CN108046295B - 用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法 - Google Patents

用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108046295B
CN108046295B CN201810022174.6A CN201810022174A CN108046295B CN 108046295 B CN108046295 B CN 108046295B CN 201810022174 A CN201810022174 A CN 201810022174A CN 108046295 B CN108046295 B CN 108046295B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sodium sulfate
mother liquor
ammonium
sodium
bicarbonate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810022174.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108046295A (zh
Inventor
党亚固
张顺
费德君
吉旭
方艳
周利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan University
Original Assignee
Sichuan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan University filed Critical Sichuan University
Priority to CN201810022174.6A priority Critical patent/CN108046295B/zh
Publication of CN108046295A publication Critical patent/CN108046295A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108046295B publication Critical patent/CN108046295B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D7/00—Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D7/02—Preparation by double decomposition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/24—Sulfates of ammonium
    • C01C1/244—Preparation by double decomposition of ammonium salts with sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，属于化工技术领域。本发明的方法包括：a、将循环气体在‑5～10℃用硫酸钠溶液吸收，得到吸收液；b、将吸收液、碳酸氢铵和/或混合盐在‑5～20℃混合得混合浆液；c、将混合浆液在密闭反应得碳酸氢钠和反应母液；d、将反应母液与复盐混合，冷冻后得到混合盐和一级冷冻母液；e、将一级冷冻母液进行蒸馏，得到的二氧化碳和氨气循环气体和蒸氨母液；f、将蒸氨母液用酸调节得到酸化溶液与气体；g、将酸化溶液与结晶母液混合冷冻，得到复盐和二级冷冻母液；h、将所得二级冷冻母液蒸发浓缩后分离出硫酸铵。本发明对环境的污染小、原料利用率高。

Description

用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法
技术领域
本发明涉及一种用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，属于化工技术领域。
背景技术
以碳酸氢钠为原料的钠法烟气脱硫技术是一种新型的、高效的烟气脱硫技术，可以直接达到超低排放标准，不存在二次污染。该技术副产化肥经济价值高、装置可实现盈利运营，在同类技术中具备较好经济性，对于我国这种燃煤大国的雾霾治理有着重要的意义。如实现我国烟气治理技术的换代升级，取代30％的石灰石膏法脱硫工艺市场，则钠法脱硫技术每年产生的废液中将含有1187.5万吨硫酸钠。钠法脱硫液成分如表1所示。同时，粘胶纤维等生产也大量排放含硫酸钠的废液，其中仅粘胶纤维生产每年可排放硫酸钠溶液30万t，其中含有约25％的硫酸钠，废液成分如表2所示。如这些硫酸钠溶液得到综合利用，将产生重要的环保和经济效益。
表1钠法脱硫液成分
成分 含量(g/L)
Na<sup>+</sup> 7～8.62
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> 12～15.66
NO<sub>3</sub><sup>-</sup> 0.4～0.74
CO<sub>3</sub><sup>2-</sup> 0.3～0.57
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> 0.1～0.5
Cl<sup>-</sup> 0～0.33
F<sup>-</sup> 0～0.026
表2生产粘胶纤维废液成分
成分 含量(％)
Na<sup>+</sup> 6.5～8.1
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> 21.0～25.06
Zn<sup>2+</sup> 0～0.18
H<sup>+</sup> 0～0.16
碳酸锂作为锂工业的基础原料，随着新能源的广泛应用得到了迅猛的发展。我国大量采用锂辉石矿生产碳酸锂，每生产1t碳酸锂副产2.57t的含硫酸钠副产物，副产物的综合利用也是制约碳酸锂工业发展的一种重要因素。现有技术多将其加工为元明粉，但是由于其水含量高，且而元明粉市场竞争激烈，产品市场前景不乐观。同时，该副产物含有少量的锂，制造元明粉也浪费了此宝贵的资源。生产碳酸锂的含硫酸钠副产物成分详见表3。
表3生产碳酸锂的含硫酸钠副产物成分
成分 含量(％)
Na<sup>+</sup> 14.19～14.24
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> 30.98～33.15
Li<sup>+</sup> 0.2～0.5
Cl<sup>+</sup> 0～0.06
Mg<sup>+</sup> 0～0.02
硫酸钠是制造碳酸氢钠和/或碳酸钠、硫酸铵的一种重要原料，现有技术多是以固体芒硝和二氧化碳、氨气为原料进行生产。采用上述高含水的硫酸钠溶液为原料的技术鲜有报道。
公开号为“CN101318668A”和公开号为“CN105712382A”的发明专利，分别公开了一种生产硫酸铵和纯碱的方法。其原料采用固体芒硝及氨气和二氧化碳(而不是碳酸氢铵)，用水吸收氨气后再将芒硝溶解，再向溶解液中通入二氧化碳。若将硫酸钠溶液代替芒硝，能耗大，成本高。且溶硝过程氨气的损失增大，氨气、二氧化碳和硫酸钠的反应在最佳氨碳比下进行，而蒸氨所得氨气和二氧化碳直接循环到反应器会改变氨碳比，也会导致氨气吸收率下降。
公开号为“CN1761617A”公开了一种采用硫酸钠溶液制备碳酸氢钠和硫酸铵的方法。其主要步骤是将硫酸钠溶液和碳酸氢铵反应后分离出碳酸氢钠，剩余母液经蒸发冷冻结晶等步骤后分离出硫酸铵。然而其气体吸收利用率低，碳酸氢铵分解严重，造成原料的利用率降低，且无规排放的氨气等污染物的处理困难，很容易造成环境污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，该方法污染小。
为解决上述技术问题，本发明的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法包括如下步骤：
a、将e和/或f步骤所述气体在-5～10℃用硫酸钠溶液吸收，得到吸收液，所述硫酸钠溶液中硫酸钠含量为25～30wt％，优选为26.5～27.5wt％；
b、将所述吸收液、碳酸氢铵和/或d步骤的碳酸氢铵/硫酸钠混合盐在-5～20℃混合均匀,得到混合浆液；
c、将b步骤所述混合浆液在密闭反应器中反应，分离得碳酸氢钠和反应母液；
d、将c步骤所述反应母液与g步骤所述硫酸钠/硫酸铵复盐混合，冷冻后得到碳酸氢铵/硫酸钠混合盐和一级冷冻母液；
e、将d步骤所述一级冷冻母液进行蒸馏，得到的二氧化碳和氨气气体和蒸氨母液；
f、将e步骤所述蒸氨母液用酸调节pH至4～7，得到酸化溶液与气体；
g、将f步骤酸化溶液与h步骤所述结晶母液混合后进行冷冻，得到硫酸钠/硫酸铵复盐和二级冷冻母液；
h、将g步骤所得二级冷冻母液蒸发浓缩后分离出硫酸铵，分离硫酸铵后的溶液为结晶母液；
i、将c步骤得到的碳酸氢钠与h步骤得到的硫酸铵洗涤、干燥，即得产品。
优选的，a步骤所述硫酸钠溶液是由烟气脱硫所产生的废液、锂回收工艺产生的含硫酸钠副产物或制造黏胶纤维、玻璃纸、颜料产生的废液。
优选的，a步骤中向所述吸收的过程在吸收塔中进行；吸收过程更优选采用逆流吸收。
优选的，所述硫酸钠为锂回收工艺产生的含硫酸钠副产物时，a步骤为：将e和/或f步骤所述气体在0～10℃下用水吸收，得到吸收液；所述b步骤为：将吸收液、含硫酸钠副产物、碳酸氢铵和/或d步骤的碳酸氢铵/硫酸钠混合盐加入混合器,得到混合浆液。
优选的，所述b步骤在混合器中进行，混合温度-5～10℃。
优选的，b步骤所述碳酸氢铵与硫酸钠的质量比为1.0～1.6:1；更优选碳酸氢铵与硫酸钠的质量比为1.3:1。
优选的，c步骤中所述反应的温度为30～45℃，反应的压力为0.12～0.2MPa，反应的时间为1～3h；优选反应的温度为38～40℃，反应的压力为0.12～0.15MPa，反应的时间为1.5～2h。
优选的，f步骤所述酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，更优选的为硫酸。
优选的，d和g步骤中所述冷冻温度均为-5℃～5℃。
优选的，所述f～h步骤为：将e步骤所述蒸氨母液与分离硫酸铵结晶后的母液混合、冷冻，得到硫酸钠/硫酸铵复盐和二级冷冻母液，硫酸钠/硫酸铵复盐返回d步骤循环利用；用酸调节二级冷冻母液pH为4～7，得气体和液体，所得气体返回a步骤；所得液体浓缩、结晶、分离出硫酸铵。
有益效果：
1.本发明的技术方案以钠法脱硫液或生产粘胶纤维、玻璃纸、颜料等产生的废液或碳酸锂工业副产物为原料，回收了硫酸钠资源；碳酸锂工业副产物为原料时，锂离子经过循环积累后可以通过沉淀分离回收利用，解决了纳法脱硫、粘胶纤维、玻璃纸、颜料生产以及碳酸锂生产产生的废物对环境的污染问题。
2.本发明气体的吸收率高，气体吸收过程的氨气吸收率可达到99％以上，二氧化碳吸收率达到91％以上，排放的尾气中氨气和二氧化碳残余量很低，对环境污染降到了最低。
3.硫酸钠溶液经过本发明的方法处理后能生产出高纯度的硫酸铵。
4.本发明碳酸氢铵的分解率低，原料利用率高，氨气损失减小。
5.在本发明的复分解反应条件下反应效率高，原料利用率高。
6.本发明的工艺流程简单且提高了生产效率，并且省掉了碳化塔等设备，成本降低。
附图说明
图1为本发明实施例1的工艺流程图；
图2为本发明实施例2的工艺流程图；
图3为对比例1的工艺流程图。
S-固体；L-液体。
具体实施方式
本发明的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法包括如下步骤：
a、将e和/或f步骤所述气体在-5～10℃用硫酸钠溶液吸收，得到吸收液，所述硫酸钠溶液中硫酸钠含量为25～30wt％，优选为26.5～27.5wt％；
其中，硫酸钠溶液吸收的原理如下：
Na2SO4+2CO2+2NH3+2H2O＝2NaHCO3+(NH4)2SO4
b、将所述吸收液、碳酸氢铵和/或d步骤的碳酸氢铵/硫酸钠混合盐在-5～20℃混合均匀,得到混合浆液；
c、将b步骤所述混合浆液在密闭反应器中反应，分离得碳酸氢钠和反应母液；
此过程的复分解反应的原理如下：
Na2SO4+2NH4HCO3＝2NaHCO3+(NH4)2SO4
d、将c步骤所述反应母液与g步骤所述硫酸钠/硫酸铵复盐混合，冷冻后得到碳酸氢铵/硫酸钠混合盐和一级冷冻母液；
若没有混合盐冷却步骤，反应器中未反应的碳酸氢盐将直接送入蒸氨塔或酸化步骤酸化，并将所得气体循环，单程转化率低；经过大量实验发现增加混合盐冷却步骤有利于增大单程转化率，降低能耗，使实施方案的可行性更好。
e、将d步骤所述一级冷冻母液进行蒸馏，得到的二氧化碳和氨气气体和蒸氨母液；
f、将e步骤所述蒸氨母液用酸调节pH至4～7，得到酸化溶液与气体；
酸化操作处理蒸氨母液，以便除去溶液中残留的碳酸氢盐；对于生产纯度高的硫酸铵肥料来说，脱除残留的碳酸氢盐是十分必要的；酸化可以包括任何适合的酸处理，例如，硫酸、盐酸、硝酸。但是本发明用硫酸处理是最为适宜的；硫酸与碳酸氢盐反应释放出的二氧化碳返回吸收塔循环利用；然后将酸化所得溶液与硫酸铵浓缩步骤得到的结晶母液混合，通过冷却得到硫酸钠/硫酸铵复盐和二级冷冻母液，通过蒸氨、酸化、冷却步骤后二级冷冻母液中硫酸铵的含量增大，对生产高纯度的硫酸铵来说是有利的。
g、将f步骤酸化溶液与h步骤所述结晶母液混合后进行冷冻，得到硫酸钠/硫酸铵复盐和二级冷冻母液；
此冷却步骤的必要性在于，硫酸钠通过二次冷却以结晶形式析出，二次冷冻母液中硫酸钠含量将明显降低，二次冷冻母液中硫酸铵含量降低有利于生产高纯度的硫酸铵。经过大量实验发现-5℃～5℃的温度范围是最佳的。冷却所得硫酸钠/硫酸铵复盐返回至d步骤循环利用，这样可以增大物料的利用率。
h、将g步骤所得二级冷冻母液蒸发浓缩后分离出硫酸铵，分离硫酸铵后的溶液为结晶母液；
i、将c步骤得到的碳酸氢钠与h步骤得到的硫酸铵洗涤、干燥，即得产品。
优选的，a步骤所述硫酸钠溶液是由烟气脱硫所产生的废液、碳酸锂生产工艺产生的含硫酸钠副产物或制造黏胶纤维、玻璃纸、颜料产生的废液。
用锂辉石矿生产碳酸锂工艺中含硫酸钠的副产物为原料生产碳酸氢钠和硫酸铵时，优选的方法是先在0～10℃用水吸收e和/或f步骤所述气体得到吸收液，将吸收液送入混合器中并加入含硫酸钠的副产物和碳酸氢铵，其余步骤则与上述工艺步骤相同。本发明以含锂的十水硫酸钠和碳酸氢铵为原料生产碳酸氢钠和硫酸铵，其中所含锂离子经过循环积累后可以通过沉淀分离回收利用。所述含锂的硫酸钠副产物的成分如表3所示。
优选的，a步骤中向所述吸收的过程在吸收塔中进行；吸收过程更优选采用逆流吸收。
优选的，所述硫酸钠为碳酸锂生产工艺产生的含硫酸钠副产物时，a步骤为：将e和/或f步骤所述气体在0～10℃下用水吸收，得到吸收液；所述b步骤为：将吸收液、含硫酸钠副产物、碳酸氢铵和/或d步骤的碳酸氢铵/硫酸钠混合盐加入混合器,得到混合浆液。
优选的，所述b步骤在混合器中进行，混合温度-5～10℃。
优选的，b步骤所述碳酸氢铵与硫酸钠的质量比为1.0～1.6:1；更优选碳酸氢铵与硫酸钠的质量比为1.3:1。
优选的，c步骤中所述反应的温度为30～45℃，反应的压力为0.12～0.2MPa，反应的时间为1～3h；优选反应的温度为38～40℃，反应的压力为0.12～0.15MPa，反应的时间为1.5～2h。
优选的，f步骤所述酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，更优选的为硫酸。
优选的，d和g步骤中所述冷冻温度均为-5℃～5℃。
优选的，所述f～h步骤为：将e步骤所述蒸氨母液与分离硫酸铵结晶后的母液混合、冷冻，得到硫酸钠/硫酸铵复盐和二级冷冻母液，硫酸钠/硫酸铵复盐返回d步骤循环利用；用酸调节二级冷冻母液pH为4～7，得气体和液体，所得气体返回a步骤；所得液体浓缩、结晶、分离出硫酸铵。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
取钠法脱硫所得硫酸钠溶液100kg，其中含硫酸钠27.1％(1.91mol/L)，碳酸氢钠2.37％，氯化钠0.4％，水70.14％.将溶液在0℃下冷却后送至吸收塔喷淋，同时将蒸氨所得的氨气0.483kg和二氧化碳1.25kg送入吸收塔底部。所得吸收液中含硫酸钠25.26kg。
控制混合器中温度为0℃，将吸收液送入混合器中，并向混合器中加入碳酸氢铵28.1kg和冷冻所得碳酸氢铵/硫酸钠混合盐，得到混合浆液，将混合浆液泵入反应器中，升温至38℃，升压至0.14MPa，反应1.5h得重碱和反应母液，所得重碱组成成分如表4所示。
表4重碱组成
组成 碳酸钠 碳酸氢钠 硫酸铵 硫酸钠 碳酸氢铵 水
百分含量(％) 0.3 96.81 0.9 0.3 0.1 1.68
将反应母液与硫酸钠/硫酸铵复盐混合后-5℃下冷却结晶得碳酸氢铵/硫酸钠混合盐和一次冷冻母液，混合盐返回混合器中，冷冻母液送入蒸氨塔蒸馏，蒸氨所得气体返回到吸收塔，其中含二氧化碳55.64％，氨气21.45％，水蒸气22.91％。蒸氨母液用硫酸调节pH为6，酸化的气体返回至气体吸收步骤，酸化后的溶液在-5℃下冷却结晶得硫酸钠/硫酸铵复盐和二次冷冻母液。
将所得硫酸钠/硫酸铵复盐与碳酸氢钠反应母液混合，二次冷冻母液则送入蒸发结晶器，使硫酸铵结晶析出，脱水干燥为成品。硫酸铵产物组成的如下表5示：
表5硫酸铵组成
组成 硫酸铵 硫酸钠 水
含量(％) 99.47 0.4 0.13
蒸发结晶后的滤液已蒸发至共饱和点，过滤后的共饱和液与酸化后的溶液混合后循环冷冻。并另外在吸收装置、反应装置、混合装置后接入尾气吸收装置用以吸收排放的氨气和二氧化碳，其中氨气用稀硫酸吸收，二氧化碳用氢氧化钠溶液吸收。然后测定尾气吸收液中铵根含量和碳酸根含量。检测到尾气中氨气含量为0.03985kg，二氧化碳为0.1056kg。实施例1的工艺流程如图1所示。碳酸氢钠单程产量为25.92kg，硫酸铵14.61kg。
实施例2
取硫酸钠溶液110kg，其中含硫酸钠27.2％，碳酸氢钠2.47％，氯化钠0.3％，水70.24％。将溶液在0℃下冷却后送至吸收塔喷淋，同时将蒸氨所得的氨气和二氧化碳送入吸收塔底部。所得吸收液中含硫酸钠25.35kg。
控制混合器中温度为0℃，将吸收液送入混合器中，并向混合器中加入碳酸氢铵27.89kg和冷却所得碳酸氢铵/硫酸钠混合盐，得到混合浆液，将混合浆液送入反应器中，升温至37℃，升压至0.14MPa，反应1.5h得重碱和反应母液，所得重碱组成成分如表6所示。
表6重碱组成
组成 碳酸钠 碳酸氢钠 硫酸铵 硫酸钠 碳酸氢铵 水
百分含量(％) 0.28 96.1 0.92 0.32 0.2 1.78
将反应母液与硫酸钠/硫酸铵复盐混合后-5℃下冷却结晶得碳酸氢铵/硫酸钠混合盐和一次冷冻母液，所得混合盐返回混合器中，一次冷冻母液送入蒸氨塔蒸馏，蒸氨所得气体中含二氧化碳55.64％，氨气21.45％，水蒸气22.91％。将蒸氨母液与硫酸铵结晶母液在-5℃冷却结晶得到硫酸钠/硫酸铵复盐，将所得硫酸钠/硫酸铵复盐与反应母液混合；二次冷冻母液用硫酸调节pH为6.5，酸化的气体返回气体吸收步骤。酸化后溶液送入蒸发结晶器，使硫酸铵结晶析出，脱水干燥为成品。产物硫酸铵的成分如表7所示：
表7硫酸铵组成
组成 硫酸铵 硫酸钠 水
含量(％) 99.68 0.3 0.11
蒸发结晶后的滤液已蒸发至共饱和点，过滤后的共饱和液与蒸氨液混合后循环冷冻。实施例2的工艺流程如图2所示。碳酸氢钠单程产量为27.62kg，硫酸铵15.18kg。
实施例3
取碳酸锂生产硫酸钠副产物100kg，其组成如表8所示。在5℃下用57.6kg水吸收蒸氨所得氨气和二氧化碳；控制混合器中温度为5℃，将吸收液送入混合器中并加入硫酸钠副产物100kg、52.7kg碳酸氢铵固体和硫酸钠/碳酸氢铵混合盐得混合浆液，泵入反应器中，在38℃下升压至0.14MPa，反应2h后分离出碳酸氢钠。碳酸氢钠单程产量为35.33kg，其组成如下表9所示。将分离碳酸氢钠后的滤液进行与实施例1相同的结晶、蒸发、冷却等处理步骤后分离出硫酸铵产品，其成分如表10所示：
表8碳酸锂生产工艺含硫酸钠的副产物成分
成分 含量(％)
Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>·10H<sub>2</sub>O 99.6
Li<sub>2</sub>O 0.3
Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> 0.02
Li<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> 0.02
CaCl<sub>2</sub> 0.015
MgCl<sub>2</sub> 0.018
NaCl 0.012
表9碳酸氢钠组成
组成 碳酸氢钠 水
含量(％) 99.45 0.55
表10硫酸铵组成
组成 硫酸铵 硫酸钠 水
含量(％) 99.37 0.42 0.21
碳酸氢钠单程产量为35.33kg，硫酸铵16.96kg。
通过一次反应锂盐在硫酸铵结晶母液中可以浓缩一倍，多次循环后可以在结晶母液中添加碳酸氢钠将锂离子转化为碳酸锂分离出来，锂的回收率可达85％以上。
实施例4
本实施例的实施方式与实施例1相似，在此基础上：
实施例4与实施例1不同的是送入硫酸钠溶液中的二氧化碳量为1.25kg，氨气为0.483kg，控制吸收塔温度-5℃。吸收结束后溶液中含二氧化碳0.113kg，吸收率91.1％；氨气0.0048kg。吸收率99.01％。
碳酸氢钠单程产量为25.92kg，硫酸铵为14.61kg。
对比例1
按照专利“CN1761617A”中的方法进行硫酸铵和碳酸氢钠的回收，取100kg含硫酸钠27.1％的溶液，再向溶液中加入28.1kg碳酸氢铵粉末的同时向反应器中送入蒸氨所得氨气0.483kg和二氧化碳1.25kg，在38℃下反应2h后分离出碳酸氢钠。其工艺流程图详见图3。在反应装置后接入尾气吸收装置用以吸收排放的氨气和二氧化碳，其中氨气用稀硫酸吸收，二氧化碳用氢氧化钠溶液吸收。然后测定尾气吸收液中铵根含量和碳酸根含量。检测到尾气中氨气含量为0.4077kg，二氧化碳为1.126kg。碳酸氢钠单程产量为23.07kg，硫酸铵12.78kg。表11实施例1及对比例1尾气成份
组成 尾气NH<sub>3</sub>含量 尾气CO<sub>2</sub>含量
对比例1(kg) 0.4077 1.126
实施例1(kg) 0.03985 0.1056

Claims (17)

1.用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a、将e和f步骤所述气体在-5～10℃用硫酸钠溶液吸收，得到吸收液，所述硫酸钠溶液中硫酸钠含量为25～30wt%；
b、将所述吸收液、碳酸氢铵和d步骤的碳酸氢铵/硫酸钠混合盐在-5～20℃混合均匀,得到混合浆液；
c、将b步骤所述混合浆液在密闭反应器中反应，分离得碳酸氢钠和反应母液；
d、将c步骤所述反应母液与g步骤所述硫酸钠/硫酸铵复盐混合，冷冻后得到碳酸氢铵/硫酸钠混合盐和一级冷冻母液；
e、将d步骤所述一级冷冻母液进行蒸馏，得到的二氧化碳和氨气气体和蒸氨母液；
f、将e步骤所述蒸氨母液用酸调节pH至4～7，得到酸化溶液与气体；
g、将f步骤酸化溶液与h步骤所述结晶母液混合后进行冷冻，得到硫酸钠/硫酸铵复盐和二级冷冻母液；
h、将g步骤所得二级冷冻母液蒸发浓缩后分离出硫酸铵，分离硫酸铵后的溶液为结晶母液；
i、将c步骤得到的碳酸氢钠与h步骤得到的硫酸铵洗涤、干燥，即得产品；
d和g步骤中所述冷冻温度均为-5℃～5℃。
2.根据权利要求1所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，a步骤所述硫酸钠溶液中硫酸钠含量为26.5～27.5wt%。
3.根据权利要求1所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，a步骤所述硫酸钠溶液是由烟气脱硫所产生的废液、碳酸锂生产工艺产生的含硫酸钠副产物或制造黏胶纤维、玻璃纸、颜料产生的废液。
4.根据权利要求1～3任一项所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，a步骤中向所述吸收的过程在吸收塔中进行；吸收过程采用逆流吸收。
5.根据权利要求3所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，所述硫酸钠溶液为碳酸锂生产工艺产生的含硫酸钠副产物时，a步骤为：将e和f步骤所述气体在0～10℃下用水吸收，得到吸收液；所述b步骤为：将吸收液、含硫酸钠副产物、碳酸氢铵和d步骤的碳酸氢铵/硫酸钠混合盐加入混合器,得到混合浆液。
6.根据权利要求4所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，所述硫酸钠溶液为碳酸锂生产工艺产生的含硫酸钠副产物时，a步骤为：将e和f步骤所述气体在0～10℃下用水吸收，得到吸收液；所述b步骤为：将吸收液、含硫酸钠副产物、碳酸氢铵和d步骤的碳酸氢铵/硫酸钠混合盐加入混合器,得到混合浆液。
7.根据权利要求1～3任一项所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，所述b步骤在混合器中进行，混合温度-5～10℃。
8.根据权利要求4所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，所述b步骤在混合器中进行，混合温度-5～10℃。
9.根据权利要求5所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，所述b步骤在混合器中进行，混合温度-5～10℃。
10.根据权利要求1～3任一项所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，b步骤所述碳酸氢铵与硫酸钠的质量比为1.0～1.6:1。
11.根据权利要求10所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，b步骤所述碳酸氢铵与硫酸钠的质量比为1.3:1。
12.根据权利要求1～3任一项所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，c步骤中所述反应的温度为30～45℃，反应的压力为0.12～0.2MPa，反应的时间为1～3h。
13.根据权利要求12所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，c步骤中所述反应的温度为38～40℃，反应的压力为0.12～0.15MPa，反应的时间为1.5～2h。
14.根据权利要求1～3任一项所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，f步骤所述酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种。
15.根据权利要求14所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，f步骤所述酸为硫酸。
16.根据权利要求1～3任一项所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，所述f～h步骤为：将e步骤所述蒸氨母液与分离硫酸铵结晶后的母液混合、冷冻，得到硫酸钠/硫酸铵复盐和二级冷冻母液，硫酸钠/硫酸铵复盐返回d步骤循环利用；用酸调节二级冷冻母液pH为4～7，得气体和液体，所得气体返回a步骤；所得液体浓缩、结晶、分离出硫酸铵。
17.根据权利要求4所述的用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法，其特征在于，所述f～h步骤为：将e步骤所述蒸氨母液与分离硫酸铵结晶后的母液混合、冷冻，得到硫酸钠/硫酸铵复盐和二级冷冻母液，硫酸钠/硫酸铵复盐返回d步骤循环利用；用酸调节二级冷冻母液pH为4～7，得气体和液体，所得气体返回a步骤；所得液体浓缩、结晶、分离出硫酸铵。
CN201810022174.6A 2018-01-10 2018-01-10 用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法 Active CN108046295B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810022174.6A CN108046295B (zh) 2018-01-10 2018-01-10 用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810022174.6A CN108046295B (zh) 2018-01-10 2018-01-10 用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108046295A CN108046295A (zh) 2018-05-18
CN108046295B true CN108046295B (zh) 2020-02-28

Family

ID=62126823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810022174.6A Active CN108046295B (zh) 2018-01-10 2018-01-10 用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108046295B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109019638B (zh) * 2018-09-06 2020-09-01 四川金象赛瑞化工股份有限公司 一种以芒硝为原料制备纯碱的母液处理方法
CN111039304B (zh) * 2018-10-12 2021-11-12 中国科学院过程工程研究所 一种硫酸钠制备硫酸铵与碳酸氢钠的方法
CN111039310B (zh) * 2018-10-12 2021-07-23 中国科学院过程工程研究所 一种硫酸钠制备碳酸氢钠联产硫酸铵的方法
CN111039305B (zh) * 2018-10-12 2021-11-12 中国科学院过程工程研究所 一种硫酸钠短流程制备碳酸氢钠与硫酸铵的方法
CN111874925A (zh) * 2019-07-10 2020-11-03 成都市真璞科技有限公司 从锂盐副产品中回收锂的方法
CN110304641B (zh) * 2019-08-12 2022-03-04 成都华西堂环保科技有限公司 一种芒硝制重碱的工艺方法
CN113493214B (zh) * 2020-04-08 2022-08-23 北京镜澄科技有限公司 一种硫酸钠制备碳酸氢钠联产硫酸铵的新方法
CN111701419B (zh) * 2020-06-16 2022-08-16 安徽晨晰洁净科技有限公司 一种钠碱干法脱硫灰循环利用方法
CN111760457A (zh) * 2020-08-06 2020-10-13 山西长林能源科技有限公司 一种烟气脱硫废盐再生方法及设备
CN112551548B (zh) * 2020-12-11 2024-05-10 北京航天环境工程有限公司 一种对富含硫酸钠和硫酸铵的有机废水的资源化系统
CN112516777A (zh) * 2020-12-16 2021-03-19 华润环保发展有限公司 用于热发电厂的固碳装置及固碳工艺方法
CN113336245A (zh) * 2021-07-22 2021-09-03 张崇关 一种钠法脱硫灰渣资源化处理系统及处理方法
CN114538471B (zh) * 2022-01-13 2023-08-01 宁波弗镁瑞环保科技有限公司 一种硫酸钠-氯化钠混合盐综合利用的方法
CN114436297B (zh) * 2022-02-21 2023-12-08 恒信润丰科技开发（北京）有限公司 一种芒硝制纯碱的方法
CN114702047B (zh) * 2022-06-07 2022-08-23 中国科学院过程工程研究所 一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1091395A (zh) * 1994-01-19 1994-08-31 李兴德 芒硝制纯碱的方法
US5830422A (en) * 1995-06-23 1998-11-03 Ormiston Mining And Smelting Co. Ltd. Method for production of sodium bicarbonate, sodium carbonate and ammonium sulfate from sodium sulfate
US6106796A (en) * 1998-10-13 2000-08-22 Airborne Technologies Inc. Method of ammonium sulfate purification
US7393378B2 (en) * 2003-02-11 2008-07-01 Airborne Industrial Minerals Inc. Method for recovering purified sodium bicarbonate and ammonium sulfate
CN202016881U (zh) * 2011-04-07 2011-10-26 四川金圣赛瑞化工有限责任公司 联合生产纯碱和硫酸铵的系统
CN102198953A (zh) * 2011-04-07 2011-09-28 四川金圣赛瑞化工有限责任公司 以蜜胺尾气和芒硝联合生产纯碱和硫酸铵的方法
CN105712382A (zh) * 2016-04-14 2016-06-29 中国中轻国际工程有限公司 一种芒硝生产碳酸氢钠工艺
CN106865571B (zh) * 2017-03-20 2023-07-25 科莱环境工程（北京）有限公司 一种化工浓盐水制取小苏打和硫酸铵的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108046295A (zh) 2018-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108046295B (zh) 用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法
CN111039310B (zh) 一种硫酸钠制备碳酸氢钠联产硫酸铵的方法
CN113135582A (zh) 一种氯化钠联合制备碳酸钠与氯化铵的生产方法
CN112850745B (zh) 一种垃圾焚烧飞灰循环资源化利用方法
CN111039305B (zh) 一种硫酸钠短流程制备碳酸氢钠与硫酸铵的方法
CN114715920B (zh) 一种利用混合钠盐制备碳酸钠联产硫酸铵和氯化铵的方法
CN112225235A (zh) 一种从硫酸钠制备碳酸氢钠和硫酸氢钠的方法
CN112551554A (zh) 一种含硫废盐及其溶液的处理方法
CN114715921B (zh) 一种混合钠盐高值转化的方法
CN1962444A (zh) 一种以工业盐渣生产纯碱的新工艺
CN110937612A (zh) 一种利用粗碳酸氢钠制取优质重质纯碱的工艺
CN114436297B (zh) 一种芒硝制纯碱的方法
CN112723391A (zh) 一种碳铵与钙芒硝尾矿联产纯碱、硫酸钙工艺
CN114477230A (zh) 一种侯氏联合制碱中化学升华-变温结晶分离碱盐的方法
CN101519383A (zh) 一种利用尿素联合生产蜜胺、纯碱和氯化铵的工艺
CN102040197B (zh) 一种尿素法水合肼蒸发副产含碱盐渣中的氨氮脱除方法
CN114180601A (zh) 一种废盐废渣生产纯碱、烧碱绿色低碳工艺
CN1736870A (zh) 硝酸转化法制取硝酸钾方法
CN103224246A (zh) 一种化学石膏制硫铵反应料浆浓缩和余热余氨回收方法
CN111039304B (zh) 一种硫酸钠制备硫酸铵与碳酸氢钠的方法
CN108796612A (zh) 一种磷石膏循环分解制硫酸钙晶须联产硫酸铵的方法
CN112279277A (zh) 一种烟气镁法脱硫高端资源化利用的系统和方法
CN110217769B (zh) 一种生产硝酸铵钙副产饲料级dcp的方法
CN110844926A (zh) 一种高纯度亚硫酸镁的生产方法
CN102649585B (zh) 一种红矾钠的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant