专利名称：一种利用冶炼烟气生产无水亚硫酸钠的方法
技术领域：
一种利用冶炼烟气生产无水亚硫酸钠的方法，涉及一种采用烧碱吸收法、利用烧碱吸收冶炼系统烟道气生产无水亚硫酸钠的方法。
背景技术：
在冶炼过程中，常常会产生大量的含SO2的冶炼烟气，SO2烟气对大气产生污染，消除烟气污染是冶炼过程要解决的问题。目前，通常是将烟气处理后用于硫酸生产，流程长，且市场效益不好。无水亚硫酸钠是化工上常用的无机原料。生产的传统方法为纯碱法，工艺流程为将硫磺燃烧产生的SO2和浓度已经配制好的纯碱在吸收塔混合吸收，吸收液经过蒸发浓缩后得到无水亚硫酸钠的粗产品，离心分离后的含水物料经干燥后包装为成品。该法特点是SO2浓度较高8％～10％，净化处理简单，吸收过程中逐渐放出的CO2对产品起到一种自然保护作用，使吸收过程较为稳定。但该方法要消耗原料硫磺，导致产品成本高。
发明内容
本发明的目是为了克服上述已有技术的不足，提供一种以冶炼低浓度SO2烟气为原料，有效解决冶炼烟气产生的污染、环保且生产成本相对较低的利用冶炼烟气生产无水亚硫酸钠的方法。
本发明的目的是通过以下方式实现的。
一种利用冶炼烟气生产无水亚硫酸钠的方法，其特征在于采用吸收塔中将净化后的含SO2烟气与烧碱溶液逆向吸收生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，再经液体烧碱中和后，脱水制得无水亚硫酸钠，其制备过程依次为a.将配制好重量浓度为10％-13％的氢氧化钠碱溶液由吸收塔顶向下喷淋；b.将净化后的SO2烟气，由吸收塔底向上与碱液逆流接触，过程控制温度40℃-60℃，碱液循环吸收至pH值达到5.0～6.0；c.在b步骤完成后，在吸收液中加入10％-13％氢氧化钠溶液，调整溶液的pH值为至9～10，控制溶液的温度80℃～95℃，溶液含亚硫酸钠重量浓度20％～25％；d.在溶液中加入硫化钠进行除铁杂质反应，加入的Na2S量为与铁全部反应的理论量的过量8％-12％，进行过滤固液分离得亚硫酸钠溶液；e.将过滤后的亚硫酸钠溶液蒸发为含亚硫酸钠重量42％～45％的固液混合浓缩相，浓缩相经离心分离制得含水5％～8％的亚硫酸钠粗产品；f.通过振动硫化床或气流干燥系统用120℃～160℃热空气接触将亚硫酸钠粗产品干燥脱水，制得无水亚硫酸钠；本发明的方法，其特征在于过滤后的亚硫酸钠溶液是经一效蒸发器浓缩至亚硫酸钠重量浓度28％-32％；再由二效蒸发器浓缩至重量浓度为42％～45％。
本发明的方法控制用于吸收SO2烟气的碱液的含量是为了保证吸收后生成的亚硫酸钠不致于因溶液饱和析出晶体，而使操作系统堵塞，而使后续的除杂、过滤工序的无法进行。
本发明的方法，蒸发浓缩过程采用双效强制循环逆流蒸发工艺，过滤后的亚硫酸钠溶液是经一效强制循环蒸发器浓缩至亚硫酸钠重量浓度28％～32％；再由二效强制循环蒸发器浓缩至重量浓度为42％～45％，有效克服了由于亚硫酸钠结晶过程中由于浓缩产物粘度大，造成反应的工艺过程连续操作困难，维持一定的物料传递的流动性，能够实现机械输送物料，使亚硫酸钠连续生产得以进行。并且双效强制循环连续逆流蒸发工艺有效保证了大粒径亚硫酸钠结晶颗粒的形成。
本发明的方法，以冶炼系统SO2烟道气为原料，有效解决冶炼烟道气产生的污染、环保且生产成本较低，生产的无水亚硫酸钠国标GB9005-88优级品标准。
具体实施例方式
本发明的方法其反应步骤及机理如下
具体的步骤为a.将氢氧化钠溶液配制成重量百分比浓度为10％-13％氢氧化钠溶液；b.将SO2烟道气净化至含尘≤5mg/Nm3，净化方法采用目前烟气制酸过程的净化方法，即可达到要求。SO2烟道气在吸收塔中逆流向上与碱液接触吸收至吸收液pH值达到5.6～6.0，过程控制温度40℃～60℃；c.在b步骤的吸收后液加入重量浓度为10％-13％的氢氧化钠溶液，调整溶液pH值为9～10，控制溶液的温度80℃～95℃；d.在溶液中加入硫化钠进行除杂反应，其中加入的Na2S量为与溶液含的铁全部反应的理论量过量8％-12％，过滤除去生成的固体杂质；e.将过滤分离出的亚硫酸钠溶液经一效蒸发器浓缩至亚硫酸钠重量含为28％-32％固液混合物；由二效蒸发器浓缩至重量含量为42％～45％的固液混合物，二效蒸发器的真空度为-0.06～-0.1MPa；浓缩液经离心机分离出含水5％～8％的亚硫酸钠粗产品，母液分别返回蒸发工序和配碱工序；f.将蒸发分离亚硫酸钠粗产品，通过振动硫化床或气流干燥系统用120～160℃热空气接触干燥脱水至含水＜0.2％，制得无水亚硫酸钠。
本发明采用双效逆流蒸法工艺，一方面浓缩液浓度及结晶粒度要满足分离要求(≥45％)；另一方面，操作过程要严格控制过料，以防亚硫酸钠结晶而造成系统堵塞。一效进汽压力维持在0.3MPa左右，二效负压蒸发利用二次蒸汽，运行中要定期用冷凝水洗罐，以解决亚硫酸钠因粘度大而粘壁影响传热效率。
用以下非限定性实施例子对本发明的工艺作进一步的说明，以有助于理解本发明及其优点，而不作为对本发明保护范围的限定，本发明的保护范围由权利要求书决定。
实施例1将液体烧碱用泵输送至碱贮罐，通过碱贮罐自流至吸收循环槽，按配比进行稀释至氢氧化钠浓度为11％。合格液碱用泵打入吸收塔顶部分液装置，在吸收塔中碱液均布后与来自净化工段的洁净烟道气逆流接触，进行循环吸收，吸收液的温度通过板式换热器控制，为减少副反应及对吸收塔的损坏，温度控制在55℃，当吸收液的pH值达到5.6时，将吸收液输送至中和工段，通过预热器升温后与来自高位槽的稀碱在流槽中进行中和，pH值控制在9，控制溶液的温度80℃，而后加入理论量过量10％的Na2S溶液除铁。中和除铁液自流槽流入中和液受槽，再用泵打至真空过滤机过滤，合格的过滤液含亚硫酸钠浓度20％，通过真空自动平衡罐进入过滤液受槽，由过滤液受槽导入蒸发液受槽，经过料泵输送至一效蒸发器进行初步浓缩，当亚硫酸钠浓度达到30％时，由过料泵输送至二效蒸发器蒸发。二效蒸发器为负压操作，真空度-530mmHg，由循环水泵房提供的循环水通过大气冷凝器来保障。经过两效蒸发，浓缩后液体浓度42％，通过离心机高位槽进入离心机进行固液分离，得到含有少量水份的无水亚硫酸钠产品，此物料经过振动流化床干燥系统，干燥温度140℃得到的无水亚硫酸钠，含水小于0.2％，产品包装后出厂销售。离心机分离出来的母液返回蒸发器循环使用。产品指标为亚硫酸钠(Na2SO3)含量97.5％，游离碱(以Na2CO3计)含量0.10％，铁(Fe)含量0.002％，硫酸钠(Na2SO4)含量2.0％，氯化钠(NaCl)含量0.10％。
实例2步骤同实施例子，所用净化后SO2烟气浓度5.5％，配制氢氧化钠碱溶液浓度为10％，碱液循环吸收至pH值达到5.0；过程控制温度40℃，在吸收液中加入10％氢氧化钠溶液，调整溶液的pH值为至10，控制溶液的温度85℃，加入理论量过量12％的Na2S溶液除铁，蒸发液含亚硫酸钠重量43％，干燥温度120℃，产出无水亚硫酸钠结果如下表
产品质量达到国标GB9005-88优级品标准。
实例3步骤同实施例子，所用净化后SO2烟气浓度5.2％，配制氢氧化钠碱溶液浓度为13％，碱液循环吸收至pH值达到6.0；过程控制温度60℃，在吸收液中加入13％氢氧化钠溶液，调整溶液的pH值为至9.5，控制溶液的温度95℃，加入理论量过量8％的Na2S溶液除铁，蒸发液含亚硫酸钠45％，干燥温度160℃，产出无水亚硫酸钠结果如下表
产品质量达到国标GB9005-88一级品标准。
权利要求
1.一种利用冶炼烟气生产无水亚硫酸钠的方法，其特征在于采用吸收塔中将净化后的含SO2烟气与烧碱溶液逆向吸收生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，再经液体烧碱中和后，脱水制得无水亚硫酸钠，其制备过程依次为a.将配制好重量浓度为10％-13％的氢氧化钠碱溶液由吸收塔顶向下喷淋；b.将净化后的SO2烟气，由吸收塔底向上与碱液逆流接触，过程控制温度40℃-60℃，碱液循环吸收至pH值达到5.0～6.0；c.在b步骤完成后，在吸收液中加入10％-13％氢氧化钠溶液，调整溶液的pH值为至9～10，控制溶液的温度80℃～95℃，溶液含亚硫酸钠重量浓度20％～25％；d.在溶液中加入硫化钠进行除铁杂质反应，加入的Na2S量为与铁全部反应的理论量的过量8％-12％，过滤进行固液分离得亚硫酸钠溶液；e.将过滤后的亚硫酸钠溶液蒸发为含亚硫酸钠重量42％～45％的固液混合浓缩相，浓缩相经离心分离出含水5％～8％的亚硫酸钠粗产品；f.通过振动硫化床或气流干燥系统用120℃～160℃热空气接触干燥脱水，制得无水亚硫酸钠。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于过滤后的亚硫酸钠溶液是经一效蒸发器浓缩至亚硫酸钠重量浓度28％-32％；再由二效蒸发器浓缩至重量浓度为42％～45％。
全文摘要
一种利用冶炼烟道气生产无水亚硫酸钠的方法，涉及一种采用烧碱吸收法、利用烧碱吸收冶炼烟道气生产无水亚硫酸钠的方法。其特征在于其制备过程为用氢氧化钠碱溶液，在吸收塔中与净化的含SO
文档编号C01D5/14GK1587051SQ200410056898
公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月30日 优先权日2004年8月30日
发明者李海成, 许健, 何春文, 常全忠, 冯拥军, 唐照勇 申请人:金川集团有限公司