利用含硫酸性氣體直接生產亞硫酸鈉的系統的製作方法

2023-05-21 02:41:11 1

專利名稱：利用含硫酸性氣體直接生產亞硫酸鈉的系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對含硫酸性氣體進行有效治理並獲得新產品的系統，具體地說是利用含硫酸性氣體直接生產亞硫酸鈉的工藝系統。
背景技術：
進入二十一世紀以來，我國正以歷史上最脆弱的生態環境承載著世界上最多的人口，承載著歷史上最空前的資源消耗和經濟活動，面臨著歷史上最為突出的生態環境挑戰。 人口與資源、經濟發展與生態環境之間的矛盾己成為中國現代化發展的最大制約因素。要保持可持續發展，就必須減少對環境的汙染並實施循環經濟。而二氧化硫，是當今人類面臨的主要大氣汙染物之一，它的存在對自然生態環境、人類健康、工農業生產、建築物及材料等方面都造成了一定程度的危害，在近代人類歷史上曾發生過10次以上與二氧化硫，汙染有關的大事故。目前很多任務廠淨化工序後的氣體包含有硫化氫和有機硫，需要進入轉化工序進行脫硫，像是低溫甲醇洗就是低壓下先用甲醇吸收硫化氫然後跟碳酸鉀進行化學反應脫硫。這種轉化工序最終大都將硫化氫轉換成硫酸或是硫磺，像是使用超級克勞斯來回收硫磺或是WSA溼法制硫酸。而一般製作亞硫酸鈉是直接利用純硫磺加熱生成二氧化硫，然後以二氧化硫為原料生產製作亞硫酸鈉。像是在鉬冶煉行業中，利用迴轉窯焙燒鉬精礦時，會產生大量的尾氣需要排放，該尾氣中含有大量的粉塵和和濃度很高的二氧化硫，為了保護環境不被汙染，需要對尾氣進行除塵脫硫處理。其尾氣的處理方法是通過袋式除塵器過濾出粉塵後，將含有二氧化硫的氣體送入吸收淨化塔通過減液吸收後將尾氣和產生的廢液排放掉。該種處理方法的不足之處一是尾氣中的二氧化硫不能得到回收利用，不能為企業再創經濟效益。在生產液化氣和汽油的過程中，均採用氫氧化鈉溶液洗滌，以脫除硫化氫、小分子硫醇及酚等酸性氣體和雜質。當鹼液中氫氧化鈉大部分轉化為硫化鈉、硫醇鈉和酚鈉時，此鹼液便成為廢鹼液。它的不足之處是工藝條件苛刻、投資大、運行費用高，而且同過鉬冶煉行業中的處理方式，有效成分不能被回收利用。而我國燃煤佔一次性能源的70%以上，由於煤炭中含有硫，所以，燃燒後產生大量的二氧化硫，從而造成嚴重的大氣汙染。火力發電的生產過程中，燃煤鍋爐產生大量的低濃二氧化硫煙氣。以及少量的三氧化硫、氮氧化物，氯化物和大量粉塵等對脫硫有害的物質， 二氧化硫和氮氧化物汙染空氣，氯離子的積累會腐蝕脫硫設備，粉塵的積累會使設備結疤、 堵塞，影響脫硫效率，嚴重時影響脫硫裝置的正常運行。因此，煙氣脫硫的任務十分繁重。目前，對煙氣進行脫硫處理是減少二氧化硫排放和酸雨形成的最有效的方法，已成功運行的溼法煙氣脫磧技術以鈣法佔絕對優勢。鈣法以碳酸鈣(即石灰石)為吸收劑，其化學反應如下CaC03+S02+l/2H20 = CaS03 · 1/2H20+C022CaS04+l/2H20+3H20 = 2CaS04 · 2H20[0009]碳酸鈣(即石灰石)是水溶性很低的物質，作為吸收劑時，是將其粉碎成粉末，與水形成漿液來實施的由於有固態物質，對噴霧設備和輸送設備的要求很高。吸收二氧化硫後的產物亞硫酸鈣及氧化後生成的硫酸鈣，都是溶解度很小的物質，容易堵塞管道和設備， 且產出的石膏因其質量差，產品無銷路，只能作排放處理。因此，鈣法雖然有碳酸鈣價格低、 技術成熟、脫硫效率高和社會效益好的優點，但卻存在工藝和設備比較複雜、資金投入大、 運行費用高、沒有經濟效益、無法擺脫治汙生產虧損的缺點。
發明內容為了克服現有煙氣脫硫方法的不足，本實用新型提供一種利用含硫酸性氣體直接生產亞硫酸鈉的工藝系統，此系統不但能夠有效對含硫酸性氣體進行有效治理，而且能同時獲得新產品亞硫酸鈉。本實驗新型解決其技術問題所採用的技術方案是含硫酸性氣體連接到焚燒爐， 連接到高燥器、除硫罐、冷卻器和水洗罐串聯，水洗罐連接到吸收塔，吸收塔連接到中和釜， 中和釜連接到過濾器，過濾器連接到結晶器，結晶器連接到分離器。含硫氣體經過燃燒會產生二氧化硫S+H2S+C0S (有機硫)->S02主吸收塔，酸液槽和中和釜串聯。吸收塔有主吸收塔和副吸收塔，主吸收塔和副吸收塔之間有循環罐連接著。二氧化硫跟碳酸鈉水溶液反應會生成亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉和二氧化碳S02+Na2C03->Na2S03+C02S02+Na2C03(aq)->NaHS03+C02中和釜通過純鹼或是燒鹼來進行中和，中和之後亞硫酸鈉溶液可以在中和釜中沉降或是沈降槽中進行沈降隨後過濾。其中硫酸氫鈉跟氫氧化鈉反應會生成亞硫酸氫鈉和水NaHS03+Na0H->Na2S03+H20結晶器通過加熱脫水濃縮亞硫酸鈉。分離器為離心式分離器，亞硫酸鈉結晶在離心機內與溶液分離而獲得亞硫酸鈉產品。以往的方式通過回收硫製作硫酸或是通過硫磺製作亞硫酸鈉，而現在通過流回收直接生成亞硫酸鈉。由於採用上述技術方案，本實用新型提供的利用含硫酸性氣體直接生產亞硫酸鈉的工藝系統具有這樣的有益效果，即可以直接通過含硫酸性氣體生產亞硫酸鈉並且對含硫酸性氣體進行治理。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。圖是本實用新型實例工藝圖。圖中1.焚燒爐，1-1.高壓離心通風機，2.除硫罐，3.冷卻器，4a，b，c.水洗罐， 5.主吸收塔，5-1.主塔底罐，6.附吸收塔，6-1.附塔底罐，7.循環罐，7-1.循環泵，8.酸液槽，8-1.酸液泵，9-1.中和釜，9-2.純鹼高位槽，9-3.燒鹼高位槽，9-4.中和泵，10.沉降罐，11.過濾罐，12.濾液泵，13.高位槽，14.結晶器，15-1.冷凝器，15-2.集水器，16.離心機，16-1.母液槽，17-2.離心母液泵，17.乾燥器，17-1.乾燥絞籠，18.純鹼儲罐，18-1.純鹼泵，19.燒鹼儲罐，19-1.燒鹼泵，20.母液儲罐，20-1.母液泵，21.冷水塔，22.水噴射泵水槽。
具體實施方式
上述系統可以由以下所敘設備實現待處理含硫酸性氣體連接到焚燒爐(1)，高壓離心通風機(1-1)連接到焚燒爐(1)。焚燒爐(1)、乾燥絞籠(17-1)和乾燥器(17)串聯。 含硫酸性氣體和空氣在焚燒爐(1)加熱反應生成二氧化硫，高壓離心通風機(1-1)額外補充反應所需要空氣。焚燒爐(1)出來的廢氣通過乾燥絞籠(17-1)和乾燥器(17)後符合環境標準然後放空。焚燒爐(1)、除硫罐(2)和冷卻器(3)串聯。冷卻器(3)分別連接到水洗罐(4a) 和冷水塔的出入口。水洗罐(如)，水洗罐Gb)和水洗罐Ge)之間為串連。水洗罐 (4c)隨後連街到主吸收塔(5)的主塔底罐(5-1)。焚燒爐(1)出來的二氧化硫通過除硫罐 (2)和冷卻器C3)然後進入水洗罐( ，b，c)，在水洗罐中洗滌掉三氧化硫氣體。冷卻器(3) 通過由冷水塔輸送過來的水幫助二氧化硫以及其他氣體降溫，升溫的水再度被送回冷水塔降溫回收利用。二氧化硫通過水洗罐後進入主塔底罐(5-1)，準備被碳酸鈉洗滌吸收轉化成硫酸氫鈉。主塔底罐(5-1)連接酸液槽(8)，酸液槽(8)、酸液泵(8-1)、和中和釜(9)串聯。主塔底罐(5-1)和主吸收塔(5)連結，主吸收塔(5)和附吸收塔(6)連接， 附吸收塔(6)和附塔底罐(6-1)連接。循環罐(7)和循環泵(7-1)連結，循環泵(7-1)分別連接主吸收塔( 和附吸收塔(6)。通過水洗後含二氧化硫的氣體進入主塔被碳酸鈉洗滌部份吸收轉化成硫酸氫鈉，接者流到附塔再次吸收，而氣體再度通過主吸收塔再次進行洗滌。副塔洗滌下來的液體進入循環罐，循環罐內的含碳酸鈉的液體通過循環泵用來供主塔和附塔洗滌二氧化硫用。循環罐(7)內的碳酸鈉溶液由純鹼儲罐(18)通過純鹼泵(18-1) 提供。轉換成含有硫酸氫鈉的溶液極終於酸液槽(8)通過酸液泵(8-1)送到和中和釜(9)。 中和釜(9. 1)分別連接純鹼高位槽(9-2)、燒鹼高位槽(9- 和通過中和泵(9-4)連接沉降罐(10)。純鹼高位槽(9-2)通過純鹼泵(18-1)連接純鹼儲罐(18)。燒鹼高位槽(9-3) 通過燒鹼泵(19-1)連接燒鹼儲罐(19)。沉降罐(10)和過濾罐(11)、濾液泵(12)、高位槽 (13)、結晶器(14)串連。中和釜中靠著純鹼高位槽和燒鹼高位槽提供的純鹼和燒鹼對酸液進行中和，溶液隨後進入沉降罐沉降亞硫酸鈉溶液。溶液經過過濾後進入高位槽，以待在結晶器中生成無水亞硫酸鈉結晶產品。結晶器(14)和離心機(16)、母液槽(16-1)、離心母液泵(17-2)、母液儲罐(20)、 母液泵(20-1)串連。結晶器(14)另外和冷凝器(15-1)、集水器(15-2)、水噴射泵水槽(22) 串連。經過過濾器的亞硫酸鈉在結晶器內通過蒸氣加熱脫水濃縮。結晶器內脫去的液體送網母液儲罐。亞硫酸鈉結晶在離心機內與溶液分離而獲得亞硫酸鈉產品。
權利要求1.一種利用含硫酸性氣體直接生產亞硫酸鈉的系統，其特徵是含硫酸性氣體連接到焚燒爐，連接到高燥器、除硫罐、冷卻器和水洗罐串聯，水洗罐連接到吸收塔，吸收塔連接到中和釜，中和釜連接到過濾器，過濾器連接到結晶器，結晶器連接到分離器。
2.根據權利要求1所述的利用含硫酸性氣體直接生產亞硫酸鈉的系統，其特徵是吸收塔，酸液槽和中和釜串聯。
3.根據權利要求1所述的利用含硫酸性氣體直接生產亞硫酸鈉的系統，其特徵是所述之吸收塔有主吸收塔和副吸收塔，主吸收塔和副吸收塔之間有循環罐連接著。
4.根據權利要求1所述的利用含硫酸性氣體直接生產亞硫酸鈉的系統，其特徵是所述之分離器為離心式分離器。
專利摘要一種能夠利用含硫酸性氣體直接生產亞硫酸鈉的系統。本實用新型提供一種利用含硫酸性氣體直接生產亞硫酸鈉的工藝系統，此系統不但能夠有效對含硫酸性氣體進行有效治理，而且能同時獲得新產品亞硫酸鈉。含硫酸性氣體連接到焚燒爐，連接到高燥器、除硫罐、冷卻器和水洗罐串聯，水洗罐連接到吸收塔，吸收塔連接到中和釜，中和釜連接到過濾器，過濾器連接到結晶器，結晶器連接到分離器。以往的方式通過回收硫製作硫酸或是通過硫磺製作亞硫酸鈉，而現在通過流回收直接生成亞硫酸鈉。
文檔編號C01D5/14GK201942526SQ20112000364
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月7日 優先權日2011年1月7日
發明者李洪喜 申請人:北京柯蘭富爾過濾技術有限公司