硫化碱生产工艺流程

4.2.1.24.2.1.2 工艺流程说明工艺流程说明 本项目对原装置部分使用价值较高的设备进行搬迁，生产工艺 流程仍按照搬迁前的进行设计，以焦炭粉为还原剂，采用含铬芒硝 和脱水芒硝为原料生产工业低铁硫化碱。生产工序主要包括备料上 料工序、煅烧工序、化坯洗渣工序、沉淀洗泥工序、低铁硫化碱制 液工序、蒸发工序、制片包装工序。 工艺流程如下 1 备料上料工序 由于十水芒硝不能满足硫化碱生产原料的要求，首先要对十水 芒硝进行脱水处理。十水芒硝先进入化硝罐，加入热水进行溶解， 溶解液体进入蒸发器进行蒸发，蒸发热源采用蒸发工序二次蒸汽， 蒸发液送入结晶罐进行冷却结晶，然后再通过皮带输送机送至离心 机进行离心分离，分离后的固体为无水芒硝，送至仓库备用，离心 母液再返回至蒸发器中进行循环。 原料含铬芒硝和脱水芒硝分别存入专门的储仓，经过破碎后保 证进入工艺系统的芒硝粒径不超过 50mm，芒硝、焦炭粉分别通过斗 式提升机、皮带计量机送至混料机，按一定比例混合，再通过混料 皮带输送机送入储料仓，然后经送料螺旋机送入煅烧工序。 2 煅烧工序 物料在长转炉Φ250045000内进行还原反应所需的热量由燃 料煤燃烧提供。燃料煤由煤库经皮带输送机送至雷蒙机研磨后，再 用斗式提升机送到煤粉仓，由皮带输送机送到炉头煤粉斗，再经下 端送料螺旋机送入送风管道内，由罗茨鼓风机吹入长转炉内燃烧。 来自储料仓的芒硝与焦炭粉先进入预热器，然后进入长转炉尾 部，燃料煤粉从转炉头部进入，与原料成逆向流动，当炉内温度为 1050-1150℃时，芒硝与焦炭粉发生如下化学反应 Na 2SO42C→Na2S2CO2 生成硫化碱； Cr6C→Cr3毒性较大的 Cr6变为无毒稳定的 Cr6； 同时，在有水蒸汽存在条件下，发生副反应 Na 2SCO2H2O→Na2CO3H2S 生成碳酸钠和硫化氢。 物料在转炉内经预热、熔化、沸腾、成熟制得熔体黑灰，从炉 头送入热熔罐中，进入化坯洗渣工序，进行热溶。 每台转炉配套一台特制预热器，高温转炉烟气先经过预热器对 生料进行预热，然后经降尘室降尘，再用麻石水膜除尘器进行除尘， 除尘后进入脱硫塔进行脱硫，达标后排空。回收粉尘经过酸洗后外 运至园区指定地点，可用作制砖。 3化坯洗渣工序 由煅烧工序来的熔融态黑灰由炉头直接进入热溶罐进行热溶， 在搅拌机的作用下，用沉淀洗泥工序的洗渣水稀卤水直接制取浓 卤碱水，当溶液中 Na 2S 浓度达到 23左右时，用浓卤液下泵将其打 至沉淀罐，沉淀罐上层清液送至沉淀洗泥工序浓卤储槽。 沉淀泥渣经过一号铰刀输送至一洗罐，在一洗罐中进一步浸取泥 渣中含有的 Na2S，一洗罐洗净的渣泥经二号绞刀送至二洗罐，当渣 泥中碱含量小于 1时，将渣泥进行酸洗后外运至园区指定地点。 洗 渣用水为沉淀洗泥工序送来的洗泥水 稀卤水，洗渣水送至热熔罐循 环使用。 化坯过程中， Na 2S 与 H2O 反应产生少量的 H2S 气体，故热溶罐为 封闭装置， 热溶过程中产生的碱雾及 H 2S 气体经喷淋塔洗涤后， 由高 度为 15m 的排气筒排空，洗涤液循环使用，浓度增加至一定值时送 至热溶罐；喷淋塔污泥定期排至热溶罐，供化坯用。 4沉淀洗泥工序 由化坯工序来的浓度为 23的浓卤碱水进入浓卤储槽， 通过浓卤 泵送入低铁澄清罐中， 通入蒸汽， 加热浓卤水碱水至 70-80℃后恒温 静置 16 小时以上，然后经过浓卤泵送至箱式压滤机进行压滤，压滤 后合格的 23的清液送至浓卤清液中转槽中， 然后用清液泵送至低铁 反应罐进行制备低铁硫化碱。滤渣卸至洗泥地罐，热水洗涤，当洗 涤液中碱含量小于 1时，将渣泥送至酸洗罐进行酸洗后外运至园区 指定地点，用于制砖。洗泥水送至化坯洗渣工序化坯用。 5低铁硫化碱制液工序 制备原理硫化碱浓卤中的铁是以 FeS 的胶团微粒形式存在， 并处于亚稳定状态。由于浓卤中含有较多的Na 2CO3 、Na 2SO4 、 Na 2S2O3 、Na 2SO3 等可溶性杂质，会影响产品的质量和颜色，本工艺 选择加入硫化钡溶液和氧化锌，硫化钡溶液可与这些杂质生成沉淀 而除去，硫酸锌和硫化钠生成硫化锌沉淀，沉淀的生成破坏了溶液 中 FeS 胶粒的稳定性，同时生成的沉淀将 FeS 微粒包裹、吸附、共 沉淀，从而达到除铁目的。 工艺流程 1硫化钡的制备 焦炭粉和重晶石分别通过斗式提升机、下料管预热器。然后送 入原小长转炉Φ200032000内进行高温煅烧， 煅烧热源同煅烧芒 硝相同，燃料煤粉由罗茨鼓风机吹入长转炉内燃烧，与重晶石成逆 向流动，当炉内温度为 1100℃左右时，重晶石与焦炭粉发生如下化 学反应 BaSO 42C→BaS2CO2 生成硫化钡。 转炉烟气先经过预热器回收余热，加热生料重晶石，然后再用 麻石水膜除尘器进行除尘，除尘后进入脱硫塔进行脱硫，达标后排 空。回收粉尘与渣泥一同经过酸洗外运至园区指定地点，用于制砖。 2硫化钡溶液的制备 煅烧来的熔融态黑灰由炉头直接进入硫化钡浸取槽进行热溶， 在电机搅拌的作用下，用新鲜水直接制取硫化钡溶液，洗涤至一定 浓度后，将硫化钡溶液送至硫化钡溶液储罐备用。 硫化钡溶液制取工艺流程简图硫化钡溶液制取工艺流程简图 3低铁硫化碱制液 浓卤清液进入低铁反应罐后，将配制好的硫化钡溶液及氧化锌 加入到低铁反应罐内搅拌 20min 左右，使溶液中的 Na 2CO3 、Na 2SO4、 FeS 等杂质充分与除铁剂反应，静置 16-24h 后，将沉淀下的不溶物 通过溜槽排放到低铁地下泥槽，然后将泥渣送至沉淀洗泥工序洗泥 地罐进行洗泥；除杂后的澄清液用低铁清液泵送至低铁清液储槽中 以备蒸发。 6蒸发工序 将低铁清液送入列管蒸发器，通入蒸汽进行加热真空浓缩，当 碱液浓缩至 34-38时，调整碱液温度到 100℃，直接浓缩至 60后， 通过成品液泵打入成品罐。 蒸发产生的二次蒸汽送至备料上料工序， 用作制备无水芒硝，蒸汽冷凝生成的冷凝水送回锅炉装置。 7制片包装工序 由成品罐来的 60浓卤液经泵缓慢送至制片机， 经冷却后得到低 铁硫化碱，通过皮带输送机输送到自动包装机料斗，包装后送库房 储存待售。 低铁硫化碱工艺流程简图低铁硫化碱工艺流程简图 4.2.24.2.2 物料平衡说明物料平衡说明 物料平衡图见附图 3。 4.2.34.2.3 工艺消耗定额工艺消耗定额 原材料及动力消耗定额原材料及动力消耗定额 消耗量消耗量 项目项目 芒硝 焦炭粉 重晶石 原材料消耗 氧化锌 稀盐酸 石灰 包装袋 燃料煤 生产用水 公用工程消耗工艺生产用电 蒸汽 循环水 单位单位 （以（以 t t 产品计）产品计） t t t kg t t 条 t m kW h t t 3 年耗量年耗量 1.7 0.4 0.1 0.075 0.045 0.05 40 0.42 5.1 305.19 3.42 864 34000 8000 2000 1500 900 1000 800000 8300 36720 6103800 24624 17280000 4.34.3 主要设备选择主要设备选择 本项目属于搬迁项目，