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(Φ2500×45000)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 2SO4+2C+→Na2S+2CO2 生成硫化碱； Cr6++C→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 2S+CO2+H2O→Na2CO3+H2S 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(Φ2000×32000)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 4+2C+→BaS+2CO2 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，