[发明专利]一种零污染生产无水硫化钠的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工产品硫化钠的生产技术，具体涉及一种零污染生产无水硫化钠的方法。

背景技术

硫化钠是重要的无机化工原料，广泛应用于化工、造纸、选矿、制革、纺织、印染等行业。生产硫化钠的工艺有多种，如：硫化氢法、硫化钡法、碳还原法、气体还原法等。这些工艺方法中，有的无法实现工业化生产，有的存在不可克服的较大弊端。其中只有以煤粉拌芒硝或元明粉的碳还原法，作为传统生产方法一直被工业化沿用至今。但该生产方法在实施中，也存在多方面的不足之处：一是生产设备笨重、投资大、能耗高、效率低；二是大量地消耗不可再生的煤炭资源；三是工业产品硫化钠的含量仅为60％左右，纯度不高；四是产生的废渣、废气对环境污染严重；五是操作者工作条件差、劳动强度大。长期以来，由于生产方法的制约，以上存在问题均难以解决。

发明内容

本发明提出了一种零污染生产无水硫化钠的方法，目的在于通过利用石油炼制的副产物石油焦，代替不可再生的煤炭资源，使之与硫酸钠发生碳还原反应，在产出高纯度的无水硫化钠工业品的同时，实现零污染的清洁化生产。

本发明的技术解决方案：

本发明依据化学反应原理，确定采用硫酸钠与碳反应的碳还原法，生产无水硫化钠的工艺路线，获取硫化钠。所述参与反应的硫酸钠的物料为芒硝或元明粉；参与反应的碳物料为石油炼制的副产物石油焦。

本发明方法的工艺步骤为：

(一)分别检测反应物料芒硝或元明粉中的硫酸钠含量、石油焦粉中碳元素含量；

(二)按反应物料芒硝或元明粉的硫酸钠含量、与石油焦粉中碳的质量含量100％计，两者以1∶(0.2-0.4)比例混合，并均匀搅拌；

(三)将反应物料混合物置入具备还原条件的高温反应炉内，以燃烧器加热高温反应炉内的物料，使加热温度达到1005-1200℃，至反应物料混合物成为熔融态；

(四)从高温反应炉中放出熔融态物料，冷却结晶则为纯品无水硫化钠。

本发明的进一步技术解决方案是：

(一)回收高温反应炉烟道气余热；

(二)处理烟道气的烟尘气污染。

本发明的有益效果：

(一)本发明用石油炼制的副产品石油焦替代煤，改变了用煤粉和硫酸钠生产硫化钠的传统工艺，减少了对不可再生的煤能源消耗，具有显著的社会效益。

(二)本发明彻底解决了传统的煤粉生产硫化钠对环境造成的严重污染问题，采用清洁能源做燃料加热物料，属零污染的清洁化生产，具有显著的环境效益。

(三)本发明方法生产的无水硫化钠，可满足市场对高纯度硫化钠的需求。

(四)本发明投资小、能耗低、工艺简单，具有显著的经济效益。

附图说明

附图为本发明主要工艺流程框图。

具体实施方式

本发明参与反应的物料芒硝或元明粉的Na₂SO₄含量为85％-99％，无机械杂质，水不溶物含量≤0.05％-0.1％，钙、镁(以Mg计)总含量≤0.10％-0.15％，氯化物(以CI计)含量≤0.12％-0.35％，铁(Fe)含量≤0.002％-0.010％；参与反应的物料为80-100目的石油焦粉，碳含量85％-97％，氢含量1.5％-8.0％，硫含量≤0.5-1.0％，挥发份≤12％，灰份≤0.3％，水份≤3％，硅含量≤0.08％，钒含量≤0.015％，铁含量≤0.08。

如图所示，本发明方法的主要工艺流程：

(一)获得无水硫化钠成品：按反应物料芒硝或元明粉的硫酸钠、与石油焦粉中碳的质量含量100％计，两者以1∶(0.2-0.4)的比例，各称重并混合，均匀搅拌；将反应物料混合物置入具备还原条件的高温反应炉内，使用热值在6000大卡以上的固体石油焦粉、或燃料油、或燃料气，通过相应配置的燃烧器加热高温反应炉内的物料；加热温度1005-1200℃之间，进行高温碳还原，待高温反应炉内反应物料成熔融状态；从高温反应炉中放出熔融物料，待冷却结晶为成品。

(二)回收利用高温反应炉内产生的高温烟道气：高温反应炉内会产生大量的高温烟道气，为了节省能源，可引出高温反应炉中的高温烟道气以流化床的形式，将配比混合好的硫酸钠和石油焦粉进行预热后再进入高温反应炉内进行高温反应。

(三)处理烟道气的粉尘污染：烟道气进行上述余热回收利用后，再以水膜除尘的方式进行处理，最终达标排放。

以下再给出工业化生产过程的一个实例说明之：