專利名稱：一種利用冶煉煙氣生產(chǎn)無水亞硫酸鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種利用冶煉煙氣生產(chǎn)無水亞硫酸鈉的方法，涉及一種采用燒堿吸收法、利用燒堿吸收冶煉系統(tǒng)煙道氣生產(chǎn)無水亞硫酸鈉的方法。
背景技術(shù)：
在冶煉過程中，常常會產(chǎn)生大量的含SO2的冶煉煙氣，SO2煙氣對大氣產(chǎn)生污染，消除煙氣污染是冶煉過程要解決的問題。目前，通常是將煙氣處理后用于硫酸生產(chǎn)，流程長，且市場效益不好。無水亞硫酸鈉是化工上常用的無機原料。生產(chǎn)的傳統(tǒng)方法為純堿法，工藝流程為將硫磺燃燒產(chǎn)生的SO2和濃度已經(jīng)配制好的純堿在吸收塔混合吸收，吸收液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后得到無水亞硫酸鈉的粗產(chǎn)品，離心分離后的含水物料經(jīng)干燥后包裝為成品。該法特點是SO2濃度較高8％～10％，凈化處理簡單，吸收過程中逐漸放出的CO2對產(chǎn)品起到一種自然保護作用，使吸收過程較為穩(wěn)定。但該方法要消耗原料硫磺，導(dǎo)致產(chǎn)品成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目是為了克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種以冶煉低濃度SO2煙氣為原料，有效解決冶煉煙氣產(chǎn)生的污染、環(huán)保且生產(chǎn)成本相對較低的利用冶煉煙氣生產(chǎn)無水亞硫酸鈉的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下方式實現(xiàn)的。
一種利用冶煉煙氣生產(chǎn)無水亞硫酸鈉的方法，其特征在于采用吸收塔中將凈化后的含SO2煙氣與燒堿溶液逆向吸收生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，再經(jīng)液體燒堿中和后，脫水制得無水亞硫酸鈉，其制備過程依次為a.將配制好重量濃度為10％-13％的氫氧化鈉堿溶液由吸收塔頂向下噴淋；b.將凈化后的SO2煙氣，由吸收塔底向上與堿液逆流接觸，過程控制溫度40℃-60℃，堿液循環(huán)吸收至pH值達到5.0～6.0；c.在b步驟完成后，在吸收液中加入10％-13％氫氧化鈉溶液，調(diào)整溶液的pH值為至9～10，控制溶液的溫度80℃～95℃，溶液含亞硫酸鈉重量濃度20％～25％；d.在溶液中加入硫化鈉進行除鐵雜質(zhì)反應(yīng)，加入的Na2S量為與鐵全部反應(yīng)的理論量的過量8％-12％，進行過濾固液分離得亞硫酸鈉溶液；e.將過濾后的亞硫酸鈉溶液蒸發(fā)為含亞硫酸鈉重量42％～45％的固液混合濃縮相，濃縮相經(jīng)離心分離制得含水5％～8％的亞硫酸鈉粗產(chǎn)品；f.通過振動硫化床或氣流干燥系統(tǒng)用120℃～160℃熱空氣接觸將亞硫酸鈉粗產(chǎn)品干燥脫水，制得無水亞硫酸鈉；本發(fā)明的方法，其特征在于過濾后的亞硫酸鈉溶液是經(jīng)一效蒸發(fā)器濃縮至亞硫酸鈉重量濃度28％-32％；再由二效蒸發(fā)器濃縮至重量濃度為42％～45％。
本發(fā)明的方法控制用于吸收SO2煙氣的堿液的含量是為了保證吸收后生成的亞硫酸鈉不致于因溶液飽和析出晶體，而使操作系統(tǒng)堵塞，而使后續(xù)的除雜、過濾工序的無法進行。
本發(fā)明的方法，蒸發(fā)濃縮過程采用雙效強制循環(huán)逆流蒸發(fā)工藝，過濾后的亞硫酸鈉溶液是經(jīng)一效強制循環(huán)蒸發(fā)器濃縮至亞硫酸鈉重量濃度28％～32％；再由二效強制循環(huán)蒸發(fā)器濃縮至重量濃度為42％～45％，有效克服了由于亞硫酸鈉結(jié)晶過程中由于濃縮產(chǎn)物粘度大，造成反應(yīng)的工藝過程連續(xù)操作困難，維持一定的物料傳遞的流動性，能夠?qū)崿F(xiàn)機械輸送物料，使亞硫酸鈉連續(xù)生產(chǎn)得以進行。并且雙效強制循環(huán)連續(xù)逆流蒸發(fā)工藝有效保證了大粒徑亞硫酸鈉結(jié)晶顆粒的形成。
本發(fā)明的方法，以冶煉系統(tǒng)SO2煙道氣為原料，有效解決冶煉煙道氣產(chǎn)生的污染、環(huán)保且生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)的無水亞硫酸鈉國標GB9005-88優(yōu)級品標準。
具體實施例方式
本發(fā)明的方法其反應(yīng)步驟及機理如下
具體的步驟為a.將氫氧化鈉溶液配制成重量百分比濃度為10％-13％氫氧化鈉溶液；b.將SO2煙道氣凈化至含塵≤5mg/Nm3，凈化方法采用目前煙氣制酸過程的凈化方法，即可達到要求。SO2煙道氣在吸收塔中逆流向上與堿液接觸吸收至吸收液pH值達到5.6～6.0，過程控制溫度40℃～60℃；c.在b步驟的吸收后液加入重量濃度為10％-13％的氫氧化鈉溶液，調(diào)整溶液pH值為9～10，控制溶液的溫度80℃～95℃；d.在溶液中加入硫化鈉進行除雜反應(yīng)，其中加入的Na2S量為與溶液含的鐵全部反應(yīng)的理論量過量8％-12％，過濾除去生成的固體雜質(zhì)；e.將過濾分離出的亞硫酸鈉溶液經(jīng)一效蒸發(fā)器濃縮至亞硫酸鈉重量含為28％-32％固液混合物；由二效蒸發(fā)器濃縮至重量含量為42％～45％的固液混合物，二效蒸發(fā)器的真空度為-0.06～-0.1MPa；濃縮液經(jīng)離心機分離出含水5％～8％的亞硫酸鈉粗產(chǎn)品，母液分別返回蒸發(fā)工序和配堿工序；f.將蒸發(fā)分離亞硫酸鈉粗產(chǎn)品，通過振動硫化床或氣流干燥系統(tǒng)用120～160℃熱空氣接觸干燥脫水至含水＜0.2％，制得無水亞硫酸鈉。
本發(fā)明采用雙效逆流蒸法工藝，一方面濃縮液濃度及結(jié)晶粒度要滿足分離要求(≥45％)；另一方面，操作過程要嚴格控制過料，以防亞硫酸鈉結(jié)晶而造成系統(tǒng)堵塞。一效進汽壓力維持在0.3MPa左右，二效負壓蒸發(fā)利用二次蒸汽，運行中要定期用冷凝水洗罐，以解決亞硫酸鈉因粘度大而粘壁影響傳熱效率。
用以下非限定性實施例子對本發(fā)明的工藝作進一步的說明，以有助于理解本發(fā)明及其優(yōu)點，而不作為對本發(fā)明保護范圍的限定，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書決定。
實施例1將液體燒堿用泵輸送至堿貯罐，通過堿貯罐自流至吸收循環(huán)槽，按配比進行稀釋至氫氧化鈉濃度為11％。合格液堿用泵打入吸收塔頂部分液裝置，在吸收塔中堿液均布后與來自凈化工段的潔凈煙道氣逆流接觸，進行循環(huán)吸收，吸收液的溫度通過板式換熱器控制，為減少副反應(yīng)及對吸收塔的損壞，溫度控制在55℃，當吸收液的pH值達到5.6時，將吸收液輸送至中和工段，通過預(yù)熱器升溫后與來自高位槽的稀堿在流槽中進行中和，pH值控制在9，控制溶液的溫度80℃，而后加入理論量過量10％的Na2S溶液除鐵。中和除鐵液自流槽流入中和液受槽，再用泵打至真空過濾機過濾，合格的過濾液含亞硫酸鈉濃度20％，通過真空自動平衡罐進入過濾液受槽，由過濾液受槽導(dǎo)入蒸發(fā)液受槽，經(jīng)過料泵輸送至一效蒸發(fā)器進行初步濃縮，當亞硫酸鈉濃度達到30％時，由過料泵輸送至二效蒸發(fā)器蒸發(fā)。二效蒸發(fā)器為負壓操作，真空度-530mmHg，由循環(huán)水泵房提供的循環(huán)水通過大氣冷凝器來保障。經(jīng)過兩效蒸發(fā)，濃縮后液體濃度42％，通過離心機高位槽進入離心機進行固液分離，得到含有少量水份的無水亞硫酸鈉產(chǎn)品，此物料經(jīng)過振動流化床干燥系統(tǒng)，干燥溫度140℃得到的無水亞硫酸鈉，含水小于0.2％，產(chǎn)品包裝后出廠銷售。離心機分離出來的母液返回蒸發(fā)器循環(huán)使用。產(chǎn)品指標為亞硫酸鈉(Na2SO3)含量97.5％，游離堿(以Na2CO3計)含量0.10％，鐵(Fe)含量0.002％，硫酸鈉(Na2SO4)含量2.0％，氯化鈉(NaCl)含量0.10％。
實例2步驟同實施例子，所用凈化后SO2煙氣濃度5.5％，配制氫氧化鈉堿溶液濃度為10％，堿液循環(huán)吸收至pH值達到5.0；過程控制溫度40℃，在吸收液中加入10％氫氧化鈉溶液，調(diào)整溶液的pH值為至10，控制溶液的溫度85℃，加入理論量過量12％的Na2S溶液除鐵，蒸發(fā)液含亞硫酸鈉重量43％，干燥溫度120℃，產(chǎn)出無水亞硫酸鈉結(jié)果如下表

產(chǎn)品質(zhì)量達到國標GB9005-88優(yōu)級品標準。
實例3步驟同實施例子，所用凈化后SO2煙氣濃度5.2％，配制氫氧化鈉堿溶液濃度為13％，堿液循環(huán)吸收至pH值達到6.0；過程控制溫度60℃，在吸收液中加入13％氫氧化鈉溶液，調(diào)整溶液的pH值為至9.5，控制溶液的溫度95℃，加入理論量過量8％的Na2S溶液除鐵，蒸發(fā)液含亞硫酸鈉45％，干燥溫度160℃，產(chǎn)出無水亞硫酸鈉結(jié)果如下表

產(chǎn)品質(zhì)量達到國標GB9005-88一級品標準。
權(quán)利要求
1.一種利用冶煉煙氣生產(chǎn)無水亞硫酸鈉的方法，其特征在于采用吸收塔中將凈化后的含SO2煙氣與燒堿溶液逆向吸收生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，再經(jīng)液體燒堿中和后，脫水制得無水亞硫酸鈉，其制備過程依次為a.將配制好重量濃度為10％-13％的氫氧化鈉堿溶液由吸收塔頂向下噴淋；b.將凈化后的SO2煙氣，由吸收塔底向上與堿液逆流接觸，過程控制溫度40℃-60℃，堿液循環(huán)吸收至pH值達到5.0～6.0；c.在b步驟完成后，在吸收液中加入10％-13％氫氧化鈉溶液，調(diào)整溶液的pH值為至9～10，控制溶液的溫度80℃～95℃，溶液含亞硫酸鈉重量濃度20％～25％；d.在溶液中加入硫化鈉進行除鐵雜質(zhì)反應(yīng)，加入的Na2S量為與鐵全部反應(yīng)的理論量的過量8％-12％，過濾進行固液分離得亞硫酸鈉溶液；e.將過濾后的亞硫酸鈉溶液蒸發(fā)為含亞硫酸鈉重量42％～45％的固液混合濃縮相，濃縮相經(jīng)離心分離出含水5％～8％的亞硫酸鈉粗產(chǎn)品；f.通過振動硫化床或氣流干燥系統(tǒng)用120℃～160℃熱空氣接觸干燥脫水，制得無水亞硫酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于過濾后的亞硫酸鈉溶液是經(jīng)一效蒸發(fā)器濃縮至亞硫酸鈉重量濃度28％-32％；再由二效蒸發(fā)器濃縮至重量濃度為42％～45％。
全文摘要
一種利用冶煉煙道氣生產(chǎn)無水亞硫酸鈉的方法，涉及一種采用燒堿吸收法、利用燒堿吸收冶煉煙道氣生產(chǎn)無水亞硫酸鈉的方法。其特征在于其制備過程為用氫氧化鈉堿溶液，在吸收塔中與凈化的含SO
文檔編號C01D5/14GK1587051SQ200410056898
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月30日
發(fā)明者李海成, 許健, 何春文, 常全忠, 馮擁軍, 唐照勇 申請人:金川集團有限公司