富氧燃烧在硫化碱生产中的应用
硫化钠,无机化合物,又称臭碱、臭苏打、黄碱、硫化碱。纯硫化钠为无色结晶粉末。吸潮性强,易溶于水。水溶液呈强碱性反应。触及皮肤和毛发时会造成灼伤。故硫化钠俗称硫化碱。
将原料硝(元明粉)和无烟煤按一定比例混合后,高温煅烧取硫化钠碱坯,热溶后得硫化钠半成品溶液,再将配好的硫化钠、硫酸锌溶液,加主硫化钠半成品溶液中进行除杂,沉淀澄清后的硫化钠溶液,经蒸发浓缩、制片包装,即得成品。


工程流程如下:
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进行冷却结晶,然后在通过皮带输送机送*离心机进行分离分离后的固体无无水芒硝,送*仓库备用,离心母液再返回*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**机。皮带计量机送*混料机,按一定的比例混合,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)物料在长转炉(Φ2500X45000)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*雷蒙机研磨后,再用斗式**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风管道内,由罗茨鼓风机吹入常转炉内燃烧。
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,与原料成逆风流动,当炉内温度为1050-1150℃,芒硝与焦炭粉发生如下化学反应:
Na2SO4+2C+→Na2S+2CO2 生成硫化碱:
Cr6+ + C →Cr3+ 毒气较大的Cr6+ 变成**的Cr3+ 。
物料在转炉内经预热、融化、沸腾、成熟制的熔体黑炭,从炉头送入热熔罐中进入坯洗渣工序,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*园区指定地点,可用作制砖。
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容罐进行热溶,在搅拌机的作用下,用沉淀洗泥工序洗渣水(稀卤水)直接制取浓卤碱水,当溶液中Na2S浓度达到23%左右时,用浓炉液下泵将其打*沉淀罐,沉淀罐上层清夜送*沉淀洗泥工序浓卤储存。
沉淀泥渣经过一号铰刀输送*一洗罐,在一洗罐中进一步侵取泥渣中含有的Na2S,一洗罐洗净的渣泥经二号铰刀送*二洗罐,当泥渣中碱含量小于1%,将渣泥进行酸洗后外运*园区指定地点。
(4)由化坯工序来的浓度为23%的浓卤水进入浓卤储槽,通过浓卤泵送入低铁澄清罐中,通入蒸汽,加热浓卤水*70-80℃后恒温静置16小时以上,然后经过浓卤泵送*箱式压滤机进行压滤,压滤后的合格的23%清夜送*浓卤清夜中转槽,然后用清夜泵送*低铁反应罐进行制备低铁硫化碱。滤渣卸*洗泥地罐,热水洗涤,当洗涤液中碱含量小于1%时,将泥渣送*酸洗罐进行酸洗后外运*园区指定地点,用于制砖。洗泥水送*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。犹豫浓卤中含有较多的Na2CO3、Na2SO4、Na2SO3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生成沉淀而出去,硫酸锌和硫化钠生成硫化锌沉淀,沉淀的生成破坏溶液中FeS 胶粒的稳定性,同时生成的沉淀将FeS的微粒包裹、吸附、共沉淀,从而达到除铁的目的。
硫化碱的生产作为重要的石化行业,我公司在原有的普通高温煅烧的基础上进行改良,采用富氧燃烧代替普通空气燃烧。
硫化碱富氧生产主要优点:
(1)由于采用富氧燃烧代替普通空气燃烧,燃烧强度提高,提高了Na+、SO42-、CO32-的活性,加快了硫化碱的生产速度,生产所需原材料**。

(2)对环境污染小,可加快Fe2++CO32-→FeCO3,Fe2++SO42-→FeSO4等反应速率,在成品Na2S溶液中铁含量低,而且碳酸钠、氯化钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠等杂质含量也较低,保证硫化碱的纯度,可满足现代工业生产中制革、染色、造纸等行业中生产**精制产品的需要。

(3)在富氧后高温状态下溶液中CO2、H2O含量较低,减少发生副反应Na2S+CO2+H2O→Na2CO3+H2S,增加溶液中硫含量,**Na2CO3浓度,减少在浓卤泵、清液泵中的清洗难度,提高产品质量。

(4)采用富氧技术时,煤与氧气的接触面积增大,反应得到加强和**,温度集中,提高了煤的利用率(可达99.9%),煤的使用量**减少。在富氧前,残碳含量居高不下,基本上在25%左右;富氧后,残碳含量基本上控制在19%左右,**了6个百分点,煤热值和残碳含量****。

(5)使用富氧燃烧技术后,使氮气量减少,减少了尾气处理,**硫化碱生产过程中炉内正压,同时确保生产温度和机械寿*。

(6)芒硝(Na2SO410H2O)在长转炉(Φ2500X45000)中进行还原,会造成炉内停留时间短,炉尾温度高,热量丢失等现象。经过富氧技术改进后,燃烧速度快,火焰长度缩短,尤其是在化坯洗渣中,可以对温度进行控制而且温度集中,减少在生产过程中煤的消耗量。

总结:我公司已在富氧燃烧领域研究实践多年,针对不同氧源的处理,不同窑炉富氧燃烧改造有着丰富的经验和完善的技术,通过根据窑炉工况分析、计算,选择*为理想的富氧浓度和富氧方式,使富氧燃烧改造取得的经济效益**化。
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