呂紅琴

(南風(fēng)化工集團(tuán)股份有限公司鋇業(yè)分公司 ,山西運(yùn)城 044000)

硫代硫酸鈉傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝與改進(jìn)工藝比較分析

呂紅琴

(南風(fēng)化工集團(tuán)股份有限公司鋇業(yè)分公司 ,山西運(yùn)城 044000)

比較了南風(fēng)集團(tuán)硫代硫酸鈉傳統(tǒng)工藝與改進(jìn)工藝的區(qū)別,分析了改進(jìn)后生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)。

硫代硫酸鈉 ;傳統(tǒng)工藝 ;改進(jìn)工藝

南風(fēng)集團(tuán)傳統(tǒng)的硫代硫酸鈉生產(chǎn)工藝分為硫化、氧化、蒸發(fā)、結(jié)晶等工序。是將沉淀硫酸鋇副產(chǎn)品稀硫化鈉溶液經(jīng)濃縮制得 200 g/L的濃溶液,與硫黃在一定溫度下發(fā)生反應(yīng),生成多硫化鈉溶液,在90℃下鼓空氣氧化生成稀大蘇打溶液,再經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶等一系列工序制得不同等級(jí)的成品。經(jīng)過改進(jìn)后,沉淀硫酸鋇直接副產(chǎn)品與硫黃反應(yīng),在工藝、設(shè)備、成本上都有所創(chuàng)新。

1 傳統(tǒng)工藝與改進(jìn)工藝比較

1.1 原料上的區(qū)別

傳統(tǒng)的硫代硫酸鈉生產(chǎn)中所用主要原料是：50 g/L的稀硫化鈉溶液經(jīng)濃縮蒸發(fā)制得 200 g/L的濃溶液。改進(jìn)后硫代硫酸鈉生產(chǎn)所用主要原料是：50 g/L的稀硫化鈉溶液 (即硫酸鋇生產(chǎn)工藝的直接副產(chǎn)品)。

1.2 工藝上的區(qū)別

1.2.1 硫化反應(yīng)加溫方式不同

傳統(tǒng)工藝為：200 g/L的硫化鈉溶液經(jīng)生蒸汽加熱升溫至 90℃時(shí),加入適量的硫黃,進(jìn)行硫化反應(yīng)。

工藝改進(jìn)后：后序蒸發(fā)工序的尾氣經(jīng)盤管 (安裝在 50 g/L的稀硫化鈉溶液貯罐內(nèi))收集,50 g/L的稀硫化鈉溶液利用此方式加溫加入硫黃進(jìn)行反應(yīng)。

1.2.2 氧化工序區(qū)別

傳統(tǒng)工藝：硫化反應(yīng)結(jié)束,硫化液溫度約60℃,生蒸汽直接通入罐中加熱至90℃,鼓入空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)。同時(shí)補(bǔ)充一定的水,以促進(jìn)反應(yīng)速度。氧化時(shí)間約 17～18 h達(dá)到氧化終點(diǎn)。

工藝改進(jìn)后：硫化完成液經(jīng)蒸發(fā)工序大氣冷凝器進(jìn)行升溫至 70～80℃,鼓入空氣進(jìn)行氧化反應(yīng),不需補(bǔ)充水。氧化時(shí)間一般為 6 h即達(dá)氧化終點(diǎn)。

1.2.3 蒸發(fā)濃縮工序不同

傳統(tǒng)工藝：常壓濃縮,間斷運(yùn)行,濃度達(dá)到 52° Be′時(shí),溶液輸送入下一工序后,再進(jìn)行下一罐的蒸發(fā)濃縮。

工藝改進(jìn)后：有壓外循環(huán)四效蒸發(fā),連續(xù)進(jìn)料,連續(xù)出料。生蒸汽進(jìn)入一效蒸發(fā)器,蒸發(fā)后二次蒸汽經(jīng)Ⅱ效、Ⅲ效、Ⅳ效,尾氣經(jīng)大氣冷凝器后收集冷凝水作其它工序用。

1.3 設(shè)備上的改變

首次使用了四效蒸發(fā)器,改變了傳統(tǒng)工藝間斷蒸發(fā)浪費(fèi)時(shí)間的缺點(diǎn),一方面保證稀大蘇打溶液進(jìn)行連續(xù)有壓蒸發(fā),另一方面使硫化完成液通過第Ⅳ效蒸發(fā)器的大氣冷凝器升溫至氧化所需溫度。大大節(jié)約了時(shí)間。

2 改進(jìn)后的分析

2.1 工藝改進(jìn)分析

2.1.1 硫化工序改進(jìn)

利用蒸發(fā)尾氣溫度保證硫化反應(yīng)需要的溫度,減少了生蒸汽的用量。節(jié)約了能源,是工藝改進(jìn)亮點(diǎn)之一。

2.1.2 氧化工序改進(jìn)

有效地利用了蒸發(fā)器大氣冷凝器循環(huán)硫化完成液提高溫度,再次減少了生蒸汽的用量,徹底杜絕了補(bǔ)充水的消耗,反應(yīng)時(shí)間大大縮短,給提高產(chǎn)量提供了有利的條件,是工藝改進(jìn)亮點(diǎn)之二。

2.1.3 蒸發(fā)工序改進(jìn)

使用四效蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮稀硫代硫酸鈉溶液。①傳統(tǒng)的常壓蒸發(fā),大量的蒸汽通過罐體上方的抽氣筒排出,浪費(fèi)了蒸汽,而四效蒸發(fā)器為封閉式有壓蒸發(fā),最大限度地利用了生蒸汽,更節(jié)省能源。②傳統(tǒng)的間斷式出料費(fèi)時(shí)。蒸發(fā)器是連續(xù)進(jìn)料連續(xù)出料,節(jié)約了時(shí)間。③降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了工人的工作環(huán)境,一則不必為出料、返料而費(fèi)力,二則改進(jìn)了原來蒸發(fā)時(shí)操作環(huán)境溫度高的缺陷。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

2.2.1 蒸汽消耗

傳統(tǒng)工藝蒸汽分四部分,主要用于：①是原料的蒸發(fā)濃縮,從 50 g/L的稀硫化鈉溶液濃縮至 200 g/L。②稀硫化鈉溶液硫化反應(yīng)所用。③氧化反應(yīng)所用。④稀硫代硫酸鈉溶液蒸發(fā)濃縮所用。四部分所需蒸汽全為生蒸汽,每噸成品汽耗 7～8 t。改進(jìn)工藝：僅稀硫代硫酸鈉溶液蒸發(fā)濃縮用蒸汽,生蒸汽經(jīng)Ⅰ效蒸發(fā)器,二次蒸汽進(jìn)入Ⅱ效蒸發(fā)器,三次蒸汽進(jìn)入Ⅲ效,四次蒸汽進(jìn)入Ⅳ效,只利一次生蒸汽,每噸成品汽耗 3～4 t。

2.2.2 兩次反應(yīng)(硫化、氧化)時(shí)間

傳統(tǒng)工藝：硫化至氧化共需約21～22 h,硫代硫酸鈉產(chǎn)量為 4.16 t。工藝改進(jìn)后：硫化至氧化共需約 10～11 h,硫代硫酸鈉產(chǎn)量 3.90 t。不計(jì)其它工藝流程時(shí)間,僅此一項(xiàng),單位時(shí)間增加產(chǎn)量 0.192 t。

2.2.3 蒸發(fā)濃縮工序分析

由于間斷蒸發(fā),傳統(tǒng)工藝每天實(shí)際蒸發(fā)產(chǎn)量約16 t,蒸發(fā)月產(chǎn)約為 450 t;改進(jìn)后工藝為四效蒸發(fā)器連續(xù)出料,月產(chǎn)最高為 720 t;月提高產(chǎn)量 270 t。

3 結(jié)論

在硫代硫酸鈉的生產(chǎn)工藝中,用稀硫化鈉溶液代替濃硫化鈉溶液,常溫硫化代替高溫反應(yīng),以節(jié)約型的加溫氧化代替耗能大的氧化,改常壓蒸發(fā)為四效蒸發(fā)器蒸發(fā),有效地節(jié)省了能源,降低了生產(chǎn)時(shí)間,工藝上更創(chuàng)新,成本上更節(jié)約,是值得推廣的生產(chǎn)工藝。

TQ125.18

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：1003-3467(2010)14-0039-01

2010-05-11

呂紅琴(1971-),現(xiàn)主要從事化工生產(chǎn),手機(jī)：13803477534。