硫化碱生产工艺流程

1、工艺流程说明本项目对原装置部分使用价值较高的设备进行搬迁，生产工艺流程仍按照搬迁前的进行设计，以焦炭粉为还原剂，采用含铬芒硝和脱水芒硝为原料生产工业低铁硫化碱。生产工序主要包括备料上料工序、煅烧工序、化坯洗渣工序、沉淀洗泥工序、低铁硫化碱制液工序、蒸发工序、制片包装工序。工艺流程如下：(1) 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，溶解液体进入蒸发器进行蒸发，蒸发热源采用蒸发工序二次蒸汽，蒸发液送入结晶罐进行冷却结晶，然后再通过皮带输送机送至离心机进行离心分离，分离后的固体为无水芒硝，送至仓库备用，离心母液再返

2、回至蒸发器中进行循环。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提升机、皮带计量机送至混料机，按一定比例混合，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) 煅烧工序物料在长转炉 ( 2500×45000)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至雷蒙机研磨后，再用斗式提升机送到煤粉仓，由皮带输送机送到炉头煤粉斗，再经下端送料螺旋机送入送风管道内，由罗茨鼓风机吹入长转炉内燃烧。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

3、原料成逆向流动，当炉内温度为1050-1150时，芒硝与焦炭粉发生如下化学反应：Na2SO4+2C+Na2S+2CO 生成硫化碱；Cr6+CCr3+毒性较大的 Cr6+变为无毒稳定的Cr6+；同时，在有水蒸汽存在条件下，发生副反应Na2S+CO2+H2ONa2CO3+H2S生成碳酸钠和硫化氢。物料在转炉内经预热、熔化、沸腾、成熟制得熔体黑灰，从炉头送入热熔罐中，进入化坯洗渣工序，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至园区指定地点，可用作制砖。(3)

4、 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溶罐进行热溶，在搅拌机的作用下，用沉淀洗泥工序的洗渣水( 稀卤水 ) 直接制取浓卤碱水，当溶液中 Na2S 浓度达到 23%左右时，用浓卤液下泵将其打至沉淀罐，沉淀罐上层清液送至沉淀洗泥工序浓卤储槽。沉淀泥渣经过一号铰刀输送至一洗罐，在一洗罐中进一步浸取泥渣中含有的 Na2S，一洗罐洗净的渣泥经二号绞刀送至二洗罐，当渣泥中碱含量小于 1%时，将渣泥进行酸洗后外运至园区指定地点。洗渣用水为沉淀洗泥工序送来的洗泥水 ( 稀卤水) ，洗渣水送至热熔罐循环使用。化坯过程中， Na2S与 H2O反应产生少量的 H2S 气体，故热溶罐为封闭装置，热溶过

5、程中产生的碱雾及H2S气体经喷淋塔洗涤后，由高度为15m的排气筒排空，洗涤液循环使用，浓度增加至一定值时送至热溶罐；喷淋塔污泥定期排至热溶罐，供化坯用。(4) 沉淀洗泥工序由化坯工序来的浓度为23%的浓卤碱水进入浓卤储槽，通过浓卤泵送入低铁澄清罐中，通入蒸汽，加热浓卤水碱水至70-80 后恒温静置 16 小时以上，然后经过浓卤泵送至箱式压滤机进行压滤，压滤后合格的23%的清液送至浓卤清液中转槽中，然后用清液泵送至低铁反应罐进行制备低铁硫化碱。滤渣卸至洗泥地罐，热水洗涤，当洗涤液中碱含量小于1%时，将渣泥送至酸洗罐进行酸洗后外运至园区指定地点，用于制砖。洗泥水送至化坯洗渣工序化坯用。(5) 低铁

6、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。由于浓卤中含有较多的Na2CO3 、Na2SO4、 Na2S2 O3 、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成沉淀而除去，硫酸锌和硫化钠生成硫化锌沉淀，沉淀的生成破坏了溶液中FeS胶粒的稳定性，同时生成的沉淀将 FeS微粒包裹、吸附、共沉淀，从而达到除铁目的。工艺流程：1) 硫化钡的制备焦炭粉和重晶石分别通过斗式提升机、下料管预热器。然后送入原小长转炉 ( 2000×32000) 内进行高温煅烧，煅烧热源同煅烧芒硝相同，燃料煤

7、粉由罗茨鼓风机吹入长转炉内燃烧，与重晶石成逆向流动，当炉内温度为 1100左右时，重晶石与焦炭粉发生如下化学反应：BaSO4+2C+BaS+2CO 生成硫化钡。转炉烟气先经过预热器回收余热，加热生料重晶石，然后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。回收粉尘与渣泥一同经过酸洗外运至园区指定地点，用于制砖。2) 硫化钡溶液的制备煅烧来的熔融态黑灰由炉头直接进入硫化钡浸取槽进行热溶，在电机搅拌的作用下，用新鲜水直接制取硫化钡溶液，洗涤至一定浓度后，将硫化钡溶液送至硫化钡溶液储罐备用。硫化钡溶液制取工艺流程简图3)低铁硫化碱制液浓卤清液进入低铁反应罐后，将配制好的硫化钡溶液

8、及氧化锌加入到低铁反应罐内搅拌20min 左右，使溶液中的Na2CO3 、Na2SO4、FeS等杂质充分与除铁剂反应，静置16-24h 后，将沉淀下的不溶物通过溜槽排放到低铁地下泥槽，然后将泥渣送至沉淀洗泥工序洗泥地罐进行洗泥；除杂后的澄清液用低铁清液泵送至低铁清液储槽中以备蒸发。(6) 蒸发工序将低铁清液送入列管蒸发器，通入蒸汽进行加热真空浓缩，当碱液浓缩至 34-38%时，调整碱液温度到100，直接浓缩至60%后，通过成品液泵打入成品罐。蒸发产生的二次蒸汽送至备料上料工序，用作制备无水芒硝，蒸汽冷凝生成的冷凝水送回锅炉装置。(7) 制片包装工序由成品罐来的 60%浓卤液经泵缓慢送至制片机，

9、经冷却后得到低铁硫化碱，通过皮带输送机输送到自动包装机料斗，包装后送库房储存待售。低铁硫化碱工艺流程简图物料平衡说明物料平衡图见附图3。工艺消耗定额原材料及动力消耗定额消耗量项目单位（以 t 产品年耗量计）芒硝t1.734000焦炭粉t0.48000重晶石t0.12000原材料消耗氧化锌kg0.0751500稀盐酸t0.045900石灰t0.051000包装袋条40800000燃料煤t0.428300生产用水35.136720m公用工程消耗工艺生产用电kW ?h305.196103800蒸汽t3.4224624循环水t8644.3主要设备选择本项目属于搬迁项目，为了减少投资，只淘汰部分落后及废

10、旧设备，其余设备仍用以前硫化碱生产设备，本项目主要设备选择如下：一、搬迁设备(1) 雷蒙机：燃料煤每小时消耗量为 2.96t ，原厂 5R4018摆式磨煤机 1 台，磨煤量为 25t/h ，可满足本项目使用要求。(2) 长转炉：煅烧芒硝，炉长度45 米，炉体直径 2.5m，共 2台；煅烧重晶石，炉长度32 米，炉体直径 2m，共 1 台，转炉内砌筑高铝耐火砖，另外附属设备有转炉减速机、托辊、托带、挡轮、密封装置等，可满足本项目使用要求。(3) 沉淀罐：沉淀浓卤碱液中的较大颗粒渣体，入口设有隔板，外设保温层，设备直径 3 米。(4) 蒸发器：按照进液浓度和蒸发使用蒸汽的温度进行计算，仍用以前换热

11、面积为221 台，换热面43m和 120m的强制外循环蒸发器各2积为 90m的强制外循环蒸发器2 台，能够保证生产正常运行。(5) 制片机：浓度为 60%的片碱产量为 4.8t/h ，因此设计中选择5 台生产能力为1 t/h的制片机。二、新增更换设备(1) 热化罐：设备附件有搅拌装置和布料盘，考虑到物料的冲刷腐蚀等因素，设备壁厚应选 =20 mm；考虑劳保卫生条件，化灰槽上方设置集气罩。(2) 钡卤浸取箱：钢板厚度 =20mm；内设搅拌桨，设备尺寸为长 5 米，宽 1.6 米，高 1 米。(3) 低铁反应罐：钢板厚度 =20mm；内设搅拌桨，设备尺寸为直径 3米，高 2米。(4) 洗泥地罐：回

12、收沉淀洗泥工序中残留的硫化钠，钢板厚度=20mm，内设搅拌桨。主要设备一览表新增更换设备序号名称规格型号单位数量备注一工艺装置1结晶罐 2000×1800台12化硝罐 3000×4000台23台13离心机Q=800m/h ， N=45kW4斗式提升机N=3kW台35皮带计量机B=500，L=3000，N=1.5kW台36混料机B=650，L=5500，N=2.2kW台17储料仓2000× 2000×1200个1需防渗防风防雨8送料螺旋机 400，L=3000，N=7.5kW台39皮带输送机B=650，L=5500，N=2.2kW台510预热器台311 除

13、尘设备12 脱硫塔13 烟囱热化罐14附：搅拌电机浓卤储槽15附：搅拌电机16 浓卤清液中转罐17 清液泵18 低铁总卤罐低铁反应罐19附：搅拌电机洗泥地罐20附：搅拌电机低铁地下泥槽21附：搅拌电机22 钡卤浸取箱23 钡卤输送泵硫化钡溶液储槽24附：搅拌电机25 低铁清液泵H=30米 3000×1800N=20kW 5000×4000 N=15kW 3000×20003Q=10m/h ， H=21.5m，N=5.5kW 3000×2000 3000×2000N=7.5kW 2000×1800 N=5.5kW 3000×2

14、000 N=7.5kW5000× 1600×10003Q=15m/h ， H=30m， N=7.5kW 3000×2000N=7.5kW3Q=15m/h ， H=30m， N=7.5kW套3套3套32520个3个9个7个7个6个6个1个1个3个3个2台626 溜槽二空压制氮站1 空气压缩机2 微热再生干燥器3 工艺空气储罐搬迁设备1 颚式破碎机2 雷蒙机3 喷淋塔4 破碎机5 鼓风机6 煤粉旋转7 斗式提升机8 煤粉仓9 浓卤液下泵10 沉淀罐11 一号铰刀12 一洗罐13 一洗吊泵14 二号铰刀15 二洗罐B=500，L=25003排 气 量 Q=2.5Nm/m

15、in排气压力 P=0.9MPa，N=15kW3处理气量 Q=3.5Nm/min ，N=3 kW3V=2mPE250×400，N=18.5kW5R4018，N=150.5kWLD18-54， N=111kWMFD-65，N=10kW8-18-6A ， N=18.5kW非标， =150， N=2.2kWN=3kW 2500×20003Q=20m/h ， H=60m， N=15kW 3000×1800N=3kW 2500×2000， N=5.5kWQ=9.5m3/h ， H=17m， N=4kWN=3kW 2500×2000， N=5.5kW个2套2

16、备一台2备一台116MnR台1台1台1台1台3台3台3个3台3台2台2台2台2台2台2161718192021222324252627282930313334353637二洗吊泵酸洗罐酸洗循环泵浓卤泵送混浓卤管线箱式压滤机洗泥吊泵真空泵蒸发器蒸发器蒸发器凝结水罐凝结水循环泵成品液泵制片机成品罐附：搅拌电机小长转炉长转炉热水罐地中衡地中衡Q=9.5m3/h ， H=17m， N=4kW 2500×20003Q=10m/h ， H=21.5m，N=5.5kW3Q=10m/h ， H=21.5m，N=5.5kW =89mmXAY-100-U，N=3kWQ=9.5m3/h ， H=17m， N=4kWSK-6， N=5.5kW2蒸发面积 43m， N=22kW蒸发面积 120m2，N=22kW2蒸发面积 90m， N=22kW 30