CN106865578B - 一种利用废脱硫液生产硫酸钠的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用废脱硫液生产硫酸钠的方法,包括以下步骤:a)将废脱硫液进行湿式氧化,得到反应液;b)将步骤a)得到的反应液进行干燥,得到固体反应混合物;c)将步骤b)得到的固体反应混合物与溶剂混合后,进行过滤,得到硫酸钠。与现有技术相比,本发明突破性地采用湿式氧化对废脱硫液进行处理,得到具有较高纯度的硫酸钠,不仅实现了危废的无害化处理,还变废为宝,得到具有较高应用价值的产品;同时,本发明提供的方法工艺简单、易于操作,具有较高的环保、社会及经济价值。实验结果表明,本发明提供的方法得到的硫酸钠纯度在98.8以上。

Description

一种利用废脱硫液生产硫酸钠的方法
技术领域
本发明涉及无机化工技术领域,更具体地说,是涉及一种利用脱硫液生产硫酸钠的方法。
背景技术
硫酸钠用途广泛,包括:化学工业用作制造硫化钠硅酸钠水玻璃及其它化工产品;造纸工业用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂;玻璃工业用以代替纯碱做助溶剂;纺织工业用于调配维尼纶纺丝凝固剂;还可用于有色金属冶金、皮革等方面。因此,其在人们生产生活中具有很高的应用价值。
目前,国内大部分焦化企业去除焦炉煤气中的硫化氢一般采用湿法脱硫,根据现在的实际情况,脱硫液使用一段时间后随着复盐的增加,必然需要排除一部分脱硫液,同时补充一部分新的脱硫液;而要排除的一部分脱硫液需要处理,根据国家环境的要求,排出的废脱硫液禁止外排,现有技术一般将上述废脱硫液喷洒到煤中烧掉重新进入循化系统。
通过对废脱硫液进行分析,其含有浓度较高的硫酸钠,如果能够加以利用,不仅实现了将废脱硫液变废为宝,还拓宽了硫酸钠的制备工艺,具有较大的环保、社会及经济多重价值。但是,废脱硫液中还含有硫代硫酸钠、硫单质以及硫氰酸钠等物质,种类较多、处理复杂,尤其是硫氰酸钠很难实现转化,更是增加了处理难度。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种利用废脱硫液生产硫酸钠的方法,采用本发明提供的方法能够得到纯度较高的硫酸钠,且工艺简单、易于操作。
本发明提供了一种利用废脱硫液生产硫酸钠的方法,包括以下步骤:
a)将废脱硫液进行湿式氧化,得到反应液;
b)将步骤a)得到的反应液进行干燥,得到固体反应混合物;
c)将步骤b)得到的固体反应混合物与溶剂混合后,进行过滤,得到硫酸钠。
优选的,步骤a)中所述废脱硫液中含有硫酸钠、硫代硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硫单质和硫氰酸钠。
优选的,步骤a)中所述湿式氧化的温度为90℃~370℃,压力为1.0MPa~5.0MPa,时间为5h~11h。
优选的,步骤b)中所述干燥的方式为减压浓缩;所述干燥的温度为50℃~90℃。
优选的,步骤c)中所述溶剂为乙醇和/或丙酮。
优选的,步骤c)中所述固体反应混合物与溶剂的用量比为1g:(1.4mL~2.1mL)。
优选的,步骤c)中所述混合的方式为搅拌;所述混合的温度为25℃~35℃,时间为1.0h~2.0h。
优选的,步骤c)中所述过滤过程还得到滤液。
优选的,所述步骤c)还包括:
将过滤后得到的滤液进行浓缩,得到硫氰酸钠。
本发明提供了一种利用废脱硫液生产硫酸钠的方法,包括以下步骤:
a)将废脱硫液进行湿式氧化,得到反应液;
b)将步骤a)得到的反应液进行干燥,得到固体反应混合物;
c)将步骤b)得到的固体反应混合物与溶剂混合后,进行过滤,得到硫酸钠。
本发明提供了一种利用废脱硫液生产硫酸钠的方法,包括以下步骤:a)将废脱硫液进行湿式氧化,得到反应液;b)将步骤a)得到的反应液进行干燥,得到固体反应混合物;c)将步骤b)得到的固体反应混合物与溶剂混合后,进行过滤,得到硫酸钠。与现有技术相比,本发明突破性地采用湿式氧化对废脱硫液进行处理,得到具有较高纯度的硫酸钠,不仅实现了危废的无害化处理,还变废为宝,得到具有较高应用价值的产品;同时,本发明提供的方法工艺简单、易于操作,具有较高的环保、社会及经济价值。实验结果表明,本发明提供的方法得到的硫酸钠纯度在98.8以上。
另外,本发明提供的方法还能够得到纯度较高的副产物硫氰酸钠,进一步增加了废脱硫液的经济价值。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种利用废脱硫液生产硫酸钠的方法,包括以下步骤:
a)将废脱硫液进行湿式氧化,得到反应液;
b)将步骤a)得到的反应液进行干燥,得到固体反应混合物;
c)将步骤b)得到的固体反应混合物与溶剂混合后,进行过滤,得到硫酸钠。
在本发明中,将废脱硫液进行湿式氧化,得到反应液。在本发明中,所述废脱硫液为本领域技术人员熟知的用于湿法脱硫的脱硫液使用一段时间后排出的废脱硫液,本发明对所述废脱硫液的来源没有特殊限制。在本发明中,所述废脱硫液中优选含有硫酸钠、硫代硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硫单质和硫氰酸钠,其中各组分及含量均可采用本领域技术人员熟知的分析、检测方法得到,本发明对此没有特殊限制。
本发明首先将废脱硫液进行湿式氧化;本发明对所述湿式氧化的设备没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的湿式氧化系统即可。在本发明中,所述湿式氧化的温度优选为90℃~370℃,更优选为100℃~360℃;所述湿式氧化的压力优选为1.0MPa~5.0MPa,更优选为2.0MPa~4.5MPa;所述湿式氧化的时间优选为5h~11h,更优选为6h~10h。本发明采用上述特定条件进行湿式氧化,能够保证将废脱硫液中的硫代硫酸钠等组分全部转化为硫酸钠,同时保证硫氰酸钠不被氧化,从而实现控制硫酸钠产品具有较高纯度。
得到所述反应液后,本发明将所述反应液进行干燥,得到固体反应混合物。在本发明中,所述干燥的方式优选为减压浓缩,本发明对此没有特殊限制。在本发明中,所述干燥的温度优选为50℃~90℃,更优选为60℃~80℃。本发明在上述特定温度下进行干燥,能够在保证能耗低的情况下,使反应液中的水分全部蒸干,从而不会对产品硫酸钠及副产物硫氰酸钠的纯度造成影响。
得到所述固体反应混合物后,本发明将所述固体反应混合物与溶剂混合后,进行过滤,得到硫酸钠。在本发明中,所述溶剂优选为乙醇和/或丙酮,更优选为乙醇。本发明对所述溶剂的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的上述乙醇和丙酮的市售商品即可。本发明选择特定种类的上述溶剂,能够最大程度使硫酸钠和硫氰酸钠实现分离。
在本发明中,所述固体反应混合物与溶剂的用量比优选为1g:(1.4mL~2.1mL),更优选为1g:(1.4mL~2.1mL)。本发明在上述配比条件下将固体反应混合物与溶剂进行混合,能够保证固体反应混合物中的硫氰酸钠全部溶解,并且减少后期浓缩溶剂得到副产物硫氰酸钠的能耗。
在本发明中,所述混合的方式优选为搅拌;采用本领域技术人员熟知的机械搅拌或人工搅拌的技术方案均可。在本发明中,所述混合的温度优选为25℃~35℃;所述混合的时间优选为1.0h~2.0h。在本发明一个优选的实施例中,所述混合的过程具体为在25℃条件下搅拌1.0h;在本发明另一个优选的实施例中,所述混合的过程具体为35℃条件下搅拌2.0h。本发明选择特定的混合参数条件,能够保证硫氰酸钠全部溶于溶剂的同时,减少溶剂的挥发。
在本发明中,将所述固体反应混合物与溶剂混合后,进行过滤,得到硫酸钠。本发明对所述过滤的方式没有特殊限制,目的是得到不溶的固体产物硫酸钠。
在本发明中,所述过滤过程优选还得到滤液。本发明优选还包括:
将过滤后得到的滤液进行浓缩,得到硫氰酸钠。本发明通过对上述废脱硫液的处理工艺、处理参数的控制,能够保证得到的副产物硫氰酸钠具有较高纯度。
本发明提供了一种利用废脱硫液生产硫酸钠的方法,包括以下步骤:a)将废脱硫液进行湿式氧化,得到反应液;b)将步骤a)得到的反应液进行干燥,得到固体反应混合物;c)将步骤b)得到的固体反应混合物与溶剂混合后,进行过滤,得到硫酸钠。与现有技术相比,本发明突破性地采用湿式氧化对废脱硫液进行处理,得到具有较高纯度的硫酸钠,不仅实现了危废的无害化处理,还变废为宝,得到具有较高应用价值的产品;同时,本发明提供的方法工艺简单、易于操作,具有较高的环保、社会及经济价值。实验结果表明,本发明提供的方法得到的硫酸钠纯度在98.8以上。
另外,本发明提供的方法还能够得到纯度较高的副产物硫氰酸钠,进一步增加了废脱硫液的经济价值。
为了进一步说明本发明,下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的废脱硫液来自原料气脱硫系统,其含有1%~3%的硫酸钠,2%~6%的硫代硫酸钠,0.2%~1.0%的碳酸钠,0.8%~4.0%的碳酸氢钠,硫单质为悬浮状态,含量为0.01~0.10mg/L,2.5%~4%的硫氰酸钠。
实施例1
(1)将废脱硫液在100℃、2.0MPa条件下进行湿式氧化,反应时间为10h,反应结束后得到反应液;
(2)将步骤(1)得到的反应液在60℃条件下进行减压浓缩至干,得到固体反应混合物;
(3)将步骤(2)得到的固体反应混合物与乙醇按照用量比1g:1.5mL混合,然后在25℃条件下搅拌1.0h,过滤,得到硫酸钠;
(4)将步骤(3)过滤后的滤液进行浓缩,得到硫氰酸钠。
对实施例1得到的硫酸钠和硫酸氢钠进行测试,结果表明,本发明实施例1得到的硫酸钠的纯度为98.88%;本发明实施例1得到的硫氰酸钠的纯度为99.01%。
实施例2
(1)将废脱硫液在150℃、3.0MPa条件下进行湿式氧化,反应时间为8h,反应结束后得到反应液;
(2)将步骤(1)得到的反应液在60℃条件下进行减压浓缩至干,得到固体反应混合物;
(3)将步骤(2)得到的固体反应混合物与丙酮按照用量比1g:1.5mL混合,然后在25℃条件下搅拌1.0h,过滤,得到硫酸钠;
(4)将步骤(3)过滤后的滤液进行浓缩,得到硫氰酸钠。
对实施例1得到的硫酸钠和硫酸氢钠进行测试,结果表明,本发明实施例1得到的硫酸钠的纯度为99.12%;本发明实施例1得到的硫氰酸钠的纯度为99.22%。
实施例3
(1)将废脱硫液在250℃、4.0MPa条件下进行湿式氧化,反应时间为7h,反应结束后得到反应液;
(2)将步骤(1)得到的反应液在80℃条件下进行减压浓缩至干,得到固体反应混合物;
(3)将步骤(2)得到的固体反应混合物与乙醇按照用量比1g:2.0mL混合,然后在35℃条件下搅拌2.0h,过滤,得到硫酸钠;
(4)将步骤(3)过滤后的滤液进行浓缩,得到硫氰酸钠。
对实施例1得到的硫酸钠和硫酸氢钠进行测试,结果表明,本发明实施例1得到的硫酸钠的纯度为99.32%;本发明实施例1得到的硫氰酸钠的纯度为99.38%。
实施例4
(1)将废脱硫液在360℃、4.5MPa条件下进行湿式氧化,反应时间为6h,反应结束后得到反应液;
(2)将步骤(1)得到的反应液在80℃条件下进行减压浓缩至干,得到固体反应混合物;
(3)将步骤(2)得到的固体反应混合物与乙醇按照用量比1g:2.0mL混合,然后在35℃条件下搅拌2.0h,过滤,得到硫酸钠;
(4)将步骤(3)过滤后的滤液进行浓缩,得到硫氰酸钠。
对实施例1得到的硫酸钠和硫酸氢钠进行测试,结果表明,本发明实施例1得到的硫酸钠的纯度为99.45%;本发明实施例1得到的硫氰酸钠的纯度为99.55%。
所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种利用废脱硫液生产硫酸钠的方法,包括以下步骤:
a)将废脱硫液进行湿式氧化,得到反应液;所述废脱硫液含有1%~3%的硫酸钠,2%~6%的硫代硫酸钠,0.2%~1.0%的碳酸钠,0.8%~4.0%的碳酸氢钠,硫单质为悬浮状态,含量为0.01~0.10mg/L,2.5%~4%的硫氰酸钠;所述湿式氧化的温度为360℃,压力为4.5MPa,时间为6h;
b)将步骤a)得到的反应液进行干燥,得到固体反应混合物;
c)将步骤b)得到的固体反应混合物与溶剂混合后,进行过滤,分别得到硫酸钠和滤液;再将过滤后得到的滤液进行浓缩,得到硫氰酸钠。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤b)中所述干燥的方式为减压浓缩;所述干燥的温度为50℃~90℃。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤c)中所述溶剂为乙醇和/或丙酮。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤c)中所述固体反应混合物与溶剂的用量比为1g:(1.4mL~2.1mL)。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤c)中所述混合的方式为搅拌;所述混合的温度为25℃~35℃,时间为1.0h~2.0h。
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