一种利用工业副产物硫酸钠制备纯碱和硫磺的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种利用工业副产物硫酸钠制备纯碱和硫磺的系统及方法，所述的系统包括进料单元、反应单元和出料单元；所述的进料单元包括分别独立连接反应单元进料口的固体进料单元和气体进料单元，所述的出料单元包括分别连接反应单元出料口的纯碱出料单元和硫磺出料单元。本发明专利技术利用过热水蒸气、二氧化碳、焦炭粉与硫酸钠反应获得纯碱、硫化氢和二氧化硫，再以硫化氢和二氧化硫为原料生产硫磺，实现了工业副产物硫酸钠的资源化。

【技术实现步骤摘要】
一种利用工业副产物硫酸钠制备纯碱和硫磺的系统及方法
本专利技术属于副产物硫酸钠利用
，涉及一种利用工业副产物硫酸钠制备纯碱和硫磺的系统及方法。
技术介绍
化工行业的基本特点是利用化学反应将原料转化为产品。生产中需要原料除杂、副产物分离、产品提纯等一系列漫长而复杂的处理过程。一些生产工艺使用含Na+/K+等无机离子的原料，利用酸或碱调节pH满足反应条件，使用催化剂(如有机合成中加入Na2CO3，K2CO3等弱碱盐催化剂)加快反应速率，这些过程中使用的盐最终将进入废水中形成高盐废水，并在这些废水浓缩液的最终蒸发处理过程中产生大量废盐。其中，工业副产物硫酸钠、氯化钠等主要产生于高盐废水的处理过程之中。研究人员开发出了各种高盐废水处理方法，如：电解法、膜分离法、生物处理法、蒸发结晶法等来解决各类高盐、高有机物废水难处理的问题，其中蒸发结晶是废水终端处理工序普遍采用的技术手段。虽然水资源可以经过处理回用达到零排放，但这种方法并没有将污染物去除，只是将污染物转移到结晶杂盐中，处理后产生的废盐才是治理的难点。尤其是石油工业、煤化工、医药、印染等行业，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用工业副产物硫酸钠制备纯碱和硫磺的系统，其特征在于，所述的系统包括进料单元、反应单元和出料单元；/n所述的进料单元包括分别独立连接反应单元进料口的固体进料单元和气体进料单元，所述的出料单元包括分别连接反应单元出料口的纯碱出料单元和硫磺出料单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用工业副产物硫酸钠制备纯碱和硫磺的系统，其特征在于，所述的系统包括进料单元、反应单元和出料单元；
所述的进料单元包括分别独立连接反应单元进料口的固体进料单元和气体进料单元，所述的出料单元包括分别连接反应单元出料口的纯碱出料单元和硫磺出料单元。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的固体进料单元沿进料方向包括依次连接的原料干燥装置和造粒装置，工业副产物硫酸钠经原料干燥装置脱水后进入造粒装置，在造粒装置中与焦炭粉混合造粒后送入反应单元；
优选地，所述的造粒装置为圆盘造粒机；
优选地，所述的气体进料单元包括过热装置、混合缓冲装置和天然气纯氧燃烧装置，所述的混合缓冲装置和天然气纯氧燃烧装置分别连接过热装置，水蒸气与二氧化碳经混合缓冲装置混合后进入过热装置，在过热装置中水蒸气和二氧化碳的混合气体与天然气在纯氧环境下燃烧产生的烟气接触形成包括过热水蒸气和CO2的过热气体；
优选地，所述的过热装置内部填充有蓄热陶瓷；
优选地，所述的过热装置为蓄热式过热器。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述的反应单元包括相接的送料装置和反应装置，所述的送料装置的进料口分别连接过热装置的出料口和造粒装置的出料口，所述的送料装置的出料口对接反应装置的进料口；
优选地，所述的反应装置包括煅烧炉和套设于煅烧炉外周的燃烧室夹套，所述的送料装置的出料口对接煅烧炉的进料口，所述的燃烧室夹套上设置有燃气喷嘴，天然气由燃气喷嘴喷入燃烧室夹套；
优选地，所述的燃气喷嘴外接助燃风机；
优选地，所述的煅烧炉的两端分别设置有气体出料口和固体出料口，所述的气体出料口连接硫磺出料单元，所述的固体出料口连接纯碱出料单元；
优选地，所述的气体出料口位于煅烧炉靠近送料装置的一端，所述的固体出料口位于煅烧炉远离送料装置的一端；
优选地，所述的燃烧室夹套上设置有烟气出口，所述的烟气出口连接原料干燥装置，天然气在燃烧室夹套内燃烧产生的烟气经烟气出口排入原料干燥装置。


4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述的纯碱出料单元沿出料方向包括依次连接的水浸装置和结晶装置；
优选地，沿出料方向，所述的水浸装置的前端设置有风冷装置，反应装置排出的固体产物经风冷装置冷却后进入水浸装置加水溶解；
优选地，所述的水浸装置与结晶装置之间的连接管路上沿出料方向依次设置有出料泵和过滤装置，所述的过滤装置用于滤除溶液中的硅渣；
优选地，沿出料方向，所述的结晶装置依次连接分离装置和产品干燥装置；
优选地，所述的分离装置为离心机；
优选地，所述的硫磺出料单元包括克劳斯反应装置；
优选地，所述的克劳斯反应装置包括沿出料方向依次连接的克劳斯炉和克劳斯转化器；
优选地，沿出料方向，所述的克劳斯炉的前端设置有除尘模组，反应装置排出的气体产物经除尘模组除尘后进入克劳斯反应装置；
优选地，所述的除尘模组沿出料方向包括依次连接的电除尘装置和布袋除尘装置；
优选地，所述的克劳斯转化器的出料口连接冷却装置。


5.一种利用工业副产物硫酸钠制备纯碱和硫磺的方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的系统以工业副产物硫酸钠为原料制备纯碱和硫磺，所述的方法包括：
工业副产物硫酸钠和焦炭粉由固体进料单元送入反应单元，二氧化碳和过热水蒸气由气体进料单元送入反应单元，原料在反应单...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚，王云山，安学斌，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11