CN108557777B - 一种亚硫酸钠的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种亚硫酸钠的生产工艺，先通过混合器配置碳酸钠溶液，再通过净化器过滤烟气，然后在反应器中进行反应，制备亚硫酸氢钠溶液，再加入碳酸钠溶液调节反应液pH7~8，最后浓缩、离心、干燥，得到亚硫酸钠固体；混合器和净化器外均连接有电磁阀，混合器与反应器之间连接有涡轮流量计，净化器与反应器之间连接有涡轮流量计，还设置有计算机控制设备，电池阀、混合器、净化器、反应器和涡轮流量计均与计算机控制设备电连接，使该生产工艺能够实现自动化控制。该生产工艺能够提高亚硫酸钠的纯度，且能够进行自动化控制，以满足安全需要，该生产工艺有效充分地吸收SO2，且结合自动控制设备实现生产的自动化控制，提高了生产的安全性。
Description
技术领域
本发明属于烟气污染防治技术领域，尤其涉及一种亚硫酸钠的生产工艺。
背景技术
石油炼制工业与我国国民经济的发展十分密切，无论工业、农业、交通运输和国防建设都离不开石油产品。而石油中的原油多为含硫原油，在加工过程中会产生大量的含硫烟气，严重污染环境。
目前，为了除去石油加工过程中产生的酸性H2S（硫化氢）等烟气，通常会将含硫烟气进入燃烧炉中燃烧，生成SO2（二氧化硫）等烟气，再以亚硫酸钠/亚硫酸氢钠混合溶液作为吸收液吸收烟气中的粉尘与SO2，吸收后的浆液在中和罐中中和除去亚硫酸氢钠，使得产品亚硫酸钠纯度较高。但此工艺由于吸收液为亚硫酸钠/亚硫酸氢钠混合溶液，呈酸性，在吸收SO2时的传质推动力小于传统的碱液吸收剂工艺，排放尾气中硫氧化物含量不易达到新的排放标准。且在处理SO2的过程中，虽然具有处理设备，但是这些处理设备需要人为控制，存在着不安全因素，特别是SO2是有毒有害气体，对人们具有很大的安全隐患。
在公开号为CN107648948A的发明专利中，公开了一种催化裂化烟气除尘脱硫回收亚硫酸钠工艺。包括除尘系统、脱硫系统、亚硫酸钠回收系统；除尘系统是袋式除尘器；脱硫系统是脱硫塔，脱硫塔包括喷淋层，喷淋层上方设有除雾器、烟囱；袋式除尘器通过升压风机与脱硫塔连接；亚硫酸钠回收系统包括结晶器、稠厚器、离心机，离心机之前设置稠厚器，结晶器、稠厚器、离心机依次通过管道连接；离心机之后依次连接流化床干燥机、旋风分离器；稠厚器还连接溢流缓冲罐，溢流缓冲罐还连接脱硫塔。本工艺在满足当前环保新标准的同时，对亚硫酸钠的回收率高，所得产品纯度高，同时几乎无废水排放，具有运行成本低，经济及环境效益明显等特点。
但是，上述工艺还无法实现自动化生产，对设备无法实现安全监控，同时，人工成本相对较高,且其目的主意是脱硫处理，对SO2的净化并不注重效率和亚硫酸钠的产品质量，所制得的亚硫酸钠还需要进一步加工才能满足后续的使用需求。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种亚硫酸钠的生产工艺，该生产工艺能够有效地提高亚硫酸钠的纯度，且能够进行自动化控制，以满足安全需要。
本发明的另一个目的在于提供一种亚硫酸钠的生产工艺，该生产工艺有效充分地吸收SO2，且在生产过程中结合自动控制设备实现生产的自动化控制，不需要人为干预，提高了生产的安全性。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
本发明提供一种亚硫酸钠的生产工艺，包括有如下步骤：
S1、通过混合器配置碳酸钠溶液，即将固体碳酸钠和水进行混合，得到碳酸钠溶液；
S2、通过净化器过滤烟气，得到含SO2的气体；
S3、将步骤S1中配置好的碳酸钠溶液注入到反应器中，保持反应器中液位为反应器的三分之二至四分之三水平；
S4、开启搅拌，通过反应器的底部注入含SO2的气体，进行化学反应，控制气体的流速和反应的温度，观察反应液的pH变化；
S5、反应后的气体通过反应器上部进行排放，液体则进一步加入碳酸钠溶液，调节反应液的pH为7~8；
S6、将步骤S5中得到的反应液进行浓缩、离心、干燥，得到亚硫酸钠固体；
所述混合器和净化器外均连接有电磁阀，所述混合器与反应器之间连接有涡轮流量计，所述净化器与反应器之间连接有涡轮流量计；
该生产工艺还设置有计算机控制设备，所述电池阀、混合器、净化器、反应器和涡轮流量计均与计算机控制设备电连接，使该生产工艺能够实现自动化控制。
其中，所述反应器包括有第一组反应器和第二组反应器，所述第一组反应器和第二组反应器内均具有同样的溶液，即碳酸钠溶液。
其中，所述第一组反应器连接净化器，使通过净化器净化后的第一类气体直接通入到第一组反应器中。
其中，所述第一组反应器的上部设有气体出口A，所述气体出口A连接第二组反应器，使通过第一组反应器净化后的第二类气体经所述气体出口A通入到第二组反应器中，进行进一步反应，以充分吸收SO2气体。
其中，所述第二组反应器的上部设有气体出口B，所述气体出口B连通外部空气，使通过第二组反应器净化后的第三类气体经所述气体出口B排放到空气中。
其中，所述第一组反应器的下部设有液体出口C，所述第二组反应器的下部设有液体出口D，所述反应器还包括有第三组反应器，所述液体出口C和液体出口D连通第三组反应器的上部，使通过第一组反应器反应后的第一类液体和通过第二组反应器反应后的第二类液体流入到第三组反应器中。
其中，所述第三组反应器的上部与混合器连通，使混合器中的碳酸钠溶液流入第三组反应器中，中和反应，调节反应液的pH为7~8。
其中，所述反应器还包括有浓缩反应器、离心机和干燥器，所述第三组反应器、浓缩反应器、离心机和干燥器分别依次连通。
其中，所述第一组反应器与第三组反应器之间连接有涡轮流量计，所述第二组反应器与第三组反应器之间连接有涡轮流量计，所述混合器与第三组反应器之间连接有涡轮流量计，所述第三组反应器与浓缩反应器之间连接有涡轮流量计。
其中，所述第一组反应器外设有散热器，所述第一组反应器内设有温度计和液位计，所述散热器、温度计和液位计分别与计算机控制设备电连接。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明提供的一种亚硫酸钠的生产工艺，该生产工艺能够有效地提高亚硫酸钠的纯度，且能够进行自动化控制，以满足安全需要，该生产工艺有效充分地吸收SO2，且在生产过程中结合自动控制设备实现生产的自动化控制，不需要人为干预，提高了生产的安全性，且浓缩出的水能够回收利用，经济环保。
附图说明
图1是本发明一种亚硫酸钠的生产工艺的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明采用的亚硫酸钠的制备方法为：
先用碳酸钠（Na2CO3）溶液吸收二氧化硫（SO2）气体，制得亚硫酸氢钠（NaHSO3）溶液，再用碳酸钠（Na2CO3）溶液中和亚硫酸氢钠（NaHSO3）溶液，至pH为7~8，制得亚硫酸钠（Na2SO3）溶液，再经浓缩、离心、干燥，制得亚硫酸钠（Na2SO3）固体，其化学方程式如下：
Na2CO3+2SO2+H2O→2NaHSO3+CO2↑
Na2CO3+2NaHSO3→2Na2SO3+CO2↑+H2O
参见图1所示，为本发明所实现的一种亚硫酸钠的生产工艺，包括有如下步骤：
S1、通过混合器1配置碳酸钠溶液，即将固体碳酸钠和水进行混合，得到碳酸钠溶液；
S2、通过净化器2过滤烟气，得到含SO2的气体；
S3、将步骤S1中配置好的碳酸钠溶液注入到反应器3中，保持反应器3中液位为反应器3的三分之二至四分之三水平；
S4、开启搅拌，通过反应器3的底部注入含SO2的气体，进行化学反应，控制气体的流速和反应的温度，观察反应液的pH变化；
S5、反应后的气体通过反应器3上部进行排放，液体则进一步加入碳酸钠溶液，调节反应液的pH为7~8；
S6、将步骤S5中得到的反应液进行浓缩、离心、干燥，得到亚硫酸钠固体；
混合器和净化器外均连接有电磁阀4，混合器1与反应器3之间连接有涡轮流量计5，净化器2与反应器3之间连接有涡轮流量计5；
该生产工艺还设置有计算机控制设备，电池阀4、混合器1、净化器2、反应器3和涡轮流量计5均与计算机控制设备电连接，使该生产工艺能够实现自动化控制。在本发明当中，该生产工艺能够有效地提高亚硫酸钠的纯度，且能够进行自动化控制，以满足安全需要，该生产工艺有效充分地吸收SO2，且在生产过程中结合自动控制设备实现生产的自动化控制，不需要人为干预，提高了生产的安全性，且浓缩出的水能够回收利用，经济环保。
在本实施例中，反应器3包括有第一组反应器31和第二组反应器32，第一组反应器31和第二组反应器32内均具有同样的溶液，即碳酸钠溶液。在本发明当中，设置2个反应器是为了有效充分地吸收SO2，避免烟气中的SO2排放到空气中，污染环境。
在本实施例中，第一组反应器31连接净化器2，使通过净化器2净化后的第一类气体直接通入到第一组反应器31中。在本发明当中，烟气经过净化器净化后，除去了大量的颗粒状的烟尘，得到的第一类气体通入第一组反应器31中，参与第一次反应。
在本实施例中，第一组反应器31的上部设有气体出口A，气体出口A连接第二组反应器32，使通过第一组反应器31净化后的第二类气体经气体出口A通入到第二组反应器32中，进行进一步反应，以充分吸收SO2气体。在本发明当中，经过第一次反应后，可能有部分SO2气体未反应完全，进入第二组反应器32，进行进一步地反应，以充分吸收SO2气体，避免SO2排放到空气中，污染环境。
在本实施例中，第二组反应器32的上部设有气体出口B，气体出口B连通外部空气，使通过第二组反应器32净化后的第三类气体经气体出口B排放到空气中。在本发明当中，经过第二组反应器32净化后的气体，已除去了SO2气体，达到了排放的标准，可以直接排放到空气中，如果经检查发现还有SO2的存在，则需要再另外再增加一个反应，以充分吸收SO2气体，避免SO2对环境的污染。
在本实施例中，第一组反应器31的下部设有液体出口C，第二组反应器32的下部设有液体出口D，所述反应器3还包括有第三组反应器33，液体出口C和液体出口D连通第三组反应器33的上部，使通过第一组反应器31反应后的第一类液体和通过第二组反应器32反应后的第二类液体流入到第三组反应器33中。在本发明当中，通过pH检测，第一组反应器31和第二组反应器32中的液体pH值达到4.1左右时，反应完成，流入到第三组反应器33当中，进行中和反应。
在本实施例中，第三组反应器33的上部与混合器1连通，使混合器1中的碳酸钠溶液流入第三组反应器33中，中和反应，调节反应液的pH为7~8。在本发明当中，将碳酸钠溶液缓慢滴加到第三组反应器33中，用以中和碳酸氢钠溶液，检测溶液pH，若pH为7~8之间，则反应完成，制得亚硫酸钠溶液。
在本实施例中，反应器3还包括有浓缩反应器34、离心机35和干燥器36，第三组反应器33、浓缩反应器34、离心机35和干燥器36分别依次连通。在本发明当中，在第三组反应器33后连接浓缩反应器34、离心机35和干燥器36，形成一体式的反应，通过计算机控制设备实现生产的自动化控制，得到亚硫酸钠固体。
在本实施例中，第一组反应器31与第三组反应器33之间连接有涡轮流量计5，第二组反应器32与第三组反应器33之间连接有涡轮流量计5，混合器1与第三组反应器33之间连接有涡轮流量计5，第三组反应器33与浓缩反应器34之间连接有涡轮流量计5。在本发明当中，用涡轮流量计5能够调节液体的流速，通过计算机控制设备控制涡轮流量计5，就能够实现液体流速的控制，实现自动化生产，提高生产安全性。
在本实施例中，第一组反应器31外设有散热器，第一组反应器31内设有温度计和液位计，散热器、温度计和液位计分别与计算机控制设备电连接。在本发明当中，碳酸钠吸收SO2会产生热量，在第一组反应器31外设置散热器，能够使该反应在所需温度下进行，避免副反应的产生，温度计能够监测反应过程的温度变化，用以监控反应的正常进行，液位计能够观察反应器内的液位情况。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明提供的一种亚硫酸钠的生产工艺，该生产工艺能够有效地提高亚硫酸钠的纯度，且能够进行自动化控制，以满足安全需要，该生产工艺有效充分地吸收SO2，且在生产过程中结合自动控制设备实现生产的自动化控制，不需要人为干预，提高了生产的安全性，且浓缩出的水能够回收利用，经济环保。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种亚硫酸钠的生产工艺，其特征在于，包括有如下步骤：
S1、通过混合器配置碳酸钠溶液，即将固体碳酸钠和水进行混合，得到碳酸钠溶液；
S2、通过净化器过滤烟气，得到含SO2的气体；
S3、将步骤S1中配置好的碳酸钠溶液注入到反应器中，保持反应器中液位为反应器的三分之二至四分之三水平；
S4、开启搅拌，通过反应器的底部注入含SO2的气体，进行化学反应，控制气体的流速和反应的温度，观察反应液的pH变化；
S5、反应后的气体通过反应器上部进行排放，液体则进一步加入碳酸钠溶液，调节反应液的pH为7-8；
S6、将步骤S5中得到的反应液进行浓缩、干燥，得到亚硫酸钠固体；
所述混合器和净化器外均连接有电磁阀，所述混合器与反应器之间连接有涡轮流量计，所述净化器与反应器之间连接有涡轮流量计；
该生产工艺还设置有计算机控制设备，所述电池阀、混合器、净化器、反应器和涡轮流量计均与计算机控制设备电连接，使该生产工艺能够实现自动化控制；
所述反应器包括有第一组反应器和第二组反应器，所述第一组反应器和第二组反应器内均具有同样的溶液，即碳酸钠溶液；
所述第一组反应器的下部设有液体出口C，所述第二组反应器的下部设有液体出口D，所述反应器还包括有第三组反应器，所述液体出口C和液体出口D连通第三组反应器的上部，使通过第一组反应器反应后的第一类液体和通过第二组反应器反应后的第二类液体流入到第三组反应器中；
所述第三组反应器的上部与混合器连通，使混合器中的碳酸钠溶液流入第三组反应器中，中和反应，调节反应液的pH为7-8；
所述反应器还包括有浓缩反应器、离心机和干燥器，所述第三组反应器、浓缩反应器、离心机和干燥器分别依次连通。
2.根据权利要求1所述的一种亚硫酸钠的生产工艺，其特征在于，所述第一组反应器连接净化器，使通过净化器净化后的第一类气体直接通入到第一组反应器中。
3.根据权利要求2所述的一种亚硫酸钠的生产工艺，其特征在于，所述第一组反应器的上部设有气体出口A，所述气体出口A连接第二组反应器，使通过第一组反应器净化后的第二类气体经所述气体出口A通入到第二组反应器中，进行进一步反应，以充分吸收SO2气体。
4.根据权利要求3所述的一种亚硫酸钠的生产工艺，其特征在于，所述第二组反应器的上部设有气体出口B，所述气体出口B连通外部空气，使通过第二组反应器净化后的第三类气体经所述气体出口B排放到空气中。
5.根据权利要求1所述的一种亚硫酸钠的生产工艺，其特征在于，所述第一组反应器与第三组反应器之间连接有涡轮流量计，所述第二组反应器与第三组反应器之间连接有涡轮流量计，所述混合器与第三组反应器之间连接有涡轮流量计，所述第三组反应器与浓缩反应器之间连接有涡轮流量计。
6.根据权利要求1所述的一种亚硫酸钠的生产工艺，其特征在于，所述第一组反应器外设有散热器，所述第一组反应器内设有温度计和液位计，所述散热器、温度计和液位计分别与计算机控制设备电连接。
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