[发明专利]芒硝法硅酸钠、亚硫酸氢钠和石膏晶须联产技术

说明书

(一)技术领域

本发明属无机化工产品生产技术，具体说是芒硝法硅酸钠、亚硫酸氢钠和石膏晶须联产技术

(二)技术背景

在川西，在陕西蒲城县芒硝产地，见民间以无水芒硝替代纯碱(或烧碱)与硅砂混合烧 制硅酸钠，排放大量SO₂气，污染极大，也浪费硫资源——因以等千摩尔含Na₂O计，粗制 芒硝成本仅纯碱(或烧碱)的1/10，甚致更低，巨大的经济利益使这种破坏环境、浪费资源 行为累禁不止。

能否找到即可回收SO₂气治了污染，又获高附加值产品，同样用经济利益终止上述现 象？！经前苏联波任著《无机盐工艺学》有关芒硝法制亚硫酸氢钠的论述提示，加上本项发 明人已有石膏制晶须的专利申请(申请号2008100181317)就成了本专利申请内容，查无先 例。

经试验和计算：每产1.5吨模数1.25的硅酸钠，约耗硅砂0.9吨(考虑反应率下)，无水 芒硝1.8吨(折纯计，考虑用低价的高硫煤下)，可综合回收SO₂，联产亚硫酸氢钠1.2吨， 同时产石膏晶须0.75吨，耗平均含硫＞3.25％热值≥6千大卡/公斤煤约0.8吨，与原工艺相比 仅增加生石灰0.5吨，百余度电能几个人工。而改革后，仅多产1.2吨亚硫酸氢钠出厂价3600 元，高于原主产1.5吨硅酸钠价2100元许多，仅此一项可盈大利。

本发明最大特点是工艺简单，技术即传统又新颖，节能降耗减排三位一体。实施并规模 化生产后，将迫使现有硅酸钠生产自行淘汰。介时亚硫酸氢钠及加工品因有足够市场和盈利， 将成为主产品，联产硅酸钠、石膏晶须可大幅降价，便于大量应用于新型建材工业，市场容 量会千百倍扩大，为比如煤矸煤粉碱胶凝建材大规模应用，消除高成本障碍，则意义尤其重 大。

(三)发明内容

1、改进现有芒硝法硅酸钠生产并回收SO₂：现有芒硝法硅酸钠生产，因SO₂污染重，属 非法生产，多用反射炉或短式回转炉，规模小，耗能高，与环保监督周旋下生产。改进后无 污染可公开大规模生产，用长大回转炉或漩风炉连续生产，以人造水煤气在供氧系数1.05下 燃烧作热源，烧法传统，不赘。因出炉尾气温度在850～1100℃间，漩风除尘后，串接热管式 余热回收锅炉附产蒸汽，同时使尾气降至≤200℃，此装置可回收总热耗30％以上热能，再串 联洗气装置，文丘里管、皮波迪塔、喷淋塔等均可，洗水控制在50℃～70℃为好，水中添加 0.03～0.05％对苯二酚(铵)类或醇类有抗氧化，减轻SO₂被氧化成SO₃作用，可洗除尾气中 SO₃、NO_x和粉尘，同时降温至50℃～70℃间，洗气降温，同时洗水自然升温，循环水池须防 酸蚀，加装冷却装置，洗水＞70℃被洗气含水汽太高，下步石灰乳再冷吸会浓度降低不好。 洗过气再串接三级SO₂吸收塔，逆流吸收SO₂到达标排放目的。含SO₂洗过气与最后两级石 灰乳反应在强碱性下进行，反应式SO₂+Ca(OH)₂→CaSO₃+H₂O或SO₂+CaCO₃→CaSO₃+CO₂↑产亚硫酸钙粉浆(水溶小)，取样观察可见随SO₃吸收进行，PH＞13，渐渐降低到中性， 当进入与洗气塔器相连接第一SO₂吸收段时，洗过气中浓SO₂与亚硫酸钙反应： SO₂+CaSO₃+H₂O→Ca(HSO₃)₂，因亚硫酸氢钙水溶性大，混浊的CaSO₃液渐渐变得清亮起来， 控制溶液PH在5～6间，可防CO₂被吸收，到观察液体接近清亮，不太混浊时，PH＝5，可认 为接近反应完成，放出过精滤，滤除水不溶渣获亚硫酸氢钠液。SO₂吸收是放热反应，应加 装冷却装置，控制浆液在30～35℃为好，加入石灰乳含Ca(OH)₂应在10～12％间，(前苏联是 石灰乳与芒硝混合分两次加入，产亚硫酸氢钠浓度高达36％，而附产石膏品质差，与本发明 目的不同，不能照作)。