烟气碱吸收连续化生产亚硫酸钠的研究

张成立张庆国

渤海大学化学化工学院辽宁锦州

前言

文章以冶金企业回转窑焙烧铂精矿产生的SO2烟气为研究对象,SO2是经过碱吸收、中和、压滤除杂、结晶、脱水分离、干燥而得到产品亚硫酸钠。

该工艺过程中结晶是处理物料是否高效的瓶颈,物料的结晶分为间歇结晶和连续结晶。锦州某公司的抗氧剂的结晶就是间歇结晶。该套装置有6个结晶釜,结晶时先向釜内加人乙醇,然后加人BHT馏分并搅拌,加完料后启动冷冻机,通过冷媒氨将乙二醇降温后经过结晶釜盘管使物料降温。当结晶完毕后,用三足离心机将物料进行离心,直至6个结晶釜全部处理完毕。

1 亚硫酸钠生产工艺过程

1.1亚硫酸钠生产工艺流程简述

回转窑焙烧钥精矿产生的烟气量因钥精矿品位不同而不同,大致在35~40%之间。经过降温、除杂后,在三个湍球塔内用Na2CO3逆流吸收,当pH达到6.5~7、NAHSO3浓度为180~210g/L时,打人储罐内,用新配制的Na2CO3溶液中和,使NaHSO3转化成Na2SO3,用新配制的NaOH溶液调整pH值,同时将铁离子及重金属沉降。中和料液经滤机除杂后在结晶釜内连续结晶,结晶料经过抽滤后干燥、包装即为成品。吸收尾气排放符合GB9078-1996,标准碱吸收成分见表1。

表1碱吸收液分析g/L

注：表内值为一周分析平均值。

亚硫酸钠生产的方程式：

SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2↑ (1)

2SO2+Na2CO3=NaHSO3+CO2↑ (2)

NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O (3)

Na2SO3+1/2O2=Na2SO4 (4)

NaHSO3+Na2SO3=Na2SO4+Na2S2O3+H2O (5)

Na2S2O3+2NaHSO3=2Na2SO4+2S+H2O (6)

1.2亚硫酸钠生产流程图(见图1)

图1 亚硫酸钠生产流程图

2 亚硫酸钠结晶的连续化

2.1亚硫酸钠结晶的连续化结晶过程

如图2所示,将压滤后的物料用泵经流量计11向结晶釜1进料,当结晶液位达到第一个视镜后向加热套2通人蒸汽加热并开动电机8起动搅拌9;当结晶釜液位达到第3个视镜后停止进料;待从第3个视镜观察到物料起泡沸腾后打开放料阀3向抽滤槽4放料;同时向换热器6供循环水;当釜底出料为固一液混合物时,恢复向结晶釜进料,流量控制在170L/h；当抽滤槽内物料厚度达到约10cm时,向另一个将抽滤槽放料。抽滤后的湿料送至流化床干燥,滤槽内母液经母液泵5回结晶釜继续结晶。结晶釜蒸发出的蒸汽经过换热器6冷凝后储存于储罐内用于配碱。如此重复进行,2个抽滤槽交替出料,使亚硫酸钠的结晶连续进行。当物料处理完毕停车后,将剩余母液接临时线导人储罐,用于以后配碱并回收其中的亚硫酸钠。

2.2结晶釜剖面图（见图3）

图3 结晶釜剖面图

3. 产品分析（见表2）

表2产品成分

4结语

冶金企业在我国分布广泛,企业每年向国家上缴高额利税的同时所带来的污染问题也是相当巨大的,其中所排放的二氧化硫气体对环境造成的危害尤为巨大。将二氧化硫烟气用碱吸收连续化生产亚硫酸钠,二氧化硫回收率达到98.6%以上,不仅极大地减少了二氧化硫气体排放量,而且还可以为企业带来收益,成为新的经济增长点,为国家节能减排目标早日实现做出贡献。

参考文献

(1)马福君,殷娇燕二氧化硫控制技术及进展 (2004)发展

(2)工业窑炉大气污染排放标准

(3)沈宏集团锦州公司操作规程

(4)国家酸雨和二氧化硫污染防治“十一五”规划,

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