CN110028086A - 一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，具体步骤如下：将固体硫磺投入熔硫槽内部进行熔化，熔化过后成为液态硫磺进入沉降槽内将液态硫磺进行沉降分离，分离过后的澄清液进入精硫槽内部对液态硫磺进行精制；精制过后的硫磺进入焚硫炉内部进行燃烧反应，并得到含二氧化硫的烟气；含二氧化硫烟气先后进入火管锅炉和空气预热器。本发明生产的成品无水亚硫酸钠经过净化系统，电除雾器去除少量灰份及三氧化硫酸雾，产品质量亚硫酸钠含量达到99％，同时因在系统流程中增加了空气预热器，用制气系统中烟气热能加热空气达到对成品进行烘干的目的，节约了能源，使生产亚硫酸钠成品也大幅提高，提高了产品竞争力，增加了市场占有率。

Description

一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法

技术领域

本发明涉及无水亚硫酸钠生产技术领域，尤其涉及一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法。

背景技术

无水亚硫酸钠，英文名Anhydrous Sodium Sulfate，别名硫氧，分子式为Na₂SO₃，分子量126.04，为白色结晶或粉末；无臭。在水中易溶，在乙醇中极微溶解，在乙醚中几乎不溶，溶于水(0℃时，12.54g/100ml水；80℃时28.3g/100ml水)，在33.4℃时溶解度最高约为28％，水溶液呈碱性，PH值约为9～9.5。微溶于醇，不溶于液氯、氨。在空气中易被氧化成硫酸钠，遇高温则分解成硫化钠。为强化还原剂，与二氧化硫作用生成亚硫酸氢钠，与强酸反应生成相应盐。

无水亚硫酸钠可用作脲醛树脂合成加成阶段反应的催化剂、还原剂可保护对氧敏感的材料和防老剂、抗氧剂、中和剂。无水亚硫酸钠用于胶片显影；化学工业用作还原剂和磺化剂；印染工业的脱氯剂和漂白剂；化学纤维的稳定剂等等。工业级无水亚硫酸钠用途广泛。医药工业用于生产氯仿、苯丙醛和苯甲醛的净化；橡胶工业用作凝固剂；印染工业用作棉布漂白后的脱氯剂、棉布煮炼助剂和印染的媒染剂；制革工业用于皮革处理，能使皮革柔软、丰满、坚韧，具有防水、抗折、耐磨等性能；化学工业用于生产羟基香草醛、盐酸羟胺等；感光工业用作显影剂等。食品级无水亚硫酸钠可作为饼干和蛋糕等食品的漂白剂和膨松剂、蔬菜脱水的养分保持剂、贮存水果的保鲜剂、酿造和饮料的杀菌防腐剂等。

生产无水亚硫酸钠制备二氧化硫气体是关键，目前二氧化硫气体制取主要有硫磺制气、硫铁矿制气、冶炼制气、硫酸生产尾气回收利用等，由于要达到质量较高品质，现普遍采用硫磺制气。传统工艺是固体硫磺颗粒通过螺旋给料器送料，由压缩空气吹入炉内燃烧，空气经过压缩通入焚硫炉，与硫磺焚烧生成SO₂气体(炉气)；纯碱配成一定浓度的碱液，与二氧化硫气体反应得到亚硫酸氢钠溶液；亚硫酸钠氢钠溶液采用烧碱中和得到亚硫酸钠溶液；亚硫酸钠溶液进入浓缩器，采用双效连续浓缩工艺，蒸出水分，得到含亚硫酸钠结晶的悬浮液，将浓缩器合格物料放入离心机，实现固液分离，固体(湿品亚硫酸钠)进入气流干燥器，采用热风干燥得到成品；母液回用到配碱槽，循环使用，针对目前无水亚硫酸钠生产特点，传统工艺是固体硫磺颗粒通过螺旋给料器送料，由压缩空气吹入炉内燃烧因固体硫磺杂质含量大，因此需水洗、丝网除沫都达不到净化要求，即纯度很难达到97％。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，能够降低产品成本并提高产品质量。

根据本发明实施例的一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，具体步骤如下：

S1：将固体硫磺投入熔硫槽内部进行熔化，熔化过后成为液态硫磺进入沉降槽内将液态硫磺进行沉降分离，分离过后的澄清液进入精硫槽内部对液态硫磺进行精制；

S2：精制过后的硫磺进入焚硫炉内部进行燃烧反应，得到含二氧化硫的烟气，反应方程式为：

S+O₂↑＝SO₂↑+Q；

S3：含二氧化硫的烟气先后进入火管锅炉和空气预热器，向空气预热器内部通入空气，烟气温度下降空气温度上升。

S4：降温后的含二氧化硫的烟气进入净化系统进行净化。

S5：净化过后的含二氧化硫的烟气进入吸收塔内部，反应中产生的二氧化硫气体进行吸收，方程式为：

2NaOH+SO₂↑＝Na₂SO₃；

然后再进入无水亚硫酸钠装置的干燥工段对成品进行烘干，最后得到无水亚硫晶体。

优选的，所述S4中净化系统包括冷却器、洗涤器和电除雾器，所述冷却器将含二氧化硫气体的烟气进行冷却，降温除杂质，然后在经过洗涤器进行洗涤处理，经过洗涤器处理过后的烟气再进入电除雾器内部去除少量灰份及三氧化硫酸雾。

优选的，所述S4中的硫铁矿制酸净化系统采用正压系统,所述正压系统的压力为25-38Kpa。

优选的，所述S1中液态硫磺的控制温度为135～145℃。

优选的，所述S2中焚硫炉的内部温度为850-1050℃。

优选的，所述S3中火管锅炉进口温度为850-1050℃、出口温度为300～380℃，所述空气预热器中烟气进口温度为320-350℃、出口温度为200-240℃，空气进口温度为60-80℃、出口温度为180-200℃。

优选的，所述冷却器的进口温度为200-240℃，出口温度为35-38℃。

优选的，所述S3中的空气流量为3100-3300Nm³/h。

本发明中的有益效果是：生产的成品无水亚硫酸钠经过净化系统，电除雾器去除少量灰份及三氧化硫酸雾，产品质量亚硫酸钠含量达到99％，同时因在系统流程中增加了空气预热器，将空气从80℃升温至200℃并对亚硫酸钠溶液进行蒸发浓缩，用制气系统中烟气热能加热空气达到对成品进行烘干的目的，节约了能源，使生产亚硫酸钠成品也大幅提高，提高了产品竞争力，增加了市场占有率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提出的一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

实施例1：

参照图1，一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，具体步骤如下：

S1：将固体硫磺投入熔硫槽内部进行熔化，硫磺熔化的温度大于119℃，熔化过后成为液态硫磺进入沉降槽内将液态硫磺进行沉降分离，液态硫磺温度为135℃，分离过后的澄清液进入精硫槽内部对液态硫磺进行精制；

S2：精制过后的硫磺进入焚硫炉内部进行燃烧反应，得到含二氧化硫的烟气，焚硫炉内部温度为850℃，反应方程式为：

S+O₂↑＝SO₂↑+Q；

S3：将含二氧化硫气体的烟气先后进入火管锅炉和空气预热器，火管锅炉进口温度为850℃，出口温度为300℃，烟气进口温度为320℃，出口温度为200℃，向空气预热器内部通入空气，空气流量为3100Nm³/h，空气进口温度为60℃，出口温度为180℃，烟气温度下降空气温度上升；

S4：降温后的含二氧化硫气体的烟气进入净化系统进行净化，净化系统采用正压系统,正压系统的压力为25Kpa，净化系统包括冷却器，冷却器进口温度为200℃，出口温度为35℃，冷却器将含二氧化硫气体的烟气进行冷却，降温除杂质，冷却至38℃，然后在经过洗涤器进行洗涤处理，经过洗涤器处理过后的含二氧化硫气体的烟气再进入电除雾器内部去除少量灰份及三氧化硫酸雾，使烟气得到进一步净化；

S5：净化过后的含二氧化硫气体的烟气进入吸收塔内部，反应中产生的含硫气体进行吸收，方程式为：

Na₂SO₃+SO₂↑+H₂O＝2NaHSO₃；

然后再进入无水亚硫酸钠装置的干燥工段对成品进行烘干，最后得到无水亚硫酸钠晶体。

实施例2：

参照图1，一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，具体步骤如下：

S1：将固体硫磺投入熔硫槽内部进行熔化，硫磺熔化的温度大于119℃，熔化过后成为液态硫磺进入沉降槽内将液态硫磺进行沉降分离，液态硫磺温度为140℃，分离过后的澄清液进入精硫槽内部对液态硫磺进行精制；

S2：精制过后的硫磺进入焚硫炉内部进行燃烧反应，焚硫炉内部温度为950℃，得到含二氧化硫的烟气气体，反应方程式为：

S+O₂↑＝SO₂↑+Q；

2NaOH+SO₂↑＝Na₂SO₃+H₂O；

S3：将含二氧化硫气体的烟气先后进入火管锅炉和空气预热器，火管锅炉进口温度为950℃，出口温度为340℃，烟气进口温度为335℃，出口温度为220℃，向空气预热器内部通入空气，空气流量为3200Nm³/h，空气进口温度为70℃，出口温度为190℃，烟气温度下降空气温度上升；

S4：降温后的含二氧化硫气体的烟气进入净化系统进行净化，净化系统采用正压系统,正压系统的压力为31Kpa，净化系统包括冷却器，冷却器进口温度为220℃，出口温度为37℃，冷却器将含二氧化硫气体的烟气进行冷却，降温除杂质，冷却至38℃，然后在经过洗涤器进行洗涤处理，经过洗涤器处理过后的含二氧化硫气体的烟气再进入电除雾器内部去除少量灰份及三氧化硫酸雾，使烟气得到进一步净化；

S5：净化过后的含二氧化硫气体的烟气进入吸收塔内部，反应中产生的含硫气体进行吸收，方程式为：

2NaOH+SO₂↑＝Na₂SO₃；

然后再进入无水亚硫酸钠装置的干燥工段对成品进行烘干，最后得到无水亚硫酸钠晶体。

实施例3：

参照图1，一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，具体步骤如下：

S1：将固体硫磺投入熔硫槽内部进行熔化，熔化过后成为液态硫磺进入沉降槽内将液态硫磺进行沉降分离，液态硫磺温度为145℃，分离过后的澄清液进入精硫槽内部对液态硫磺进行精制；

S2：精制过后的硫磺进入焚硫炉内部进行燃烧反应，焚硫炉内部温度为1050℃，得到含二氧化硫的烟气气体，反应方程式为：

S+O₂↑＝SO₂↑+Q；

S3：将含二氧化硫气体的烟气先后进入火管锅炉和空气预热器，火管锅炉进口温度为1050℃，出口温度为380℃，烟气进口温度为350℃，出口温度为240℃，向空气预热器内部通入空气，空气流量为3300Nm³/h，空气进口温度为80℃，出口温度为200℃，烟气温度下降空气温度上升；

S4：降温后的含二氧化硫的烟气进入进入净化系统进行净化，净化系统采用正压系统,正压系统的压力为38Kpa，净化系统包括冷却器，冷却器进口温度为240℃，出口温度为38℃，冷却器将含二氧化硫气体的烟气进行冷却，冷却至38℃，然后在经过洗涤器进行洗涤处理，经过洗涤器处理过后的含二氧化硫的烟气进入再进入电除雾器内部去除少量灰份及三氧化硫酸雾。

S5：含二氧化硫气体的烟气进入吸收塔内部，反应中产生的含硫气体进行吸收，方程式为：

2NaOH+SO₂↑＝Na₂SO₃；

然后再进入无水亚硫酸钠装置的干燥工段对成品进行烘干，最后得到无水亚硫酸钠晶体。

无水硫酸钠质量标准：【质量标准】HG/T2967-2000

食品添加剂无水亚硫酸钠质量标准：【质量标准】GB1894-2005

项目	指标
		无水亚硫酸钠(Na<sub>2</sub>SO<sub>3</sub>)的质量分数％≥	96.0
铁(Fe)的质量分数％≤	0.01
		游离碱(以Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>计)的质量分数％≤	0.6
重金属(以Pb计)的质量分数％≥	0.001
		砷(As)的质量分数％≥	0.0002
澄清度	澄清

岳阳昌盛工贸有限公司1.2万吨无水亚硫酸钠生产项目经过2015年9月正式投产，已连续运行三个月该装置运行稳定，生产的成品无水亚硫酸钠经过净化系统，电雾去除少量灰份及三氧化硫酸雾，产品质量亚硫酸钠含量达到99％，达到并超过国家食品级标准97％，因产品质量大幅提升符合出口标准，而远销国内外。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，其特征在于：具体步骤如下：

S1：将固体硫磺投入熔硫槽内部进行熔化，熔化过后成为液态硫磺进入沉降槽内将液态硫磺进行沉降分离，分离过后的澄清液进入精硫槽内部对液态硫磺进行精制；

S2：精制过后的硫磺进入焚硫炉内部进行燃烧反应，得到含二氧化硫的烟气，反应方程式为：

S+O₂↑＝SO₂↑+Q；

S3：含二氧化硫的烟气先后进入火管锅炉和空气预热器，向空气预热器内部通入空气，烟气温度下降空气温度上升，然后进行蒸发浓缩；

S4：降温后的含二氧化硫烟气进入硫铁矿制酸净化系统进行净化；

S5：净化过后的含二氧化硫烟气进入吸收塔内部，反应中产生的含硫气体进行吸收，方程式为：

2NaOH+SO₂↑＝Na₂SO₃；

然后再进入无水亚硫酸钠装置的干燥工段对成品进行烘干，最后得到无水亚硫酸钠晶体。

2.根据权利要求1所述的一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，其特征在于：所述S4中净化系统包括依次设置的冷却器、洗涤器和电除雾器。

3.根据权利要求2所述的一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，其特征在于：所述S4中的净化系统采用正压系统,所述正压系统的压力为25-38Kpa。

4.根据权利要求1所述的一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，其特征在于：所述S1中液态硫磺的控制温度为135～145℃。

5.根据权利要求1所述的一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，其特征在于：所述S2中焚硫炉的内部温度为850-1050℃。

6.根据权利要求1所述的一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，其特征在于：所述S3中火管锅炉进口温度为850-1050℃、出口温度为300～380℃，所述空气预热器中烟气进口温度为320-350℃、出口温度为200-240℃，空气进口温度为60-80℃、出口温度为180-200℃。

7.根据权利要求2所述的一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，其特征在于：所述冷却器的进口温度为200-240℃，出口温度为35-38℃。

8.根据权利要求1所述的一种硫磺制气生产无水亚硫酸钠的方法，其特征在于：所述S3中的空气流量为3100-3300Nm³/h。