專利名稱：焦?fàn)t煤氣一步法還原芒硝制低鐵無(wú)水硫化鈉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低鐵無(wú)水硫化鈉的制備方法，尤其是涉及一種焦?fàn)t煤氣一步法還原芒硝制低鐵無(wú)水硫化鈉的制備方法。
背景技術(shù)：
硫化鈉又稱硫化堿，是一種重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10500-2000所產(chǎn)的1類、2類產(chǎn)品，主要用于制造染料、硫化物、礦石浮選劑、皮革脫毛劑、熏蒸劑等。3類低鐵、無(wú)水產(chǎn)品主要用于染料中間體、醫(yī)藥及苯甲醚等一些精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。含量在60％以上的低鐵、無(wú)水產(chǎn)品是近年來(lái)由于精細(xì)化工產(chǎn)品的需求而發(fā)展起來(lái)的。
目前傳統(tǒng)的硫化鈉生產(chǎn)工藝是以煤粉加芒硝鍛燒，隨后通過(guò)浸取除去部分雜質(zhì)后進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)到達(dá)一定濃度后造粒，最終得到不同等級(jí)的產(chǎn)品。該工藝在煤粉制備、鍛燒、浸取、蒸發(fā)等工序均會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，如煙塵、二氧化硫、硫化氫等氣體污染物，浸取后的煤渣等固體廢棄物堆積如山，還有排放的清洗等生產(chǎn)廢水，所有這些污染物對(duì)環(huán)境的污染都及其嚴(yán)重。另一方面，大多數(shù)煤焦企業(yè)的廢氣——焦?fàn)t煤氣未加利用就直接排放或經(jīng)火炬燃燒后排放。這樣，不僅浪費(fèi)了資源，而且對(duì)環(huán)境也造成了一定的危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供了一種不僅可以有效的克服傳統(tǒng)的以煤和芒硝為原料生產(chǎn)硫化鈉對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染和高能耗的缺陷，而且還可以充分利用煤焦企業(yè)產(chǎn)生的廢氣——焦?fàn)t煤氣，作為制備工業(yè)硫化鈉的原料之一，采用氣體還原法一步還原芒硝制備硫化鈉的方法。
本發(fā)明的目的由如下技術(shù)方案實(shí)施該制備方法包括有如下步驟1)將工業(yè)無(wú)水硫酸鈉與五氧化二釩或三氧化二鐵任一種催化劑混合后，經(jīng)給料機(jī)從塔頂加入，反應(yīng)后生成的硫化鈉從流化床底排料排出，其中按重量百分比，所述五氧化二釩或三氧化二鐵為所述工業(yè)無(wú)水硫酸鈉的0.5％—1％；2)焦?fàn)t煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓到0.03～0.05Mpa，進(jìn)預(yù)熱器預(yù)熱到160～200℃，隨后進(jìn)加熱爐加熱到反應(yīng)溫度540～640℃，送入流化床反應(yīng)器底部，在流化床反應(yīng)器內(nèi)部，焦?fàn)t煤氣與硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)生成硫化鈉—即所制備的硫化鈉為符合3類低鐵無(wú)水工業(yè)硫化鈉(GB10500-2000)的標(biāo)準(zhǔn)。
3)在所述流化床反應(yīng)器內(nèi)部，焦?fàn)t煤氣與硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)后的尾氣從塔頂排出進(jìn)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，旋風(fēng)分離器分離出的固體物料—硫酸鈉，進(jìn)入流化床反應(yīng)器內(nèi)，旋風(fēng)分離器分離出的熱尾氣進(jìn)入預(yù)熱器對(duì)原料焦?fàn)t煤氣預(yù)熱，其預(yù)熱溫度到160～200℃，所述熱尾氣進(jìn)入加熱爐作為燃料加熱原料焦?fàn)t煤氣，達(dá)到反應(yīng)溫度540～640℃，燃燒后的氣體排空。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用煤焦企業(yè)的廢氣——焦?fàn)t煤氣作為制備工業(yè)硫化鈉的原料之一，采用氣體還原法一步還原芒硝制備硫化鈉，克服了傳統(tǒng)的以煤和芒硝為原料生產(chǎn)硫化鈉對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染和高能耗，且解決了煤焦企業(yè)的焦?fàn)t煤氣的出路，具有建立可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)效產(chǎn)品的加工機(jī)制，是發(fā)展循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的典型模式。同時(shí)更進(jìn)一步確定了以焦?fàn)t煤氣和芒硝為原料生產(chǎn)GB10500-2000中3類低鐵無(wú)水硫化鈉的工業(yè)方法；確定了焦?fàn)t煤氣一步法還原芒硝制低鐵無(wú)水硫化鈉的低溫?zé)o鐵催化劑，該催化劑可在較低的溫度下獲得90％以上的轉(zhuǎn)化率，并解決了結(jié)炭和燒結(jié)的難題；工藝過(guò)程中所需的能量全部由焦?fàn)t煤氣反應(yīng)后的廢氣提供，而不使用其它的能源，具有節(jié)約能源的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明焦?fàn)t煤氣還原芒硝制備低鐵無(wú)水硫化鈉的工藝流程圖。
實(shí)施方式實(shí)施例1焦?fàn)t煤氣一步法還原芒硝制低鐵無(wú)水硫化鈉的制備方法，以生產(chǎn)1噸低鐵無(wú)水硫化鈉為基準(zhǔn)，該制備方法包括有如下步驟1)取1800公斤工業(yè)無(wú)水硫酸鈉與9公斤五氧化二釩混合后，經(jīng)給料機(jī)從塔頂加入，反應(yīng)后生成的硫化鈉從流化床底排料排出；2)1800標(biāo)準(zhǔn)立方米的焦?fàn)t煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓到0.03Mpa，進(jìn)預(yù)熱器預(yù)熱到160℃，隨后進(jìn)加熱爐加熱到反應(yīng)溫度540℃，送入流化床反應(yīng)器底部，在流化床反應(yīng)器內(nèi)部，焦?fàn)t煤氣與硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)生成硫化鈉—即所制備的硫化鈉為符合3類低鐵無(wú)水工業(yè)硫化鈉(GB10500-2000)的標(biāo)準(zhǔn)。
3)在所述流化床反應(yīng)器內(nèi)部，焦?fàn)t煤氣與硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)后的尾氣從塔頂排出進(jìn)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，旋風(fēng)分離器分離出的固體物料—硫酸鈉，進(jìn)入流化床反應(yīng)器內(nèi)，旋風(fēng)分離器分離出的熱尾氣進(jìn)入預(yù)熱器對(duì)原料焦?fàn)t煤氣預(yù)熱，其預(yù)熱溫度到160℃，所述熱尾氣進(jìn)入加熱爐作為燃料加熱原料焦?fàn)t煤氣，達(dá)到反應(yīng)溫度540℃，燃燒后的氣體排空。
實(shí)施例2焦?fàn)t煤氣一步法還原芒硝制低鐵無(wú)水硫化鈉的制備方法，以生產(chǎn)1000公斤低鐵無(wú)水硫化鈉為基準(zhǔn)，該制備方法包括有如下步驟1)取1800公斤工業(yè)無(wú)水硫酸鈉與18公斤三氧化二鐵混合后，經(jīng)給料機(jī)從塔頂加入，反應(yīng)后生成的硫化鈉從流化床底排料排出；2)2500標(biāo)準(zhǔn)立方米的焦?fàn)t煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓到0.05Mpa，進(jìn)預(yù)熱器預(yù)熱到200℃，隨后進(jìn)加熱爐加熱到反應(yīng)溫度640℃，送入流化床反應(yīng)器底部，在流化床反應(yīng)器內(nèi)部，焦?fàn)t煤氣與硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)生成硫化鈉—即所制備的硫化鈉為符合3類低鐵無(wú)水工業(yè)硫化鈉(GB10500-2000)的標(biāo)準(zhǔn)。
3)在所述流化床反應(yīng)器內(nèi)部，焦?fàn)t煤氣與硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)后的尾氣從塔頂排出進(jìn)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，旋風(fēng)分離器分離出的固體物料—硫酸鈉，進(jìn)入流化床反應(yīng)器內(nèi)，旋風(fēng)分離器分離出的熱尾氣進(jìn)入預(yù)熱器對(duì)原料焦?fàn)t煤氣預(yù)熱，其預(yù)熱溫度到200℃，所述熱尾氣進(jìn)入加熱爐作為燃料加熱原料焦?fàn)t煤氣，達(dá)到反應(yīng)溫度640℃，燃燒后的氣體排空。
實(shí)施例3焦?fàn)t煤氣一步法還原芒硝制低鐵無(wú)水硫化鈉的制備方法，以生產(chǎn)1000公斤低鐵無(wú)水硫化鈉為基準(zhǔn)，該制備方法包括有如下步驟1)取1800公斤工業(yè)無(wú)水硫酸鈉與11公斤三氧化二鐵混合后，經(jīng)給料機(jī)從塔頂加入，反應(yīng)后生成的硫化鈉從流化床底排料排出；2)2200標(biāo)準(zhǔn)立方米的焦?fàn)t煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓到0.04Mpa，進(jìn)預(yù)熱器預(yù)熱到180℃，隨后進(jìn)加熱爐加熱到反應(yīng)溫度590℃，送入流化床反應(yīng)器底部，在流化床反應(yīng)器內(nèi)部，焦?fàn)t煤氣與硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)生成硫化鈉—即所制備的硫化鈉為符合3類低鐵無(wú)水工業(yè)硫化鈉(GB10500-2000)的標(biāo)準(zhǔn)。
3)在所述流化床反應(yīng)器內(nèi)部，焦?fàn)t煤氣與硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)后的尾氣從塔頂排出進(jìn)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，旋風(fēng)分離器分離出的固體物料—硫酸鈉，進(jìn)入流化床反應(yīng)器內(nèi)，旋風(fēng)分離器分離出的熱尾氣進(jìn)入預(yù)熱器對(duì)原料焦?fàn)t煤氣預(yù)熱，其預(yù)熱溫度到180℃，所述熱尾氣進(jìn)入加熱爐作為燃料加熱原料焦?fàn)t煤氣，達(dá)到反應(yīng)溫度590℃，燃燒后的氣體排空。
權(quán)利要求
1.焦?fàn)t煤氣一步法還原芒硝制低鐵無(wú)水硫化鈉的制備方法，其特征在于，該制備方法包括有如下步驟1)將工業(yè)無(wú)水硫酸鈉與五氧化二釩或三氧化二鐵任一種催化劑混合后，經(jīng)給料機(jī)從塔頂加入，反應(yīng)后生成的硫化鈉從流化床底排料排出，其中按重量百分比，所述五氧化二釩或三氧化二鐵為所述工業(yè)無(wú)水硫酸鈉的0.5％-1％；2)焦?fàn)t煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓到0.03～0.05Mpa，進(jìn)預(yù)熱器預(yù)熱到160～200℃，隨后進(jìn)加熱爐加熱到反應(yīng)溫度540～640℃，送入流化床反應(yīng)器底部，在流化床反應(yīng)器內(nèi)部，焦?fàn)t煤氣與硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)生成硫化鈉—所制備的硫化鈉符合3類低鐵無(wú)水工業(yè)硫化鈉(GB10500-2000)的標(biāo)準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦?fàn)t煤氣一步法還原芒硝制低鐵無(wú)水硫化鈉的制備方法，其特征在于，在所述流化床反應(yīng)器內(nèi)部，焦?fàn)t煤氣與硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)后的尾氣從塔頂排出進(jìn)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，旋風(fēng)分離器分離出的固體物料--硫酸鈉，進(jìn)入流化床反應(yīng)器內(nèi)，旋風(fēng)分離器分離出的熱尾氣進(jìn)入預(yù)熱器對(duì)原料焦?fàn)t煤氣預(yù)熱，其預(yù)熱溫度到160～200℃，所述熱尾氣進(jìn)入加熱爐作為燃料加熱原料焦?fàn)t煤氣，達(dá)到反應(yīng)溫度540～640℃，燃燒后的氣體排空。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種焦?fàn)t煤氣一步法還原芒硝制低鐵無(wú)水硫化鈉的制備方法。該方法利用煤焦企業(yè)的廢氣——焦?fàn)t煤氣作為制備工業(yè)硫化鈉的原料之一，采用氣體還原法一步還原芒硝制備硫化鈉，克服了傳統(tǒng)的以煤和芒硝為原料生產(chǎn)硫化鈉對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染和高能耗，且解決了煤焦企業(yè)的焦?fàn)t煤氣的出路。同時(shí)更進(jìn)一步確定了以焦?fàn)t煤氣和芒硝為原料生產(chǎn)GB10500－2000中3類低鐵無(wú)水硫化鈉的工業(yè)方法；確定了焦?fàn)t煤氣一步法還原芒硝制低鐵無(wú)水硫化鈉的低溫?zé)o鐵催化劑，該催化劑可在較低的溫度下獲得90％以上的轉(zhuǎn)化率，并解決了結(jié)炭和燒結(jié)的難題；工藝過(guò)程中所需的能量全部由焦?fàn)t煤氣反應(yīng)后的廢氣提供，而不使用其它的能源，具有節(jié)約能源的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01B17/24GK1850587SQ200610081680
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者吉仁塔布 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)