CN105084368A - 硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用生产氟硅酸钠的方法 - Google Patents

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Inventor
焦延涛
于庆民
董恩成
李庆锋
徐树贵
孟凡民
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Shandong Liaocheng Luxi Chemical Fifth Fertilizer Co.,Ltd.
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NO 4 FERTILIZER CO Ltd SHANDONG LIAOCHENG LUXI CHEMICAL CO Ltd
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Abstract

本发明提供了硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用生产氟硅酸钠的方法，包括如下步骤：将硫磺制酸尾气与碱液混合，制成亚硫酸钠，将亚硫酸钠氧化为硫酸钠；将磷酸尾气与水混合，制得氟硅酸水溶液；将上述的氟硅酸水溶液与硫酸钠溶液混合，在能够发生熟化反应的温度下反应40-120min，离心，即得氟硅酸钠。该生产方法解决了硫酸系统生产的亚硫酸盐、磷酸系统生产的氟硅酸综合利用的难题，有效地实现SO2、氟化物的回收利用。

Description

硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用生产氟硅酸钠的方法
技术领域
本发明属化工生产技术领域，涉及硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用生产氟硅酸钠的生产方法。
背景技术
目前磷复肥行业生产装置都有硫酸装置与磷酸装置，目前硫酸装置处理尾气中的SO2多数采用氨法、钠碱法等方法，磷酸尾气洗涤使用一次水洗涤，但是这些方法生产的产物(亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、氟硅酸)都存在难以回收利用的难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用的生产氟硅酸钠的方法，该生产方法可以实现硫酸尾气洗涤液与磷酸尾气洗涤液合理利用的目标，并能实现较好的经济效益。
本发明技术方案如下：
一种硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用生产氟硅酸钠的方法，包括如下步骤：
将硫磺制酸尾气与碱液混合，制成亚硫酸钠，将亚硫酸钠氧化为硫酸钠；
将磷酸尾气与水混合，制得氟硅酸水溶液；
将上述的氟硅酸水溶液与硫酸钠溶液混合，在能够发生熟化反应的温度下反应40-120min，离心，即得氟硅酸钠。
进一步地，所述硫磺制酸尾气中SO2含量大于1500mg/m3。保证反应物的硫离子浓度，提高吸收效率。
进一步地，所述亚硫酸钠氧化为硫酸钠过程中，转换率过低，废物利用率低，达不到预期的处理效果；转化率过高，工艺要求难以实现，生产成本过高；本发明优选的亚硫酸钠的转化率大于95％。
进一步地，所述磷酸尾气中F含量大于800mg/m3。保证反应物的氟硅酸浓度，提高吸收效率。
进一步地，所述能够发生熟化反应的温度为50-80℃。反应温度过低、反应速率低，反应温度过高，易发生副反应，影响生成物纯度。
一种硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用的生产氟硅酸钠的系统，包括与硫酸系统尾气输出端相连通的氧化塔、与磷酸系统尾气输出端相连的氟硅酸钠反应槽、离心装置、所述氧化塔与氟硅酸钠反应槽相连，所述氟硅酸钠反应槽与离心装置相连，所述氧化塔与鼓风机相连。
通过在洗涤液之后设置氧化塔，将硫酸尾气洗涤产生的亚硫酸钠输送到氧化塔内，使用罗茨风机向氧化塔内鼓风，使亚硫酸钠转化为硫酸钠。
进一步地，所述鼓风机为罗茨风机。采用了三叶转子结构形式及合理的壳体内进出风口处的结构，所以风机振动小，噪声低。叶轮和轴为整体结构且叶轮无磨损，风机性能持久不变，可以长期连续运转。适用于低压力场合的气体输送和加压。
一种硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用的生产氟硅酸钠的方法，所述的生产方法是：硫酸尾气洗涤仍然使用液碱洗涤，在洗涤液之后新上一氧化塔，将硫酸尾气洗涤产生的亚硫酸钠输送到氧化塔内，使用罗茨风机向氧化塔内鼓风，使亚硫酸钠转化为硫酸钠，当亚硫酸钠转化率达到95％以上时，将其输入生产氟硅酸钠反应槽内，与磷酸尾气洗涤产生的氟硅酸水进行充分混合生产氟硅酸钠。
附图说明
图1本发明的工艺流程图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用生产氟硅酸钠的方法包括氧化塔、罗茨风机、氟硅酸钠反应槽等设备，所有的液体输送都是通过泵实现的，固体、液体的分离通过离心机实现的。所用的设备材质耐稀酸腐蚀，一般采用玻璃钢制品或内衬的方法。
具体实施步骤：硫酸车间运行产生的尾气在洗涤前的SO2含量1500mg/m3，每小时风量达到70000m3，通过NaOH对其洗涤后SO2含量降至150mg/m3，随之产生Na2SO3(亚硫酸钠)，将Na2SO3通过泵打入氧化塔内，开启罗茨风机对其进行氧化最终形成Na2SO4，然后输送至氟硅酸钠反应槽。
每小时回收的SO2量：
(1500-150)×70000＝94.5kg
反应方程式：2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O
2Na2SO3+O2＝2Na2SO4
每小时能够生成Na2SO4约180kg。
磷酸车间运行产生的尾气在洗涤前F含量(实际生产中，正常分析尾气都是以F化物计，数据越高证明含的氟硅酸浓度越高)800mg/m3，每小时风量达到40000m3，通过水其洗涤后F含量(此处F含量就是氟硅酸浓度)降至20mg/m3，循环液比重控制在1.08-1.12之间，氟硅酸浓度8％-10％之间，然后通过泵输送至氟硅酸钠反应槽内和Na2SO4进行反应，两种物料的质量比控制1.5-2(Na2SO4):1，温度为60℃，反应1-1.5小时后将液体输送至离心机进行固液分离(不需要加温)，生成的固体即为氟硅酸钠成品，纯度≥97％，达到使用要求。液体即为稀硫酸通过泵输送至磷酸车间使用。
正常生产氟硅酸钠产量1.35T/8h。
实施例2
一种硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用生产氟硅酸钠的方法包括氧化塔、罗茨风机、氟硅酸钠反应槽等设备，所有的液体输送都是通过泵实现的，固体、液体的分离通过离心机实现的。所用的设备材质耐稀酸腐蚀，一般采用玻璃钢制品或内衬的方法。
具体实施步骤：硫酸车间运行产生的尾气在洗涤前的SO2含量1500mg/m3，每小时风量达到70000m3，通过NaOH对其洗涤后SO2含量降至150mg/m3，随之产生Na2SO3(亚硫酸钠)，将Na2SO3通过泵打入氧化塔内，开启罗茨风机对其进行氧化最终形成Na2SO4，然后输送至氟硅酸钠反应槽。
每小时回收的SO2量：
(1500-150)×70000＝94.5kg
反应方程式：2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O
2Na2SO3+O2＝2Na2SO4
每小时能够生成Na2SO4约180kg。
磷酸车间运行产生的尾气在洗涤前F含量(实际生产中，正常分析尾气都是以F化物计，数据越高证明含的氟硅酸浓度越高)800mg/m3，每小时风量达到40000m3，通过水其洗涤后F含量(此处F含量就是氟硅酸浓度)降至20mg/m3，循环液比重控制在1.08-1.12之间，氟硅酸浓度8％-10％之间，然后通过泵输送至氟硅酸钠反应槽内和Na2SO4进行反应，两种物料的质量比控制1.5-2(Na2SO4):1，温度为50℃反应1.5小时后将液体输送至离心机进行固液分离(不需要加温)，生成的固体即为氟硅酸钠成品，纯度≥97％，达到使用要求。液体即为稀硫酸通过泵输送至磷酸车间使用。
正常生产氟硅酸钠产量1.2T/8h。
实施例3
一种硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用生产氟硅酸钠的方法包括氧化塔、罗茨风机、氟硅酸钠反应槽等设备，所有的液体输送都是通过泵实现的，固体、液体的分离通过离心机实现的。所用的设备材质耐稀酸腐蚀，一般采用玻璃钢制品或内衬的方法。
具体实施步骤：硫酸车间运行产生的尾气在洗涤前的SO2含量1500mg/m3，每小时风量达到70000m3，通过NaOH对其洗涤后SO2含量降至150mg/m3，随之产生Na2SO3(亚硫酸钠)，将Na2SO3通过泵打入氧化塔内，开启罗茨风机对其进行氧化最终形成Na2SO4，然后输送至氟硅酸钠反应槽。
每小时回收的SO2量：
(1500-150)×70000＝94.5kg
反应方程式：2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O
2Na2SO3+O2＝2Na2SO4
每小时能够生成Na2SO4约180kg。
磷酸车间运行产生的尾气在洗涤前F含量(实际生产中，正常分析尾气都是以F化物计，数据越高证明含的氟硅酸浓度越高)800mg/m3，每小时风量达到40000m3，通过水其洗涤后F含量(此处F含量就是氟硅酸浓度)降至20mg/m3，循环液比重控制在1.08-1.12之间，氟硅酸浓度8％-10％之间，然后通过泵输送至氟硅酸钠反应槽内和Na2SO4进行反应，两种物料的质量比控制1.5-2(Na2SO4):1，温度为80℃反应1小时后将液体输送至离心机进行固液分离(不需要加温)，生成的固体即为氟硅酸钠成品，纯度≥97％，达到使用要求。液体即为稀硫酸通过泵输送至磷酸车间使用。
正常生产氟硅酸钠产量1.5T/8h。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用生产氟硅酸钠的方法，其特征在于，
将硫磺制酸尾气与碱液混合，制成亚硫酸钠，将亚硫酸钠氧化为硫酸钠；
将磷酸尾气与水混合，制得氟硅酸水溶液；
将上述的氟硅酸水溶液与硫酸钠溶液混合，在能够发生熟化反应的温度下反应40-120min，离心，即得氟硅酸钠。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫磺制酸尾气中SO2含量大于1500mg/m3。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚硫酸钠氧化为硫酸钠过程中，亚硫酸钠的转化率大于95％。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷酸尾气中HF含量大于800mg/m3。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能够发生熟化反应的温度为40-60℃。
6.一种硫磺制酸尾气与磷酸尾气综合利用的生产氟硅酸钠的系统，包括与硫酸系统尾气输出端相连通的氧化塔、与磷酸系统尾气输出端相连的氟硅酸钠反应槽、离心装置、其特征在于，所述氧化塔与氟硅酸钠反应槽相连，所述氟硅酸钠反应槽与离心装置相连，所述氧化塔与鼓风机相连。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述鼓风机为罗茨风机。
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Address before: 252211 middle section of Guang Lu Road, Liaocheng Development Zone, Shandong

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