亚硫酸钠文献综述.doc

亚硫酸钠引言 目前常见的亚硫酸钠生产工艺有：以硫为原料的传统生产工艺；以含SO2工业尾气为原料的生产工艺；以焦亚硫酸钠为原料的生产工艺。其中传统生产工艺的亚硫酸钠产品质量较好，技术成熟，原料不受限制，但所需原料硫和纯碱的价格较高，生产成本较高，且有大量废气(CO2)产生[1]。采用废硫磺焚烧制亚硫酸钠，解决了原料硫磺的来源问题，而且采用硫化氢作为燃烧气，又解决了硫化氢的处理问题，从理论上来讲是一种理想的制亚硫酸钠的工艺。 硫磺是常见的，废硫磺的处理是化工行业面临的重要的问题。由于硫磺属于危险品，所以必须进行妥善处理。利用合理的处理工艺回收利用化工行业产生的废硫磺，对于资源的有效利用和环境保护都有重要的意义。硫磺一般通过焚烧来回收利用，然后通过不同的溶剂吸收，从而获得不同的产品，例如硫酸、亚硫酸钠、硫酸盐等。 亚硫酸钠，分子式为Na2SO3，分子量126.04，无水品为无色至白色六方晶系结晶或粉末，相对密度(d415)2.633，溶于水(13.9%，0)，微溶于乙醇，溶于甘油，1%水溶液的pH值为8.3～9.4。亚硫酸钠有强还原性，在空气中易被氧化生成硫酸钠。其溶液对石芯和酚酞呈碱性，与酸反应产生二氧化硫(SO2)气体。亚硫酸钠生产工艺流程虽有多种，但其基本工序大同小异，均含有(SO2)吸收、亚硫酸氢钠中和无水亚硫酸钠结晶的制备等工序。亚硫酸钠属于无机盐工业中较成熟的无机化工产品，在众多行业中被广泛应用[2]。故焚烧硫磺制亚硫酸钠经济效益较高，是回收利用硫磺的一条有效途径。 常见的亚硫酸钠生产工艺有三种：以硫为原料的传统生产工艺；以含SO2工业尾气为原料的生产工艺；以焦亚硫酸钠为原料的生产工艺。其中传统生产工艺的亚硫酸钠产品质量较好，技术成熟，原料不受限制，但所需原料硫和纯碱的价格较高，生产成本较高，且有大量废气(CO2)产生。所以废硫磺焚烧制亚硫酸钠的工艺比较成熟，产品质量较好，可以选择此工艺。 亚硫酸钠的传统生产工艺是以单质硫为原料产生SO2，SO2再与纯碱(Na2CO3)和烧碱(NaOH)反应生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，然后经中和、浓缩干燥而制得成品[3]。生产过程所涉及的化学反应如下： 根据卢芳仪（1994）[4]等人的研究，也可以由SO2、NH3和NaCl来制亚硫酸钠，其化学反应路径如下： 此法具有原料价廉易得，原料综合利用好，能副产氯化铵，无废料排出，成本低等优点。但是氨的利用率较低，在溶液中的游离氨会挥发，容易造成氨气的污染。而且应用于实际生产，此工艺尚不成熟。 韩建多（1993）[5]等介绍了利用克劳斯硫回收尾气制亚硫酸钠的工艺路线。其工艺流程主要包括四个过程： 吸收。SO2尾气经冷却和冷凝后进入湍球塔的下部，与塔上流下的纯碱溶液进行逆流接触，生成亚硫酸钠及亚硫酸氢钠溶液。 中和、净化。将上工段的吸收液加入中和釜，在间接加热和搅拌下，加入碳酸钠溶液，使吸收液中的亚硫酸氢钠全部变成亚硫酸钠，再加一定量的活性炭、沸腾10一20分钟, 再用氢氧化钠溶液调节中和液的pH值，以使三价铁离子及重金属沉淀出来。在经过沉降过滤，得到的滤液供下工序。 浓缩、结晶。在间接加热和搅拌下，在结晶釜内进行结晶。采用减压浓缩以提高结晶速度，当固液比达到1:3时停止浓缩，固体转入下一工序，母液返回继续结晶。 干燥。采用气流干燥法干燥上工序来的湿结晶。 此工艺流程虽与焚烧硫磺制亚硫酸钠的有所不同，但有借鉴之处。由于此流程利用的是SO2尾气，而焚烧硫磺产生的也是SO2，所以焚烧硫磺制亚硫酸钠的工艺流程可以概括为五个过程：焚烧、吸收、中和净化、浓缩结晶和干燥。 硫化氢是一种常见的气体污染物，常温下是一种无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体，易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。硫化氢燃烧生成SO2和H2O，其化学方程式为： 所以可以将硫化氢废气作为焚烧空气，产生的SO2可以和硫磺焚烧产生的SO2一道进入后续工序，最终生成亚硫酸钠，既处理了硫化氢废气，又提高了亚硫酸钠的产量，具有实际的经济效益和环境效益。 吸收阶段SO2的吸收率对于最终亚硫酸钠的产量和SO2的排放量有决定性影响。此工艺的理想状态当然是将SO2都转化为亚硫酸钠，但实际生产过程中不可能达到100%的吸收率。较低的吸收率不仅会导致低的亚硫酸钠产量，还会导致SO2排放超标，从而产生二次污染，得不偿失。韩建多（1993）[5]等介绍了双塔工艺，使SO2的排放由每小时250千克降为4.99千克，效果明显。 SO2溶于纯碱溶液后存在亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸钠和焦亚硫酸钠等多种形式，SO2-NaHSO3/Na2SO3/Na2SO4水溶液系统存在气液相平衡，找到影响气液平衡的关键因素对于提高吸收效率和亚硫酸钠的产率有着重要的意义。 根据Jerzy Buzek和Manfred Jasch