專利名稱：用固體酸制備二氧化碳?xì)夥实姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化肥，特別是產(chǎn)生二氧化碳肥料的制造。
在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)保護(hù)地生產(chǎn)中，施用CO2氣肥是一項(xiàng)重要的增產(chǎn)措施。但是該項(xiàng)措施目前還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，原因是受到CO2來(lái)源的限制。如果采用干冰或鋼瓶裝的二氧化碳，其不僅成本高而且運(yùn)輸也不便，如采用燃燒丙烷、煤油等物質(zhì)放出的二氧化碳?xì)怏w的方法，盡管對(duì)燃燒爐作出各種改進(jìn)，但都不能保證所產(chǎn)生的氣體中不含有一氧化碳，其存在于密閉的種植棚內(nèi)十分危險(xiǎn)，還有利用化學(xué)反應(yīng)生成二氧化碳的方法如用碳酸氫銨與硫酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)方程式如下
其雖然原料價(jià)格不高易得，但液體硫酸流通到廣大農(nóng)民手中不僅經(jīng)銷運(yùn)輸不便，更重要的是不安全，特別是使用時(shí)需稀釋，對(duì)于無(wú)化工知識(shí)的人稀釋硫酸是很危險(xiǎn)的，因而該方法也沒(méi)有大面積普及推廣。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、流通方便、使用簡(jiǎn)單又保證人身和作物安全的二氧化碳?xì)夥实闹苽浞椒ā?br> 本發(fā)明的目的可通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種用固體酸配制備二氧化碳?xì)夥实姆椒?，它是采用碳酸氫銨與硫酸在常溫下反應(yīng)制得的，其特征在于該硫酸為固體硫酸。該固體硫酸是采用比重在1.15～1.25的硅酸鹽溶液與濃度為60～80%的硫酸及酸堿指示劑按硫酸∶硅酸鹽∶指示劑＝1∶0.2∶0.01(體積比)進(jìn)行反應(yīng)制得的。最好是采用比重在1.23的硅酸鹽溶液與濃度為65%的硫酸及酸堿指示劑按硫酸∶硅酸鹽∶指示劑＝1∶0.3∶0.01(體積比)進(jìn)行反應(yīng)制得的。酸堿指示劑為甲基紅。
本發(fā)明主要是采用固化劑使硫酸固化，然后再與碳酸氫銨反應(yīng)即可得到二氧化碳?xì)夥省?br> 本發(fā)明所采用的硫酸固化劑為硅酸鹽的水溶液如硅酸鈉或硅酸鉀的水溶液，其比重應(yīng)在一定范圍內(nèi)一般選用比重在1.15～1.25的硅酸鹽溶液，如果比重高于1.25則硅酸鹽與硫酸的反應(yīng)速度太快，致使固化產(chǎn)物不均勻。如果比重低于1.15則硅酸鹽與硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物不易固化。最好是采用比重為1.23的硅酸鹽溶液。與上述硅酸鹽相對(duì)應(yīng)的硫酸其濃度也需在一定的范圍之內(nèi)。如果硫酸的濃度太高時(shí)與硅酸鹽反應(yīng)速度太快，使固化操作難以控制。如果硫酸的濃度太低時(shí)不僅浪費(fèi)了固化劑甚至還可能導(dǎo)致產(chǎn)物不固化，因而選擇硫酸的濃度在60～80%較為適宜最好是采用65%的硫酸。將上述濃度的硫酸和硅酸鹽溶液。按硫酸∶固化劑＝1∶0.2～1.2(體積比)進(jìn)行混合。當(dāng)硫酸量一定時(shí)，固化劑使用量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致很快固化不宜操作和增加成本的結(jié)果。而固化劑太少、會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物不固化，而最好是按硫酸∶固化劑＝1∶0.3(體積比)混合。為控制固體硫酸與碳酸氫銨的反應(yīng)終點(diǎn)避免由于固體酸中有效成分耗盡過(guò)量的碳酸氫銨生成能使作物中毒的氨氣，因而在固體硫酸中加常規(guī)的酸堿指示劑。該指示劑的PH值以小于并接近7較為適宜，以便保證反應(yīng)產(chǎn)物偏酸性。這些指示劑有甲基紅、氯酚紅、溴甲酚等，為此固體酸也隨著不同顏色指示劑的加入而顯示出不同的初始顏色。當(dāng)固體酸與碳酸氫銨反應(yīng)時(shí)，固體酸中指示劑的顏色也在逐漸變化。根據(jù)其顏色變化即可控制反應(yīng)的終點(diǎn)。該酸堿指示劑的用量一般按硫酸∶指示劑＝1∶0.01(體積比)即可。而較為合適的指示劑為甲基紅。
本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)述如下
上述工藝流程的具體操作如下首先取規(guī)定濃度和數(shù)量的硫酸、硅酸鹽溶液和指示劑，在常溫下均勻攪拌混合，靜止使之固化呈帶有顏色的凝膠體狀固體硫酸。然后再向固體硫酸中逐漸加入碳酸氫銨，此時(shí)便有二氧化碳釋放出。當(dāng)固體硫酸的顏色變至所加入指示劑指示終點(diǎn)的顏色時(shí)，停止投放碳酸氫銨反應(yīng)到此為終點(diǎn)。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1.由于固體硫酸完全失去流動(dòng)性，所以在流通中即經(jīng)銷貯存及運(yùn)輸中既方便又安全。
2.使用安全，其一是不接觸液體硫酸特別是不必稀釋硫酸使人身安全有了保障，其二是指示劑可準(zhǔn)確的顯示反應(yīng)終點(diǎn)，不必?fù)?dān)心作物的氨氣中毒，另外殘留液為硫酸銨和硅酸鹽的氮硅復(fù)合肥，沒(méi)有游離酸可放心施用。
3.使用簡(jiǎn)單、方便，適用于各文化層次的操作者使用，反應(yīng)速度比較容易控制。
4.保護(hù)地的作物使用該氣體肥料，一般可增產(chǎn)20～40%。
實(shí)施例1取100ml濃度為80%的硫酸，內(nèi)加有1ml甲基紅，于15℃時(shí)與比重為1.15的硅酸鈉50ml在良好的攪拌條件下使之均勻混合，靜止固化后得到紅色的凝膠狀固體硫酸220克，然后逐漸向固體硫酸中加入碳酸氫銨粉末當(dāng)固體酸的顏色由紅色變至橙黃色時(shí)，停止加入碳酸氫銨，此時(shí)其用量為197克(純度99%)經(jīng)收集分析所得到的二氧化碳?xì)怏w為107.35克。
實(shí)施例2取100ml濃度為75%的硫酸，內(nèi)加有1ml氯酚紅，于18℃時(shí)與比重為1.23的硅酸鈉30ml在良好的攪拌條件下使之均勻混合，靜止固化后得到黃色的凝膠狀固體硫酸195克，然后逐漸向固體硫酸中加入碳酸氫銨粉末當(dāng)固體酸的顏色由黃色變至紫色時(shí)，停止加入碳酸氫銨，此時(shí)其用量為194克(純度99%)經(jīng)收集分析所得到的二氧化碳?xì)怏w為106.7克。
實(shí)施例3取100ml濃度為60%的硫酸，內(nèi)加有1ml溴甲酚紫，于20℃時(shí)與比重為1.25的硅酸鈉40ml在良好的攪拌條件下使之均勻混合，靜止固化后得到黃色的凝膠狀固體硫酸190克，然后逐漸向固體硫酸中加入碳酸氫銨粉末當(dāng)固體酸的顏色由黃色變至紫色時(shí)，停止加入碳酸氫銨，此時(shí)其用量為125克(純度99%)經(jīng)收集分析所得到的二氧化碳?xì)怏w為68.75克。
實(shí)施例4取100ml濃度為65%的硫酸，內(nèi)加有1ml甲基紅，于20℃時(shí)與比重為1.25的硅酸鈉20ml在良好的攪拌條件下使之均勻混合，靜止固化后得到紅色的凝膠狀固體硫酸180克，然后逐漸向固體硫酸中加入碳酸氫銨粉末當(dāng)固體酸的顏色由紅色變至橙黃色時(shí)，停止加入碳酸氫銨，此時(shí)其用量為158克(純度99%)經(jīng)收集分析所得到的二氧化碳?xì)怏w為86克。
實(shí)施例5取100ml濃度為60%的硫酸，內(nèi)加有1ml甲基紅，于18℃時(shí)與比重為1.15的硅酸鉀120ml在良好的攪拌條件下使之均勻混合，靜止固化后得到紅色的凝膠狀固體硫酸274克，然后逐漸向固體硫酸中加入碳酸氫銨粉末當(dāng)固體酸的顏色由紅色變至橙黃色時(shí)，停止加入碳酸氫銨，此時(shí)其用量為127克(純度99%)經(jīng)收集分析所得到的二氧化碳?xì)怏w為69.5克。
權(quán)利要求
1.一種用固體酸制備二氧化碳?xì)夥实姆椒ǎ遣捎锰妓釟滗@與硫酸在常溫下反應(yīng)制得的，其特征在于該硫酸為固體硫酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用固體酸制備二氧化碳?xì)夥实姆椒?，其特征在于該固體硫酸是采用比重在1.15～1.25的硅酸鹽溶液與濃度為60～80%的硫酸及酸堿指示劑按硫酸∶硅酸鹽∶指示劑＝1∶0.2～1.2∶0.01(體積比)進(jìn)行反應(yīng)制得的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用固體酸制備二氧化碳?xì)夥实姆椒ǎ涮卣髟谟谠摴腆w硫酸是采用比重在1.23的硅酸鹽溶液與濃度為65%的硫酸及酸堿指示劑按硫酸∶硅酸鹽∶指示劑＝1∶0.3∶0.01(體積比)進(jìn)行反應(yīng)制得的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用固體酸制備二氧化碳?xì)夥实姆椒?，其特征在于酸堿指示劑為甲基紅。
全文摘要
一種用固體酸制備二氧化碳?xì)夥实姆椒?，它是采用碳酸氫銨與固體硫酸在常溫下反應(yīng)制得的。該固體硫酸是采用比重在1.1 5～1.25的硅酸鹽溶液與濃度為60～80％的硫酸及酸堿指示劑按硫酸∶硅酸鹽∶指示劑＝1∶0.2～1.2∶0.01(體積比)進(jìn)行反應(yīng)制得的。本發(fā)明便于貯存運(yùn)輸，使用簡(jiǎn)單、方便、安全，而且二氧化碳中不含有一氧化碳。
文檔編號(hào)C05D7/00GK1074430SQ9210038
公開(kāi)日1993年7月21日 申請(qǐng)日期1992年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月17日
發(fā)明者董甲珠 申請(qǐng)人:大連化學(xué)工業(yè)公司