專利名稱：一種石膏為原料生產(chǎn)焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用石膏制取高濃度SO2窯氣用于生產(chǎn)焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)的生產(chǎn)方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域和工業(yè)固體廢棄物資源利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
焦亞硫酸鈉(N a 2 S 2 O 5)是一種重要的亞硫酸鹽，可用作食品及醫(yī)藥的抗氧化齊U、纖維及其制品的漂白劑、亞硫酸鹽紙漿原料、有機合成原料及化學(xué)反應(yīng)中的還原劑。二 氧化硫是生產(chǎn)焦亞硫酸鈉的主要原料之一，生產(chǎn)I t硫酸的二氧化硫量基本上可產(chǎn)I t焦亞硫酸鈉。生產(chǎn)焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)化學(xué)反應(yīng)方程式2NaHS03 + Na2C03=2Na2S03 + CO2 f + H2ONa2CO3 + SO2=Na2SO3 + CO2 fNa2SO3 + SO2 + H20=2NaHS032NaHS03=Na2S205 + H2O我國生產(chǎn)硫酸的硫磺、硫鐵礦資源匱乏，為了滿足各行業(yè)對硫酸的需求，每年都要大量進口，因此近年來利用石膏及各種化學(xué)石膏其潛在的硫資源生產(chǎn)硫酸，已得到各方面重視，于是我們在發(fā)展石膏制硫酸產(chǎn)業(yè)的同時，積極開發(fā)用SO2生產(chǎn)焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)，原石膏制硫酸，分解出的SO2濃度僅有7 9%，由于低濃度的二氧化硫氣體含有過多的具氧化性能的雜質(zhì)氣體，在焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生副反應(yīng)生成硫酸鈉，從而使制得的焦亞硫酸鈉(或亞硫酸鈉)濃度低、失去了經(jīng)濟價值，不可能取代硫磺或硫鐵礦制酸高濃度的SO2，所以目前的石膏制酸技術(shù)滿足不了生產(chǎn)焦亞硫酸鈉的需要。

發(fā)明內(nèi)容
在回轉(zhuǎn)窯中石膏中的CaSO4與還原劑焦炭(C)，產(chǎn)生以下還原反應(yīng)；2CaS04 +C=2Ca0 + 2S02 + CO2-Q,其分解反應(yīng)的特點是分解吸熱量大，CaSO4分解是強吸熱反應(yīng)，分解熱為263kj/mol，而CaCO3的分解熱為159kj/mol，CaSO4分解熱是CaCO3的I. 7倍；分解溫度高，CaSO4在還原氣氛下分解溫度800 1250°C，而CaCO3的分解溫是800 900°C，如果在空氣中純CaSO4的分解溫度要達(dá)到1470°C才能分解，說明石膏的熱穩(wěn)定性高；分解反應(yīng)機制復(fù)雜，CaSO4分解反應(yīng)同時存在生成CaO和SO2的主反應(yīng)，也存在生成S_ (升華硫)、CaS等產(chǎn)物的副反應(yīng)。在高溫氧化氣氛中，CaS還可以被氧化成CaSO4 ;由此可見，石膏分解是一個非常復(fù)雜的過程，分解程度的好壞，直接決定著窯氣中的SO2濃度。一種焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的生產(chǎn)方法，其特征在于首先以石膏、焦炭為主要原料在回轉(zhuǎn)窯中煅燒制備氣體二氧化硫；再將經(jīng)凈化處理后的氣體二氧化硫生成焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的懸浮液、控制懸浮液pH值3. 8 4. 1，所述懸浮液經(jīng)離心機離心脫水，然后干燥分離得成品焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉，所得尾氣再經(jīng)尾洗塔吸收；在所述氣體二氧化硫制備中，控制回轉(zhuǎn)窯窯尾氣的O2含量在0. 05% I. 0%, CO < 0. 4%，以質(zhì)量百分含量計。石膏原料在回轉(zhuǎn)窯中的分解通常會伴隨副反應(yīng)產(chǎn)生，生成升華硫而造成嚴(yán)重的硫損失，發(fā)明人在長期實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧氣含量高于上述范圍值則會出現(xiàn)石膏中CaSO4熔點降低、CaSO4大量轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)從而大大影響其分解反應(yīng)效率，當(dāng)氧氣含量低于上述范圍值時升華硫不斷生成、帶來了硫損失。本發(fā)明控制窯尾氣中O2和CO的含量在上述范圍從而有效地杜絕了升華硫的出現(xiàn)、同時提高了 CaSO4的分解反應(yīng)效率，提高了所得二氧化硫氣體的濃度。優(yōu)選地，在上述制備中，控制回轉(zhuǎn)窯的窯速在I. 5 2. 5轉(zhuǎn)/分鐘；進風(fēng)采用二次進風(fēng)，一次風(fēng)采用外界冷空氣、保證煤粉均勻地進入窯內(nèi)并燃燒，二次風(fēng)來自窯頭排出的對熟料冷卻處理后的熱風(fēng)，一次風(fēng)量占總風(fēng)量的20 30%、二次風(fēng)量占總風(fēng)量的70 80%，以體積百分含量計。石膏生料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒分解，總有一部分未能分解，殘存在熟料中，為了進一步提聞石骨中的分解效率、從而進一步提聞所得~■氧化硫氣體的濃度，上述制備氣體~■氧化硫的原料中石膏選擇CaSO4含量> 85%的石膏、焦炭選擇含固定碳> 75%的焦炭,均以質(zhì)量百分含量計；其中石膏粒度為0. 08mm篩篩余在15 20%，焦炭粒度為0. 2mm篩篩余
< 20%o發(fā)明人在長期實驗中發(fā)現(xiàn)，若反應(yīng)原料的粒度控制不合適易出現(xiàn)焦炭在CaSO4未開始分解前就被燒掉、易使得CaSO4分解不完全從而影響CaSO4的分解效率，將各原料粒度合理控制在上述范圍提高了 CaSO4的分解效率。上述原料中若C過多會造成最終熟料中CaS的殘留、從而造成了硫損失，同時剩余C燃燒產(chǎn)生煙氣還降低了二氧化硫的濃度，為了進一步提高分解效率、降低硫損失，本發(fā)明將上述石膏、焦炭原料按C/S03摩爾比控制在0. 6 0. 65 :1。最優(yōu)選地說，為了更進一步提高CaSO4的分解效率、同時減少硫損失，本發(fā)明反應(yīng)混合原料中，按質(zhì)量配比石膏83 88%、焦炭4 8%、黃沙3 5%、頁巖2 5%、鐵粉I 2% ;石膏選擇CaSO4含量彡85%的石膏、焦炭選擇含固定碳彡75%的焦炭。進一步，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)原料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒反應(yīng)過程中，煙氣帶走的顯熱占熱耗的27%左右、筒體的散熱損失占熱耗的20%左右、出窯熟料帶走的顯熱約占熱耗的10%，而CaSO4分解所得的二氧化硫氣體與回轉(zhuǎn)窯煤炭產(chǎn)生的煙氣以及其他原料分解產(chǎn)生的氣體一起從窯內(nèi)排出，煤耗高、煤炭燃燒產(chǎn)生的煙氣量越大，窯氣中二氧化硫氣體的濃度越低，而熱耗越大會大大增加反應(yīng)的煤耗。為了降低煤耗，上述原料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒反應(yīng)過程中，采取保溫處理，具體是在回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)表面采用了一層耐火磚，所述耐火磚優(yōu)選采用200 X 200 X 90 X 80cm的梯形磷酸鹽耐火磚。為了降低熱耗、實現(xiàn)熱量的循環(huán)利用，將窯尾排出的窯氣通過生料進行熱交換，有效提高了原料的預(yù)熱效率，同時也使得窯尾窯氣溫度得到有效地降低。對熟料進行冷卻處理，采用空氣梁篦式冷卻機(市售設(shè)備)對熟料進行冷卻，使熟料由原來的200 300°C冷卻至65°C，同時還提高了進窯的二次風(fēng)溫度，提高了煤粉的燃燒效率。最具體地說，一種焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的生產(chǎn)方法，按以下質(zhì)量百分比的生料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒反應(yīng)制得二氧化硫工業(yè)原料氣，石膏85%、焦炭6%、黃沙3%、頁巖4%、鐵粉2%,石膏選擇CaSO4含量> 85%的石膏、焦炭選擇含固定碳> 75%的焦炭,石膏粒度為0. 08mm篩篩余在18%，焦炭粒度為0. 2mm篩篩余< 20% ;其中控制回轉(zhuǎn)窯窯尾氣中O2含量在0.05% I. 0%、CO < 0. 4%,以質(zhì)量百分含量計；在所述回轉(zhuǎn)窯煅燒反應(yīng)過程中控制回轉(zhuǎn)窯的窯速在I. 5 2. 5轉(zhuǎn)/分鐘；進風(fēng)采用二次進風(fēng)，一次風(fēng)采用外界冷空氣、保證煤粉均勻地進入窯內(nèi)并燃燒，二次風(fēng)來自窯頭排出的對熟料冷卻處理后的熱風(fēng)，一次風(fēng)量占總風(fēng)量的20 30%、二次風(fēng)量占總風(fēng)量的70 80%,以體積百分含量計；所述原料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒反應(yīng)過程中，采取保溫處理，具體是在回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)表面采用一層耐火磚，所述耐火磚采用200X200X90X80的梯形磷酸鹽耐火磚；將窯尾排出的窯氣在四級懸浮預(yù)熱器中與待反應(yīng)的生料進行熱交換，再將所得窯氣熱量回收利用；對熟料進行冷卻處理，采用空氣梁篦式冷卻機(市售設(shè)備)對熟料進行冷卻，使熟料由原來的200 300°C冷卻至65°C，同時將產(chǎn)生的熱風(fēng)作為進窯的二次風(fēng)；上述與生料熱交換后所得的窯氣經(jīng)除塵、洗滌凈化處理得到二氧化硫工業(yè)原料氣，其SO2濃度為13wt% ；焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的生產(chǎn)將上述SO2氣體用風(fēng)機加壓引入生產(chǎn)焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的合成反應(yīng)爸進行鼓泡吸收反應(yīng),生成焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的懸浮液、懸浮液濃度1397 1439kg/m3 (41 44° Be'、pH值3. 8 4. 1，焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉懸浮液經(jīng)離心機離心脫水，然后用絞籠將物料送入脈沖閃蒸旋風(fēng)干燥分離器干燥分離得成品焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉；二氧化硫經(jīng)過三級合成反應(yīng)吸收，再經(jīng)尾洗塔吸收尾氣達(dá)到GB26132-2010排放標(biāo)準(zhǔn)排放。本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明制備方法中CaSO4分解率> 96%，最后所得熟料中CaS < 2. 5wt%、SO3< lwt%，分解反應(yīng)效率高、硫損失??；本發(fā)明成功地實現(xiàn)了利用廉價、豐富的石膏作為主要制備原料生產(chǎn)二氧化硫氣體，所得二氧化硫氣體質(zhì)量濃度達(dá)10% 13%，將該二氧化硫氣體制得的焦亞硫酸鈉或硫酸鈉產(chǎn)品純度分別可高達(dá)97. 5%-98. 5被％和93wt%以上、完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。該工藝引領(lǐng)焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)生產(chǎn)工藝潮流，是目前最先進的工藝技術(shù)，操作簡便，整個工藝無廢水、廢渣產(chǎn)生，尾氣符合國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，對環(huán)境污染影響較小。本發(fā)明拓寬了生產(chǎn)焦亞硫酸鈉的原料路線。
具體實施例方式下面通過實例對本發(fā)明進行具體描述，有必要在此指出的是，以下實例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。實施例I一種焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的生產(chǎn)方法，按以下步驟進行I、生料配備以質(zhì)量百分比的石膏85%、焦炭6%、黃沙3%、頁巖4%、鐵粉2%為原料，石膏為CaSO4含量> 85%的石膏、焦炭為含固定碳> 75%的焦炭，石膏粒度為0. 08mm篩篩余在18%，焦炭粒度為0. 2mm篩篩余< 20% ;各物料配比靠計量皮帶秤來實現(xiàn)，生料的加入以計量螺旋加入，做到加料均勻、流暢，不能出現(xiàn)斷料現(xiàn)象，計量準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)自如；
2、回轉(zhuǎn)窯中煅燒反應(yīng)將上述配置好的生料加入回轉(zhuǎn)窯中煅燒，控制回轉(zhuǎn)窯的窯速在I. 5轉(zhuǎn)/分鐘；進風(fēng)采用二次進風(fēng)，一次風(fēng)采用外界冷空氣從噴煤槍進入的，保證了煤粉均勻地進入窯內(nèi)并燃燒，一次風(fēng)量占總風(fēng)量的30%，二次風(fēng)來自窯頭空氣梁篦式冷卻機排出的對熟料冷卻處理后的熱風(fēng)、二次風(fēng)量占總風(fēng)量的70%，以體積百分含量計；對窯尾氣體中CO、02、SO2等等成分裝有在線分析儀以確保窯尾氣中O2含量在0. 05% I. 0%和CO < 0. 4%,以質(zhì)量百分含量計；在回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)表面鋪設(shè)一層耐火磚,所述耐火磚為200X200X90X80cm的梯形磷酸鹽耐火磚；混合料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒，回轉(zhuǎn)窯由煤粉提供熱源，石膏分解煅燒產(chǎn)生的窯氣量及成分為窯氣量1.2 I. 4N m3/kg ;混合料；含水量6. 27% ;溫度<350°C;壓力-2000Pa ；含塵濃度< 3g/m3 ;窯氣主要成分(干基，含窯尾漏風(fēng))S02 13%、02 0. 06 0. 08%、C0 0.20%、CO2 18 20%，均以質(zhì)量百分比計；3、在所述的回轉(zhuǎn)窯煅燒反應(yīng)后，將窯尾排出的窯氣在四級懸浮預(yù)熱器中與待反應(yīng)的生料進行熱交換，使得窯尾窯氣溫度由原來的600°C左右降低到300°C，再將所得含二氧化硫的窯氣熱量回收利用；對煅燒反應(yīng)生成的熟料進行冷卻處理，采用空氣梁篦式冷卻機(市售設(shè)備)對熟料進行冷卻，使熟料由原來的200 300°C冷卻至65°C，同時將產(chǎn)生的熱風(fēng)作為進窯的二次風(fēng)循環(huán)利用提高了煤粉的燃燒效率；4、窯氣凈化處理上述與生料熱交換后所得的窯氣經(jīng)電除塵器、動力波洗滌器、填料塔洗滌器、電除霧器等流程凈化后得到二氧化硫工業(yè)原料氣，SO2濃度可達(dá)13wt%，本發(fā)明制備方法中CaSO4分解率為99%，最后所得熟料中CaS僅占0. 8wt%、SO3僅為0. 2wt%。以下為窯氣凈化工藝的工藝參數(shù)(I)、動力波洗滌器進口氣溫<350°C出口氣溫<65°C循環(huán)栗壓力0.2----0. 3Mpa稀酸濃度10——20% 溫度<65°C動力波進口壓力一0. I-----0. 5Kpa 阻力降2. 5——3. OKpa(2)、填料塔洗滌器進口氣溫<65°C出口氣溫<36°C循環(huán)泵壓力0. 15——0. 2Mpa稀酸濃度5wt%溫度< 35 °C填料塔進口壓力一I. 0-----2. OKpa阻力降0. 6Kpa(3)、電除霧器進口氣溫<36°C出口氣溫<36°C電除霧進口壓力一2. 0-----3. OKpa 阻力降0. 2——0. 4Kpa二次電壓40——55KV、 二次電流150——280mA(4)、凈化指標(biāo)水分<0. Ig / Nm3 酸霧< 0. 03g /Nm3 塵< 0. 002g / Nm35、焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的生產(chǎn)將上述凈化后的SO2窯氣送入一級反應(yīng)釜進行鼓泡吸收反應(yīng)，經(jīng)過一級反應(yīng)釜吸收后的SO2煙氣進入一級吸收器進行逆流噴淋吸收反應(yīng)，經(jīng)過一級吸收器吸收后的SO2煙氣進入二級吸收器進行逆流噴淋吸收反應(yīng)，經(jīng)過二級吸收器吸收反應(yīng)后的尾氣與成品干燥系統(tǒng)尾氣合并送入尾氣處理系統(tǒng)。固體Na2CO3由操作人員加入配液槽經(jīng)來自熱水儲槽的熱水溶解，配制成滿足焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)反應(yīng)吸收液經(jīng)配液泵送入堿液儲槽。將配制好的堿液從堿液儲槽放入焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)收集池與焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)母液槽來的母液混合，并向焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)收集池中加入固體Na2CO3調(diào)整堿液濃度，然后將混合液經(jīng)焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)收集池輸送泵送到二級吸收器，混合液經(jīng)過二級吸收器循環(huán)泵由噴頭噴入二級吸收器與一級吸收器賴的煙氣逆流接觸，吸收煙氣中的SO2氣體。二級吸收器循環(huán)吸收液經(jīng)循環(huán)泵出口引入一級吸收器，一級吸收器循環(huán)液經(jīng)過循環(huán)泵由噴頭噴入一級吸收器與來自一級反應(yīng)釜的煙氣逆流接觸，吸收煙氣中的S02氣體。一級吸收器循環(huán)吸收液經(jīng)循環(huán)泵出口引入一級反應(yīng)釜與來自配氣后煙氣在反應(yīng)釜中發(fā)生鼓泡吸收反應(yīng)生成焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)溶液，一級反應(yīng)釜生成的焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)放入焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)中轉(zhuǎn)反應(yīng)釜冷卻結(jié)晶，結(jié)晶后的焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)過飽和溶液放入離心機離心，結(jié)晶的焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)由離心機固體排料口排入料斗，然后經(jīng)過螺旋加料器送入干燥系統(tǒng)。焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)母液經(jīng)離心機排料口排入焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)母液儲槽(要求母液中SO42 —含量≤2. 5%、母液中Fe3+含量≥0. 005% )然后返回吸收系統(tǒng)循環(huán)利用。空氣經(jīng)過濾網(wǎng)過濾后進入蒸汽換熱器與來自蒸汽系統(tǒng)的0. SMPa的飽和蒸汽換熱，經(jīng)蒸汽換熱的空氣進入脈沖干燥管與螺旋加料器來的焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)物料接觸，使物料中的水分在脈沖干燥管內(nèi)蒸發(fā)，經(jīng)熱空氣蒸發(fā)干燥后的焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)進入一級旋風(fēng)分離器進行氣、固分離，一級旋風(fēng)分離器分離出的干料焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)排入成品料倉；由一級旋風(fēng)分離器出口的含有焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)固體的氣體進入二級旋風(fēng)分離器分離，二級旋風(fēng)分離器分離出的干料焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)排入成品料倉去包裝系統(tǒng)。二級旋風(fēng)分離器出口的焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)尾氣經(jīng)引風(fēng)機送入焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)洗滌塔洗滌，洗滌后的尾氣進入尾氣處理系統(tǒng)。焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)洗滌塔洗滌循環(huán)液由配液槽配液泵送入，循環(huán)吸收后的循環(huán)液放入焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)收集池循環(huán)使用。來自外管得0. SMPa飽和蒸汽用于蒸汽換熱器加熱空氣和焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)母液儲槽與二級吸收器拌熱，蒸汽冷凝水經(jīng)疏水閥排入熱水槽，然后經(jīng)熱水泵送入熱水儲槽用于配制堿液。焦亞硫酸鈉(亞硫酸鈉)配液、反應(yīng)設(shè)備和包裝系統(tǒng)外溢廢氣經(jīng)引風(fēng)機后與成品干燥系統(tǒng)尾氣合并送入尾氣處理系統(tǒng)，尾氣達(dá)標(biāo)排放。實施例2一種焦亞硫酸鈉的生產(chǎn)方法，按以下步驟進行I、生料配備以質(zhì)量百分比的石膏83%、焦炭8%、黃沙5%、頁巖2%、鐵粉2%為原料，石膏為CaSO4含量> 85%的石膏、焦炭為含固定碳> 75%的焦炭，石膏粒度為0. 08mm篩篩余在15%，焦炭粒度為0. 2mm篩篩余< 20% ;各物料配比靠計量皮帶秤來實現(xiàn)，生料的加入以計量螺旋加入，做到加料均勻、流暢，不能出現(xiàn)斷料現(xiàn)象，計量準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)自如；2、回轉(zhuǎn)窯中煅燒反應(yīng)將上述配置好的生料加入回轉(zhuǎn)窯中煅燒，控制回轉(zhuǎn)窯的窯速在2. 5轉(zhuǎn)/分鐘；進風(fēng)采用二次進風(fēng)，一次風(fēng)采用外界冷空氣從噴煤槍進入的，保證了煤粉均勻地進入窯內(nèi)并燃燒，一次風(fēng)量占總風(fēng)量的20%，二次風(fēng)來自窯頭空氣梁篦式冷卻機排出的對熟料冷卻處理后的熱風(fēng)、二次風(fēng)量占總風(fēng)量的80%，以體積百分含量計；對窯尾氣體中CO、02、SO2等等成分裝有在線分析儀以確保窯尾氣中O2含量在0. 05% I. 0%和CO < 0. 4%,以質(zhì)量百分含量計；在回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)表面鋪設(shè)一層耐火磚,所述耐火磚為200X200X90X80cm的梯形磷酸鹽耐火磚；混合料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒，回轉(zhuǎn)窯由煤粉提供熱源，石膏分解煅燒產(chǎn)生的窯氣量及成分為窯氣量1. 5N m3/kg ;混合料；含水量6. 0% ;溫度< 350°C;壓力_2000Pa ;含塵濃度< 3g/m3 ;窯氣主要成分(干基，含窯尾漏風(fēng))SO2 11%,O2 0. 05%,CO 0. 10%,CO2 15 18%，均以質(zhì)量百分比計；3、在所述的回轉(zhuǎn)窯煅燒反應(yīng)后，將窯尾排出的窯氣在四級懸浮預(yù)熱器中與待反應(yīng)的生料進行熱交換，使得窯尾窯氣溫度由原來的600°C左右降低到280°C，再將所得含二氧 化硫的窯氣熱量回收利用；對煅燒反應(yīng)生成的熟料進行冷卻處理，采用空氣梁篦式冷卻機(市售設(shè)備)對熟料進行冷卻，使熟料由原來的200 300°C冷卻至65°C，同時將產(chǎn)生的熱風(fēng)作為進窯的二次風(fēng)循環(huán)利用提高了煤粉的燃燒效率；4、窯氣凈化處理上述與生料熱交換后所得窯氣經(jīng)凈化后得到二氧化硫工業(yè)原料氣，SO2濃度可達(dá)llwt%，本發(fā)明制備方法中CaSO4分解率為97. 2%，最后所得熟料中CaS僅占 I. 5wt%、SO3 僅為 0. 6wt% ；5、焦亞硫酸鈉的生產(chǎn)將上述凈化后的SO2窯氣用風(fēng)機加壓引入生產(chǎn)焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的合成反應(yīng)爸進行鼓泡吸收反應(yīng)，生成焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的懸浮液、懸浮液濃度1397 1439kg/m3 (41 44° Be' )、pH值3. 8 4. 1，焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉懸浮液經(jīng)離心機離心脫水，然后用絞籠將物料送入脈沖閃蒸旋風(fēng)干燥分離器干燥分離(干燥分離器進口溫度彡150°C、干燥分離器出口 70 IO(TC)得成品焦亞硫酸鈉，其含量(以Na2S2O5計)97. 5wt%、#(Fe)< 0. 0027%、重金屬(以Pb計)0. 00042%，完全達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)要求；二氧化硫經(jīng)過三級合成反應(yīng)吸收，再經(jīng)尾洗塔吸收尾氣達(dá)到GB26132-2010排放標(biāo)準(zhǔn)排放。其余同實施例I。實施例3一種二氧化硫工業(yè)原料氣的制備方法，按以下步驟進行I、生料配備以質(zhì)量百分比的石膏88%、焦炭4%、黃沙3%、頁巖4%、鐵粉1%為原料，石膏為CaSO4含量> 85%的石膏、焦炭為含固定碳> 75%的焦炭，石膏粒度為0. 08mm篩篩余在20%,焦炭粒度為0. 2mm篩篩余< 20% ;各物料配比靠計量皮帶秤來實現(xiàn)，生料的加入以計量螺旋加入，做到加料均勻、流暢，不能出現(xiàn)斷料現(xiàn)象，計量準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)自如；2、回轉(zhuǎn)窯中煅燒反應(yīng)將上述配置好的生料加入回轉(zhuǎn)窯中煅燒，控制回轉(zhuǎn)窯的窯速在2. 0轉(zhuǎn)/分鐘；進風(fēng)采用二次進風(fēng)，一次風(fēng)采用外界冷空氣從噴煤槍進入的，保證了煤粉均勻地進入窯內(nèi)并燃燒，一次風(fēng)量占總風(fēng)量的40%，二次風(fēng)來自窯頭空氣梁篦式冷卻機排出的對熟料冷卻處理后的熱風(fēng)、二次風(fēng)量占總風(fēng)量的60%，以體積百分含量計；對窯尾氣體中CO、02、SO2等等成分裝有在線分析儀以確保窯尾氣中O2含量在0. 05% I. 0%和CO < 0. 4%,以質(zhì)量百分含量計；在回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)表面鋪設(shè)一層耐火磚,所述耐火磚為200X200X90X80cm的梯形磷酸鹽耐火磚；混合料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒，回轉(zhuǎn)窯由煤粉提供熱源，石膏分解煅燒產(chǎn)生的窯氣量及成分為窯氣量1. 7N m3/kg ;混合料；含水量6. 42% ;溫度< 350°C ;壓力_2000Pa ;含塵濃度< 3g/m3 ;窯氣主要成分(干基，含窯尾漏風(fēng))SO2 12%、O2 0.07%、CO 0. 30%、CO2 17 21%，均以質(zhì)量百分比計；3、在所述的回轉(zhuǎn)窯煅燒反應(yīng)后，將窯尾排出的窯氣在四級懸浮預(yù)熱器中與待反應(yīng)的生料進行熱交換，使得窯尾窯氣溫度由原來的600°C左右降低到280°C，再將所得含二氧化硫的窯氣熱量回收利用；對煅燒反應(yīng)生成的熟料進行冷卻處理，采用空氣梁篦式冷卻機(市售設(shè)備)對熟料進行冷卻，使熟料由原來的200 300°C冷卻至65°C，同時將產(chǎn)生的熱風(fēng)作為進窯的二次風(fēng)循環(huán)利用提高了煤粉的燃燒效率；4、窯氣凈化處理上述與生料熱交換后所得窯氣經(jīng)凈化后得到二氧化硫工業(yè)原料氣，SO2濃度可達(dá)12wt%，本發(fā)明制備方法中CaSO4分解率為98%，最后所得熟料中CaS僅占
I.lwt%、SO3 僅為 0. 4wt% ；5、焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的生產(chǎn)將上述凈化后的SO2窯氣用風(fēng)機加壓引入生產(chǎn)焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的合成反應(yīng)爸進行鼓泡吸收反應(yīng)，生成焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的懸浮液、懸浮液PH值3. 8 4. 1，焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉懸浮液經(jīng)離心機離心脫水，然后用絞籠將物料送入脈沖閃蒸旋風(fēng)干燥分離器干燥分離得成品焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉，完全達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和符合國標(biāo)要求；二氧化硫經(jīng)過三級合成反應(yīng)吸收，再經(jīng)尾洗塔吸收尾氣達(dá)到GB26132-2010排放標(biāo)準(zhǔn)排放。其余同實施例I。
權(quán)利要求
1.一種焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的生產(chǎn)方法，其特征在于首先以石膏、焦炭為主要原料在回轉(zhuǎn)窯中煅燒制備氣體二氧化硫；再將經(jīng)凈化處理后的氣體二氧化硫生成焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的懸浮液、控制懸浮液pH值3. 8 4. 1，所述懸浮液經(jīng)離心機離心脫水，然后干燥分離得成品焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉，所得尾氣再經(jīng)尾洗塔吸收；在所述氣體二氧化硫制備中，控制回轉(zhuǎn)窯窯尾氣的O2含量在O. 05% I. 0%, CO < O. 4%，以質(zhì)量百分含量計。
2.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于在所述制備中，控制回轉(zhuǎn)窯的窯速在I.5 2. 5轉(zhuǎn)/分鐘；進風(fēng)采用二次進風(fēng)，一次風(fēng)采用外界冷空氣、一次風(fēng)量占總風(fēng)量的20 30%，二次風(fēng)來自窯尾排出的對熟料冷卻處理后的熱風(fēng)、二次風(fēng)量占總風(fēng)量的70 80%,以體積百分含量計。
3.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征在于所述石膏選擇CaSO4含量>85%的石膏、焦炭選擇含固定碳>75%的焦炭，均以質(zhì)量百分含量計；其中石膏粒度為O. 08mm篩篩余在15 20%，焦炭粒度為O. 2 mm篩篩余< 20%。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述石膏、焦炭原料按C/S03摩爾比控制在 O. 6 O. 65 :1。
5.如權(quán)利要求3的制備方法，其特征在于所述反應(yīng)原料中，按質(zhì)量配比石膏83 88%、焦炭4 8%、黃沙3 5%、頁巖2 5%、鐵粉I 2%。
6.如權(quán)利要求I 5任一項所述的制備方法，其特征在于在所述煅燒反應(yīng)過程中，采取保溫處理，具體是在回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)表面采用了一層耐火磚，所述耐火磚采用200 X 200 X 90 X 80cm的梯形磷酸鹽耐火磚。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于在所述的回轉(zhuǎn)窯煅燒反應(yīng)后，還將窯尾排出的窯氣通過生料進行熱交換；還對所述煅燒反應(yīng)產(chǎn)生的熟料進行冷卻處理，具體是采用空氣梁篦式冷卻機對熟料進行冷卻，使熟料由原來的200 300°C冷卻至65°C，同時將冷卻處理后的熱風(fēng)作為進窯的二次風(fēng)。
8.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于以質(zhì)量百分比的石膏85%、焦炭6%、黃沙3%、頁巖4%、鐵粉2%為原料，石膏為CaSO4含量彡85%的石膏、焦炭為含固定碳彡75%的焦炭，石膏粒度為O. 08 mm篩篩余在18%，焦炭粒度為O. 2 mm篩篩余< 20% ;其中控制回轉(zhuǎn)窯窯尾氣中O2含量在O. 05% I. 0%、CO < O. 4%，以質(zhì)量百分含量計； 在所述回轉(zhuǎn)窯煅燒反應(yīng)過程中控制回轉(zhuǎn)窯的窯速在I. 5 2. 5轉(zhuǎn)/分鐘；進風(fēng)采用二次進風(fēng)，一次風(fēng)采用外界冷空氣、一次風(fēng)量占總風(fēng)量的20 30%，二次風(fēng)來自窯排出的對熟料冷卻處理后的熱風(fēng)、二次風(fēng)量占總風(fēng)量的70 80%，以體積百分含量計； 所述原料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒反應(yīng)過程中，采取保溫處理，具體是在回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)表面鋪設(shè)一層耐火磚，所述耐火磚為200 X 200 X 90 X 80cm的梯形磷酸鹽耐火磚；在所述的回轉(zhuǎn)窯煅燒反應(yīng)后，還將窯尾排出的窯氣在四級懸浮預(yù)熱器中與待反應(yīng)的生料進行熱交換，再將所得含二氧化硫的窯氣熱量回收利用；還對煅燒反應(yīng)生成的熟料進行冷卻處理，采用空氣梁篦式冷卻機對熟料進行冷卻，使熟料由原來的200 300°C冷卻至65°C，同時將產(chǎn)生的熱風(fēng)作為進窯的二次風(fēng)； 所述與生料熱交換后所得的窯氣經(jīng)常規(guī)除塵、洗滌凈化后得到二氧化硫工業(yè)原料氣； 所述得到的二氧化硫工業(yè)原料氣用風(fēng)機加壓引入生產(chǎn)焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的合成反應(yīng)釜進行鼓泡吸收反應(yīng)，生成焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的懸浮液、懸浮液濃度1397 1439kg/m3 (41 44° Be' ) 、pH值3· 8 4· I,焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉懸浮液經(jīng)離心機離心脫水，然后將物料干燥分離得成品焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉；尾氣再經(jīng)尾洗塔吸收。
全文摘要
一種焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的生產(chǎn)方法，首先以石膏、焦炭為主要原料在回轉(zhuǎn)窯中煅燒制備氣體二氧化硫；再將經(jīng)凈化處理后的氣體二氧化硫生成焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉的懸浮液、控制懸浮液pH值3.8～4.1，所述懸浮液經(jīng)離心機離心脫水，然后干燥分離得成品焦亞硫酸鈉或亞硫酸鈉，所得尾氣再經(jīng)尾洗塔吸收；在所述氣體二氧化硫制備中，控制回轉(zhuǎn)窯窯尾氣的O2含量在0.05%～1.0%、CO＜0.4%，以質(zhì)量百分含量計。本發(fā)明制得的焦亞硫酸鈉或硫酸鈉產(chǎn)品純度分別可高達(dá)97.5%-98.5wt%和93wt%以上、完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明拓寬了生產(chǎn)焦亞硫酸鈉的原料路線。
文檔編號C01D5/14GK102659143SQ20121014852
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者楊興志, 潘先文 申請人:重慶三圣特種建材股份有限公司