碱渣吸收硫酸尾气工艺设计与研究

    6 工艺控制条件

    6. 1 碱渣溶液配制

    6. 1. 1 配制温度

    碱渣溶液的配制及出料使用温度都可以设定为 30 ～ 40 ℃，其控制点当然是设置于碱渣溶液专用配制槽。

    在30 ℃时，碳酸钠的溶解度最大;当温度低于或高于这个温度时，溶解度都要下降，尤其是低于这个温度时，下降很明显。

    根据NaCO3·H2O 溶解度数据，在30 ℃时溶解度为50. 5 g，40 ℃ 时溶解度为48. 5 g，可以推算碱渣在 30 ℃和40 ℃时，折碳酸钠Na2CO3 的饱和溶液分别是 28. 7% 和27. 9%。

    6. 1. 2 配制配比及浓度

    根据碳酸钠饱和溶液浓度数据—取值为28% ，即可设计碱渣的溶解配比。设定碱渣比值为1，则水比值为0. 06。其计算过程如下:

    ［1 × 80% × 106 / (106 + 180)］÷ (1 + X) = 28% X = 0. 06

    根据以上计算，在配制碱渣水溶液时，每吨即 1 000 kg碱渣最少可配水60 kg;这种溶液中的总碱折 Na2CO3 为30. 5% ，在加水之前，碱渣的总碱折Na2CO3 为32. 3%。

    6. 2 环保控制标准

    为保证环保吸收效果达到要求，株化原氨吸收塔对尾气SO2 回收控制指标是大于等于90% ，株化排空尾气浓度执行标准是低于0. 042%。排放标准附加条款是烟囱高度100 m，SO2 排气量不超过190 kg / h。如果改用碱渣作吸收剂吸收处理尾气，其环保标准还是不变。

    6. 3 吸收条件与控制

    为保证环保吸收效果，仍然是采用流行的多段吸收工艺。如果把尾气分为一次尾气、二次尾气、排空尾气，那么吸收液就可分为一级循环吸收母液和二级循环吸收母液。一级循环母液是高pH 值溶液，其碱度可控制在每升0. 6 mol以上，pH 值为11 以上，该一级循环母液对二次尾气进行吸收，对排空尾气起把关作用。二级循环母液是低pH 值溶液，其pH 值在7 以下，该二级循环母液对一次尾气进行吸收。当二级循环母液的浓度和pH 值达到亚硫酸氢钠溶液产品的质量要求时出料。或者说在产品出料之时机二级循环母液的浓度是控制在38% 以上，pH 值是控制在4 ～ 4. 6。二级循环母液对尾气的吸收能力较差，是pH 值控制低所致，pH 值控制低又是产品为酸式盐所致。如果是部分使用烧碱做亚硫酸钠溶液产品，其二级循环母液的吸收能力就要强一些。因为亚硫酸钠溶液的pH 值是9. 6。

    7 产品市场调研小结

    7. 1 产品用途

    用于棉织物及有机物的漂白。在染料、造纸、制革、化学合成等工业中用作还原剂。医药工业用于生产安乃近和氨基比林的中间体。食用级产品用作漂白剂、防腐剂、抗氧化剂。溶液级产品的用途应该是不包括“医药”和“食用”。

    7. 2 产销行情概述

    以前由于液氨价格相对较低，氨的分子量小即碱当量小，对硫酸尾气的吸收成本低，硫酸尾气吸收剂流行使用液氨或氨水，所以在过去亚硫酸盐产品中的铵盐产品是主流。现在，液氨价格涨价幅度较大，所以市场上的亚硫酸盐产品已改变为是以钠盐居多。生产钠盐的厂家，多数都是同时生产亚硫酸钠和亚硫酸氢钠。铵盐亦如此。在已了解到的亚硫酸氢钠生产厂家中，生产溶液产品的相对较少，暂时只是在网上查到一例，宜兴市化学试剂厂，生产的溶液产品每吨1 500元。

    产品价格也是体现了钠盐占居优势，溶液规格和固体规格都不例外。最具可比性的是溶液产品，因为溶液产品往往是来源于硫酸尾气吸收副产。现在钠盐固体产品一般都不是来源于硫酸尾气副产，至少不是直接来源。钠盐固体产品的含量都特别高，一般都是 98% 或99%。一例铵盐固体产品是副产亚硫酸铵，其含量只有85%。

    目前，亚硫酸氢钠规模最大的规格是固体粉末状规格，规模最大的厂家是天津静海，年产1. 5 万t。该厂亚硫酸盐总产能是每年3 万t。

    目前，国内销售市场比较活跃的地区之一是河南。目前，国内亚硫酸氢钠产品的整体市场行情看好。

    8 结束语

    以纯碱为原料与以碱渣为原料相比，或者是以硫磺为原料与以尾气为原料相比，其道理都是一样，要使产品达到同样的标准，当然是以碱渣和尾气为原料的技术难度要高一些。因此，我们应该采取以下对策:

    1)目前以尾气为原料的亚硫酸盐产品都尽量选择溶液规格。

    2)为加强尾气资源的利用要建议国家有关部门另行制订副产亚硫酸盐的标准。

    3)企业加快技术进步和加大资金投入使生产装备技术上新的台阶，使副产能够达到正产同样的质量水平。

    参考文献

    ［1 ］ 天津化工研究院. 化工产品手册. 无机化工产品［M］. 北京: 化学工业出版社，1993.

    ［2 ］ 叶树磁. 硫酸厂生产焦亚硫酸钠的可行性分析［J］. 硫酸工业， 1998，157(5) :19.