CN108483464B - 一种焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统，包括依序连接的调浆水解系统、中和浓缩系统和脱水干燥系统，调浆水解系统包括纯水存储罐、水泵、加热装置和混合搅拌罐，纯水存储罐通过水泵与混合搅拌罐相连接，加热装置通过腔体设置于混合搅拌罐的外壁，混合搅拌罐上方设置有焦亚硫酸钠加料口；中和浓缩系统包括氢氧化钠加料口和加热装置，氢氧化钠加料口通过加料管和控制阀设置在混合搅拌罐上方的一侧位置；脱水干燥系统包括真空泵、真空过滤器以及用于干燥处理滤渣的干燥箱。采用本发明生产系统制备亚硫酸钠，操作简便，设备简单，有效解决了现有技术存在的原材料消耗高、设备占用场地大并且有废气废水产生的问题。

Description

一种焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统

技术领域

本发明涉及化工制备技术领域，具体涉及一种焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统。

背景技术

亚硫酸钠又名硫氧，分子式为Na₂SO₃，分子量为126.04，是一种无色六方棱柱形晶体或白色结晶粉末，有无水物和七水物两种。亚硫酸钠的传统生产方法二氧化硫-纯碱法，该法将硫磺燃烧生成二氧化硫气体，二氧化硫再与纯碱和烧碱反应生成亚硫酸钠，然后中和、浓缩干燥而得成品。主要化学反应：

该方法生产的亚硫酸钠产品质量虽然高，但工艺复杂，原材料消耗较高，设备较多，占用场地较大且有废水和废气产生。因此亟需设计一种新的技术方案，以综合解决上述存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统，其设备简单，产品制备容易，能有效解决现有技术中存在的工艺复杂、原料消耗高、占用场地大且易产生废水废气问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统，包括依序连接的调浆水解系统、中和浓缩系统和脱水干燥系统，所述调浆水解系统包括纯水存储罐、水泵、加热装置和混合搅拌罐，所述纯水存储罐通过所述水泵与所述混合搅拌罐相连接，所述加热装置通过腔体设置于所述混合搅拌罐的外壁，所述混合搅拌罐上方设置有焦亚硫酸钠加料口，所述焦亚硫酸钠加料口通过加料管固定在所述混合搅拌罐的上方一侧位置；所述中和浓缩系统包括氢氧化钠加料口和加热装置，所述氢氧化钠加料口通过加料管和控制阀设置在所述混合搅拌罐上方的另一侧位置；所述脱水干燥系统包括真空泵、真空过滤器以及用于干燥处理滤渣的干燥箱，所述混合搅拌罐通过管道直接与真空过滤器相连接。

进一步地方案为，所述加热装置包括加热系统，所述加热系统包括间隔布置在所述腔体内的循环机组和温度感应介质，所述循环机组与温度感应介质沿所述混合搅拌罐周向均匀间隔设置，所述腔体上还设置有进风口和出风口，所述腔体与所述出风口之间设置有温控阀和节流毛细管，所述节流毛细管设置在靠近所述混合搅拌罐的一侧。

进一步地方案为，所述混合搅拌罐内设置有搅拌器，所述混合搅拌罐的旁侧设置有温度传感器和pH检测仪，混合搅拌罐上方还设置有用于取样检测的取样口，所述取样口上设置有取样盖，所述取样盖下方设置有取样器，所述取样器为开口向上的圆筒状，所述取样器通过连接杆固定在所述取样盖下方中间位置，所述连接杆固定设置在所述取样器的侧壁上；所述混合搅拌罐的下方还设置有出料口。

进一步地方案为，所述搅拌器包括搅拌杆和搅拌桨，所述搅拌桨包括第一搅拌桨和第二搅拌桨，所述第一搅拌桨设置在所述混合搅拌罐的下部，所述第一搅拌桨的下方和上方均分别设置有第二搅拌桨，所述第二搅拌桨的桨叶小于第一搅拌桨的桨叶。

更进一步地方案为，所述第一搅拌桨下方设置有一个第二搅拌桨，所述第一搅拌桨的上方设置有两个第二搅拌桨；且所述第一搅拌桨与第二搅拌桨的桨叶上均分别设置有均匀布置的小孔，所述小孔的分布密度由搅拌杆向外方向逐渐增大。

上述技术方案中提供的焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统，以焦亚硫酸钠为原料，直接与烧碱作用，经中和浓缩干燥而得亚硫酸钠成品；采用带有加热装置的混合搅拌罐进行边加热边搅拌，能有效节省设备占地空间以及减少产品制备时间，另外采用两级搅拌桨进行搅拌，能加快混合速度，保证混合均匀度；同时采用本发明焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统制备亚硫酸钠，产品质量稳定，生产成本低廉，并且在生产过程中无三废产生，便于推广和使用。

附图说明

图1为本发明所述焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的工艺流程图；

图2为本发明所述焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统的结构示意图；

图3为本发明所述混合搅拌罐的结构示意图；

图4为本发明所述加热系统的结构示意图；

图5为本发明所述第一搅拌桨的结构示意图。

图中：1、纯水存储罐；2、水泵；3、焦亚硫酸钠加料口；4、氢氧化钠加料口；5、混合搅拌罐；51、取样口；52、pH检测仪；53、搅拌器；531、第一搅拌桨；532、第二搅拌桨；533、小孔；54、腔体；55、加热系统；551、进风口；552、温控阀；553、循环机组；554、节流毛细管；555、温度感应介质；56、出料口；57、温度传感器；6、真空过滤器；7、干燥箱、8、存放箱。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

图1是本发明焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统的工艺流程图，以焦亚硫酸钠为原料，直接与氢氧化钠作用，经过中和浓缩干燥而得到亚硫酸钠产品；图2为焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统结构示意图，包括依序连接的调浆水解系统、中和浓缩系统和脱水干燥系统，所述调浆水解系统包括纯水存储罐1、水泵2、加热装置和混合搅拌罐5，所述纯水存储罐1通过所述水泵2与所述混合搅拌罐5相连接，所述加热装置通过腔体54设置于所述混合搅拌罐5的外壁，所述混合搅拌罐5上方设置有焦亚硫酸钠加料口3，所述焦亚硫酸钠加料口3通过加料管固定在所述混合搅拌罐5的上方一侧位置；所述中和浓缩系统包括氢氧化钠加料口4和加热装置，所述氢氧化钠加料口4通过加料管和控制阀设置在所述混合搅拌罐5上方的另一侧位置；所述脱水干燥系统包括真空泵、真空过滤器6以及用于干燥处理滤渣的干燥箱7，所述混合搅拌罐5通过管道直接与真空过滤器6相连接，经过干燥箱处理后的亚硫酸钠直接放置在存放箱8内进行暂时储存，以便于后续包装和检测工作的进行。在具体实施时，混合搅拌罐上还可以增设用于观察罐内液体情况的透明观察镜，由于观察镜为现有技术，故此处不多做详述。

如图4所示，加热装置包括加热系统55，所述加热系统55包括间隔布置在所述腔体54内的循环机组553和温度感应介质555，所述循环机组553与温度感应介质555沿所述混合搅拌罐5周向均匀间隔设置，所述腔体54上还设置有进风口551和出风口，所述腔体54与所述出风口之间设置有温控阀552和节流毛细管554，所述节流毛细管554设置在靠近所述混合搅拌罐5的一侧；具体实施时设置有控制器对上述循环机组、温度感应介质、温控阀进行监控和控制，在进风口处通入加热的空气，利用腔体内设置的循环机组和温度感应介质，加快热空气的流动，使之能达到需要温度，并在出风口处设置温控阀和节流毛细管，当温控阀检测到提前设定的温度时，利用节流毛细管高压力的特点将热空气对混合搅拌罐进行加热，使混合搅拌罐内的液体达到加热煮沸的目的。

如图3所示，混合搅拌罐5内设置有搅拌器53，所述混合搅拌罐5的旁侧设置有温度传感器57和pH检测仪52，混合搅拌罐5上方还设置有用于取样检测的取样口51，所述取样口51上设置有取样盖，所述取样盖下方设置有取样器，所述取样器为开口向上的圆筒状，所述取样器通过连接杆固定在所述取样盖下方中间位置，所述连接杆固定设置在所述取样器的侧壁上；所述混合搅拌罐的下方还设置有出料口56；温度传感器用于测量混合搅拌罐内的温度，操作人员可获知混合搅拌罐内液体的实时温度；为防止污染罐内液体，利用取样盖下方设置的取样器进行取样测量，并利用混合搅拌罐旁侧的pH检测仪进行测量，根测量结果计算氢氧化钠的用量，简单方便，易行可靠。

更为具体的方案为，搅拌器53包括搅拌杆和搅拌桨，所述搅拌桨包括第一搅拌桨531和第二搅拌桨532，所述第一搅拌桨531设置在所述混合搅拌罐5的下部，所述第一搅拌桨531的下方和上方均分别设置有第二搅拌桨532，所述第二搅拌桨532的桨叶小于第一搅拌桨531的桨叶；设置多级搅拌桨进行搅拌，可使各组分充分混合，提高了混合搅拌罐内液体的流动性，同时由于沉淀作用，可能会导致底部搅拌不均匀，因此在第一搅拌桨下方设置有一个第二搅拌桨，以避免底部沉淀现象发生，提高搅拌效率，增加混合搅拌罐内液体的均匀度。

如图5所示（以第一搅拌桨为例），第一搅拌桨531与第二搅拌桨532的桨叶上均分别设置有均匀布置的小孔533，所述小孔的分布密度由搅拌杆向外方向逐渐增大；由于在搅拌过程中的浓缩反应，使混合搅拌罐中的固体成分增多，设置小孔以减少搅拌桨在搅拌过程中受到的阻力，以保证搅拌速度和搅拌器的使用寿命，减少设备维修次数和成本。

本发明提供的焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统制备亚硫酸钠的方法如下：先将部分纯水通过水泵输送至混合搅拌罐中，再通过焦亚硫酸钠加料口加入焦亚硫酸钠进行加热搅拌工作（利用本发明产品改良的搅拌器和加热装置可快速达到煮沸和搅拌均匀的效果），加水量经过计算，使其稀释至500Be左右，变成亚硫酸氢钠的浓溶液；之后通过氢氧化钠加料口向混合搅拌罐中缓慢加入氢氧化钠固体进行中和浓缩反应，调节pH至8左右，继续加热浓缩，调整固液比使固液比达到1:1；最后进行脱水干燥步骤，采用真空泵和真空过滤器进行真空抽滤，滤渣在干燥箱中120℃恒温干燥3小时，即得到成品无水亚硫酸钠；其中制备过程中产生的滤液可循环利用。

附注：采用本发明焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统制备的亚硫酸钠，各项质量指标都能达到并且超过国家标准（HG T 2967-2000）中的优等品。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统，其特征在于：包括依序连接的调浆水解系统、中和浓缩系统和脱水干燥系统，所述调浆水解系统包括纯水存储罐(1)、水泵(2)、加热装置和混合搅拌罐(5)，所述纯水存储罐(1)通过所述水泵(2)与所述混合搅拌罐(5)相连接，所述加热装置通过腔体(54)设置于所述混合搅拌罐(5)的外壁，所述混合搅拌罐(5)上方设置有焦亚硫酸钠加料口(3)，所述焦亚硫酸钠加料口(3)通过加料管固定在所述混合搅拌罐(5)的上方一侧位置；所述中和浓缩系统包括氢氧化钠加料口(4)和加热装置，所述氢氧化钠加料口(4)通过加料管和控制阀设置在所述混合搅拌罐(5)上方的另一侧位置；所述脱水干燥系统包括真空泵、真空过滤器(6)以及用于干燥处理滤渣的干燥箱(7)，所述混合搅拌罐(5)通过管道直接与真空过滤器(6)相连接；所述加热装置包括加热系统(55)，所述加热系统(55)包括间隔布置在所述腔体(54)内的循环机组(553)和温度感应介质(555)，所述循环机组(553)与温度感应介质(555)沿所述混合搅拌罐(5)周向均匀间隔设置，所述腔体(54)上设置有进风口(551)和出风口，所述腔体(54)与所述出风口之间设置有温控阀(552)和节流毛细管(554)，所述节流毛细管(554)设置在靠近所述混合搅拌罐(5)的一侧。

2.根据权利要求1所述的焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统，其特征在于：所述混合搅拌罐(5)内设置有搅拌器(53)，所述混合搅拌罐(5)的旁侧设置有温度传感器(57)和pH检测仪(52)，混合搅拌罐(5)上方还设置有用于取样检测的取样口(51)，所述取样口(51)上设置有取样盖，所述取样盖下方设置有取样器，所述取样器为开口向上的圆筒状，所述取样器通过连接杆固定在所述取样盖下方中间位置，所述连接杆固定设置在所述取样器的侧壁上；所述混合搅拌罐的下方还设置有出料口(56)。

3.根据权利要求2所述的焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统，其特征在于：所述搅拌器(53)包括搅拌杆和搅拌桨，所述搅拌桨包括第一搅拌桨(531)和第二搅拌桨(532)，所述第一搅拌桨(531)设置在所述混合搅拌罐(5)的下部，所述第一搅拌桨(531)的下方和上方均分别设置有第二搅拌桨(532)，所述第二搅拌桨(532)的桨叶小于第一搅拌桨(531)的桨叶。

4.根据权利要求3所述的焦亚硫酸钠与纯碱反应制备亚硫酸钠的生产系统，其特征在于：所述第一搅拌桨(531)下方设置有一个第二搅拌桨(532)，所述第一搅拌桨(531)的上方设置有两个第二搅拌桨(532)。

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