硫化钠生产工艺节能技术改造
无机盐工业
第４４卷第９期３２
ＩＮＯＲＧＡＮＩＣＣＨＥＭＩＣＡＬＳＩＮＤＵＳＴＲＹ
２０１２年９月
硫化钠生产工艺节能技术改造
冯伟１。董大庭２
［１．陕西延长石油（集团）有限责任公司，陕西西安７１００７５；２．哈密红山化工有限责任公司］
摘
要：煤还原芒硝法生产硫化钠生产工艺存在高污染、高能耗问题。针对煤还原芒硝法生产硫化钠工艺存在
的问题提出技术改造措施．主要从煅烧炉尾气余热阶梯利用、节约用电、烟道气除尘脱硫、煤高效燃烧等方面对传统工艺进行改造。结果表明．改造后工艺与原工艺相比，原煤节省了４４％，每吨产品成本节约了２００元，年产２万ｔ硫化钠生产系统年节约成本可达４００万元；同时，粉尘和二氧化硫排放符合国家排放标准，实现了减员增效、节能减排的目的。
关键词：硫化钠；芒硝；技术改造
中图分类号：ＴＱｌ２７．１２
文献标识码：Ａ文章编号：１００６—４９９０（２０１２）０９—００３２—０２
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍｓｕｌｐｈｉｄｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ
ＦｅｎｇＷｅｉｌ，ＤｏｎｇＤａｔｉｎｇｒ２
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍｓｕｌｐｈｉｄｅｂｙＧｌａｕｂｅｒｃｏａｌ—ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｂｅｅｎｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ
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ｓｕｌｐｈｉｄｅ；ｄａｕｂｅｒ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
硫化钠工业生产方法包括碳还原法、硫化氢法、不少不安全因素：３）硫化钠溶解度随温度升高而增硫化钡法、气体还原法。其中。碳还原法即煤还原芒加（见表１）且易结晶（＜４８ｏＣ时可结晶出Ｎａ２Ｓ・９Ｈ２０硝法以成本低、工艺简单、设备简单、投资少、技术成晶体，＞４８ｏＣ时可结晶出Ｎａ２Ｓ．６Ｈ，０晶体），碱水温熟等特点应用较为普遍．其产品产量占全国硫化钠度不够高导致碱水澄清速度慢．碱泥洗涤渣中携带总产量的９０％以上，而高能耗、高污染一直是该方硫化碱含量高、浪费大；４）携带大量碱水的泥渣无组法存在的严重问题。笔者针对煤还原芒硝法生产硫织排放；５）蒸发工序采用敞口大锅，在常压下需将碱化钠存在的高能耗、高污染问题提出技术改造措施．水加热到１８０ｏＣ左右才能生产出６０％（质量分数）的使其在节能降耗、改善生产环境方面得到较大突破。
硫化钠，能耗大，生产环境差，产品品质低。
１
改造前工艺流程
耀彻℃，萨僦外排
图１为改造前煤还原芒硝法生产硫化钠工艺流
程示意图。存在的问题：１）煅烧炉尾气携带大量热能图１改造前煤还原芒硝法生产硫化钠工艺流程示意图
（约７００ｏＣ）无法回收利用以及粉尘和Ｓ０，等有害气表１硫化钠在水中的溶解度
体大量排空导致热能浪费和大气污染：２）煅烧的粗温度／℃
溶解度，ｇ
温度，℃
溶解度，ｇ
１８１５．３６０２８．１碱经热溶塔化坯．高温料坯（约７００ｏＣ）遇水产生大２８１７．７８０３２．９量气体（Ｈ，Ｓ、水蒸气、碱雾），使塔内气压迅速增高甚３７２１．Ｏ９０
３６．４
至爆炸．极大地影响了热溶设备的使用寿命．也造成
４５
２４．２
注：硫化钠溶解度指１００ｍＬ溶液含Ｎａ§的质量（ｇ）。
万方数据
２０１２年９月
冯伟等：硫化钠生产工艺节能技术改造
３３
２改造后工艺流程（见图２）
８
７
图２改造后煤还原芒硝法生产硫化钠工艺流程示意图
１）热能阶梯利用…。在煅烧炉尾部增设３．５ｔ／ｌｌ
余热锅炉，余热锅炉吸收高温烟气（５００。１
０００
ｏＣ）的
热量产生蒸汽用于蒸发工序．烟气经余热锅炉吸收热量后其温度可降低至２００。３００ｏＣ。在余热锅炉后增设烟道式换热器．烟气温度进一步降低至１００．２００℃，然后对烟气进行除尘、脱硫，达标排放。余热锅炉产生的蒸汽用作蒸发器的热源．从蒸发器出来
的低温热能——蒸汽及冷凝水（≥８５ｏＣ）．一部分给
沉降工序的盘管加热，以提高碱水温度．提高澄清效率；另～部分作为车间供暖的热源。循环回来的水再次进入软水箱供给余热锅炉。经换热器出来的热水或稀碱液可供热溶和带式过滤机用。余热阶梯利用工艺流程示意图见图３。余热的综合利用．可满足后续工段所有热能的需求。
图３余热阶梯利用工艺流程示意图
２）烟气除尘脱硫。经烟道式换热器降温后的烟ｏＣ），利用脉冲袋式除尘器除尘。其效率可达９６％以上。除尘后的烟气再经单塔直排式脱硫ｍｇ／Ｎｍ３：粉尘质量浓度、＜２００ｍｇ／Ｎｍ３）即可
万方数据
排空。热溶部分排放的碱雾可经引风机送至喷淋塔．让热水吸收后再回收利用。
３）蒸发系统改造［２１。以余热锅炉产生的蒸汽作为热源．采用单效强制循环列管蒸发器．在真空
（一０．０６—０．０７ＭＰａ）下蒸发浓缩碱液．在１２５。１３５℃
即可得到６０％（质量分数）的成品碱。与传统敞口大锅相比，采用单效强制循环列管蒸发器．产品产量从
０．５
ｔ／ｌｌ提升至２．５ｔ／ｈ，而且具有温度低、产能大、操
作简便、能耗小、产品品质高等优点。
４）燃烧技术改造。煅烧炉的传统加热方式是以甩锤式破碎机生产煤粉．用高压风机送至燃烧室引
燃供热。由于煤粉粗（１５０～２５０¨ｍ），燃烧室底火不
稳定（人工加火）．供热不均，煤粉燃烧不充分，导致烟尘大，升温慢．黑灰品质差。笔者采用摆式磨粉机将煤粉研磨至７５～ｉ００Ｉｘｍ．用多风道旋风煤粉燃烧器代替原有燃烧室。即可节省加火煤约２．５ｔ／（ｄ．台）．无需人工操作。由于煅烧炉供热稳定．产能和烧成率也得到了提升，成品率增加１０％左右。如需进一步节能，可增加富氧燃烧装置．使煤粉热能利用率进一步提高。
５）节电技术。各工序使用的三相异步交流用电设施如电动机、变压器等都属于感性负荷．在运行中需消耗一定的无功功率．在电网中安装串联或并联电容器等无功补偿设备．可以降低感性负荷所消耗的无功功率．减少电能的消耗．从而达到节电的目的。另外，泵、风机等输送设备．设计时因考虑管网阻力都给予～定的裕度．在泵或风机运行时要用节流调节法靠调节阀门、风门或风道档板等满足生产需求，不节能反而增加了系统阻力和电机负荷．如果利用变频设备进行调速控制．即可减少启动电流对电网的冲击，同时节电效率也相当可观。例如９０ｋＷ的泵．当频率降到４０Ｈｚ时．实际功耗为９０ｘ（４０／５０）３＝
４６．０８
ｋＷ．能耗减少了４８．８％。
３改造前后能耗对比
表２为煤还原芒硝法生产硫化钠技改前后能耗对比（以１ｔ产品计）。
表２煤还原芒硝法生产硫化钠技改前后能耗对比
币日
～
芒硝／原料煤，还原燃蒸发燃电／水，蒸汽消耗ｋｇｋｇ料煤／ｋｇ料煤，ｌ【ｇ（ｋＷ・ｈ）ｔ量／（ｔ．ｔ一１）
技改前２４５０８００８００７４０
６６８．５０技改后２１００
７３０
５８０
０
１４８
６．０
２．８２
注：芒硝含Ｎａ２Ｓ０。质量分数≥７０％；原料煤、蒸发燃料煤均为含固碳
质量分数≥５０％；还原燃料煤含固碳质量分数／＞４５％。
（下转第５３页）
气（１００。２００塔吸收其中的ＳＯ：后，其粉尘和Ｓ０：含量达到ＧＢ９０７８－－１９９６（＿Ｔ＿业窑炉大气污染物排放标准》、非金属焙（煅）烧窑、耐火材料窑类二级标准（ＳＯ，质量浓度、＜８５０
２０１２牟９月杨裴等：三氯氢硅气相色谱分析条件研究
２．２平行性试验和重复性试验
５３
看出，二者具有良好的线性关系，线性相关系数均大于０．９９９，能满足产品分析测定的要求。
表３线性试验
按确定的色谱操作条件．采用６个不同水平的样品进行方法的平行性试验．结果见表４。由表４看出，前３组的两平行数据问的绝对偏差较小：后３组有些绝对偏差的数据相对较大．主要是因为后３组样品中加入了少量三氯氢硅粗品。采用两个不同水平的样品进行方法的重复性试验．结果见表５。
表４平行性试验
％
表５重复性试验
样品—广—下—１——ｒ蛙譬塑‘——广—Ｔ—雨矿愁Ｒ猡７
３
结论
采用确定的三氯氢硅毛细管柱色谱分析条
参考文献：
［１］上海化工研究院物化室．气相色谱法用于三氯氢硅的组分分
析［Ｊ］．上海化工，１９７７（２）：３４—３７．
［２］ＧＯＳＴ２６２３９．８—１９８４半导体硅及其制取原料二氯化二氢硅、
三氯氢硅及四氯化硅含量的测定的方法［Ｓ］．
收稿日期：２０１２—０３—１８
件．进行了方法的线性范围测定。得到线性相关系数Ｒ：０．９９９９３。进行了方法的平行性和重复性试验．结果表明方法的平行性好，重复性好，三氯氢硅质量分数的相对标准偏差（ＲＳＤ）小于０．０２％。因此，该方法准确、可靠，能满足生产分析和质量检验的要求。
（上接第３３页）
作者简介：杨裴（１９６９一），女，本科，工程师，主要从事国家标准、行
业标准的制修订及分析检测工作，已发表论文８篇。
联系方式：ｙｙｙ＿ｐｅｉ＠１６３．ｔｏｍ
ＪＥ—垒—夹－ｊＬＪ已Ｊｔ—垒—变一’－ｊＬ—龟—虫—女—叠—ｊＬＪ已Ｊ皂—龟—吏—夹—夹＿ＪＬｊ已Ｊ电—受—受—奠—夹＿量＿ｊＬＪ已童Ｊ已Ｊ皂—垒—ＩＬ女—奠＿ｊＬＪ已—垒—受—夹—蔓ｌｊＬ
４结论
针对传统的煤还原芒硝法生产硫化钠工艺存在的高能耗、高污染问题，以能源的综合利用为主，结合余热阶梯利用、烟尘的除尘脱硫以及蒸发工序的
［２］
人劳动强度、改善生产环境方面也取得了良好成效。
参考文献：［１］
丁丽．浅谈硫化碱生产中的节能减排措施［Ｊ］新疆化工，２００８
（２）：３３—３６．
尚方毓．硫化钠蒸发浓缩工艺的现状与展望［Ｊ］．无机盐工业，
２００６，３８（７）：３—５．
改造等．对传统工艺进行了技术改造。结果表明，新
工艺与原工艺相比，可使原煤节省４４％，若煤以２００元／ｔ计、芒硝以１００元／ｔ计、电以０．５元／（ｋＷ・ｈ）计．单位产品可节约成本２００元，年产２万ｔ硫化碱生产系统年节约成本可达４００万元；同时，在降低工
收稿日期：２０１２－０３—１５
作者简介：冯伟（１９８５一），男，本科，助理工程师，从事硫化钠生产
工艺研发、技术管理等。
联系方式：ｌｉｕｎｉａｎ＿ｂｉｒｔｇｙｕ＠１６３．ｃＱｍ
万方数据