專利名稱：一種零污染生產(chǎn)無(wú)水硫化鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工產(chǎn)品硫化鈉的生產(chǎn)技術(shù)，具體涉及一種零污染生產(chǎn)無(wú)水硫 化鈉的方法。
背景技術(shù)：
硫化鈉是重要的無(wú)機(jī)化工原料，廣泛應(yīng)用于化工、造紙、選礦、制革、紡 織、印染等行業(yè)。生產(chǎn)硫化鈉的工藝有多種，如硫化氫法、硫化鋇法、碳還 原法、氣體還原法等。這些工藝方法中，有的無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，有的存在 不可克服的較大弊端。其中只有以煤粉拌芒硝或元明粉的碳還原法，作為傳統(tǒng) 生產(chǎn)方法一直被工業(yè)化沿用至今。但該生產(chǎn)方法在實(shí)施中，也存在多方面的不 足之處 一是生產(chǎn)設(shè)備笨重、投資大、能耗高、效率低；二是大量地消耗不可 再生的煤炭資源；三是工業(yè)產(chǎn)品硫化鈉的含量?jī)H為60%左右，純度不高；四是產(chǎn) 生的廢渣、廢氣對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重；五是操作者工作條件差、勞動(dòng)強(qiáng)度大。長(zhǎng)期 以來(lái)，由于生產(chǎn)方法的制約，以上存在問(wèn)題均難以解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種零污染生產(chǎn)無(wú)水硫化鈉的方法，目的在于通過(guò)利用石油 煉制的副產(chǎn)物石油焦，代替不可再生的煤炭資源，使之與硫酸鈉發(fā)生碳還原反 應(yīng)，在產(chǎn)出高純度的無(wú)水硫化鈉工業(yè)品的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)零污染的清潔化生產(chǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案
本發(fā)明依據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，確定采用硫酸鈉與碳反應(yīng)的碳還原法，生產(chǎn)無(wú) 水硫化鈉的工藝路線，獲取硫化鈉。所述參與反應(yīng)的硫酸鈉的物料為芒硝或元 明粉；參與反應(yīng)的碳物料為石油煉制的副產(chǎn)物石油焦。本發(fā)明方法的工藝步驟為
(一) 分別檢測(cè)反應(yīng)物料芒硝或元明粉中的硫酸鈉含量、石油焦粉中碳元 素含量；
(二) 按反應(yīng)物料芒硝或元明粉的硫酸鈉含量、與石油焦粉中碳的質(zhì)量含
量100%計(jì)，兩者以l: (0.2-0.4)比例混合，并均勻攪拌；
(三) 將反應(yīng)物料混合物置入具備還原條件的高溫反應(yīng)爐內(nèi)，以燃燒器加
熱高溫反應(yīng)爐內(nèi)的物料，使加熱溫度達(dá)到1005-1200°C，至反應(yīng)物料混合物成為 熔融態(tài)；
(四) 從高溫反應(yīng)爐中放出熔融態(tài)物料，冷卻結(jié)晶則為純品無(wú)水硫化鈉。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)解決方案是
(一) 回收高溫反應(yīng)爐煙道氣余熱；
(二) 處理煙道氣的煙塵氣污染。 本發(fā)明的有益效果
(一) 本發(fā)明用石油煉制的副產(chǎn)品石油焦替代煤，改變了用煤粉和硫酸鈉 生產(chǎn)硫化鈉的傳統(tǒng)工藝，減少了對(duì)不可再生的煤能源消耗，具有顯著的社會(huì)效
、人
tff 。
(二) 本發(fā)明徹底解決了傳統(tǒng)的煤粉生產(chǎn)硫化鈉對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重污染問(wèn) 題，采用清潔能源做燃料加熱物料，屬零污染的清潔化生產(chǎn)，具有顯著的環(huán)境 效益。
(三) 本發(fā)明方法生產(chǎn)的無(wú)水硫化鈉，可滿足市場(chǎng)對(duì)高純度硫化鈉的需求。
(四) 本發(fā)明投資小、能耗低、工藝簡(jiǎn)單，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。


具體實(shí)施例方式
本發(fā)明參與反應(yīng)的物料芒硝或元明粉的Na2S0,含量為85%-99%，無(wú)機(jī)械雜 質(zhì)，水不溶物含量《0. 05%-0. 1%，鈣、鎂(以Mg計(jì))總含量《0. 10%-0. 15°/。，氯 化物(以CI計(jì))含量《0. 12%-0. 35%，鐵(Fe)含量《0. 002%-0. 010%;參與反應(yīng)的 物料為80-100目的石油焦粉，碳含量85%-97°/。，氫含量1.5%-8.0%，硫含量《 0.5-1.0%，揮發(fā)份《12%，灰份《0.3%，水份《3%，硅含量《0.08%，釩含量《 0.015%，鐵含量《0. 08。
如圖所示，本發(fā)明方法的主要工藝流程
(一) 獲得無(wú)水硫化鈉成品按反應(yīng)物料芒硝或元明粉的硫酸鈉、與石油
焦粉中碳的質(zhì)量含量100%計(jì)，兩者以1: (0.2-0.4)的比例，各稱重并混合， 均勻攪拌；將反應(yīng)物料混合物置入具備還原條件的高溫反應(yīng)爐內(nèi)，使用熱值在 6000大卡以上的固體石油焦粉、或燃料油、或燃料氣，通過(guò)相應(yīng)配置的燃燒器 加熱髙溫反應(yīng)爐內(nèi)的物料；加熱溫度1005-120(TC之間，進(jìn)行高溫碳還原，待高 溫反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)物料成熔融狀態(tài)；從高溫反應(yīng)爐中放出熔融物料，待冷卻結(jié)晶 為成品。
(二) 回收利用高溫反應(yīng)爐內(nèi)產(chǎn)生的高溫?zé)煹罋飧邷胤磻?yīng)爐內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大
量的高溫?zé)煹罋?，為了?jié)省能源，可引出高溫反應(yīng)爐中的高溫?zé)煹罋庖粤骰?的形式，將配比混合好的硫酸鈉和石油焦粉進(jìn)行預(yù)熱后再進(jìn)入高溫反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)
行高溫反應(yīng)。
(三)處理煙道氣的粉塵污染煙道氣進(jìn)行上述余熱回收利用后，再以水膜 除塵的方式進(jìn)行處理，最終達(dá)標(biāo)排放。
以下再給出工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程的一個(gè)實(shí)例說(shuō)明之(1) 分別對(duì)芒硝中Na2S04的含量和石油焦粉中碳的含量進(jìn)行分析檢測(cè)，其 中，石油焦須粉碎至80-100目；
(2) 根據(jù)碳還原法生產(chǎn)Na2S的化學(xué)反應(yīng)方程式Na2S04+2C==Na2S+2C02 t ， 再根據(jù)所檢測(cè)芒硝Na2S04的含量為95%和石油焦粉碳的含量為96%，按100%質(zhì)量 含量計(jì)算的硫酸鈉石油焦粉=1:0. 3配比稱重，芒硝632公斤和石油焦粉197公 斤，以攪拌機(jī)攪拌均勻，裝入容量2立方米具備還原條件的高溫反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行 高溫碳還原反應(yīng)，加熱的燃料選用灰份極低的石油焦粉，并選用相應(yīng)配置的水 煤漿燃燒器為高溫反應(yīng)爐內(nèi)的物料加熱，當(dāng)溫度達(dá)到1180-120(TC時(shí)，爐內(nèi)的物 料已反應(yīng)完畢，變?yōu)槿廴趹B(tài)，即可放出熔融物料，經(jīng)冷卻結(jié)晶后，即為固體粉 末狀無(wú)水硫化鈉365公斤，其Na2S含量為95%。
(3)按上述(1)、 (2)備料，引入高溫反應(yīng)爐內(nèi)的煙塵氣進(jìn)入流化床設(shè)備 預(yù)熱備料待用
(4)將上述(3)后的低溫?zé)焿m氣水膜除塵器除塵，達(dá)標(biāo)煙氣排放。
另本發(fā)明也適用于從化工廢水或其它工業(yè)廢水中提取的硫酸鈉作為物料，
與石油焦粉進(jìn)行碳還原反應(yīng)，獲取無(wú)水硫化鈉。
綜上，本發(fā)明徹底改變了目前用碳還原法生產(chǎn)硫化鈉的弊端，在生產(chǎn)高純 度無(wú)水硫化鈉工業(yè)品的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了零污染，達(dá)到了預(yù)期的發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1、一種零污染生產(chǎn)無(wú)水硫化鈉的方法，采用硫酸鈉與碳反應(yīng)的碳還原法，獲取硫化鈉，其特征在于所述參與反應(yīng)的硫酸鈉的物料為芒硝或元明粉；參與反應(yīng)的碳物料為石油煉制的副產(chǎn)物石油焦。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種零污染生產(chǎn)無(wú)水硫化鈉的方法，其特征在 于所述反應(yīng)的物料芒硝或元明粉的Na2S04含量為8596-99%;石油焦粉的碳含量 為85%-97%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種零污染生產(chǎn)無(wú)水硫化鈉的方法，其特征在 于本發(fā)明方法的工藝步驟為(一) 分別檢測(cè)反應(yīng)物料芒硝或元明粉中的硫酸鈉含量、石油焦粉中碳元 素含量；(二) 按反應(yīng)物料芒硝或元明粉的硫酸鈉、與石油焦粉中碳的質(zhì)量含量100% 計(jì)，兩者以l: (0.2-0.4)比例混合，并均勻攪拌；(三) 將反應(yīng)物料混合物置入具備還原條件的高溫反應(yīng)爐內(nèi)，以燃燒器加 熱高溫反應(yīng)爐內(nèi)的物料，使加熱溫度達(dá)1005-1200°C，加熱燃料為固體石油焦粉、或燃料油、或燃料氣，至反應(yīng)物料混合物成為熔融態(tài)；(四) 從高溫反應(yīng)爐中放出熔融態(tài)物料，冷卻結(jié)晶為純品無(wú)水硫化鈉。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種零污染生產(chǎn)無(wú)水硫化鈉的方法，其特征在于 所述的方法步驟還包括利用高溫反應(yīng)爐的高溫?zé)煹罋忸A(yù)熱反應(yīng)物料和將預(yù)熱反 應(yīng)物料后的低溫?zé)煹罋膺M(jìn)行水膜除塵處理。
5、 一種零污染生產(chǎn)無(wú)水硫化鈉的方法，采用硫酸鈉與碳反應(yīng)的碳還原法， 獲取硫化鈉，其特征在于所述參與反應(yīng)的硫酸鈉物料還包括從化工廢水或其 它工業(yè)廢水中提取的硫酸鈉作為物料，與石油焦粉進(jìn)行碳還原反應(yīng)，獲取無(wú)水 硫化鈉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種零污染生產(chǎn)無(wú)水硫化鈉的方法。該方法利用石油煉制的副產(chǎn)物石油焦，代替不可再生的煤炭資源，與硫酸鈉發(fā)生碳還原反應(yīng)，在實(shí)現(xiàn)零污染的清潔化生產(chǎn)的同時(shí)，產(chǎn)出高純度無(wú)水硫化鈉。該方法的工藝步驟為檢測(cè)反應(yīng)物料中的硫酸鈉含量、石油焦粉中碳元素含量；按反應(yīng)需要比例混合、均勻攪拌；將混合物置入具備還原條件的高溫反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行加熱，至物料成熔融狀；冷卻結(jié)晶為純品無(wú)水硫化鈉。本發(fā)明改變了用煤粉和硫酸鈉生產(chǎn)硫化鈉的傳統(tǒng)工藝，減少煤能源的消耗；解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的嚴(yán)重污染問(wèn)題，還可滿足市場(chǎng)對(duì)高純度硫化鈉的需求；且投資小、能耗低、工藝簡(jiǎn)單，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)C01B17/26GK101585512SQ20091003248
公開(kāi)日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者趙志軍 申請(qǐng)人:趙志軍