−溶
液吸収塔内で行うか;或いはこの明細書の他の部
分で引用されているような非均質系反応装置並流
吸収装置内で行うか;或いは空気を酸化イオウガ
スの吸収により生成する液と接触せしめるあらゆ
る吸収装置内で行うことができ;また酸化性塩を
上記の溶液に添加して、亜硫酸又は亜硫酸塩より
もむしり硫酸の生成を増大させることができる。
熱いガスは直接接触式冷却器−吸収器の反応装
置に送られ、ここで若干の酸化イオウはガスの直
接接触により冷却液に吸収されるが、この冷却液
は水又は吸収反応を促進するために薬品を加えて
PHを増大させた水であることができる。ガスの冷
却の結果生ずる水の蒸発の後に残留する溶液を沈
降槽に送り、そこから上澄液を冷却器−吸収器の
反応装置に再循環させることができる。酸化イオ
ウ含有ガス流と上澄液との直接接触により、若干
の液相が蒸発する結果、ガス流は冷却される。蒸
発冷却がほぼガスが蒸発で飽和される点まで行
い、次にガス流を吸収液に対して並流又は向流の
流れで反応−吸収塔に送る。
反応−吸収塔の機能は、接触式冷却器−吸収器
内で反応しなかつたあらゆる酸化イオウおよび多
分酸化チツ素を溶解させることである。この反応
−吸収器内では、高PH値を有する化学薬品溶液が
使用される。無水酸を除かれたガスは、次に脱ミ
スト器およびブローアーを通つて煙突から大気へ
排出される。ある設備においては、排気前に排出
ガス飽和点より上の温度に上げるための再加熱を
設置することができる。
酸化イオウの除去を達成するために利用される
化学薬品の一つは、リン鉱石内に見出されるカル
シウムである。もとのリン鉱石内にあるカルシウ
ムは水溶性でなく、従つてそれを酸と反応させて
水溶性にしなければならない。本願方法において
は、煙道ガスに含まれる酸化イオウから生成した
硫酸および亜硫酸を、リン鉱石に対する酸溶液の
反応性を増大させるためにリン酸又は種々のリン
酸塩系酸或いは硝酸或いは種々のチツ素酸と組合
せて使用し、リン鉱石を浸出処理しそしてカルシ
ウムイオンを可溶化することができる。
酸と粉砕リン鉱石との間の化学反応は適当な非
均質系反応装置内で行うことができる。リン鉱石
は未粉砕の形態で使用することができ、酸および
リン鉱石の反応をボールミル内で行うことができ
る。ボールミルの機能は、リン酸塩のカルシウム
塩によるあらゆる被膜を機械的に破砕することに
より、反応を促進することである。リン酸塩系酸
又はチツ素酸の混合物を硫酸および亜硫酸と組合
せて使用する場合、工程に未紛砕リン鉱石を導入
する時は機械的摩砕を用いるのが望ましい。未粉
砕リン鉱石と酸とを反応させる別の方法は、リン
鉱石−クリンカー混合物を塔に添加する前に乾燥
粉砕することができる。酸性化もまた予備粉砕し
たリン鉱石を酸の混合物と接触させることにより
行うことができる。粉末化した又は粉砕したリン
鉱石を、反応塔に導入する前にコーン内のうず巻
いているリン酸に導入して反応させることができ
る。粒状が望ましくない場合には、酸性化コーン
からのスラリーを硬化用および切断用の移動スラ
ツトおよびベルトコンベアに送り、粉末化した或
いは未選別(ROR)製品を形成させる。これに
代る他の方法は、酸性化したリン鉱石を粒状化系
に送ることである。所望により硝酸も使用でき
る。可溶化に関して、スラリーがいかなる方法で
形成されたかにかかわらず同じ考察が当てはま
る。粉砕リン鉱石もまた非均質系反応装置の頂部
に加えることができる。リン鉱石は少なくとも90
%が100メツシユ以上の商業的粉砕度に粉砕する
必要がある。
本発明で使用するのに適したリン鉱石は、約50
の低いB.P.L.を有する。B.P.L.が約55〜65のもの
が本発明で使用するのに特に適している。B.P.L.
が66およびそれ以下のものは低品位リン鉱石と思
われ、それらは現在用いられている肥料製造法に
は適当でないが、本発明の方法には適している。
低品位リン鉱石が低廉であることにより、本発明
の方法は経済的に非常に魅力のあるものとなる。
66以上のB.P.L.を有するリン鉱石もまた本発明の
方法に使用するのに適している。
前記のいずれかの方法により、リン鉱石中のカ
ルシウムが酸の攻撃により酸化イオウの中和に利
用できるようにされるならば、工程に必要な全カ
ルシウムを外の源から高いカルシウムを供給する
代りにそのような方法で供給できる。イオウの酸
化物の水和により形成された酸性イオンを除去す
るのに更に塩基性イオンが必要な場合には、系に
アンモニアを加えるか或いはその他の塩基性の低
廉な植物栄養素を使用できる。一例として、経済
的に許されるならば炭酸カリウムは別の塩基性イ
オン又は緩衝イオンである。
岩状リン酸塩の可溶化により得られたスラリー
は、カルシウムイオン、硫酸イオン、亜硫酸イオ
ン、リン酸イオンおよび多分硝酸イオン、所望の
酸から導入されたその他のイオン、並びに可溶化
によりリン鉱石から放出されたイオンから構成さ
れる。スラリーの酸度を操作上又は貯蔵上の問題
を引き起さない程度にまで中和するために、スラ
リーに無水アンモニアを添加することができる。
例えば、遊離酸含量が非常に高い細粒は乾燥後も
軟らかになり易い。袋に詰めると過剰の酸が袋を
おかし、いわゆる“袋の破損”と呼ばれる現象を
引起す。過剰の酸を含む細粒を塊として取扱いそ
して貯蔵すると、乾燥によりそれらの表面に溶液
が形成され、その結果細粒が結びつけられて固ま
る。この中和工程における好ましい経済性は、固
定されたチツ素或いは固体の形態で存在するチツ
素はもとの気体状アンモニアよりも販売価値が高
いことによる。熱予備処理により脱フツ素化した
リン鉱石を用いリン酸二アンモニウムの製造によ
り優れた緩衝剤が与えられ、平衡状態において低
いSO2蒸気圧を維持する溶液が提供される。
スラリー中に保持された灰は、もとは植物から
誘導されそして後に石質化されて石炭を形成した
鉱物を含む。これらの化学物質は二重の価値を有
する。それらはまた、過去に灰からこれらの化学
物質をこし取りそして脂肪をケン化して石けんを
製造していたことから証明されるように、僅かに
塩基性である。しかしながら、最も重要な寄与
は、有史以前の植物の強健さに寄与したこらの鉱
物は現在の作物に同じ作用を行うことができる、
ということである。これらは通常産業界において
微量栄養素(trace nutrients又はmicro−
nutrients)として知られている。これはまた肥
料製品に付加的価値を与える。経済的面からの最
も重要な寄与は、これによりボイラー操業者は経
済的な方法でフライアツシユを肥料に含ませた形
で土壌に返すことによりフライアツシユの処理を
行うことができるということである。そうでなけ
れば操業者は公害を減らすのに加えて灰の処理に
出費しなければならないであろう。
本発明はリン鉱石から誘導されるカルシウム
を、非常に経済的に入手できるイオウの酸と反応
させるために使用する。リン灰岩を、従来のスク
ラビング法で利用できるようにされた非常に薄い
硫酸および亜硫酸で可溶化するのは実用的でない
と以前は考えられていた。強リン酸を酸化イオウ
の弱い酸に加えるとその混合物は温度が上りそし
てリン鉱石を攻撃する能力が増大してカルシウム
イオンを利用できるものとするので、強リン酸の
使用が有利であることが見出された。排煙ガスか
ら誘導される弱いイオウの酸を強酸の希釈に用い
ると、強酸を単独で使用するよりも肥料用リン酸
塩の生成が増大する。
従来の実施では、リン鉱石に濃硫酸を加えて単
一組成の過リン酸石灰を製造していた。生成した
酸性化物は、熟成乾燥した場合ほぼ20%のP2O5
を含有することが分析された。濃リン酸をリン鉱
石と適当な化学量論的割合で混合したものは熟成
乾燥した場合、分析結果は46%P2O5であつた。
第三の商業的方法では、その方法の一つはプレ
ーヨン法(Prayon Process)と呼ばれている
が、適当な化学量論的量の硫酸およびリン灰岩を
用いてリン酸が製造される。リン灰岩中の全ての
カルシウムを硫酸塩として沈澱させ且つリン灰岩
から来るその他の不溶性塩を沈澱させるために十
分な量の硫酸が用いられる。次にスラリーは移動
しているパンフイルターに送られそして液は固化
と分離されるが、その固体は、リンを燃焼しそし
て得られたP2O5ガスを水中で水和して白色或い
は透明なリン酸を生成させて製造するフアーネス
級のリン酸に対して、黒色リン酸と呼ばれる。黒
色リン酸の製造において、入手可能なリン灰岩の
品位が低下しているので、過がだんだん困難に
なつている。本発明の方法は、この費用のかかる
分離を回避する。
本発明の方法では現存する肥料製造法よりも低
い品位のリン鉱石を使用できる。本願方法は低品
位リン鉱石を使用できる。何故なら、硫酸塩(カ
ルシウム)を生成した酸から分離する必要がな
く、そして工程に供給するリン酸又は高価な硫酸
の必要量が減じられるからである。本発明の方法
の好例に於て、本願方法の商業的態様ではリン酸
肥料中のP2O5の25%をリン酸から得そして75%
をリン鉱石から得ることができる。使用するリン
鉱石の量は、煙突ガス又は他の安価な酸化イオウ
源から入手できる酸化イオウの全てを中和するた
めのカルシウムを供給するに必要な量である。従
つて、得られたスラリーをアンモニアと反応させ
た場合、リン酸塩からカルシウムイオンが取除か
れたためにアンモニアが固定さる利益が得られ
る。酸性化を補助するために使用されるリン酸
は、次にリン酸二アンモニウムを製造した時と同
じようにしてアンモニアと反応させるのに利用で
きる。
第1図に図式的に示した方法では、未処理のリ
ン鉱石を使用している。第1図はフライアツシユ
を分離するため一段階式乾燥微粒子除去装置から
始まる。これは選択自由である。また、過剰の空
気により流動化された紛砕リン鉱石を蒸発冷却器
に導入する場合には、図示するように乾燥分離器
へ導入した後に冷却塔へ導入されるであろう。冷
却塔においては、煙道ガスに含まれる酸化イオウ
は冷却スプレーから放出される溶液の小滴に吸収
され、酸性化された小滴は順次リン鉱石の微粒子
と反応する。このリン鉱石の可溶化により、リン
鉱石からカルシウムが除かれ、リン酸塩スラリー
および種々の酸化イオウのカルシウム塩が残る。
冷却塔は、衝突板を用いずに、例えば第1図に示
された一段階式非均質系反応装置のような、あら
ゆる効果的な非均質系反応装置で置換えることが
できる。冷却塔からのスラリーは沈降槽に入る。
沈降槽において、固体は底部に落ちそして透
明になつた液体は頂部から吸い出されて冷却塔へ
再循環するので、溶液中のあらゆるカルシウムイ
オンは、水和されて酸となつた酸化イオウと更に
反応することができる。イオウの酸化の度合が十
分でなくて冷却塔段階で酸化イオウの約25%以上
を吸収することができない場合には、図に示した
ように沈降槽に市販の強リン酸を加えて、リン
鉱石の酸性化を促進しなければならない。
酸化イオウの一部が除去されそして今はその蒸
気で飽和されたガスは、非均質系反応装置に送ら
れる。これらのガスは、集塊しなかつたか或いは
冷却塔内で反応しなかつた粉砕リン鉱石の粒子を
も含有する。また、更に別の粉砕リン鉱石を空気
で流動化しそしてこれらのガスに添加することも
できる。この混合物は非均質系反応装置の頂部に
入るが、その反応装置には、残留した酸化イオウ
と反応してこれらを取り除くために、塩基性イオ
ンを含む溶液が供給される。更には、運ばれた或
いは添加された固体状粉砕リン鉱石の粒子は全
て、集塊されそして溶液と共に沈降槽に送られ
るであろう。イオウ酸の濃度がリン鉱石を十分高
率に可溶化することができなければ、ここで再び
市販の強リン酸を沈降槽に加えなければならな
いであろう。本発明は薄いイオウ含有ガス流から
始まつてイオウ酸が60重量%未満の希イオウ酸を
製造するが、そのような方法は本発明者等の知る
限り、従来商業的に用いられてはいなかつた。再
び固体を底部に沈澱させ、そして澄んだ上澄液を
非均質系反応装置に再循環させる。
酸化イオウ、フライアツシユおよびリン灰岩粒
子が除かれたガスは、ブロアーにより引かれて脱
ミスト器に入りそして煙突からはき出される。排
出ガスの温度を露点より上に上げるために、ボイ
ラープラント操業者の中には再加熱器(図示な
し)を必要とする者もいるかもしれない。
非均質反応器内のPHはリン鉱石からの溶存カル
シウムにより制御されるが、無水アンモニア、炭
酸カリウム又はその他の経済的な塩基性植物栄養
素の添加により更に制御することができる。採択
するPHはイオウの酸化の程度、沈降槽内のPH、
補足した酸、および石炭のイオウ含量に依存する
が、PHを3〜8の範囲とすることができる。更に
酸化イオウの収集効率を増大させるために、沈降
槽からいくらかの溶液をバルプVIで調節して
沈降槽に戻し、沈降槽内のPHを増大させるか
又はその逆を行うことができる。沈降槽内が高
PHに保たれている場合は、槽内をPH2.5〜5の
範囲に維持しえるであろうが、同じくイオウの酸
化程度、沈降槽内のPH、補足的な酸の使用、お
よび石炭のイオウ含量に依存する。石炭中のイオ
ウ含量、許容できるSO2損失量、イオウの酸化の
程度又はリン鉱石の熱予備処理および脱フツ素の
程度、および補充した酸がある条件にある場合
は、操作および構造材料の選択を簡単にするため
に、両槽中のPHを同じに維持することができる。
沈降槽およびの間でPHおよびリン鉱石の反応
を調節するために、両槽を固体又は液体の流動が
両者間で生じるような態様で連結する。熱予備処
理、脱フツ素したリン鉱石を、これは更に詳しく
以下記載するように、SO2からSO3への酸化と共
に使用する場合は、沈降槽から高PH溶液を沈降
槽に添加して冷却塔中のスプレー溶液のPHを調
節することができる。熱予備処理、脱フツ素した
リン鉱石をボイラー排気物中に存在するような酸
化イオウの吸収に使用する場合には、非均質系反
応装置および冷却塔のPHを制御するためにアンモ
ニアを添加する目的で、沈降槽を分けて更に別
の反応塔を設けるであろう。
底留物は沈降槽およびの両者から合体され
た固体−液体スラリーとして取出され、液体中の
固体の割合に従つて、予備中和装置又は粒化機に
運ばれるか或いは両槽に分けられる。液体が多け
れば多いほど、多くの液体が予備中和装置に入る
であろう。これはバルブV2により調節される。
ここでまたリン鉱石を更に可溶化することが望ま
しいならば、強リン酸および、配合および蒸発の
観点から望ましいならば第1図に示すように、強
硝酸を予備中和装置に加えて、付加的な可溶化お
よび蒸発を促進することができる。引続き可溶化
が粒化機内で起るであろう。そして所望により乾
燥器内で完了させることができる。リン酸と共に
更に無水アンモニアを予備中和装置内に加える
と、反応熱で液体が気化して逃散する。沈降槽か
らの固体−液体スラリー中に液体と比較して固体
が多量存在するならば、スラリーは直接粒化機に
運ばれ、ここで予備中和装置で特別な気化を行う
必要なく無水アンモニアと他の酸との間で反応が
起るであろう。N−P−K、或いは粒状化した完
全肥料を得ようとする場合には、粒化機に苛性カ
リを所望の分析結果を得るに必要な量添加する。
標準的な工業的肥料製造の実施法に従い粒化機か
ら乾燥器そして冷却器へ流れる材料流は分粒さ
れ、そして分粒された製品に要求される再循環量
に従つて過大粒子に加えられ、粉粒され、“微粒
子”又は過小粒子と混合されそして粒化機に再循
環される。ここでまた、液体量が多くない場合に
は、再循環量を減じそして分粒した製品に対して
は粉砕しなくてもよい。
第1図に示すよう再循環液のいくらかを系から
取り出せるようにバルブV3を調節することによ
り液状肥料製品基剤を生成するよう工程を操作す
ることができる。これに白色苛性カリ、非被覆硝
酸アンモニウム、又は他の水溶性植物栄養素を撹
拌した槽(図示されていない)の中で添加して、
標準的な商業的実施法に従つて所望の品種に配合
することができる。熱予備処理、脱フツ素したリ
ン鉱石を使用した場合には、それが高反応性であ
るので、所望により流れの大部分を液体肥料とし
て取出すことができる。この場合、予備中和装
置、粒化プラントおよびそれに関連する装置が除
かれるであろうから、資本金および操業費用の両
者を削減することができる。
懸濁液肥料基剤は、バルブV6を適当に調節す
ることにより得ることができる、植物栄養素およ
び懸濁液を安定化するのに必要な薬剤を撹拌した
槽(図示されていない)の中で添加することがで
きる。フライアツシユおよび可溶化したリン灰岩
から出る非常に微細な珪酸含有物質のあるもの
は、この懸濁液に安定化現象を加味する。第1図
からわかるように、本発明の方法により、要求す
る最終製品に従つて液体、懸濁液および固形肥料
を製造することができる。
本発明の方法に使用する非均質系反応装置は、
非均質な気体−液体−および/又は固体状態にあ
る反応体の化学反応を急速にする適当な装置のい
ずれであつてもよく、例えば乱流床充填吸収器お
よび当業界で公知の閉塞を防ぐように設計された
他の反応装置である。特に適した装置の一つは米
国特許第677750号、ヘテロジーニアス リアクタ
ー アンド プロセス、L.J.Pircon、(1976年4
月16日出願)に更に詳しく記載されている。
該非均質系反応装置は、第1図に外部の囲い
(ケーシング)にて示される。外部ケーシング1
0の断面の形状は円筒状であることが好ましい
が、正方形、矩形、三角形、六角形または他の対
称的な多角形の形状でもよく、そして該装置の軸
に関して対称な他の幾何学的形状であればよい。
該ケーシングの主な必要性は該ケーシングが一般
に液状およびガス状の関係にて該装置を包封し内
部へのガスの流れを制御して供給することにあ
る。該非均質系反応装置の使用および保全に最大
の柔軟性を附与するために、各端部に11および
13で示されるフランジを有する部分およびこれ
に結合する同様なフランジ12および14を有す
る隣接するケーシング部分を有する各部分に於
て、ケーシング10を製作することができる。第
1図に示すフランジのかわりに、適当な結合手段
がすべて採用し得る。当初の製作および大規模な
設置を最大限に経済的にするために、これらの部
分を積出しおよび建設以前に溶接することができ
る。第1図は二段式の非均質系装置を示す。
該非均質系反応装置は、軸を垂直にして配置さ
れそして上部に反応体の固体−液体−ガス入口部
を有する。該入口部は垂直もしくは水平のいずれ
かの位置にあり得る。反応体の流れが、該装置に
搬送するに充分な速度および圧力にて、該入口部
に通ずるケーシング10の上部に供給される。該
入口部の圧力は大部分の場合大気への排出に関し
て負である。これは、流れをもたらすブロアーが
流入ガス中に含有され得る固体物による磨耗およ
び腐蝕性成分による化学的な損傷を受けないよう
にするためである。該装置は低圧装置であり、そ
して一般にケーシングの速度はノズル21に導入
する前に於て毎分約200〜約1200フイート(約61
〜約366m)の範囲であり得る。
スプレー41は、シリンダー10への入口中央
部分に設置することができ、そして液状もしくは
固体状の反応体、吸着材、吸収剤または液状冷却
材を小滴状にて反応体流に導入する。該小滴は直
径約40〜約1500ミクロンのオーダーであることが
好ましい。蒸発する条件が存在する場合は、相対
的に大きな小滴が蒸発の影響を避けるために望ま
しいあろう。スプレー41はしつかりしたコーン
型スプレーであることが好ましく、該スプレーは
単独または数個を組合せて汚染物ガス流の全断面
にわたり該ガスがコーン21に入る前に水の小滴
が導入される形態に配置される。異種の粒径の小
液滴が、最大に差別的な該装置を通過する加速、
減速および速度をもたらしそして反応を増加させ
るために望ましい。該スプレーの形態はノズル2
1の入口25の全面積に拡がつているのが望まし
く、そして適当な形態のスプレーまたは多数のス
プレーが満足である。また、スプレー41は、上
記の粒径の固体粒子をノズル21の入口25にて
該反応体流に導入するためにも使用できる。
該反応体含有非均質固体−液体−ガス流は入口
25を通り集中ノズル21に入る。該入口はまる
くそして該ノズルは円錐形であるのが好ましい
が、該装置の軸に関して他の幾何学的形状であれ
ば十分である。出口の有効断面積で除した入口の
有効断面積として定義されるコーン比は、約2〜
約64であるべきでありそして約2〜約36が好まし
い。有効断面積とは、ガス流の軸に90゜の角度の
面積を意味する。
該ノズルの集中部分の長さは、第1図のAで示
される集中角度および上記に定義したノズル比に
より決定される。平均集中角度は約6゜〜約20゜
であるのが好ましく、そして約10゜〜約16゜が更
に好ましい。平均集中角度とは、該入口から出口
に引かれた直線と第1図のAにより示される垂直
線との間に測定される角度を意味する。ノズル2
1の側面は直線状である必要はなく、若干凸状ま
たは凹状であることができる。
出口21から衝突表面31までの距離は、出口
24の直後の約1.3〜約2.5倍であるべきであり、
そして約1.6〜約2.0倍が好ましい。
適当な衝突板を第1図の31に示す。衝突板3
1は、ノズル出口24からの微粒子物の実質的全
量を該板に衝突させそして圧力をあまり低下させ
ることなく衝突板の周りにガスを通過させるに充
分な該衝突板およびシリンダー10間の面積を提
供するに充分な寸法である。衝突板31は平らな
板として図示されているが、縁の周りにガスの通
過を促進しそして微粒子物の除去を容易にするた
めに、僅かに凹面状の板を使用することができ
る。ガス相から固体および液体相の分離を必要と
しない反応の場合、または冷却塔に於て生起する
ような蒸発工程に関連する物質移動現象のある場
合、衝突板は必要とされないであろう。
衝突板31の上部にスプレーを追加して適当に
配置することができ、そこからのスプレーにより
衝突板31から微粒子物を洗い落して該装置中を
進行させそして底部から排出する。このようなス
プレーは、衝突板31の縁の周りに配置した多数
個のスプレーであることができ、または中央の位
置に満足なスプレーを設置することができる。充
分量の流体を使用する場合、該衝突表面は該流体
自体となるであろう。そして該微粒子物は衝突板
に衝突または付着しないで該流体中に取込まれる
であろう。衝突板31上のスプレーの本質的な基
準は、衝突板31が微粒子物を比較的保持しない
ようにするに充分な力および方向を有する充分量
の流体を供給することである。該衝突板表面を清
掃する補助スプレーがなくとも、該反応装置を操
業することは可能である。
本発明の装置の一体化した構造のために、第1
図に示すように、ノズル−衝突手段の多段階が他
の手段の上に一つの手段をおくようにして容易に
設置でき、第1図に図示するように三単位の連続
が得られる。本発明に於て使用する非均質系反応
装置には1〜約6個の連続結合した段階のノズル
が適当である。好ましくは2〜4段階が連続して
使用される。段階の数は反応体の反応の困難性に
よつて調節され、そして特に困難な材料の場合多
数の段階が必要であり得る。またこれは、集中角
度またはノズルの有効断面積比によつて影響を受
け得るであろう。
底部の段階の衝突板の下に、液体およびスラリ
ーの除去用の貯槽15がある。また、洗浄ガス除
去用の出口手段が、最底部の衝突板33の下また
はこれに隣接して設置されておりそして第1図に
導管16として図示される。該装置内または装置
の外部に、ガス流中に残留する微細な小滴状の液
体を該小滴に捕捉されている固体または液体と共
に除去するために、清浄ガス排出管中に脱ミスト
器17をそなえることが好ましい。
該集中ノズルを垂直に配列することは特に有利
である。すなわち、ノズル比4およびノズル角度
12゜の脱霧器付の装置を用いて、毎分約2100フイ
ート(約640m)の入口速度を採用する場合、一
つのノズルによる圧力低下は水柱3.5インチ(8.9
cm)、直列の2個のノズルの場合は水柱5.7インチ
(14.5cm)、直列の3個のノズルの場合は7.0イン
チ(17.8cm)、そして直列の4個のノズルの場合
は水柱8.3インチ(21cm)であるからである。直
列の2個のノズルを有する該装置を用いて、毎分
約400フイート(約122m)の入口速度にてSOxを
除去しそして本発明に従つて肥料を製造した場
合、水柱0.8インチ(2.1cm)の圧力低下にて優れ
た工程上の結果が得られた。従つて、垂直に連続
したノズルによる圧力低下は、累積方法よりも小
さくて有利であることが判明する。
第1図に示すように、第二段階は第一段階と形
状的には同一である。しかし、コーンの入口の前
にあるノズルおよび同一段階または他の段階の衝
突表面に液体を供給するノズルの両者に供給され
る水または液体の薬剤は、個々に調節できること
が認識される。
流れ中の液体、固体およびガス状反応体を21
等のノズルを通過させることにより、該液体、固
体およびガス状反応体間の密接な接触が促進され
そして所望の高反応率が得られる。非均質系反応
装置および工程の高い反応効率は、ノズル21を
通る圧縮性ガスと共に通過する非圧縮性物の組合
せによつて、ノズルの出口24から出た後に比較
的大きく膨張する機会があることにより達成され
る差別的な速度ならびに差別的な加速および減速
によるものと信じられる。反応体を含有する流れ
中に、圧縮性および非圧縮性物の粒径範囲が存在
する。固体物または液状小滴を添加することによ
つて該ガス流に加えられる粒子は、該ガス流の非
圧縮性成分を増加することが望ましいので、主に
非圧縮性である。スプレー41を用いて、広範囲
に選ばれた粒径の液状または固体状粒子を該ガス
流に導入できる。そして、該入口ガス流中の比較
的広範囲の液状または固体状粒径と共に、該非圧
縮性粒子および小滴を流れ過ぎる極めて高い衝突
率および高い圧縮ガス率が促進されて、非常に高
能率の反応が達成される。
第1図に示すような非均質系反応装置の高さを
最小にするために、多数のコーンを各段階に配置
することができる。
液状の肥料製品基剤は、該再循環流から取出さ
れてバルブV12により清澄器から流入して非均質
系反応器に達する。この液体は撹拌槽(図示され
ない)に移送され、これに苛性カリ(White
potash)、非被覆硝酸アンモニウムおよび他の従
来の液状成分を添加して所望の品質に配合する。
また、清澄器からの液体はバルブV16を通つて
バルブV15の下流の固体スラリー流と合体させる
ことがある。得られる混合物をバルブV17に移送
しそして第1図に関連して記述したもので同様な
懸濁液肥料基剤として使用できる。従つて、本発
明の方法は下記の工程を含む肥料の製造法である
ことが理解される;すなわち、多段階式反応装置
内で酸化イオウ含有ガスおよび水を反応させてイ
オウ含有酸を生成し、該イオウ含有酸をカルシウ
ムイオンと反応させて、リン酸肥料を生成する。
リン鉱石から得られるカルシウム イオンを供給
するのが特に適当である。
本発明の方法および装置に含まれる非均質反応
装置、冷却器・吸収器および他の流れに接触する
器機を通過するガス、固体および液体の状態の物
質の流れは、どのように組合わせた向流または並
流であつてもよい。すなわち、該ガス流は流体お
よび固体の両者に対して並流であるか、一つに対
して並流でありそして他に対して向流であるか、
または液体および固体の物質の両者の工程の流れ
に対して向流であり得る。
本発明の方法においてもし未処理のリン鉱石を
使用するとすると、イオウ含有酸は、リン鉱石の
高い転化率を達成しそして非煙から酸化イオウを
除去するために、主として(50%より多い)硫酸
でなければならないことが見出された。主として
硫酸を得るためには、排煙中の酸化イオウを酸化
することが必要である。これは、燃焼した燃料中
のイオウ量が多くなる程、大きな問題となる。こ
のような条件下で、約2.5〜4.0のPHの溶液を用い
てリン灰岩を可溶化しそして該溶液のPHを約5〜
8のPH、そして好ましくは5〜7のPH、に増大し
て、該ガス流からの酸化イオウの除去を容易にす
るのが好ましいことを、本発明者等は見出した。
本発明の方法に於ては、熱予備処理により脱フ
ツ素したリン鉱石を使用するので、該イオウ含有
酸は亜硫酸であることができ、そして該リン灰岩
の高い転化率が達成されそして高いイオウ含量の
燃料の排煙から酸化イオウを除去し得ることを、
本発明者等は見出した。このような熱予備処理し
た脱フツ素リン鉱石は主に亜硫酸であるイオウ含
有酸とよく反応することが見出された。このよう
にして、該リン鉱石を充分に可溶化するために酸
化イオウを酸化する必要性が軽減される。このよ
うな条件下にて、PHが約3〜5そして好ましくは
約3.5〜4.5の溶液を用いてリン灰岩を可溶化しそ
して該溶液のPHを約5〜7そして好ましくは6〜
7のPHに増大して該ガス流からの酸化イオウの除
去を容易にするのが好ましいことを、本発明者等
は見出した。
熱予備処理した脱フツ素リン鉱石とは、フツ素
リン鉱石を熱脱フツ素化して製造される粗製のリ
ン酸三カルシウムないしヘテロポリリン酸カルシ
ウム(メタリン酸カルシウムを含む)の混合物を
意味する。脱フツ素リン鉱石の従来の製造法は、
John R.VanWazer編集の「ホスホラス アンド
イツツコンパウンズ」第2巻、インターサイエ
ンス パブリツシヤーズ、インク、ニユーヨー
ク、1961年、1090〜1092頁に記載されている。主
なエネルギー源が電力である場合に特に適当であ
る他の適当な形態の熱予備処理リン鉱石は、「カ
ルメタ(calmeta)」もしくは元素状のリンを同
時酸化しそして得られるP2O5をリン灰岩と反応
して製造されるメタリン酸カルシウム(上記の
「ホスホラス アンド イツツ コンパウンズ」
1095〜1097頁に詳しく記載されている)である。
本発明の方法に有用な熱予備処理脱フツ素リン鉱
石は、約0.2%より少ないFおよび最低約18%の
P(41.3%のP2O5)を一般に含有する。
熱予備処理、脱フツ素リン鉱石は上記の本願方
法の操作を、未処理のリン鉱石を用いて実施した
場合よりも高PHレベルで行うのに使用できる。PH
は二酸化イオウの除去およびリン鉱石の転換の両
者に重要な要素である。熱予備処理、脱フツ素し
たリン鉱石は冷却塔の段階で酸化イオウ、主とし
てSO2、の90%以上を主として亜硫酸を生成しな
がら除去することが見出されている。冷却塔およ
び槽1においては約3〜5の範囲のPHが適当であ
り、約3.5〜4.5のPHが好ましい。熱予備処理、脱
フツ素リン鉱石を亜硫酸を用いて可溶化すること
によるアンモニア化性肥料への転換は90%より大
きい。熱予備処理された脱フツ素リン鉱石を使用
前に水に浸漬することにより処理するのが有利で
あることも見出された。2〜3日間浸漬による処
理はリン鉱石の可溶化を著しく増大させることが
見出された。約30〜120日程度の長期間が適当で
ある。高イオウ含有燃料の燃焼による煙道ガスか
らの極めて高い二酸化イオウの除去率は、非均質
系反応装置内のPHを約5〜8、好ましくは約5.5
〜6.5、の範囲にすることにより増大される。
第2図は本発明に従つた装置の一態様を示し、
ここで生成物の一部分は液体スプレーとして塔2
に再循環される。第2図に示した態様は脱フツ素
リン鉱石を使用した場合に特に有用であることが
見出されたが、ここで酸化イオウをガス流から酸
化することなく高い効率で除去することができ、
そして生成したイオウ含有酸、主として亜硫酸、
は予備処理したリン鉱石を十分に可溶化すること
が見出された。第2図に示したように、イオウ含
有石炭は供給手段50によりボイラー51に供給
され、ここで該石炭は燃焼しそして煙道ガスはボ
イラーを出て煙道62を通る。水平な煙道62に
は熱い煙道ガスを塔1に入る前に冷却するために
スプレー90が配置されている。煙道ガスを塔1
に入る前に約130〜160〓(約54〜71℃)に冷却す
るのが有利であることを発見した。52で示され
る塔1は、反応を良くまるために高い液体−気体
接触を与える非均質系反応装置であり、例えば第
1図で冷却塔として示された形態を有する。塔1
内のスプレーはノズル91,92および93、並
びに送込煙道62内のスプレー90により与えら
れ、これら全ては塔2流出液槽から溶液を導管7
9、ポンプP−10を経て供給され、そしてスプ
レーおよび塔1流出液槽70へ流れる液体の量は
バルブV−32により調節される。ガスは塔1を
出て導管53により塔2の頂部に入る。塔2は液
体−気体反応を高めるに適した非均質系反応装置
である。塔2の非均質系反応装置に特に良く適合
した構造は、第1図に示し且つ第1図の非均質系
反応装置に関して更に詳細に記載した非均質系反
応装置である。ガス流は塔2内を下方へ降りそし
てスプレー94および95からの液体と接触す
る。ガスは塔2から、SO2測定用の赤外線分析器
56およびダスト探知器58のような所望の分析
手段を有する煙道55を経て外へ出る。煙道流出
物中で過剰の水蒸気が生じるのを防ぐために、必
要に応じてミスト抑制器57を設置することがで
きる。ブロアー59を、ガスを煙道60を経て大
気に送らせそして必要なボイラー通風を与えるた
めに使用することができる。
塔1流出液槽70は塔1の底にある導管81か
らの液体および塔2流出液槽77から出て導管7
8を経てバルブV−31で調節される液体を受入
れる。塔流出液槽70からの液体は導管71およ
び必要によりポンプP−11により反応槽72に
進む。生成されたイオウ含有酸以外の肥料製造用
反応体は反応槽72への添加により系に加えら
れ、そしてそれらの反応体は水、アンモニアおよ
びリン鉱石として示されている。リン鉱石の可溶
化は反応槽72内で起り、反応槽72からの生成
物は導管73を通りバルブV−30により調節さ
れて沈降槽74に進み、その槽から液体系肥料製
品が導管75により取出される。
槽74からの液体製品もまたノズル94および
95を経て塔2に液体スプレーを供給する。その
液体は塔2を出て導管82を通りそして塔2流出
液槽77に入る。塔2流出液槽からの液体は塔1
のスプレーに送られ、そして直接塔1流出液槽に
入る。
第1図および第2図に示した装置を含むパイロ
ツトプラントは、冷却塔のガス入口と非均質系反
応装置のガス出口との間全般の圧力低下が水柱約
2インチ(約5cm)で都合よく操作された。この
ことは、水柱40〜70インチ(102〜178cm)の範囲
の圧力低下で操作される従来のスクラバーと比較
した場合、大きなエネルギー節減となることを示
す。
肥料は上記の方法に従つて製造され、そして石
炭燃焼後の残留物は粉砕されそして目的の肥料製
品に添加されたので、処理の問題が取り除かれ
た。そうして得た肥料を大豆、チヤヒキおよび春
小麦に対して試験を行つた。各々の場合、良好な
農地の表土に生長した比較用植物よりもかなり早
くそして著しく大きいサイズに生長した。
下記の実施例は本発明の態様を利用した特定の
操作を示すもので、例示のために掲げられたもの
であり、決して本発明を限定するものではない。
参考例
第1図と同様な装置であつて予備中和装置およ
び固形肥料を扱う設備を除いた装置を用いて、新
たな未処理リン鉱石から液体肥料を製造した。約
3.37%のイオウを含む石炭をボイラーで燃焼し、
そしてボイラーから出るCO2含量8.8%の煙道ガ
スと(たとえ僅かな酸化であつても)酸化の達成
を容易にするために89.1%の量の過剰の空気とを
フライアツシユを分離せずに冷却塔の底部に送つ
た。ガス流速は60〓(15.5℃)で282CFM(7.99
m3/分)であつた。82%が230メツシユ米国標準
規格シリースクリーンを通過しそして本質的に
100%が20メツシユスクリーンを通過する粒子サ
イズを有する未処理のリン鉱石を、5〜1/2時間
に81ポンド(36.7Kg)の割合で沈降槽に加え
た。沈降槽中の液体を混合し、そして冷却塔内
のスプレーに19.3ガロン/1000CF(0.073m3/
28.3m3)気体の割合で、主として設計流速の5分
の1の流速である操作条件下でノズルが閉塞する
のを防ぐために再循環した。冷却塔に供給する液
体のPHは4.2、冷却塔から沈降槽に流れる液体の
PHは3.5であつた。気体を冷却塔の頂部から取出
し、非均質系反応装置の頂部に導入した。
沈降槽は、第1図に示したように、非均質系
反応装置からの液体の受容槽に分割され、その受
容槽は非均質系反応装置へ再循環させる溶液を処
理するためのアンモニア化反応装置に溶液を供給
する。
水およびアンモニアをアンモニア化反応装置に
加え、そして該反応装置からの液を混合しそして
非均質系反応装置内のスプレーに22ガロン/
1000CF気体(0.083m3/28.3m3気体)の割合で循
環させて、再び流量を減じた操作条件下で閉塞す
るのを防止した。非均質系反応装置に供給した液
体のPHは6.3であり、そして非均質系反応装置か
ら受容槽に送られた液体のPHは5.9であつた。
排煙ガスからのSO2除去率は全体として84%で
あつた。
液体肥料製品を収集槽から取り出した。肥料成
分はアンモニアからのチツ素とリン鉱石からのリ
ン酸塩であつた。
実施例
第1図に示した沈降槽および沈降槽を連続し
た受容槽、プラグフロー反応装置、バツクミツク
ス反応装置および沈降槽に置換えて第1図の装置
を変更した。3.4重量%のイオウを含む石炭をボ
イラーで燃焼し、ボイラーからの煙道ガスを冷却
塔の底部に送つた。
0.18%未満のFを含む熱予備処理脱フツ素した
リン鉱石を、工程に加える前に11日間水道水中で
加水分解した。加水分解、熱予備処理、脱フツ素
を行つたリン鉱石は100%、No.8メツシユスクリ
ーンを通過するが、これをプラグフロー反応槽に
加えた。これらの実験で、熱予備処理、脱フツ素
したリン鉱石は排気ガスから生成した酸と十分な
反応性を示すので、粗いリン鉱石粒子(100%8
メツシユ以上、2%30メツシユ以上)および微細
なリン鉱石粒子(100%8メツシユ以上、75%200
メツシユ以上)の両粒子を用いても所望の転換率
とSO2除去率が得られた。沈降槽内の液体を混和
し、そして各塔に、反応するリン酸カルシウムが
燃焼ガスからの酸化イオウを吸収するに十分な濃
度で再循環させた。非均質系反応装置から出る溶
液のPHが6.35である工程操作ではSO2除去率90.1
%およびガス出口のSO2濃度142ppmとなつた
が、一方PH5.70の操作ではSO2除去率85.6%およ
びガス出口のSO2濃度は207ppmとなつた。
工程にアンモニアを添加して塔2の出口又は非
均質系反応装置の溶液のPHを6.4〜6.9に増大させ
ると、出口SO2濃度約110ppmに対応してSO2除
去率は92%より大きい値に増大した。
上記の各場合において、反応槽に水を加えて塔
から蒸発する水を補つた。
実施例
第2図に示し且つ第2図に関して前記した装置
を、熱予備処理、脱フツ素したリン鉱石から液体
肥料を製造するために用いた。乾燥重量で約6.2
重量%のイオウを含む石炭を下込式ストーカーで
供給し、二列加熱管ボイラー内で過剰の空気と燃
焼させ、そして煙道ガスをボイラーから塔1の底
部に送つた。他の比較例では僅か20%過剰の空気
を用した。塔1に入る前の煙道ガスの温度は、ボ
イラーと塔1の間の導管内の液体スプレーによ
り、約150〓(約65.5℃)であつた。約0.18%未
満のFを含む脱フツ素リン鉱石130ポンド(59
Kg)を60立方フイート(1.7m3)の水道水で2週
間加水分解した。熱予備処理した脱フツ素リン鉱
石を水で加水分解したもののみを反応槽に添加し
て、液体流に示されたPHを得、そして酸化イオウ
の除去および肥料の製造のために望ましい化学的
条件を維持した。塔2内のスプレーにおいて再循
環液体のPHを6.90そして塔2から塔2液体流出物
槽へ送られる液体中のPHを6.50とすると、煙道ガ
スからの二酸化イオウの除去率は92.5%となるこ
とが見出された。
反応槽に、上記の如く脱フツ素リン鉱石を水で
処理したものの添加に加えて、少量のアンモニア
を添加すると、第表に示すように酸化イオウの
除去率は増大しそしてリン鉱石およびアンモニア
の転換率は、亜硫酸カルシウム、硫酸カルシウム
およびリン酸アンモニウムの反応生成物を基準に
して90%に達することが見出された。15分間隔で
の二酸化イオウの除去率を第表に表わす。煙道
ガスは塔2を110〓(43.3℃)の温度および460フ
イート/分(140m/分)の速度で出た。
The present invention relates to a method for producing fertilizer. More specifically, a sulfur oxide-containing gas and water are reacted in a multistage reactor to form a sulfur-containing acid, and the sulfur-containing acid is reacted with a calcium salt that can be solubilized by an acid monobase reaction to form a phosphate fertilizer. Relating to a manufacturing method. Here the calcium is selected from phosphates. The combination of sulfur oxide absorption and basic salt solubilization is carried out at a solution pH of 2.5-5. To further increase the absorption of sulfur oxide,
Use a solution with a pH of 3-8. The method is suitable for utilizing sulfur oxides resulting from the combustion of high sulfur containing fossil fuels and sulfur producing chemical processes.
The method of the present invention can be used to solubilize phosphate rock that has been thermally pretreated with low concentration sulfuric acid using a multistage reactor. To solubilize untreated phosphate rock, it is preferable to oxidize sulfur dioxide to sulfur trioxide and convert it to sulfuric acid, whereas solubilization of phosphate rock that has been thermally pretreated and defluorinated requires This can also be achieved with sulfurous acid produced from sulfur dioxide, thus eliminating the need for oxidation. Low grade phosphate rock is suitable for use in the method of the invention. Phosphate fertilizers have become extremely important in agricultural economies around the world in recent years. The main phosphate source for such fertilizers is natural phosphate rock. However, in its natural form, phosphate is almost insoluble in water. Various acidification methods using sulfuric, phosphoric or nitric acids have been used to utilize phosphate from natural phosphate rock sources. Phosphoric acid is produced by the action of natural phosphate with hydrochloric or nitric acid, but the soluble nature of the salt in the product makes separation of phosphoric acid commercially impractical; The method was not satisfactory. When natural phosphate rock is treated with sulfuric acid, the products are phosphoric acid and gypsum (hydrated calcium sulfate) and other sulfates.
Because sulfate is insoluble, it can be easily separated from phosphoric acid. In conventional fertilizer production methods, sulfuric acid is used in the production of phosphoric acid by a known "wet method". Superphosphate lime is obtained by treating finely ground phosphate rock with sulfuric acid and has an effective content of about 16 to 20%.
A term commonly used for products containing P 2 O 5 . In the production of superphosphate lime, a source of concentrated sulfuric acid and a source of high grade phosphate rock must be available. The reaction depends on good liquid-solid reactant mixing. Low grade phosphate rock containing a high proportion of impurities has not been favorable for conventional phosphoric acid or other phosphate fertilizer manufacturing processes.
Many of the impurities contained in natural phosphate rock react with sulfuric acid, resulting in excessive consumption of sulfuric acid. Furthermore,
Due to the slow reaction rate in the two-phase liquid-solid reaction system in phosphoric acid production, curing or tempering for several days is required.
A period of tempering (i.e., ripening) is necessary. In the production of non-granular phosphate fertilizers, in order to complete the reaction to reduce free sulfuric acid to a minimum amount,
A long curing process of several months is required. In the production of granular phosphate fertilizers using phosphate rock, proper liquid-solid reactant mixture levels are important to minimize bag breakage or other corrosive effects due to excess free acid. The hardness of fertilizer granules depends on the avoidance of unreacted sulfuric acid. Triple superphosphate lime, which provides a highly concentrated phosphate fertilizer containing 44-46 percent P2O5 , was produced by decomposing phosphate rock with phosphoric acid.
In this case, citric acid-soluble phosphates can only be obtained using expensive phosphoric acid. The aim of the present invention is to overcome many of the drawbacks of conventional methods for the production of phosphate-based fertilizers. Another object of the invention is to provide a method for producing fertilizer from a relatively low grade natural phosphate rock source. Another object of the present invention is to provide a method for producing fertilizers that utilizes calcium present in natural rock phosphate sources. Yet another object of the invention is to provide a method for producing fertilizers which can be in either solid, liquid or suspension form. It is also an object of the present invention to provide a reaction of thermally pretreated defluorinated phosphate rock with sulfite or sulfuric acid. Another object of the present invention is to provide a method for producing fertilizers that utilizes sulfur-containing dilute acids made from sulfur oxides obtained by combustion of sulfur-containing natural fuels. Another object of the present invention is to provide a method for producing fertilizers that utilizes sulfur-containing acids obtained as a by-product of a sulfur-producing process, such as a wood pulp digester. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method for producing fertilizers in which there is an inexpensive source of sulfur oxide and in geographical proximity to the users of the fertilizers. These and other objects will become readily apparent from the detailed description and reference to the drawings showing preferred embodiments. In the present invention, sulfur oxide is obtained from the combustion of sulfur-containing fossil fuels such as coal or heavy oil in conventional boilers, or as flue gas from any industrial plant such as chemical, oil refining, fertilizer, steel or coke industry. Uses sulfur oxide.
Although the preferred embodiment describes sulfur oxide obtained from the combustion of coal, it will be appreciated that the sulfur oxide may be provided from any other suitable source. It is readily apparent that the process of the present invention allows the use of high sulfur content coals, and sulfur contents greater than about 2% are preferred. Nowadays, there is a large amount of coal that is unutilized due to excessive sulfur content. There is an increasing demand for energy sources other than desulfurized oil or gas. Satisfactory utilization of high sulfur content coal and petroleum would most effectively alleviate such demands and allow use of current combustion equipment with slight modification. Techniques for removing polluting sulfur oxides from such flue gases have heretofore proven to be very expensive and unsatisfactory. The present invention provides a method of encouraging the combustion of high sulfur containing fuels which is often significantly more economical to boiler operators due to their high calorific value and low transportation costs. The present invention also provides a method of combustion of high sulfur fuels that utilizes the sulfur oxide produced by the combustion of high sulfur fuels so that the final flue gas is as safe as permitted by appropriate regulations in terms of sulfur oxide content. amount. In fact, it is usually less than the permissible amount of sulfur oxide. Electric utilities and other companies that rely on sulfur-containing coal and oil boilers can utilize the present method of producing fertilizer as a by-product of the combustion of high-sulfur-containing coal or oil and provide other agricultural growers with benefits. It is possible to supply a variety of varieties of fertilizer material that are just suitable for different cultivation practices, thereby reducing the high transportation costs currently common in the fertilizer industry. Some companies have been forced to convert to coal to preserve oil and gaseous fuels. By using the method of the invention, it is possible to use locally sourced fuels and often also to reduce high transportation costs. The investment in equipment used in the present invention provides both a means for removing SOx from the flue effluent and a means for producing fertilizer. This is very important as fertilizer companies are constantly trying to balance fertilizer supply facilities to meet demand. Passing the flue gas containing sulfur oxide and flyash discharged from a conventional coal-fired boiler at about 380-450㎓ (about 193-232℃) through a device for separating the flyash and solids from the gas stream. I can do it. The flyash separator can be a single stage heterogeneous reactor as described in more detail later in the specification. If the practice is to mix phosphate rock with coal before combustion in the boiler, it may be undesirable to use a flyash separator. In one embodiment of the method of the invention, which will be described in detail, SO 2 from flue gas is converted to sulfite and can be used to solubilize pretreated defluorinated phosphate ore. In another embodiment of the method of the invention using untreated phosphate rock, SO 2 from the incoming gas stream is oxidized and hydrated to form sulfate ions and are in equilibrium with the solution.
It is desirable to minimize the amount of SO2 . Maximizing SO 2 oxidation reduces the possibility of SO 2 escaping to the atmosphere. Acid or salt solutions of H2SO3 with SO3 = groups tend to decompose to form SO2 . Therefore, it is desirable to oxidize the sulfur oxide as completely as possible to form a sulfate that does not decompose. This oxidation can be carried out in various ways, for example by using an oxidation catalyst in direct contact with the flue gas, especially if solids have been removed;
Alternatively, the oxidation is carried out in a separate air-solution absorber using countercurrent air; or in a heterogeneous reactor cocurrent absorber as cited elsewhere in this specification. or it may be carried out in any absorption apparatus in which air is brought into contact with the liquid produced by the absorption of sulfur oxide gas; and oxidizing salts may be added to the above solution to increase the production of sulfuric acid rather than sulfurous acid or sulfurous acid. can be done. The hot gases are sent to a direct contact cooler-absorber reactor where some of the sulfur oxides are absorbed by direct contact of the gases into a cooling fluid that is injected with water or water to accelerate the absorption reaction. by adding chemicals to
It can be water with increased PH. The solution remaining after evaporation of the water resulting from the cooling of the gas can be sent to a settling tank, from where the supernatant liquid can be recycled to the cooler-absorber reactor. Direct contact of the sulfur oxide-containing gas stream with the supernatant liquid evaporates some of the liquid phase, resulting in cooling of the gas stream. Evaporative cooling is performed to approximately the point where the gas is saturated with evaporation, and the gas stream is then sent to the reaction-absorption column in cocurrent or countercurrent flow with respect to the absorbent liquid. The function of the reaction-absorber is to dissolve any sulfur oxide and possibly nitrogen oxide that has not reacted in the contact cooler-absorber. In this reactor-absorber, chemical solutions with high PH values are used. The gas from which the acid anhydride has been removed is then passed through a demister and blower and is exhausted to the atmosphere through the chimney. In some installations, reheating may be installed to raise the temperature above the exhaust gas saturation point prior to evacuation. One of the chemicals utilized to accomplish sulfur oxide removal is calcium found within phosphate rock. The calcium present in the original phosphate rock is not water soluble, so it must be reacted with an acid to make it water soluble. In the present method, sulfuric acid and sulfurous acid produced from sulfur oxide contained in the flue gas are treated with phosphoric acid or various phosphate acids, nitric acid or various acids in order to increase the reactivity of the acid solution toward phosphate rock. It can be used in combination with basic acids to leach phosphate rock and solubilize calcium ions. The chemical reaction between the acid and the ground phosphate rock can be carried out in a suitable heterogeneous reactor. Rock phosphate can be used in unground form and the reaction of acid and rock rock can be carried out in a ball mill. The function of the ball mill is to accelerate the reaction by mechanically breaking up any coating of calcium salts of the phosphate. When mixtures of phosphoric acids or nitrous acids are used in combination with sulfuric acid and sulfurous acid, it is desirable to use mechanical milling when introducing uncrushed phosphate rock into the process. Another method of reacting unground rock phosphate with acid is to dry-mill the rock phosphate-clinker mixture before adding it to the column. Acidification can also be carried out by contacting pre-ground rock phosphate with a mixture of acids. Powdered or ground phosphate rock can be introduced into the swirling phosphoric acid in the cone and reacted before being introduced into the reaction column. If granulation is not desired, the slurry from the acidified cone is sent to curing and cutting moving slats and belt conveyors to form a powdered or unsorted (ROR) product. Another alternative method is to send the acidified phosphate rock to a granulation system. Nitric acid can also be used if desired. Regarding solubilization, the same considerations apply regardless of how the slurry is formed. Ground phosphate rock can also be added to the top of the heterogeneous reactor. Phosphate is at least 90
It is necessary to grind to a commercial grinding degree of 100% mesh or higher. Phosphate rocks suitable for use in the present invention include approximately 50
has a low BPL. Those with a BPL of about 55 to 65 are particularly suitable for use in the present invention. BPL
66 and below are considered to be low grade phosphate rocks, which are not suitable for currently used fertilizer production methods, but are suitable for the method of the present invention.
The low cost of low grade phosphate rock makes the process of the invention very economically attractive.
Phosphate rocks with a BPL of 66 or higher are also suitable for use in the method of the invention. If, by any of the above methods, the calcium in the phosphate rock is made available for neutralization of the sulfur oxide by acid attack, then all the calcium required for the process can be obtained instead of supplying high calcium from an external source. can be supplied in such a way. If more basic ions are needed to remove the acidic ions formed by hydration of sulfur oxides, ammonia can be added to the system or other basic inexpensive plant nutrients can be used. As an example, potassium carbonate is another basic or buffer ion if economically permitted. The slurry obtained by solubilization of rock phosphate contains calcium ions, sulfate ions, sulfite ions, phosphate ions and possibly nitrate ions, other ions introduced from the desired acid, and from the phosphate rock by solubilization. Consists of released ions. Anhydrous ammonia can be added to the slurry to neutralize the acidity of the slurry to an extent that does not cause operational or storage problems.
For example, granules with very high free acid content tend to become soft after drying. When packed in bags, excess acid damages the bags, causing a phenomenon called "bag breakage." When granules containing excess acid are handled and stored in bulk, drying causes the formation of a solution on their surface, which causes the granules to bind and harden. The favorable economics of this neutralization step are due to the fact that nitrogen, which is present in fixed or solid form, has a higher sales value than the original gaseous ammonia. The production of diammonium phosphate using defluorinated phosphate rock by thermal pretreatment provides an excellent buffering agent and provides a solution that maintains a low SO 2 vapor pressure at equilibrium. The ash retained in the slurry contains minerals originally derived from plants and later petrified to form coal. These chemicals have dual value. They are also slightly basic, as evidenced by the past production of soap by straining these chemicals from the ashes and saponifying the fats. However, the most important contribution is that these minerals, which contributed to the robustness of prehistoric plants, can perform the same effect on modern crops.
That's what it means. These are commonly used in industry as trace nutrients or micro-nutrients.
nutrients). This also gives added value to fertilizer products. The most important economic contribution is that it allows boiler operators to dispose of flyash in an economical manner by returning it to the soil in fertilized form. Otherwise, operators would have to pay for ash disposal in addition to reducing pollution. The present invention uses calcium derived from phosphate rock to react with sulfur acid, which is very economically available. It was previously thought to be impractical to solubilize apatite with the very dilute sulfuric and sulfuric acids made available in conventional scrubbing methods. The use of strong phosphoric acid is advantageous because when it is added to the weak acid of sulfur oxide, the mixture heats up and increases its ability to attack phosphate rock, making calcium ions available. discovered. The use of weak sulfur acids derived from flue gas to dilute strong acids increases the production of fertilizer phosphates compared to the use of strong acids alone. Conventional practice has been to add concentrated sulfuric acid to phosphate rock to produce monocompositional lime superphosphate. The acidified product produced is approximately 20% P 2 O 5 when aged and dried.
was analyzed to contain. When a mixture of concentrated phosphoric acid and phosphate rock in a suitable stoichiometric ratio was aged and dried, the analysis result was 46% P 2 O 5 . In a third commercial process, one of which is called the Prayon Process, phosphoric acid is produced using appropriate stoichiometric amounts of sulfuric acid and phosphate rock. A sufficient amount of sulfuric acid is used to precipitate all the calcium in the apatite as sulfate and to precipitate other insoluble salts coming from the apatite. The slurry is then sent to a moving pan filter and the liquid is solidified and separated, but the solids are white or transparent by burning the phosphorus and hydrating the resulting P2O5 gas in water. It is called black phosphoric acid in contrast to Furness grade phosphoric acid, which is produced by producing phosphoric acid. The production of black phosphoric acid is becoming increasingly difficult due to the decreasing quality of available phosphate rock. The method of the invention avoids this costly separation. The method of the present invention allows the use of lower grades of phosphate rock than existing fertilizer production methods. The present method can use low grade phosphate rock. This is because the sulfate (calcium) does not need to be separated from the acid produced and the amount of phosphoric acid or expensive sulfuric acid required to feed the process is reduced. In a preferred embodiment of the process of the present invention, commercial embodiments of the process obtain 25% of the P2O5 in the phosphate fertilizer from phosphoric acid and 75% of the P2O5 in the phosphate fertilizer.
can be obtained from phosphate rock. The amount of phosphate rock used is that amount necessary to provide calcium to neutralize all of the sulfur oxide available from stack gas or other inexpensive sources of sulfur oxide. Therefore, when the resulting slurry is reacted with ammonia, the benefit is that the ammonia is fixed due to the removal of calcium ions from the phosphate. The phosphoric acid used to assist in acidification can then be used to react with ammonia in the same manner as diammonium phosphate was made. The method illustrated schematically in Figure 1 uses untreated phosphate rock. FIG. 1 begins with a single stage dry particulate removal system to separate the flyash. This is optional. Also, if the crushed phosphate rock fluidized by excess air is introduced into the evaporative cooler, it will be introduced into the drying separator and then into the cooling tower as shown. In the cooling tower, the sulfur oxides contained in the flue gas are absorbed by the solution droplets released from the cooling spray, and the acidified droplets react in turn with the fine particles of phosphate rock. This solubilization of the phosphate rock removes calcium from the rock, leaving behind a phosphate slurry and calcium salts of various sulfur oxides.
The cooling tower can be replaced by any effective heterogeneous reactor, such as the one-stage heterogeneous reactor shown in FIG. 1, without the use of impingement plates. Slurry from the cooling tower enters a settling tank. In the settling tank, the solids fall to the bottom and the clear liquid is sucked out the top and recycled to the cooling tower, so that any calcium ions in the solution are further combined with hydrated sulfur oxides. can react. If the degree of sulfur oxidation is not sufficient to absorb more than about 25% of the sulfur oxide in the cooling tower stage, add commercially available strong phosphoric acid to the settling tank as shown in the figure. Acidification of the ore must be promoted. The gas, from which some of the sulfur oxide has been removed and now saturated with its vapor, is sent to a heterogeneous reactor. These gases also contain particles of ground phosphate rock that have not agglomerated or reacted in the cooling tower. Further ground phosphate rock can also be air fluidized and added to these gases. This mixture enters the top of a heterogeneous reactor, which is fed with a solution containing basic ions to react with and remove residual sulfur oxides. Furthermore, any particles of solid ground phosphate rock transported or added will be agglomerated and sent to the settling tank along with the solution. If the concentration of sulfuric acid is not sufficient to solubilize the phosphate rock to a sufficiently high degree, then commercially available strong phosphoric acid will again have to be added to the settling tank. Although the present invention begins with a dilute sulfur-containing gas stream to produce dilute sulfur acid containing less than 60% sulfur acid by weight, such a process has not, to the best of the inventors' knowledge, been previously used commercially. Ta. The solids are allowed to settle to the bottom again and the clear supernatant liquid is recycled to the heterogeneous reactor. The gas, free of sulfur oxides, flyash, and phosphate particles, is drawn by a blower into a demister and vented out the chimney. Some boiler plant operators may require a reheater (not shown) to raise the temperature of the exhaust gas above the dew point. The PH in the heterogeneous reactor is controlled by dissolved calcium from phosphate rock, but can be further controlled by the addition of anhydrous ammonia, potassium carbonate or other economical basic phytonutrients. The pH to be adopted depends on the degree of sulfur oxidation, the pH in the settling tank,
Depending on the supplemented acid and the sulfur content of the coal, the PH can range from 3 to 8. To further increase the efficiency of sulfur oxide collection, some solution from the settling tank can be regulated with valve VI back into the settling tank to increase the PH in the settling tank or vice versa. The sedimentation tank is high.
If the pH is maintained, it may be possible to maintain the pH in the tank within the range of 2.5 to 5, but the degree of oxidation of sulfur, the pH in the settling tank, the use of supplementary acid, and the coal Depends on sulfur content. the sulfur content in the coal, the permissible amount of SO 2 loss, the degree of sulfur oxidation or the degree of thermal pretreatment and defluoridation of the phosphate rock, and the supplementary acid, if certain conditions exist, the operation and the selection of construction materials. To simplify the process, the PH in both baths can be kept the same.
In order to control the reaction of the PH and phosphate rock between the settling vessels, both vessels are connected in such a manner that solid or liquid flow occurs between them. When thermally pretreated, defluorinated phosphate rock is used with the oxidation of SO 2 to SO 3 as described in more detail below, a high PH solution from the settling tank is added to the settling tank and cooled. The PH of the spray solution in the column can be adjusted. When thermally pretreated, defluorinated phosphate rock is used to absorb sulfur oxides such as those present in boiler exhaust, ammonia is added to control the PH in heterogeneous reactors and cooling towers. For this purpose, the settling tank may be separated to provide another reaction column. The bottoms are removed from both the settling tank and the combined solid-liquid slurry and, depending on the proportion of solids in the liquid, are conveyed to a pre-neutralizer or a granulator, or are divided between the two tanks. The more liquid there is, the more liquid will enter the pre-neutralizer. This is regulated by valve V2 .
Again, if it is desired to further solubilize the phosphate rock, strong phosphoric acid and, if desired from a blending and evaporation point of view, strong nitric acid can be added to the pre-neutralization device as shown in FIG. solubilization and evaporation. Subsequent solubilization will occur within the granulator. The drying process can then be completed in a dryer if desired. When anhydrous ammonia is further added to the pre-neutralization device together with phosphoric acid, the reaction heat causes the liquid to vaporize and escape. If there is a large amount of solids compared to liquids in the solid-liquid slurry from the settling tank, the slurry is conveyed directly to the granulator where it is treated with anhydrous ammonia without the need for special vaporization in a pre-neutralizer. Reactions will occur with other acids. When it is desired to obtain N-P-K or granulated complete fertilizer, caustic potash is added to the granulator in an amount necessary to obtain the desired analytical results.
In accordance with standard industrial fertilizer manufacturing practices, the material stream flowing from the granulator to the dryer and cooler is sized and oversized particles are added according to the amount of recirculation required for the sized product. , granulated, mixed with "fine" or undersized particles and recycled to the granulator. Here again, if the amount of liquid is not large, the amount of recirculation may be reduced and the sized product may not be ground. The process can be operated to produce a liquid fertilizer product base by adjusting valve V3 to remove some of the recirculating liquid from the system as shown in FIG. To this is added white caustic potash, uncoated ammonium nitrate, or other water-soluble plant nutrients in a stirred tank (not shown).
It can be formulated into the desired variety according to standard commercial practices. If thermally pretreated, defluorinated phosphate rock is used, it is highly reactive so that if desired a large part of the flow can be taken off as liquid fertilizer. In this case, both capital and operating costs can be reduced, since the pre-neutralization equipment, granulation plant and associated equipment would be eliminated. The suspension fertilizer base is prepared by adding plant nutrients and the necessary agents to stabilize the suspension in a stirred tank (not shown), which can be obtained by appropriate adjustment of valve V 6 . It can be added with. Some very fine silicic acid-containing substances from the fly ash and solubilized apatite add to this suspension a stabilizing phenomenon. As can be seen from FIG. 1, the method of the invention makes it possible to produce liquid, suspension and solid fertilizers according to the desired end product. The heterogeneous reactor used in the method of the present invention is
It may be any suitable device for rapid chemical reaction of the reactants in the heterogeneous gas-liquid- and/or solid state, such as turbulent bed packed absorbers and blockage prevention devices known in the art. Another reactor designed to One particularly suitable device is US Pat. No. 677,750, Heterogeneous Reactor and Process, LJPircon, (April 1976).
(filed on May 16th) for more details. The heterogeneous reactor is shown in FIG. 1 with an external casing. External casing 1
The cross-sectional shape of 0 is preferably cylindrical, but may also be square, rectangular, triangular, hexagonal or other symmetrical polygonal shape, and other geometric shapes symmetrical about the axis of the device. That's fine.
The primary need for the casing is that the casing generally encapsulates the device in a liquid and gaseous relationship and provides controlled flow of gas into the interior. In order to give maximum flexibility in the use and maintenance of the heterogeneous reactor, a section with flanges indicated at 11 and 13 at each end and an adjacent section having similar flanges 12 and 14 connected thereto. The casing 10 can be manufactured in each section having a casing section. In place of the flange shown in FIG. 1, any suitable coupling means may be employed. These parts can be welded prior to shipping and construction to maximize economy of initial fabrication and large-scale installation. FIG. 1 shows a two-stage heterogeneous system. The heterogeneous reactor is arranged with its axis vertical and has a reactant solid-liquid-gas inlet at the top. The inlet can be in either a vertical or horizontal position. A flow of reactants is supplied to the top of the casing 10 leading to the inlet at a velocity and pressure sufficient to convey the reactants to the apparatus. The pressure at the inlet is negative in most cases with respect to exhaust to the atmosphere. This is to ensure that the blower providing the flow is not subject to wear from solids and chemical damage from corrosive components that may be contained in the incoming gas. The system is a low pressure system and typically the casing speed is between about 200 and about 1200 feet per minute (about 61 feet per minute) prior to introduction into the nozzle 21.
to approximately 366 m). The spray 41 can be placed in the central part of the inlet to the cylinder 10 and introduces liquid or solid reactants, adsorbents, absorbents or liquid coolants in droplets into the reactant stream. Preferably, the droplets are on the order of about 40 to about 1500 microns in diameter. If evaporative conditions exist, relatively large droplets may be desirable to avoid evaporative effects. The spray 41 is preferably a stiff cone-shaped spray, which, alone or in combination, covers the entire cross-section of the contaminant gas stream and introduces droplets of water before the gas enters the cone 21. arranged in form. acceleration of small droplets of different sizes through the device with maximum discrimination;
Desirable for effecting deceleration and speed and increasing reaction. The form of the spray is nozzle 2.
Preferably, the entire area of one inlet 25 is covered, and any suitable form of spray or multiple sprays is satisfactory. The spray 41 can also be used to introduce solid particles of the above-mentioned size into the reactant stream at the inlet 25 of the nozzle 21. The reactant-containing heterogeneous solid-liquid-gas stream enters concentrating nozzle 21 through inlet 25. Preferably, the inlet is round and the nozzle is conical, but other geometries with respect to the axis of the device are sufficient. The cone ratio, defined as the effective cross-sectional area of the inlet divided by the effective cross-sectional area of the outlet, is approximately 2 to
It should be about 64 and about 2 to about 36 is preferred. Effective cross-sectional area means the area at an angle of 90° to the axis of gas flow. The length of the convergence section of the nozzle is determined by the convergence angle shown at A in FIG. 1 and the nozzle ratio defined above. Preferably, the average convergence angle is from about 6° to about 20°, and more preferably from about 10° to about 16°. By average concentration angle is meant the angle measured between a straight line drawn from the inlet to the outlet and the vertical line indicated by A in FIG. Nozzle 2
The side surface of 1 need not be straight, but can be slightly convex or concave. The distance from the exit 21 to the impact surface 31 should be about 1.3 to about 2.5 times immediately after the exit 24;
And about 1.6 to about 2.0 times is preferable. A suitable impingement plate is shown at 31 in FIG. Collision plate 3
1 provides an area between the impingement plate and the cylinder 10 sufficient to impinge substantially the entire amount of particulate matter from the nozzle outlet 24 on the plate and to pass gas around the impingement plate without appreciably reducing pressure. It is of sufficient size to provide Although the impingement plate 31 is shown as a flat plate, a slightly concave plate may be used to facilitate gas passage around the edges and facilitate removal of particulate matter. For reactions that do not require separation of solid and liquid phases from a gas phase, or where there are mass transfer phenomena associated with evaporation processes such as occur in cooling towers, impingement plates may not be required. An additional spray can be suitably positioned on the top of the impingement plate 31, from which the spray washes particulate matter from the impingement plate 31 as it travels through the apparatus and exits from the bottom. Such sprays can be multiple sprays arranged around the edge of the impingement plate 31, or a satisfactory spray can be placed in a central location. If a sufficient amount of fluid is used, the impingement surface will be the fluid itself. The particulate matter will then be taken into the fluid without colliding with or adhering to the collision plate. The essential criterion for spraying on the impingement plate 31 is to provide a sufficient amount of fluid with sufficient force and direction so that the impingement plate 31 is relatively free of particulate matter. It is possible to operate the reactor without an auxiliary spray to clean the impingement plate surface. Due to the integrated structure of the device of the invention, the first
As shown, multiple stages of nozzle-impingement means can be easily installed with one means on top of the other, resulting in a three-unit sequence as shown in FIG. One to about six sequentially coupled stage nozzles are suitable for the heterogeneous reactor used in the present invention. Preferably 2 to 4 stages are used in succession. The number of stages is controlled by the difficulty of reaction of the reactants, and a large number of stages may be necessary for particularly difficult materials. It could also be influenced by the concentration angle or effective cross-sectional area ratio of the nozzle. Below the impingement plate in the bottom stage there is a reservoir 15 for liquid and slurry removal. Also, outlet means for the removal of cleaning gas is located below or adjacent the bottommost impingement plate 33 and is illustrated as conduit 16 in FIG. A de-mistor 17 is provided in the clean gas outlet tube in order to remove any fine droplets of liquid remaining in the gas stream, together with any solids or liquids trapped in the droplets, within the device or outside the device. It is preferable to have the following. It is particularly advantageous to arrange the concentration nozzles vertically. i.e. nozzle ratio 4 and nozzle angle
Using an apparatus with a 12° demister and an inlet velocity of approximately 2100 feet per minute, the pressure drop through a single nozzle is 3.5 inches (8.9
cm), 5.7 inches (14.5 cm) of water column for two nozzles in series, 7.0 inches (17.8 cm) for three nozzles in series, and 8.3 inches (17.8 cm) of water column for four nozzles in series. 21cm). When using the apparatus with two nozzles in series to remove SOx at an inlet velocity of about 400 feet per minute and making fertilizer in accordance with the present invention, a water column of 0.8 inches (2.1 cm) ) Excellent process results were obtained with a pressure drop of . The pressure drop through vertically successive nozzles therefore proves to be smaller and more advantageous than the cumulative method. As shown in FIG. 1, the second stage is geometrically identical to the first stage. However, it will be appreciated that the water or liquid agent supplied both to the nozzle in front of the cone inlet and to the nozzle supplying liquid to the impingement surface of the same or other stages can be individually adjusted. The liquid, solid and gaseous reactants in the stream are
The passage through such a nozzle promotes intimate contact between the liquid, solid and gaseous reactants and provides the desired high reaction rates. The high reaction efficiency of the heterogeneous reactor and process is due to the combination of incompressibles passing with the compressible gas through the nozzle 21, which has the opportunity to expand to a relatively large extent after exiting the nozzle outlet 24. It is believed that this is due to the differential speeds and differential accelerations and decelerations achieved. A range of compressible and incompressible particles exists in the stream containing the reactants. Particles added to the gas stream by adding solids or liquid droplets are primarily incompressible since it is desirable to increase the incompressible component of the gas stream. Spray 41 can be used to introduce liquid or solid particles of a broadly selected particle size into the gas stream. And, along with a relatively wide range of liquid or solid particle sizes in the inlet gas stream, extremely high collision rates and high rates of compressed gas flowing past the incompressible particles and droplets promote very high efficiency reactions. is achieved. To minimize the height of a heterogeneous reactor such as that shown in FIG. 1, multiple cones can be placed at each stage. Liquid fertilizer product base is removed from the recycle stream and flows from the clarifier via valve V 12 to the heterogeneous reactor. This liquid is transferred to an agitated tank (not shown) and is added to a caustic potash (White
potash), uncoated ammonium nitrate and other conventional liquid ingredients are added and blended to the desired quality. Liquid from the clarifier may also pass through valve V16 to combine with the solid slurry stream downstream of valve V15 . The resulting mixture is transferred to valve V 17 and can be used as a similar suspension fertilizer base as described in connection with FIG. It is therefore understood that the method of the present invention is a method for producing fertilizer comprising the steps of: reacting a sulfur oxide-containing gas and water in a multistage reactor to produce a sulfur-containing acid; , the sulfur-containing acid is reacted with calcium ions to produce a phosphate fertilizer.
It is particularly suitable to supply calcium ions obtained from phosphate rock. How do the flows of substances in the gaseous, solid and liquid states through the heterogeneous reactors, condensers/absorbers and other flow contacting equipment involved in the process and apparatus of the invention be directed in combination? It may be current or co-current. i.e., the gas flow is co-current for both the fluid and the solid, or co-current for one and counter-current for the other;
or can be countercurrent to the process flow of both liquid and solid materials. If untreated phosphate rock is used in the process of the invention, the sulfur-containing acid is primarily (more than 50%) sulfuric acid in order to achieve a high conversion of phosphate rock and to remove sulfur oxides from the non-smoke. It was found that it must be. Mainly to obtain sulfuric acid, it is necessary to oxidize the sulfur oxides in the flue gas. This becomes a bigger problem as the amount of sulfur in the burned fuel increases. Under these conditions, a solution with a pH of about 2.5 to 4.0 is used to solubilize the phosphate rock and the pH of the solution is about 5 to 4.0.
We have found it preferable to increase the pH to 8, and preferably 5 to 7 to facilitate removal of sulfur oxide from the gas stream. In the process of the invention, a phosphate rock defluorinated by thermal pretreatment is used, so that the sulfur-containing acid can be sulfurous acid, and a high conversion of the phosphate rock is achieved and a high that sulfur oxides can be removed from the flue gas of fuels with a sulfur content;
The present inventors found out. It has been found that such thermally pretreated defluorinated phosphate rock reacts well with sulfur-containing acids, primarily sulfurous acid. In this way, the need to oxidize the sulfur oxide to fully solubilize the phosphate rock is reduced. Under these conditions, the phosphate rock is solubilized using a solution with a pH of about 3-5 and preferably about 3.5-4.5 and the pH of the solution is about 5-7 and preferably 6-4.
We have found it preferable to increase the pH to 7 to facilitate removal of sulfur oxide from the gas stream. The thermally pretreated defluorinated phosphate ore refers to a mixture of crude tricalcium phosphate or calcium heteropolyphosphate (including calcium metaphosphate) produced by thermally defluorinating fluorinated phosphate ore. The conventional production method for defluorinated phosphate ore is
Phosphorous and Compounds, edited by John R. VanWazer, Volume 2, Interscience Publishers, Inc., New York, 1961, pages 1090-1092. Another suitable form of thermally pretreated phosphate rock, which is particularly suitable when the main energy source is electricity, is the simultaneous oxidation of "calmeta" or elemental phosphorus and the resulting P 2 O 5 Calcium metaphosphate produced by reacting with phosphate rock ("Phosphorus and Itsutsu Compounds" above)
(described in detail on pages 1095-1097).
Thermal pretreated defluorinated phosphate ores useful in the process of the present invention generally contain less than about 0.2% F and a minimum of about 18% P (41.3% P 2 O 5 ). Thermally pretreated, defluorinated phosphate rock can be used to carry out the operations of the present method described above at higher PH levels than would be possible with untreated phosphate rock. PH
is an important factor in both sulfur dioxide removal and phosphate rock conversion. It has been found that thermally pretreated, defluorinated phosphate rock removes more than 90% of the sulfur oxides, mainly SO 2 , while producing mainly sulfurous acid in the cooling tower stage. A PH in the range of about 3 to 5 is suitable for the cooling tower and vessel 1, with a PH of about 3.5 to 4.5 being preferred. Thermal pretreatment, the conversion of defluorinated phosphate rock into ammonifying fertilizer by solubilizing it with sulfite is greater than 90%. It has also been found advantageous to treat the thermally pretreated defluorinated phosphate rock by soaking it in water before use. It has been found that treatment by soaking for 2-3 days significantly increases the solubilization of phosphate rock. A long period of about 30 to 120 days is appropriate. Extremely high sulfur dioxide removal rates from the flue gas by combustion of high sulfur-containing fuels reduce the PH in the heterogeneous reactor to about 5-8, preferably about 5.5.
~6.5, is increased by increasing the range. FIG. 2 shows an embodiment of the device according to the invention,
A portion of the product is now transferred to column 2 as a liquid spray.
is recirculated to The embodiment shown in Figure 2 has been found to be particularly useful when using defluorinated phosphate rock, where sulfur oxides can be removed from the gas stream with high efficiency without oxidation. ,
The sulfur-containing acids produced, mainly sulfite,
was found to sufficiently solubilize pretreated phosphate rock. As shown in FIG. 2, sulfur-containing coal is fed by feed means 50 to boiler 51 where it is combusted and the flue gases leave the boiler through flue 62. A spray 90 is arranged in the horizontal flue 62 to cool the hot flue gases before entering the tower 1. Flue gas tower 1
We have found it advantageous to cool it to about 130-160°C (about 54-71°C) before entering. Column 1, indicated at 52, is a heterogeneous reactor that provides high liquid-gas contact to improve the reaction, and has the configuration, for example, shown as a cooling tower in FIG. Tower 1
The spray in is provided by nozzles 91, 92 and 93, and spray 90 in feed flue 62, all of which carry solution from column 2 effluent tank to conduit 7.
9. The amount of liquid supplied via pump P-10 and flowing to the spray and column 1 effluent tank 70 is regulated by valve V-32. The gas leaves column 1 and enters the top of column 2 via conduit 53. Column 2 is a heterogeneous reactor suitable for enhancing liquid-gas reactions. A structure that is particularly well suited for the heterogeneous reactor of column 2 is the heterogeneous reactor shown in FIG. 1 and described in more detail with respect to the heterogeneous reactor of FIG. The gas stream descends within column 2 and contacts liquid from sprays 94 and 95. The gas leaves the column 2 via a flue 55 having the desired analytical means, such as an infrared analyzer 56 for SO 2 measurement and a dust detector 58. A mist suppressor 57 can be installed if necessary to prevent excess water vapor from forming in the flue effluent. A blower 59 can be used to direct gas through flue 60 to the atmosphere and provide the necessary boiler draft. Column 1 effluent tank 70 contains liquid from conduit 81 at the bottom of column 1 and liquid exiting from column 2 effluent tank 77 into conduit 7.
8 and receives liquid regulated by valve V-31. Liquid from tower effluent tank 70 passes to reaction tank 72 by conduit 71 and optionally pump P-11. Fertilizer producing reactants, other than the sulfur-containing acid produced, are added to the system by addition to reactor 72, and the reactants are shown as water, ammonia, and phosphate rock. Solubilization of the phosphate rock occurs in reaction vessel 72, from which the product passes through conduit 73, regulated by valve V-30, to settling vessel 74, from which liquid fertilizer product is transferred via conduit 75. taken out. Liquid product from tank 74 also provides liquid spray to column 2 via nozzles 94 and 95. The liquid exits column 2 through conduit 82 and enters column 2 effluent tank 77. The liquid from the column 2 effluent tank is transferred to column 1.
spray and directly into the column 1 effluent tank. A pilot plant containing the equipment shown in Figures 1 and 2 conveniently has a general pressure drop of about 2 inches of water between the cooling tower gas inlet and the heterogeneous reactor gas outlet. Manipulated. This represents significant energy savings when compared to conventional scrubbers that operate with pressure drops in the range of 40 to 70 inches (102 to 178 cm) of water column. Fertilizer was produced according to the above method, and the residue after coal combustion was crushed and added to the desired fertilizer product, thus eliminating processing problems. The fertilizers so obtained were tested on soybean, chiyahiki and spring wheat. In each case, the plants grew significantly faster and to a significantly larger size than comparison plants grown on topsoil of good agricultural land. The following examples illustrate specific operations utilizing aspects of the invention and are offered by way of illustration and are not intended to limit the invention in any way. Reference Example A liquid fertilizer was produced from fresh untreated phosphate rock using an apparatus similar to that shown in FIG. 1, except for the pre-neutralization device and the equipment for handling solid fertilizer. about
Coal containing 3.37% sulfur is burned in a boiler,
and the flue gas leaving the boiler with a CO 2 content of 8.8% and an excess of air in an amount of 89.1% to facilitate the achievement of oxidation (even a slight oxidation) are cooled without separating the flyass. Sent to the bottom of the tower. Gas flow rate is 282CFM (7.99
m 3 /min). 82% passed through a 230 mesh American Standard Silly screen and essentially
Untreated rock phosphate having a particle size of 100% passing a 20 mesh screen was added to the settler at a rate of 81 pounds (36.7 Kg) in 5-1/2 hours. Mix the liquid in the settling tank and spray 19.3 gallons/1000CF (0.073 m 3 /
28.3 m 3 ) of gas was recirculated primarily to prevent nozzle clogging under operating conditions at a flow rate of one-fifth of the design flow rate. The pH of the liquid supplied to the cooling tower is 4.2, and the pH of the liquid flowing from the cooling tower to the settling tank is 4.2.
The pH was 3.5. Gas was removed from the top of the cooling tower and introduced into the top of the heterogeneous reactor. The settling tank is divided into a receiving tank for the liquid from the heterogeneous reactor, as shown in Figure 1, which receives the ammonification reaction for processing the solution for recirculation to the heterogeneous reactor. Supply the solution to the device. Add water and ammonia to the ammonification reactor and mix the liquor from the reactor and spray 22 gallons/ml in the heterogeneous reactor.
It was circulated at a rate of 1000 CF gas (0.083 m 3 /28.3 m 3 gas) to prevent blockage again under reduced flow operating conditions. The pH of the liquid supplied to the heterogeneous reactor was 6.3, and the pH of the liquid sent from the heterogeneous reactor to the receiving tank was 5.9. The overall SO 2 removal rate from flue gas was 84%. The liquid fertilizer product was removed from the collection tank. The fertilizer ingredients were nitrous from ammonia and phosphate from phosphate rock. EXAMPLE The apparatus of FIG. 1 was modified by replacing the sedimentation tank and sedimentation tank shown in FIG. 1 with a continuous receiving tank, plug flow reactor, back mix reactor, and settling tank. Coal containing 3.4% sulfur by weight was burned in a boiler, and the flue gas from the boiler was sent to the bottom of the cooling tower. Thermal pretreated defluorinated phosphate rock containing less than 0.18% F was hydrolyzed in tap water for 11 days before being added to the process. 100% of the phosphate rock that had been hydrolyzed, thermally pretreated, and defluorinated passed through a No. 8 mesh screen, which was then added to the plug flow reactor. In these experiments, coarse phosphate rock particles (100% 8
2% 30 mesh or more) and fine phosphate rock particles (100% 8 mesh or more, 75% 200 mesh or more)
The desired conversion rate and SO 2 removal rate were obtained even when using both particles (mesh or higher). The liquid in the settling tank was mixed and recycled to each column at a concentration sufficient for the reacting calcium phosphate to absorb sulfur oxides from the combustion gases. In a process operation where the pH of the solution exiting the heterogeneous reactor is 6.35, the SO 2 removal rate is 90.1.
% and the SO 2 concentration at the gas outlet was 142 ppm, while in operation at pH 5.70, the SO 2 removal rate was 85.6% and the SO 2 concentration at the gas outlet was 207 ppm. When ammonia is added to the process to increase the pH of the solution at the outlet of column 2 or the heterogeneous reactor to 6.4-6.9, the SO 2 removal rate is greater than 92%, corresponding to an outlet SO 2 concentration of about 110 ppm. It increased to In each case above, water was added to the reactor to replace the water evaporating from the column. EXAMPLE The apparatus shown in FIG. 2 and described above with respect to FIG. 2 was used to produce a liquid fertilizer from thermally pretreated, defluorinated phosphate rock. Approximately 6.2 in dry weight
Coal containing % sulfur by weight was fed in a drop-down stoker, combusted with excess air in a double-row heated tube boiler, and flue gas was sent from the boiler to the bottom of column 1. Other comparative examples used only 20% excess air. The temperature of the flue gas before entering column 1 was about 150°C (about 65.5°C) due to the liquid spray in the conduit between the boiler and column 1. 130 pounds of defluorinated phosphate rock containing less than approximately 0.18% F (59
Kg) was hydrolyzed in 60 cubic feet (1.7 m 3 ) of tap water for two weeks. Only the thermally pretreated defluorinated phosphate rock hydrolyzed with water is added to the reactor to obtain the indicated PH in the liquid stream and the desired chemical for sulfur oxide removal and fertilizer production. The conditions were maintained. Assuming a PH of 6.90 in the recycled liquid in the spray in column 2 and a PH of 6.50 in the liquid sent from column 2 to the column 2 liquid effluent tank, the removal rate of sulfur dioxide from the flue gas is 92.5%. It was discovered that When a small amount of ammonia is added to the reaction tank in addition to the defluorinated phosphate rock treated with water as described above, the removal rate of sulfur oxide increases as shown in Table 1, and the removal rate of phosphate rock and ammonia increases. The conversion rate was found to reach 90% based on the reaction products of calcium sulfite, calcium sulfate and ammonium phosphate. The removal rate of sulfur dioxide at 15 minute intervals is shown in the table. The flue gas left column 2 at a temperature of 110°C (43.3°C) and a velocity of 460 ft/min (140 m/min).
【表】
アメリカ合衆国連邦環境保護局で許容できる煙
道ガス中のSO2量は177ppmであり、それは92.5
%の全イオウの回収率に相当でする。従つて、
6.2%のイオウ含有石炭の燃焼はE.P.A.標準より
も優れていることがわかつた。
明細書において本発明をある好ましい態様に関
連して記載しそして例示の目的で多くの細目を記
載したが、当業者には、本発明が更に別の態様を
とることができそしてここに記載した細目のある
ものは本発明の基本的原則から離れることなくか
なり変更できる、ということが明らかであろう。[Table] The amount of SO 2 allowed in flue gas by the United States Federal Environmental Protection Agency is 177 ppm, which is 92.5
% total sulfur recovery rate. Therefore,
Combustion of coal containing 6.2% sulfur was found to be superior to EPA standards. Although the invention has been described in connection with certain preferred embodiments and has been described in many particulars for purposes of illustration, those skilled in the art will appreciate that the invention can take still other embodiments and that have been described herein. It will be obvious that certain details may be changed considerably without departing from the basic principles of the invention.
第1図は、本発明による粉砕リン鉱石を使用す
るリン酸肥料の製法の一態様を図示する。第2図
は、流体の生成物再循環を採用する、本発明によ
るリン酸肥料の製法の一態様を図示するものであ
る。
各図面中の符号の簡単な説明は次のとおりであ
る:10……ケーシング(囲い);21,22…
…ノズル;11,12,13,14……フラン
ジ;41……スプレー;31,33……衝突板;
90,91,92,93,94,95……スプレ
ー;70,77……流出液槽;72……反応槽;
V……バルブ。
FIG. 1 illustrates one embodiment of a method for making a phosphate fertilizer using crushed phosphate rock according to the present invention. FIG. 2 illustrates one embodiment of a process for making a phosphate fertilizer according to the present invention that employs fluid product recirculation. A brief explanation of the symbols in each drawing is as follows: 10...casing (enclosure); 21, 22...
... Nozzle; 11, 12, 13, 14 ... Flange; 41 ... Spray; 31, 33 ... Collision plate;
90, 91, 92, 93, 94, 95... spray; 70, 77... effluent tank; 72... reaction tank;
V...Valve.
Claims (1)
反応装置内で反応させてイオウ含有酸を形成し、
該イオウ含有酸の溶液のPHを、カルシウムイオン
で3ないし8に維持し、該カルシウムは、熱予備
処理されたリン鉱石から得られたアルフア−リン
酸三石灰またはヘテロポリリン酸カルシウムの混
合物から得られてリン酸肥料を形成し、該カルシ
ウムイオンは該イオウ含有酸とPH2.5〜5で反応
させることにより溶解され、この溶液のPHはアン
モニアを加えることによりPH3ないし8に上昇せ
しめられ、それによつてこの溶液を緩衝化して酸
化イオウの反応を促進させることからなる肥料の
製造方法。 2 該イオウ含有酸が主として硫酸であり、カル
シウムイオンがPH2.5〜4.0で可溶化され、酸化イ
オウの反応を容易にするために溶液のPHを5〜8
に上昇せしめる、特許請求の範囲第1項に記載の
方法。 3 熱予備処理されたリン鉱石が水に浸漬するこ
とにより加水分解されてから使用される、特許請
求の範囲第2項に記載の方法。 4 酸化イオウ含有ガスが化石燃料の燃焼から得
られる、特許請求の範囲第2項に記載の方法。 5 酸化イオウ含有ガスがイオウ生成化学反応か
ら得られる、特許請求の範囲第2項に記載の方
法。 6 カルシウムが約55〜65のB.P.L.を有するリン
鉱石から誘導される、特許請求の範囲第2項に記
載の方法。 7 該イオウ含有酸が主として亜硫酸であり、カ
ルシウムイオンがPH3〜5で可溶化され、そして
溶液は酸化イオウの反応を容易にするためにPH5
〜8に増大される、特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 8 カルシウムイオンがPH3.5〜4.5で可溶化さ
れ、そして溶液のPHが酸化イオウの反応を容易に
するために6〜7に増大される、特許請求の範囲
第7項に記載の方法。 9 上記リン鉱石が約0.2重量%未満のフツ素を
含有する、特許請求の範囲第7項に記載の方法。 10 上記リン鉱石が水に浸漬することにより加
水分解されてから使用される、特許請求の範囲第
7項に記載の方法。 11 酸化イオウ含有ガスが化石燃料の燃焼から
得られる、特許請求の範囲第7項に記載の方法。 12 酸化イオウ含有ガスがイオウ生成化学反応
から得られる、特許請求の範囲第7項に記載の方
法。 13 カルシウムが約55〜65のB.P.L.を有するリ
ン鉱石から誘導される、特許請求の範囲第7項に
記載の方法。[Claims] 1. A sulfur-containing acid is formed by reacting a sulfur oxide-containing gas and water at pH 3 to 8 in a multistage reactor;
The pH of the solution of the sulfur-containing acid is maintained between 3 and 8 with calcium ions, the calcium being obtained from a mixture of alpha-tricalcium phosphate or heteropolycalcium phosphate obtained from thermally pretreated phosphate rock. Forming a phosphate fertilizer, the calcium ions are dissolved by reacting with the sulfur-containing acid at a pH of 2.5 to 5, and the pH of this solution is raised to a pH of 3 to 8 by adding ammonia, thereby A method for producing fertilizer comprising buffering this solution to promote the reaction of sulfur oxide. 2 The sulfur-containing acid is mainly sulfuric acid, calcium ions are solubilized at pH 2.5 to 4.0, and the pH of the solution is adjusted to 5 to 8 to facilitate the reaction of sulfur oxide.
2. The method according to claim 1, wherein 3. The method according to claim 2, wherein the thermally pretreated phosphate rock is hydrolyzed by immersion in water before use. 4. A method according to claim 2, wherein the sulfur oxide-containing gas is obtained from the combustion of fossil fuels. 5. The method of claim 2, wherein the sulfur oxide-containing gas is obtained from a sulfur-producing chemical reaction. 6. The method of claim 2, wherein the calcium is derived from phosphate rock having a BPL of about 55-65. 7 The sulfur-containing acid is primarily sulfite, calcium ions are solubilized at pH 3-5, and the solution is at pH 5 to facilitate the reaction of sulfur oxides.
8. The method of claim 1, wherein the method is increased to .about.8. 8. The method of claim 7, wherein the calcium ions are solubilized at a pH of 3.5 to 4.5 and the pH of the solution is increased to 6 to 7 to facilitate the reaction of the sulfur oxide. 9. The method of claim 7, wherein the phosphate rock contains less than about 0.2% fluorine by weight. 10. The method according to claim 7, wherein the phosphate rock is used after being hydrolyzed by immersion in water. 11. The method of claim 7, wherein the sulfur oxide-containing gas is obtained from the combustion of fossil fuels. 12. The method of claim 7, wherein the sulfur oxide-containing gas is obtained from a sulfur-producing chemical reaction. 13. The method of claim 7, wherein the calcium is derived from phosphate rock having a BPL of about 55-65.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14800777A JPS5480876A (en) | 1977-12-09 | 1977-12-09 | Production of fertilizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14800777A JPS5480876A (en) | 1977-12-09 | 1977-12-09 | Production of fertilizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5480876A JPS5480876A (en) | 1979-06-27 |
| JPS6222958B2 true JPS6222958B2 (en) | 1987-05-20 |
Family
ID=15443016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14800777A Granted JPS5480876A (en) | 1977-12-09 | 1977-12-09 | Production of fertilizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5480876A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63199591U (en) * | 1987-06-12 | 1988-12-22 | ||
| JPH01155383U (en) * | 1988-04-12 | 1989-10-25 |
-
1977
- 1977-12-09 JP JP14800777A patent/JPS5480876A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63199591U (en) * | 1987-06-12 | 1988-12-22 | ||
| JPH01155383U (en) * | 1988-04-12 | 1989-10-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5480876A (en) | 1979-06-27 |
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