BE1030584B1 - Procédé pour produire le sulfite de sodium et le sulfate de sodium de haute pureté à partir du gaz brûlé de charbon par désulfuration alcaline - Google Patents
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Abstract
Un procédé pour produire le sulfite de sodium et le sulfate de sodium de haute pureté à partir du gaz brûlé de charbon par désulfuration alcaline consiste en deux étapes de désulfuration, une désulfuration primaire et une désulfuration secondaire, dans lequel la désulfuration primaire est une désulfuration grossière, de sorte que des sulfates restent dans une solution de désulfuration primaire pour produire le sulfate de sodium et que la majeure partie du dioxyde de soufre contenu dans le gaz brûlé passe à la désulfuration secondaire ; la désulfuration secondaire est une désulfuration principale.
Description
PROCÉDÉ POUR PRODUIRE LE SULFITE DE SODIUM ET LE SULFATE DE 299%
SODIUM DE HAUTE PURETÉ À PARTIR DU GAZ BRÛLÉ DE CHARBON PAR
DÉSULFURATION ALCALINE
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] La présente invention concerne la technologie de désulfuration de gaz brûlé de charbon, en particulier un procédé pour produire le sulfite de sodium et le sulfate de sodium de haute pureté à partir du gaz brûlé de charbon par désulfuration alcaline.
CONTEXTE TECHNIQUE
[0002] L'émission de dioxyde de soufre constitue l'une des principales raisons de la pollution atmosphérique et de l'augmentation continue des pluies acides en Chine, depuis 1998, et l’émission annuelle de SOz de la Chine a dépassé celle des États-Unis et se trouve au premier rang du monde pendant des années consécutives. L’émission de SO, provenant de la combustion du charbon représente plus de 90% de l’émission totale de SO».
[0003] En fonction de la qualité du charbon, la concentration de dioxyde de soufre du gaz brûlé de charbon est généralement de 1000 à 3500 ppm et la teneur en oxygène est généralement de 3 à 8%, et la concentration de dioxyde de soufre désulfuré est limitée à 50 ppm pour l’échappement ; pour satisfaire telle composition du gaz brûlé à baisse concentration de dioxyde de soufre, la situation actuelle de traitement de l'industrie de désulfuration en Chine est : 1) les procédés de désulfuration existants pour des gaz brûlés visent à éliminer le dioxyde de soufre contenu dans les gaz brûlés de sorte de répondre à la norme d'émission ; 2) après la désulfuration, un grand volume de déchets tels que le sulfate de calcium, le calcium le sulfite et le sulfite de sodium sous forme de solution s'accumulent, le procédé à calcium produit un co-produit, le sulfate de calcium, qui est difficile à réutiliser, le terrain est largement occupé pour stocker les déchets, ce qui provoque des pollutions secondaires, une utilisation forcée entraîne un haute coût et des charges lourdes pour des entreprises, le procédé à sodium alcaline produit un co-produit, sulfite de sodium, qui doit être traité par le procédé biochimique d’oxydation, avec un énorme investissement et un haut coût d'exploitation, la récupération du sulfite de sodium permet de réaliser une nulle émission,
mais la teneur en sulfite de sodium n'est généralement que d'environ 60%, par consequence, 9492 aucune demande n’existe sur le marché, et la perte est grave ; 3) les procédés de désulfuration existants à nulle émission d’eaux usées, tels que le procédé à sodium alcaline et le procédé à double-alcali, utilisent tous diverses nouvelles technologies ou équipements pour traiter et réutiliser les eaux usées produites par les procédés de désulfuration existants, mais n'ont toujours pas résolu le problème de réutilisation des co-produits ou sont encore un procédé dépendant de coût.
[0004] Pour résoudre les problèmes ci-dessus, la présente invention a pour objet de fournir un procédé pour produire le sulfite de sodium et le sulfate de sodium de haute pureté à partir du gaz brûlé de charbon par désulfuration alcaline, avec une simplicité de processus et une simplicité d’opération. Ce procédé consiste en deux étapes de désulfuration, qui utilise le dioxyde de soufre contenu dans le gaz brûlé à baisse concentration comme ressource, résout complètement la pollution secondaire due à la désulfuration et réalise une nulle émission, et en même temps, produit des produits de sulfite de sodium de haute pureté à partir du dioxyde de soufre contenu dans le gaz brûlé, ce qui modifie le mode de traitement dépendant seulement de consommation de ressources dans le passé, réduit considérablement la charge de désulfuration pour entreprises et même transfert la désulfuration en production à valeur ajoutée avec des bénéfice techniques et économiques importants.
[0005] La solution technique de la présente invention est comme suivante :
[0006] Un procédé pour produire le sulfite de sodium et le sulfate de sodium de haute pureté à partir du gaz brûlé de charbon par désulfuration alcaline consiste en deux étapes de désulfuration, une désulfuration primaire et une désulfuration secondaire, dans lequel la désulfuration primaire est une désulfuration grossière, de sorte que des sulfates restent dans une solution de désulfuration primaire pour produire le sulfate de sodium et que la majeure partie du dioxyde de soufre contenu dans le gaz brûlé passe à la désulfuration secondaire ; la désulfuration secondaire est une désulfuration principale, de sorte que le gaz brulé satisfasse aux normes d’émission, et que une solution de désulfuration puisse être directement concentré et cristallisé pour produire le sulfite de sodium de haute pureté. Les étapes sont les suivantes :
[0007] 1) Désulfuration primaire PESJEEDESE
[0008] dans une tour de désulfuration, introduire le gaz brûlé de charbon à la partie inférieure, et pulvériser un liquide de désulfuration à la partie supérieure, dans lequel, le débit du gaz brûlé de charbon est de 20 à 50 m/s, le liquide de désulfuration est une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 5 à 15% en poids, de plus, un inhibiteur d'oxygène est ajouté dans la solution alcaline dans une proportion de 0,1 à 5% en poids par rapport à la solution alcaline, le rapport du volume du liquide de désulfuration au gaz brûlé de charbon est de 1 à 8 L/m3, et la température de désulfuration est de 90 à 130°C ; décharger le liquide de désulfuration lorsque le pH du liquide de désulfuration est inférieure à 2,0 ou des particules cristalline se produisent, filtrer le liquide de désulfuration, ajuster le pH à 6,0 à 7,0 avec une solution d'hydroxyde de sodium à concentration > 30% en poids, refroidir à 10 à 20°C, et séparer le sulfate de sodium par cristallisation, ajuster une solution mère avec l’alcali et l’inhibiteur d'oxygène, récupérer et réutiliser pour la désulfuration primaire ;
[0009] 2) Désulfuration secondaire
[0010] dans la tour de désulfuration, introduire le gaz brûlé de charbon à la partie inférieure, et pulvériser un liquide de désulfuration à la partie supérieure, dans lequel, le débit du gaz brûlé de charbon est de 20 à 50 m/s, le liquide de désulfuration est une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 8 à 20% en poids, de plus, un inhibiteur d'oxygène composé de deux ou plusieurs choisis parmi le thiosulfate de sodium, le métabisulfite de sodium, le bisphénol A, l’hydroquinone et l’acide ascorbique et mélangés dans une quelconque proportion est ajouté dans la solution alcaline dans une proportion de 0,01 à 2% en poids par rapport à la solution alcaline, le rapport du volume du liquide de désulfuration au gaz brûlé de charbon est de 10 à 28 L/m°, et la température de désulfuration est de 40 à 70°C ; décharger le liquide de désulfuration lorsque le pH du liquide de désulfuration est inférieure à 6,0, filtrer le liquide de désulfuration, ajuster le pH à 10 à 11 avec une solution d'hydroxyde de sodium à concentration 30% en poids, séparer le sulfite de sodium par évaporation et cristallisation, ajuster une solution mère avec le liquide neutralisé et recycler dans un évaporateur pour évaporation et cristallisation ;
[0011] dans lequel l’inhibiteur d'oxygène pour la désulfuration primaire est choisi parmi le — thiosulfate de sodium, le métabisulfite de sodium, le bisphénol A, l’hydroquinone et l’acide ascorbique, et l’inhibiteur d'oxygène pour la désulfuration secondaire est composé de deon 932 plusieurs choisis parmi le thiosulfate de sodium, le métabisulfite de sodium, le bisphénol A,
V hydroquinone et l’acide ascorbique et mélangés dans une quelconque proportion.
[0012] Le principe de fonctionnement du procédé de la présente invention :
[0013] A l’étape 1) du présent procédé, la température de désulfuration pour la désulfuration primaire est différente de la température définie de désulfuration conventionnelle, une température relativement élevée favorise un effet d’inhibition d'oxygène et réduit une absorption primaire du dioxyde de soufre gazeux ; le pH du liquide de désulfuration est différent du pH défini du liquide de désulfuration conventionnel, un PH relativement bas favorise une formation de plus de sulfate de sodium ou de bisulfate de sodium dans la solution alcaline pour la désulfuration primaire, tout en réduisant une absorption primaire du dioxyde de soufre gazeux. A l’étape 2), il est nécessaire d'utiliser un inhibiteur d'oxygène mixte composé de deux ou plusieurs composants, c’est parce que le temps de circulation du liquide de désulfuration pour la désulfuration secondaire est relativement long, ce qui exige une longue durée d’action de l'inhibiteur d'oxygène.
[0014] La présente invention présente des avantages suivants : une simplicité de processus et une simplicité mettre en œuvre, et le procédé consiste en deux étapes de désulfuration, qui utilise le dioxyde de soufre contenu dans le gaz brûlé à baisse concentration comme ressource, résout complètement la pollution secondaire due à la désulfuration et réalise une nulle émission, et en même temps, produit le sulfate de sodium de haute pureté à 95% et le sulfite de sodium de haute pureté à 95% à partir du dioxyde de soufre contenu dans le gaz brûlé, dans lequel la proportion de sulfite de sodium est de 90 à 95%, ce qui modifie le mode de traitement dépendant seulement de consommation de ressources dans le passé, réduit considérablement la charge de désulfuration pour entreprises et même transfert la désulfuration en production à valeur ajoutée avec des bénéfice techniques et économiques importants.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODE DE RÉALISATION
[0015] Exemple de réalisation 1 :
[0016] Un procédé pour produire le sulfite de sodium et le sulfate de sodium de haute pureté à partir du gaz brûlé de charbon par désulfuration alcaline comprend les a 94 suivantes :
[0017] 1) Désulfuration primaire
[0018] dans une tour de désulfuration, introduire le gaz brûlé de charbon à la partie 5 \1nférieure, et pulvériser un liquide de désulfuration à la partie supérieure, dans lequel, le débit du gaz brûlé de charbon est de 30 m/s, le liquide de désulfuration est une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 5% en poids, de plus, une solution de thiosulfate de sodium est ajoutée dans la solution alcaline dans une proportion de 2% en poids par rapport de la solution alcaline, le rapport du volume du liquide de désulfuration au gaz brûlé de charbon est de 3 L/m°, et la température de désulfuration est de 95°C ; décharger le liquide de désulfuration lorsque le pH du liquide de désulfuration est de 1,8, filtrer le liquide de désulfuration, ajuster le pH à 6,5 avec une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 32% en poids, évaporer dans un évaporateur, transférer vers un refroidisseur lorsque des cristaux se produisent, refroidir à 20°C, cristalliser et séparer les cristaux dans une centrifugeuse, sécher pour obtenir le sulfate de sodium, dont la teneur déterminée en sulfate de sodium est de 95,5%, ajuster une solution mère avec l’alcali et l’inhibiteur d'oxygène, récupérer et réutiliser pour la désulfuration primaire ;
[0019] 2) Désulfuration secondaire
[0020] dans la tour de désulfuration, introduire le gaz brûlé de charbon à la partie inférieure, et pulvériser un liquide de désulfuration à la partie supérieure, dans lequel, le débit du gaz brûlé de charbon est de 30 m/s, le liquide de désulfuration est une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 15% en poids, de plus, un inhibiteur d'oxygène est ajouté dans la solution alcaline dans une proportion de 0,5% massique par rapport de la solution alcaline, lequel inhibiteur d'oxygène est un mélange de thiosulfate de sodium et d'hydroquinone dans un rapport massique de 1:0,1, le rapport du volume du liquide de désulfuration au gaz brûlé de charbon est de 15 L/m°, et la température de désulfuration est de 60°C ; décharger le liquide de désulfuration lorsque le pH du liquide de désulfuration est inférieure à 5,8, filtrer le liquide de désulfuration, ajuster le pH à 10,5 avec une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 32% en poids, évaporer un liquide neutralisé par évaporation à multi-effet jusqu'à ce que des cristaux se produisent abondamment, cristalliser et centrifuger pour obtenir le sulfite de sodium, sécher de sorte que la teneur en sulfite de sodium soit de 95,3%, ajuster 92 une solution mère avec le liquide neutralisé et recycler dans un évaporateur pour évaporation et cristallisation.
[0021] Exemple de réalisation 2 :
[0022] Un procédé pour produire le sulfite de sodium et le sulfate de sodium de haute pureté à partir du gaz brûlé de charbon par désulfuration alcaline comprend les étapes suivantes :
[0023] 1) Désulfuration primaire
[0024] dans une tour de désulfuration, introduire le gaz brûlé de charbon à la partie inférieure, et pulvériser un liquide de désulfuration à la partie supérieure, dans lequel, le débit du gaz brûlé de charbon est de 30 m/s, le liquide de désulfuration est une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 8% en poids, de plus, une solution de bisphénol A est ajoutée dans la solution alcaline dans une proportion de 1% en poids par rapport de la solution alcaline, le rapport du volume du liquide de désulfuration au gaz brûlé de charbon est de 3 L/m°, et la température de désulfuration est de 95°C ; décharger le liquide de désulfuration lorsque le pH du liquide de désulfuration est de 2,0, filtrer le liquide de désulfuration, ajuster le pH à 6,8 avec une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 32% en poids, évaporer dans un évaporateur, transférer vers un refroidisseur lorsque des cristaux se produisent, refroidir à 20°C, cristalliser et séparer les cristaux dans une centrifugeuse, sécher pour obtenir le sulfate de sodium, dont la teneur déterminée en sulfate de sodium est de 96,3%, ajuster une solution mère avec l’alcali et l’inhibiteur d'oxygène, récupérer et réutiliser pour la désulfuration primaire ;
[0025] 2) Désulfuration secondaire
[0026] dans la tour de désulfuration, introduire le gaz brûlé de charbon à la partie inférieure, et pulvériser un liquide de désulfuration à la partie supérieure, dans lequel, le débit du gaz brûlé de charbon est de 30 m/s, le liquide de désulfuration est une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 13% en poids, de plus, un inhibiteur d'oxygène est ajouté dans la solution alcaline dans une proportion de 0,3% massique par rapport de la solution alcaline, lequel inhibiteur d'oxygène est un mélange de thiosulfate de sodium et de bisphénol À dans un rapport massique de 1:0,2, le rapport du volume du liquide de désulfuration au gaz brûlé de charbon est de 15 L/m°, et la température de désulfuration est de 60°C ; décharger le liquide” 9492 de désulfuration lorsque le pH du liquide de désulfuration est inférieure à 5,6, filtrer le liquide de désulfuration, ajuster le pH à 10,5 avec une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 32% en poids, évaporer un liquide neutralisé par évaporation à multi-effet jusqu'à ce que des cristaux se produisent abondamment, cristalliser et centrifuger pour obtenir le sulfite de sodium, sécher de sorte que la teneur en sulfite de sodium soit de 95,1%, ajuster une solution mère avec le liquide neutralisé et recycler dans un évaporateur pour évaporation et cristallisation.
[0027] Exemple de réalisation 3 :
[0028] Un procédé pour produire le sulfite de sodium et le sulfate de sodium de haute pureté à partir du gaz brûlé de charbon par désulfuration alcaline comprend les étapes suivantes :
[0029] 1) Désulfuration primaire
[0030] dans une tour de désulfuration, introduire le gaz brûlé de charbon à la partie inférieure, et pulvériser un liquide de désulfuration à la partie supérieure, dans lequel, le débit du gaz brûlé de charbon est de 30 m/s, le liquide de désulfuration est une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 10% en poids, de plus, une solution d’hydroquinone est ajoutée dans la solution alcaline dans une proportion de 1.2% en poids par rapport de la solution alcaline, le rapport du volume du liquide de désulfuration au gaz brûlé de charbon est de 3 L/m°, et la température de désulfuration est de 95°C ; décharger le liquide de désulfuration lorsque le pH du liquide de désulfuration est de 2,0, filtrer le liquide de désulfuration, ajuster le pH à 6,9 avec une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 32% en poids, évaporer dans un évaporateur, transférer vers un refroidisseur lorsque des cristaux se produisent, refroidir à 20°C, cristalliser et séparer les cristaux dans une centrifugeuse, sécher pour obtenir le sulfate de sodium, dont la teneur déterminée en sulfate de sodium est de 95,8%, ajuster une solution mère avec l’alcali et l’inhibiteur d'oxygène, récupérer et réutiliser pour la désulfuration primaire ;
[0031] 2) Désulfuration secondaire
[0032] dans la tour de désulfuration, introduire le gaz brûlé de charbon à la partie inférieure, et pulvériser un liquide de désulfuration à la partie supérieure, dans lequel, le débit du gaz brûlé de charbon est de 30 m/s, le liquide de désulfuration est une solution d'hydroxyde de 9% sodium à concentration de 14% en poids, de plus, un inhibiteur d'oxygène est ajouté dans la solution alcaline dans une proportion de 0,2% massique par rapport de la solution alcaline, lequel inhibiteur d'oxygène est un mélange d’acide ascorbique, de thiosulfate de sodium et d'hydroquinone dans un rapport massique de 1:5:1, le rapport du volume du liquide de désulfuration au gaz brûlé de charbon est de 15 L/m°, et la température de désulfuration est de 50°C ; décharger le liquide de désulfuration lorsque le pH du liquide de désulfuration est inférieure à 5,5, filtrer le liquide de désulfuration, ajuster le pH à 10,5 avec une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 32% en poids, évaporer un liquide neutralisé par évaporation à multi-effet jusqu'à ce que des cristaux se produisent abondamment, cristalliser et centrifuger pour obtenir le sulfite de sodium, sécher de sorte que la teneur en sulfite de sodium soit de 96,1%, ajuster une solution mère avec le liquide neutralisé et recycler dans un évaporateur pour évaporation et cristallisation.
Claims (2)
1. Procédé pour produire le sulfite de sodium et le sulfate de sodium de haute pureté à partir du gaz brûlé de charbon par désulfuration alcaline, caractérisé en ce qu’il consiste en deux étapes de désulfuration, une désulfuration primaire et une désulfuration secondaire, dans lequel la désulfuration primaire est une désulfuration grossière, de sorte que des sulfates restent dans une solution de désulfuration primaire pour produire le sulfate de sodium et que la majeure partie du dioxyde de soufre contenu dans le gaz brûlé passe à la désulfuration secondaire ; la désulfuration secondaire est une désulfuration principale, de sorte que le gaz brulé satisfasse aux normes d’émission, et que une solution de désulfuration puisse être directement concentré et cristallisé pour produire le sulfite de sodium de haute pureté, et les étapes sont les suivantes : 1) désulfuration primaire dans une tour de désulfuration, introduire le gaz brûlé de charbon à la partie inférieure, et pulvériser un liquide de désulfuration à la partie supérieure, dans lequel, le débit du gaz brûlé de charbon est de 20 à 50 m/s, le liquide de désulfuration est une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 5 à 15% en poids, de plus, un inhibiteur d'oxygène est ajouté dans la solution d’hydroxyde de sodium dans une proportion de 0,1 à 5% en poids par rapport à la solution d'hydroxyde de sodium, le rapport du volume du liquide de désulfuration au gaz brûlé de charbon est de 1 à 8 L/m3, et la température de désulfuration est de 90 à 130°C ; décharger le liquide de désulfuration lorsque le pH du liquide de désulfuration est inférieure à 2,0 ou des particules cristalline se produisent, filtrer le liquide de désulfuration, ajuster le pH à 6,0 à 7,0 avec une solution d'hydroxyde de sodium à concentration >30% en poids, refroidir à 10 à 20°C, et séparer le sulfate de sodium par cristallisation, ajuster une solution mère avec l’alcali et l’inhibiteur d'oxygène, récupérer et réutiliser pour la désulfuration primaire ; 2) désulfuration secondaire dans la tour de désulfuration, introduire le gaz brûlé de charbon à la partie inférieure, et pulvériser un liquide de désulfuration à la partie supérieure, dans lequel, le débit du gaz brûlé de charbon est de 20 à 50 m/s, le liquide de désulfuration est une solution d'hydroxyde de sodium à concentration de 8 à 20% en poids, de plus, un inhibiteur d'oxygène composé de deux ou plusieurs choisis parmi le thiosulfate de sodium, le métabisulfite de sodium. 107252 bisphénol A, l’hydroquinone et l’acide ascorbique et mélangés dans une quelconque proportion est ajouté dans la solution d'hydroxyde de sodium dans une proportion de 0,01 à 2% en poids par rapport à la solution d'hydroxyde de sodium, le rapport du volume du liquide de désulfuration au gaz brûlé de charbon est de 10 à 28 L/m’, et la température de désulfuration est de 40 à 70°C ; décharger le liquide de désulfuration lorsque le pH du liquide de désulfuration est inférieure à 6,0, filtrer le liquide de désulfuration, ajuster le pH à 10 à 11 avec une solution d'hydroxyde de sodium à concentration =30% en poids, séparer le sulfite de sodium par évaporation et cristallisation, ajuster une solution mère avec le liquide neutralisé et recycler dans un évaporateur pour évaporation et cristallisation.
2. Procédé pour produire le sulfite de sodium et le sulfate de sodium de haute pureté à partir du gaz brûlé de charbon par désulfuration alcaline selon la revendication 1, caractérisé en ce que, l’inhibiteur d'oxygène pour la désulfuration primaire est choisi parmi le thiosulfate de sodium, le métabisulfite de sodium, le bisphénol A, l’hydroquinone et l’acide ascorbique ; et l’inhibiteur d'oxygène pour la désulfuration secondaire est composé de deux ou plusieurs choisis parmi le thiosulfate de sodium, le métabisulfite de sodium, le bisphénol A, l’hydroquinone et l’acide ascorbique et mélangés dans une quelconque proportion.
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