[发明专利]一种循环吸收废气中二氧化硫制取无水亚硫酸钠的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无水亚硫酸钠的生产方法，具体涉及一种循环吸收废气中二氧化硫制取无水亚硫酸钠的方法。

背景技术

进入二十一世纪以来，我国正以历史上最脆弱的生态环境承载着世界上最多的人口，承载着历史上最空前的资源消耗和经济活动，面临着历史上最为突出的生态环境挑战。人口与资源、经济发展与生态环境之间的矛盾已成为中国现代化发展的最大制约因素。要保持可持续发展，就必须减少对环境的污染并实施循环经济。而SO₂是当今人类面临的主要大气污染物之一，它的存在对自然生态环境、人类健康、工农业生产、建筑物及材料等方面都造成了一定程度的危害，在近代人类历史上曾发生过10次以上与SO₂污染有关的大事故。

传统的氢氧化钠吸收法是将氢氧化钠溶液直接加入吸收塔吸收废气中的二氧化硫生成硫酸钠溶液，从吸收塔中取出吸收液经过蒸发浓缩，结晶出亚硫酸钠，结晶液通过过滤使结晶与母液分离，母液返回蒸发器重新蒸发结晶。传统的氢氧化钠吸收法流程长，投资大，生产过程需消耗蒸汽，亚硫酸钠生产成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有氢氧化钠吸收法存在的缺陷，提出一种循环吸收废气中二氧化硫制取无水亚硫酸钠的方法，它采用反应盐析结晶工艺制得固体无水亚硫酸钠结晶，生产工艺流程短、能耗低、成本低，且吸收、反应结晶系统采用全封闭循环运行，无废水、废渣产生；

本发明的技术方案是，所述循环吸收废气中二氧化硫制取无水亚硫酸钠的方法包括如下步骤：

(1)将含有SO₂的废气通过水洗、除尘加以净化；

(2)净化后含有SO₂的废气在喷淋吸收塔内与吸收液接触，气体中的SO₂被吸收生成含质量浓度为20％～35％NaHSO₃，2％～10％Na₂SO₃，0％～9％Na₂SO₄混合溶液，混合溶液pH值5～6；同时在喷淋吸收塔内加入浓度为吸收液总量0.14‰～0.2‰的抗氧化剂，有效地阻止亚硫酸氢钠和亚硫酸钠被氧化成硫酸钠；

所述吸收液为含有质量浓度为20％～25％Na₂SO₃，0％～4％NaHSO₃，0％～9％Na₂SO₄，pH值6.5～7.5的溶液；

所述抗氧化剂为对苯二胺、对苯二酚、乙二胺四乙酸单体或所述物质的混合物；

(3)经步骤(2)得到的混合溶液与质量浓度为40％～50％的烧碱溶液反应，控制反应终点的pH值在6.5～7.5，使混合溶液中的亚硫酸氢钠与烧碱完全反应，然后控制反应液的温度在36～90℃之间，使反应生成的亚硫酸钠成为结晶析出；

(4)将上述结晶液于增稠器中增稠至质量含固量为25％～50％，离心脱除母液，得无水亚硫酸钠固体；母液和增稠器溢流液混合后全部返回用作步骤(2)吸收液；如此往复，形成循环吸收。

本发明所述方法通过控制吸收塔内合适的工艺条件，改变吸收塔排出液的物料组成，控制吸收塔排出液中亚硫酸氢钠的含量，在反应结晶器内加入合适浓度的氢氧化钠溶液与吸收塔排出液发生化学反应并生成亚硫酸钠，利用亚硫酸钠与亚硫酸氢钠在反应温度下的溶解度差异，自行析出无水亚硫酸钠结晶，再经过增稠器增稠后得到浓度较高及颗粒较大的结晶悬浮液，结晶悬浮液送入离心机脱除母液，便得到固体无水亚硫酸钠结晶。

为了更好地理解上述发明的技术原理，本发明给出吸收反应的化学方程式：(参见附图1)

在预洗塔6内：

HCl(g)→HCl(aq)

HF(g)→HF(aq)

SO₃(g)+H₂O→H₂SO₄(aq)

在喷淋吸收塔14内：

SO₂(g)+H₂O→H₂SO₃(aq)

H₂SO₃(aq)+Na₂SO₃→2NaHSO₃