技术领域
本发明属于亚硫酸钠溶液生产领域,具体涉及利用二氧化硫气体生产亚硫酸钠溶液的方法。
背景技术
亚硫酸钠生产路线较为成熟的传统工艺是纯碱法,以硫磺为原料,焚烧后得到二氧化硫气体,二氧化硫再与碳酸钠溶液反应得到亚硫酸氢钠溶液,再与烧碱中和得到亚硫酸钠溶液,最后经浓缩、离心、干燥得到成品。纯碱法生产工艺较为复杂,能源消耗大,成本较高,同时在生产过程中放出大量的二氧化碳气体,污染环境。
在离子膜电解生产过程中,需使用10%的亚硫酸钠溶液作为还原剂,消除淡盐水的中游离氯。较为传统的做法是直接外购固体亚硫酸钠,经运输、装卸、配制成10%的溶液后使用,中间过程较多,同时增加了采购及人工成本。若能利用原料优势,如附近有硫酸生产企业,在加上本厂自产的烧碱溶液,设计出一种工艺简单、成本低廉的生产方式,将为氯碱企业节约大量的采购成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有工艺较为复杂,能源消耗大,成本较高,污染环境。
发明解决上述技术问题的方案是提供一种利用二氧化硫气体生产亚硫酸钠溶液的方法,包括以下步骤:以氢氧化钠溶液为吸收液与二氧化硫反应,得到亚硫酸钠溶液。
上述利用二氧化硫气体生产亚硫酸钠溶液的方法中,所述氢氧化钠溶液的浓度为10%wt~13%wt。
作为本发明优选的方案,所述的氢氧化钠溶液是由离子膜电解槽的出槽碱液与脱盐水配制而成的。所述出槽碱液的浓度为30%wt~32%wt。所述脱盐水的电导率≤10us/cm。
上述利用二氧化硫气体生产亚硫酸钠溶液的方法中,所述的二氧化硫来自硫酸生产过程净化工序后的含有二氧化硫的气体。
上述利用二氧化硫气体生产亚硫酸钠溶液的方法中,所述反应的温度为30℃~50℃。
上述利用二氧化硫气体生产亚硫酸钠溶液的方法中,当吸收液的pH值降为8~9时反应结束。
本发明涉及的主要化学反应方程式如下:2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O;
副反应有:Na2SO3+1/2O2→Na2SO4。
本发明的有益效果在于:①具有良好的环境效益:对比传统的亚硫酸钠生产工艺,本发明技术方案工艺路线简单,不产生二氧化碳气体,无三废排放;②具有良好的经济效益:对比传统的亚硫酸钠生产工艺,本发明技术方案成本低廉,每吨亚硫酸钠(98%)生产成本仅为传统工艺的1/2,以年产30万吨NaOH的装置计算,每年可以节约采购成本80W元左右。
附图说明
图1本发明的工艺流程图。
具体实施方式
利用二氧化硫气体生产亚硫酸钠溶液的方法,包括以下步骤:以氢氧化钠溶液为吸收液与二氧化硫反应,得到亚硫酸钠溶液。
上述利用二氧化硫气体生产亚硫酸钠溶液的方法中,所述氢氧化钠溶液的浓度为10%wt~13%wt。若氢氧化钠浓度低于10%,所生产出来的亚硫酸钠浓度低,达不到离子膜电解脱氯所需要求;若氢氧化钠浓度大于13%,所生产出来的亚硫酸钠浓度较高,导致溶液中会析出部分晶体,影响系统运转。
作为本发明优选的方案,所述的氢氧化钠溶液是由离子膜电解槽的出槽碱液与脱盐水配制而成的。所述出槽碱液的浓度为30%wt~32%wt。所述脱盐水的电导率≤10us/cm。
上述利用二氧化硫气体生产亚硫酸钠溶液的方法中,所述的二氧化硫来自硫酸生产过程净化工序后的含有二氧化硫的气体。
上述利用二氧化硫气体生产亚硫酸钠溶液的方法中,所述反应的温度为30℃~50℃。
上述利用二氧化硫气体生产亚硫酸钠溶液的方法中,当吸收液的pH值降为8~9时反应结束。
实施例1
来自硫酸厂的二氧化硫气体经吸收塔底部进气口进入吸收塔,与由尾气塔自流下来的吸收液溶液逆向接触(因采用循环吸收工艺,此处吸收液浓度由最开始配制时的10%~13%逐步降低,最终至反应终点结束时游离氢氧化钠浓度约为2~3g/L),进行吸收反应。从吸收塔顶部出来的未反应完全的气体再进入尾气塔底部,与氢氧化钠溶液反应,进一步除去二氧化硫气体,达到排放标准的尾气排至大气。当吸收液pH值降至8~9时,停止吸收,得到亚硫酸钠溶液。
实施例2
按照实施例1所述的工艺流程,控制吸收液pH值在5~6时停止吸收,反应过程中生成NaHSO3,加氢氧化钠溶液调整pH值8~9,生成亚硫酸钠。
实施例1与实施例2的制备得到的亚硫酸钠溶液,其数据如下表1:
表1亚硫酸钠溶液试验数据表
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注:由于序号4、5、6采用了二次吸收法,说生产的亚硫酸钠溶液浓度较高,已出现少量亚硫酸钠晶体结晶,故在实际生产中尽量采用实施例1进行生产。
离子膜电解生产过程中,需使用10%的亚硫酸钠溶液作为还原剂,消除淡盐水的中游离氯。由表1可见,采用本发明方法制备得到的亚硫酸钠溶液,能够达到离子膜电解生产过程中消除淡盐水的中游离氯所需的要求。
本发明提供的方法工艺路线简单,不产生二氧化碳气体,无三废排放,且成本低廉。