一种工业尾气还原硫酸钠副产碳酸氢钠的方法技术

本发明专利技术提供了一种工业尾气还原硫酸钠副产碳酸氢钠的方法，涉及废物资源化回收技术领域。本发明专利技术充分解决了工业硫酸钠难以资源化处理的难题，同时兼顾“碳减排”政策，实现二氧化碳的吸收捕集，具有工艺流程简单、能耗低、无二次污染、且能带来一定的经济效益的优点，为工业硫酸钠的资源化处理提供了一条有效途径和循环利用的方法。循环利用的方法。循环利用的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种工业尾气还原硫酸钠副产碳酸氢钠的方法


[0001]本专利技术涉及废物资源化回收
，尤其涉及一种工业尾气还原硫酸钠副产碳酸氢钠的方法。

技术介绍

[0002]硫酸钠(Na2SO4)俗称元明粉、无水芒硝，是无机盐工业大宗产品之一，白色、无臭、有苦味的结晶或粉末，有吸湿性。外形为无色、透明、大的结晶或颗粒性小结晶。主要用于制水玻璃、玻璃、瓷釉、纸浆、致冷混合剂、洗涤剂、干燥剂、染料稀释剂、分析化学试剂、医药品等。
[0003]一直以来，国内外研究者都在致力于解决工业中的废硫酸钠资源化问题。所谓废硫酸钠，就是在化工冶金行业大量产生的一种副产物。现在在国内，每年产生大量的硫酸钠，然而由于其利用途径十分有限，往往只能大量堆积或废弃，占用土地，无法实现这种材料的利用价值，硫酸钠的处理成为了企业头疼的难题。
[0004]申请号为CN202110818070.8的中国专利公开了“一种硫酸钠废盐资源化利用的方法”，利用水泥窑的热量，在将硫酸钠废盐中的有机物分解气化后进入水泥窑的分解炉中充分燃烧后无害化排放，然后将热裂解后的硫酸钠经过溶解，过滤，蒸发结晶后得到工业级硫酸钠产品，但是最终产品还是硫酸钠，没有解决根本问题。申请号为201510970892.2的中国专利公开了“一种利用硫酸钠生产硅酸钠的方法”，利用硫酸钠、石英砂和还原剂按照一定质量比例进行熔融还原制备硅酸钠，在一定程度上处理了硫酸钠，但还要消耗石英砂和还原剂，且产量有限，成本较高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种工业尾气还原硫酸钠副产碳酸氢钠的方法，采用本专利技术的方法不但能够解决工业副产硫酸钠无法资源化处理、堆存占用土地等问题，而且节省了还原剂的购买，降低了生产成本。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种工业尾气还原硫酸钠副产碳酸氢钠的方法，包括以下步骤：
[0008]将硫酸钠、防烧结剂和还原催化剂置于还原反应器中，然后向所述还原反应器中通入还原性尾气，进行还原反应，得到硫化钠固体；
[0009]将所述硫化钠固体与水混合，得到硫化钠溶液；
[0010]向所述硫化钠溶液中通入含CO2的尾气，进行转化反应，得到硫化氢尾气和含有碳酸氢钠固体的溶液；
[0011]将所述含有碳酸氢钠固体的溶液进行过滤，得到碳酸氢钠固体和饱和碳酸氢钠溶液；将所述饱和碳酸氢钠溶液进行蒸发浓缩结晶，析出碳酸氢钠晶体；将所述碳酸氢钠固体和碳酸氢钠晶体合并，得到碳酸氢钠产品。
[0012]优选的，所述防烧结剂为脂肪酸钠盐，化学式为RCOONa，其中，R为C10～C18烷基；
所述防烧结剂的质量为硫酸钠质量的0.5～5％。
[0013]优选的，所述还原催化剂为金属元素的氧化物或金属元素的硫酸盐；所述金属元素为铁、钨、钒、镍或镧；所述还原催化剂的质量为硫酸钠质量的0.5～5％。
[0014]优选的，所述还原性尾气中的还原性气体包括CO、H2和CH4中的一种或多种；所述还原性尾气中氧气的体积浓度低于1％。
[0015]优选的，所述还原反应的温度为400～1000℃。
[0016]优选的，所述转化反应的压力为0.1～3Mpa。
[0017]优选的，所述硫化钠溶液的质量浓度为6～18％。
[0018]优选的，还包括：采用有机溶液吸收所述硫化氢尾气，得到尾气吸收液；对所述尾气吸收液进行加热，得到高浓度硫化氢气体；采用氨水溶液吸收所述高浓度硫化氢气体制备硫化铵溶液，或将所述高浓度硫化氢气体直接贮存后用于污酸治理；以体积分数计，所述有机溶液包括20～50％的醇胺、20～50％醇和10～30％的水。
[0019]优选的，所述氨水溶液的质量浓度为8～25％。
[0020]优选的，将所述硫酸钠置于还原反应器中前，还包括对硫酸钠进行研磨；所述研磨后硫酸钠的粒径小于250μm。
[0021]本专利技术提供了一种工业尾气还原硫酸钠副产碳酸氢钠的方法，包括以下步骤：将硫酸钠、防烧结剂和还原催化剂置于还原反应器中，然后向所述还原反应器中通入还原性尾气，进行还原反应，得到硫化钠固体；将所述硫化钠固体与水混合，得到硫化钠溶液；向所述硫化钠溶液中通入含二氧化碳的尾气，进行转化反应，得到硫化氢尾气和含有碳酸氢钠固体的溶液；将所述含有碳酸氢钠固体的溶液进行过滤，得到碳酸氢钠固体和饱和碳酸氢钠溶液；将所述饱和碳酸氢钠溶液进行蒸发浓缩结晶，析出碳酸氢钠晶体；将所述碳酸氢钠固体和碳酸氢钠晶体合并，得到碳酸氢钠产品。
[0022]本专利技术利用工业尾气中的CO、H2、CH4等还原性气体还原工业硫酸钠，将其转化为硫化钠。相比传统采用碳还原硫酸钠方法节省了还原剂的购买，避免了还原后还需将碳粉与硫化钠分离的步骤，大大降低了操作成本。通过引入一定量的防烧结剂和催化剂，提高了硫酸钠的转化率，也明显降低了反应能耗。
[0023]本专利技术利用得到的硫化钠配制成溶液吸收废气中的CO2，制取硫化氢气体和碳酸氢钠，同时硫化氢气体可用于污酸治理或用氨水吸收制取硫酸铵产品，碳酸氢钠回收后可用于焦炉烟气脱硫等，生成的硫酸钠再返回到还原单元。通过本专利技术方法，在捕碳的同时获得了更有价值的硫化氢和碳酸氢钠产物，带来了一定的经济效益。
[0024]综上，本专利技术充分解决了工业硫酸钠难以资源化处理的难题，同时兼顾“碳减排”政策，实现二氧化碳的吸收捕集，具有工艺流程简单、能耗低、无二次污染、且能带来一定的经济效益的优点，为工业硫酸钠的资源化处理提供了一条有效途径和循环利用的方法。
附图说明
[0025]图1为内燃连续式反应器的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术工业尾气还原硫酸钠副产碳酸氢钠的流程示意图。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种工业尾气还原硫酸钠副产碳酸氢钠的方法，包括以下步骤：
[0028]将硫酸钠、防烧结剂和还原催化剂置于还原反应器中，然后向所述还原反应器中通入还原性尾气，进行还原反应，得到硫化钠固体；
[0029]将所述硫化钠固体与水混合，得到硫化钠溶液；
[0030]向所述硫化钠溶液中通入含CO2的尾气，进行转化反应，得到硫化氢尾气和含有碳酸氢钠固体的溶液；
[0031]将所述含有碳酸氢钠固体的溶液进行过滤，得到碳酸氢钠固体和饱和碳酸氢钠溶液；将所述饱和碳酸氢钠溶液进行蒸发浓缩结晶，析出碳酸氢钠晶体；将所述碳酸氢钠固体和碳酸氢钠晶体合并，得到碳酸氢钠产品。
[0032]在本专利技术中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。
[0033]本专利技术将硫酸钠、防烧结剂和还原催化剂置于还原反应器中，然后向所述还原反应器中通入还原性尾气，进行还原反应，得到硫化钠固体。
[0034]在本专利技术中，所述硫酸钠优选为工业硫酸钠。将所述硫酸钠置于还原反应器中前，本专利技术优选先对硫酸钠进行研磨。在本专利技术中，所述研磨后硫酸钠的粒径优选为小于250μm。本专利技术通过对硫酸钠研磨，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业尾气还原硫酸钠副产碳酸氢钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：将硫酸钠、防烧结剂和还原催化剂置于还原反应器中，然后向所述还原反应器中通入还原性尾气，进行还原反应，得到硫化钠固体；将所述硫化钠固体与水混合，得到硫化钠溶液；向所述硫化钠溶液中通入含CO2的尾气，进行转化反应，得到硫化氢尾气和含有碳酸氢钠固体的溶液；将所述含有碳酸氢钠固体的溶液进行过滤，得到碳酸氢钠固体和饱和碳酸氢钠溶液；将所述饱和碳酸氢钠溶液进行蒸发浓缩结晶，析出碳酸氢钠晶体；将所述碳酸氢钠固体和碳酸氢钠晶体合并，得到碳酸氢钠产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述防烧结剂为脂肪酸钠盐，化学式为RCOONa，其中，R为C10～C18烷基；所述防烧结剂的质量为硫酸钠质量的0.5～5％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原催化剂为金属元素的氧化物或金属元素的硫酸盐；所述金属元素为铁、钨、钒、镍或镧；所述还原催化剂的质量为硫酸钠质量的0.5～5％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁平，王学谦，贾丽娟，普煜，王郎郎，黄鑫，魏冲建，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：