亞硫酸鈉的生產(chǎn)工藝及應(yīng)用介紹

　　亞硫酸鈉，分子式為H?SO?，分子量126.04，無水品為無·色至白色六方晶系結(jié)晶或粉末，相對密度(d415)2.633，溶于水(13.9%，0℃)，微溶于乙醇，溶于甘油，1%水溶液的pH值為8.3~9.4。亞硫酸鈉有強還原性，在空氣中易被氧化生成硫酸鈉。其溶液對石芯和酚·酞呈堿性，與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫(SO?)氣體。亞硫酸鈉生產(chǎn)工藝流程雖有多種，但其基本工序大同小異，均含有(SO?)吸收、亞硫酸氫鈉中和無水亞硫酸鈉結(jié)晶的制備等工序。亞硫酸鈉屬于無機鹽工業(yè)中較成熟的無機化工產(chǎn)品，在眾多行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

　　一、亞硫酸鈉的生產(chǎn)工藝

　　1、以硫為原料的亞硫酸鈉傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝

　　亞硫酸鈉傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝是以單質(zhì)硫為原料產(chǎn)生SO?，SO?再與純堿(Na2CO3) 和燒堿(NaOH) 反應(yīng)生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，然后經(jīng)中和、濃縮干燥而制得成品。生產(chǎn)過程所涉及的化學(xué)反應(yīng)如下：

　　S+O?=SO?

　　3SO?+2Na?CO3+H?O=Na?SO3+2NaHSO3+2CO?

　　NaHSO3+NaOH=Na?SO3+H?O

　　傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的亞硫酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量較好，技術(shù)成熟，原料不受限制，但所需原料硫和純堿的價格較高，生產(chǎn)成本較高，且有大量廢氣(CO2)產(chǎn)生。

　　我國堿資源豐富，而以含有鹽、硝及水不溶物等雜質(zhì)的堿(日曬堿)為原料，將硫磺粉燃燒產(chǎn)生SO?，采用碳酸鈉-碳酸氫鈉吸收SO?法直接制取工業(yè)無水亞硫酸鈉，產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn)，而且具有原料成本低，工藝穩(wěn)定，經(jīng)濟效益顯著的特點，為天`然堿的綜合利用及深加工開辟了一條新途徑。

　　研究利用芒硝、石灰和SO?反應(yīng)制取亞硫酸鈉。此法與純堿制取亞硫酸鈉比較，由于原料路線不同，單位成本大大降低，經(jīng)濟效益顯著提高，為亞硫酸鈉的原料來源開拓了新領(lǐng)域。

　　利用地下鹵水、廢硫和碳酸氫銨3種原料生產(chǎn)亞硫酸鈉。廢硫主要來源于以煤為原料的化肥廠、發(fā)電廠和焦化廠等企業(yè)的回收廢料。鹵水和碳酸氫銨進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)生成碳酸氫鈉，再利用碳酸氫鈉堿液吸收由廢硫磺燃燒所產(chǎn)生的SO?，獲得亞硫酸鈉，同時副產(chǎn)氯銨。雖然該工藝原料成本有所降低，但工藝路線較復(fù)雜，設(shè)備較多，占用場地較大，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。

　　2、以含SO?工業(yè)尾氣為原料生產(chǎn)亞硫酸鈉的工藝

　　大型火電廠、有色金屬冶煉廠和工業(yè)鍋爐等都產(chǎn)生大量含SO?的工業(yè)尾氣。這些工業(yè)尾氣中SO?的含量低至幾百ppm， 高至可達(dá)10%(體積分率) ， 而SO?含量大于1.5%的工業(yè)尾氣可生產(chǎn)工業(yè)硫酸。但就目前的技術(shù)及裝備水平來看，一方面硫酸生產(chǎn)對煙氣中的SO?含量和排放規(guī)模有一定的要求，另一方面產(chǎn)品硫酸受到貯存、運輸及市場等因素的制約，而如何進(jìn)一步利用含SO?工業(yè)尾氣煙氣開發(fā)新產(chǎn)品，對于治理環(huán)境、減少硫資源流失具有重要意義。利用冶煉生產(chǎn)產(chǎn)生的SO?煙氣，采用液堿法生產(chǎn)工藝建立了一套年產(chǎn)2萬t的亞硫酸鈉生產(chǎn)線，技術(shù)水平優(yōu)良，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。用SO?工業(yè)尾氣生產(chǎn)亞硫酸鈉，不僅可解決含SO?工業(yè)尾氣對環(huán)境的污染，還可降低亞硫酸鈉生產(chǎn)成本。

　　3、其他亞硫酸鈉生產(chǎn)方法

　　利用氫氧化鈉溶液吸收糖精鈉生產(chǎn)過程中逸出的SO?，生成亞硫酸鈉，吸收液經(jīng)除鐵、沉降、脫色、過濾、濃縮、離心分離、烘干等工序，得到無水亞硫酸鈉，含量可達(dá)96%以上。

　　以焦亞硫酸鈉為原料生產(chǎn)亞硫酸鈉，將焦亞硫酸鈉與水作用水解生成NaHSO3，再用氫氧化鈉固體中和， 脫水干燥制得產(chǎn)品。該方法不但縮短了工藝流程，減少所用設(shè)備量，而且在生產(chǎn)過程中大大減少了“三廢”的產(chǎn)生。以該方法生產(chǎn)的亞硫酸鈉產(chǎn)品的各項質(zhì)量指標(biāo)都能達(dá)到并且超過國家標(biāo)準(zhǔn)中的優(yōu)等品要求。

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