[發(fā)明專利]一種循環(huán)吸收廢氣中二氧化硫制取無水亞硫酸鈉的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910043567.6
• 申請日: 2009-06-01
• 公開（公告）號: CN101565191A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設計）人: 馮延林;劉仁和;黃建華
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南永清環(huán)保股份有限公司
• 主分類號: C01D5/14
• 分類號: C01D5/14
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 馬 強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無水亞硫酸鈉的生產(chǎn)方法，具體涉及一種循環(huán)吸收廢氣中二氧化硫制取無水亞硫酸鈉的方法。

背景技術(shù)

進入二十一世紀以來，我國正以歷史上最脆弱的生態(tài)環(huán)境承載著世界上最多的人口，承載著歷史上最空前的資源消耗和經(jīng)濟活動，面臨著歷史上最為突出的生態(tài)環(huán)境挑戰(zhàn)。人口與資源、經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾已成為中國現(xiàn)代化發(fā)展的最大制約因素。要保持可持續(xù)發(fā)展，就必須減少對環(huán)境的污染并實施循環(huán)經(jīng)濟。而SO₂是當今人類面臨的主要大氣污染物之一，它的存在對自然生態(tài)環(huán)境、人類健康、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑物及材料等方面都造成了一定程度的危害，在近代人類歷史上曾發(fā)生過10次以上與SO₂污染有關(guān)的大事故。

傳統(tǒng)的氫氧化鈉吸收法是將氫氧化鈉溶液直接加入吸收塔吸收廢氣中的二氧化硫生成硫酸鈉溶液，從吸收塔中取出吸收液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶出亞硫酸鈉，結(jié)晶液通過過濾使結(jié)晶與母液分離，母液返回蒸發(fā)器重新蒸發(fā)結(jié)晶。傳統(tǒng)的氫氧化鈉吸收法流程長，投資大，生產(chǎn)過程需消耗蒸汽，亞硫酸鈉生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有氫氧化鈉吸收法存在的缺陷，提出一種循環(huán)吸收廢氣中二氧化硫制取無水亞硫酸鈉的方法，它采用反應鹽析結(jié)晶工藝制得固體無水亞硫酸鈉結(jié)晶，生產(chǎn)工藝流程短、能耗低、成本低，且吸收、反應結(jié)晶系統(tǒng)采用全封閉循環(huán)運行，無廢水、廢渣產(chǎn)生；

本發(fā)明的技術(shù)方案是，所述循環(huán)吸收廢氣中二氧化硫制取無水亞硫酸鈉的方法包括如下步驟：

(1)將含有SO₂的廢氣通過水洗、除塵加以凈化；

(2)凈化后含有SO₂的廢氣在噴淋吸收塔內(nèi)與吸收液接觸，氣體中的SO₂被吸收生成含質(zhì)量濃度為20％～35％NaHSO₃，2％～10％Na₂SO₃，0％～9％Na₂SO₄混合溶液，混合溶液pH值5～6；同時在噴淋吸收塔內(nèi)加入濃度為吸收液總量0.14‰～0.2‰的抗氧化劑，有效地阻止亞硫酸氫鈉和亞硫酸鈉被氧化成硫酸鈉；

所述吸收液為含有質(zhì)量濃度為20％～25％Na₂SO₃，0％～4％NaHSO₃，0％～9％Na₂SO₄，pH值6.5～7.5的溶液；

所述抗氧化劑為對苯二胺、對苯二酚、乙二胺四乙酸單體或所述物質(zhì)的混合物；

(3)經(jīng)步驟(2)得到的混合溶液與質(zhì)量濃度為40％～50％的燒堿溶液反應，控制反應終點的pH值在6.5～7.5，使混合溶液中的亞硫酸氫鈉與燒堿完全反應，然后控制反應液的溫度在36～90℃之間，使反應生成的亞硫酸鈉成為結(jié)晶析出；

(4)將上述結(jié)晶液于增稠器中增稠至質(zhì)量含固量為25％～50％，離心脫除母液，得無水亞硫酸鈉固體；母液和增稠器溢流液混合后全部返回用作步驟(2)吸收液；如此往復，形成循環(huán)吸收。

本發(fā)明所述方法通過控制吸收塔內(nèi)合適的工藝條件，改變吸收塔排出液的物料組成，控制吸收塔排出液中亞硫酸氫鈉的含量，在反應結(jié)晶器內(nèi)加入合適濃度的氫氧化鈉溶液與吸收塔排出液發(fā)生化學反應并生成亞硫酸鈉，利用亞硫酸鈉與亞硫酸氫鈉在反應溫度下的溶解度差異，自行析出無水亞硫酸鈉結(jié)晶，再經(jīng)過增稠器增稠后得到濃度較高及顆粒較大的結(jié)晶懸浮液，結(jié)晶懸浮液送入離心機脫除母液，便得到固體無水亞硫酸鈉結(jié)晶。

為了更好地理解上述發(fā)明的技術(shù)原理，本發(fā)明給出吸收反應的化學方程式：(參見附圖1)

在預洗塔6內(nèi)：

HCl(g)→HCl(aq)

HF(g)→HF(aq)

SO₃(g)+H₂O→H₂SO₄(aq)

在噴淋吸收塔14內(nèi)：

SO₂(g)+H₂O→H₂SO₃(aq)

H₂SO₃(aq)+Na₂SO₃→2NaHSO₃