重結(jié)晶法制取亞硫酸鈉的研究

1、中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品2011NO .15and Products工 業(yè) 技 術(shù)中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品重結(jié)晶法制取亞硫酸鈉的研究蘇志川(天津長(zhǎng)蘆漢沽鹽場(chǎng)有限責(zé)任公司技術(shù)中心, 天津 3004501概述亞硫酸鈉屬于無(wú)機(jī)鹽工業(yè)中較成熟的無(wú)機(jī) 化工產(chǎn)品, 在眾多行業(yè)中被廣泛應(yīng)用:印染工業(yè) 作為脫氧劑和漂白劑; 感光工業(yè)用作顯影劑; 有 機(jī)化工工業(yè)用作還原劑;食品工業(yè)用作防腐劑 和疏松劑; 無(wú)機(jī)化工工業(yè)用作還原劑; 造紙工業(yè) 用作木質(zhì)煮脫除劑,另外在電子行業(yè),電鍍行 業(yè), 香料工業(yè)也有應(yīng)用 。傳統(tǒng)的亞硫酸鈉的工業(yè)生產(chǎn)方法主要采用 純堿吸收二氧化硫法,冷結(jié)晶法等方法 。 近年 來(lái), 隨著純堿資源的緊張, 生產(chǎn)成本上

2、揚(yáng), 使許 多生產(chǎn)企業(yè)無(wú)利可圖, 廠家經(jīng)濟(jì)效益不高 。新方法采用 SO 2, NH 3和 NaCl 為原料生產(chǎn) 無(wú)水亞硫酸鈉, 原料不但價(jià)廉易得, 而且綜合利用好, 特別適合有 SO 2排出的企業(yè) 。這樣大大降 低了生產(chǎn)成本, 減少了設(shè)備投資 。同時(shí)副產(chǎn)品氯 化銨又可以直接用于農(nóng)用高效復(fù)合肥 。在精制實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的是重 結(jié)晶法, 即將粗亞硫酸鈉加水溶解, 過(guò)濾, 除去 機(jī)械雜質(zhì), 再將蒸發(fā)至一定濃度進(jìn)行濃縮結(jié)晶, 過(guò)濾, 熱水洗滌, 干燥, 即得成品 。2制備原理 由 SO 2, NH 3和 NaCl 為原料生產(chǎn)無(wú)水亞硫 酸鈉是基于下述反應(yīng):S+O2=SO22NH 3+SO2+H2

3、O=(NH42SO 3(NH42SO 3+2NaCl=Na2SO 3+2NH4Cl60-80 時(shí) 2Na +,2NH 4+|SO32-,2Cl -四元體系中 的平衡趨向于亞硫酸鈉占有最大的結(jié)晶區(qū) 。 所 以,當(dāng)向熱的亞硫酸氨溶液中加入細(xì)的氯化鈉 結(jié)晶時(shí),氯化鈉能大量溶解而沉淀出無(wú)水亞硫 酸鈉 。 分離沉淀后溶液中剩下的是氯化銨 。 溶液 用二氧化硫氣體飽和,使剩余的亞硫酸鹽轉(zhuǎn)變亞硫酸氫鹽, 并將溶液冷卻到 25 , 氯化銨即行 結(jié)晶 。 此時(shí)該體系轉(zhuǎn)變?yōu)?Na +,NH 4+|HSO32-,Cl -, 此 時(shí)氯化銨結(jié)晶區(qū)擴(kuò)大 。 這就有可能選擇適宜的 溶液濃度, 使氯化銨結(jié)晶析出 。 剩下的溶

4、液含有 一些氯化銨和亞硫酸氫鈉; 用氨飽和, 亞硫酸氫 鹽重新轉(zhuǎn)變成亞硫酸鹽 。 將溶液加熱, 再用食鹽 處理, 如此反復(fù)進(jìn)行 。 這樣, 就可以實(shí)現(xiàn)亞硫酸 鈉和氯化銨 。3工藝流程 3. 1制備工藝3.2精制工藝 4. 1配制母液 加熱亞硫酸,將二氧化硫通入 14.8%的氨 水中 。 2NH 3+SO2+H2O=(NH4 2SO 34. 2沉淀 Na 2SO 3將起始溶液 l(含 SO 32- 加入反應(yīng)器 1, 升溫 至 60 以上, 在不斷攪拌下加入 NaCl 細(xì)晶, Na -Cl 溶解, Na 2SO 3沉淀析出洽反應(yīng)式為 :2NaCl+SO32-=Na2SO 3+2Cl-(1 第一次反

5、應(yīng)需要的溶液 1由配制而得 。 以后則為循環(huán)液 。4. 3分離 、 干燥 Na 2SO 3將上述含 Na 2SO 3沉淀物的料漿用真空裝 置抽濾,進(jìn)行固液分離 。 固體經(jīng)干燥得 Na 2SO 3產(chǎn)品 。 剩下溶液 2。4. 4將 SO 32-轉(zhuǎn)變成 HSO 3-往反應(yīng)器 2中加溶液 2,通 SO 2使 SO 32-轉(zhuǎn)變成 HSO 3-, 制得溶液 3。 反應(yīng)式為 :SO 32-+SO2+H2O=2HSO3-(2 4. 5NH 4Cl 結(jié)晶 、 分離 將溶液 3冷至 25 , 析出 NH4Cl 結(jié)晶 。 料 漿用真空抽濾裝置進(jìn)行固液分離,制得 NH4CI 副產(chǎn)品 。 剩下溶液 4。4. 6制備溶

6、液 1往反應(yīng)器 3中加溶液 4,通 NH:制得溶液 1, 送往反應(yīng)器 1。 反應(yīng)式為 :HSO 3-+NH3+NH4-+(3SO 32-(3 至此已完成一個(gè)循環(huán) 。 由此可見整個(gè)循環(huán) 由三個(gè)反應(yīng) 、一個(gè)結(jié)晶 、 二個(gè)固液分離和一個(gè)干 燥過(guò)程組成 。4. 7精制 Na 2SO 3將粗亞硫酸鈉在攪拌下加水溶解,根據(jù)亞硫酸鈉在水中的溶解度,控制溶解溫度為 35 左右, 用水量為粗亞硫酸鈉重量的 3-4倍 。 溶解 后的溶液是黃棕色透明液體, 若溶液渾濁, 說(shuō)明 未完全溶解 。 可適當(dāng)補(bǔ)充水, 使其完全溶解 。 然 后過(guò)濾, 除去水不溶物, 得到淺黃色的濾液 。 在 攪拌下以電爐加熱進(jìn)行蒸發(fā), 隨著蒸

7、發(fā)的進(jìn)行,溶液中不斷有晶體析出, 當(dāng)達(dá)到預(yù)蒸發(fā)終點(diǎn)時(shí), 停止加熱, 趁熱過(guò)濾, 用回料量 10-20%熱水洗 滌晶體, 在 120 下干燥, 即得產(chǎn)品 。 4. 8實(shí)驗(yàn)條件 4. 8.1溶液組成 溶液 1:NH 4+10%-11%SO 32-17%-18%組成 :310mlH 2SO 327.2g H 2O 39.5g NH 34. 8. 2反應(yīng)結(jié)晶溫度反應(yīng) (1在 60-90 范圍內(nèi)進(jìn)行 。 此時(shí)的物 料點(diǎn)在亞硫酸鈉的結(jié)晶區(qū),能使氯化鈉更充分的溶解, 析出更多的亞硫酸鈉 。 反應(yīng) (2 、 (3 在40-70 范圍內(nèi)進(jìn)行, 溫度不宜太高, 既需防止 二氧化硫 、 氨氣的逸出, 也要使反應(yīng)充分

8、進(jìn)行, 而且溫度過(guò)高會(huì)使氯化銨分解 。 根據(jù)對(duì)兩個(gè)四元體系相圖的分析,氯化銨 的結(jié)晶溫度應(yīng)控制在 25 為宜,而亞硫酸鈉在 85 時(shí), 飽和結(jié)晶區(qū)最大, 此溫度下分離效果最好 。 在重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)中, 要控制溶解用的水量, 水 量過(guò)少使溶解不完全,而水量過(guò)大則增大蒸發(fā) 負(fù)荷, 所以溶液的比重控制在 1.15-1.20為宜,而 溶液的 PH 值則宜在 10-12。 5實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析5.1產(chǎn)品質(zhì)量 :a:固相稱重得 :b:固相檢測(cè) :注 :取樣量為 10c:經(jīng)計(jì)算得 :d:含量計(jì)算 Na 2SO 3%=57.91/60.01×100%=96.5%NH 4Cl%=46.67/50.18

9、5;100%=93.0%所得無(wú)水亞硫酸鈉標(biāo)合 GB9005-88一級(jí)工業(yè)品質(zhì)量要求, 所得 NH 4CL 副產(chǎn)品:含量為 93%,同樣符合國(guó)際要求, 可作為農(nóng)業(yè)肥料, 也可 加工成工業(yè)氯化銨 。 5.2原料利用率每制 100g 無(wú)水亞硫酸鈉, 各種物料以消耗量及副產(chǎn)品物量如表:。 而原料消耗高于理論值, 其中氨的利用率較低, 主 要是溶液 1中含量少量游離氨 。 在反應(yīng)過(guò)程中 游離氨被揮發(fā)掉 。 NH4Cl 高于理論值是因含水 摘 要 :本文介紹了以 SO 2, NH 3和 NaCl 為原料生產(chǎn)無(wú)水亞硫酸鈉的工藝方法, 并用重結(jié)晶法, 對(duì)制取的無(wú)水亞硫酸鈉進(jìn)行精制 。關(guān)鍵詞 :無(wú)水亞硫酸鈉;

10、氯化鈉; 氯化銨; 重結(jié)晶; 精制 中圖分類號(hào) :TQ07文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :AÁ138-2011NO .15 China New 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品工 業(yè) 技 術(shù)GIS 產(chǎn)品的維護(hù)與檢修 侯桂然 趙紅衛(wèi)(平高集團(tuán)有限公司, 河南 平頂山 467001SF6封閉組合電器 (簡(jiǎn)稱 GIS 用以開合系 統(tǒng)故障電流 、 母線轉(zhuǎn)換和隔離線路 、 過(guò)電壓保護(hù) 和電壓 、 電流測(cè)量等 。 它主要包含以下設(shè)備:十 大元件:斷路器 、 、 隔離開關(guān) 、 接地開關(guān) 、 電流互 感器 、 電壓互感器 、 避雷器 、 出線套管 、 電纜連接 裝置 、 變壓器直連裝置 、 電氣柜 。 八大系統(tǒng):導(dǎo)電 系統(tǒng) 、 絕緣

11、系統(tǒng) 、 封閉母線系統(tǒng) 、 支撐系統(tǒng) 、 二次 電纜系統(tǒng) 、 氣路連通系統(tǒng) 、 相間操作連接裝置 、 接地系統(tǒng) 。 可根據(jù)用戶的需要分別組合成單母 線 、 雙母線 、 一倍半接線等主要接線方式 。 斷路器是 GIS 中最重要的元件 。 主要作用 是:(1 用于開斷 、 關(guān)合 、 承載運(yùn)行線路的正常電 流 。 (2 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)承載 、 關(guān)合 、 開斷規(guī)定的故 障電流 。 (3 發(fā)生事故時(shí)保護(hù)發(fā)電機(jī)及變壓器, 保證穩(wěn)定供電, 擔(dān)負(fù)著穩(wěn)定供電的重任 。1GIS 的巡查和檢修GIS 屬于少維護(hù)和免維護(hù)的產(chǎn)品,很多電 站實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守 。 投運(yùn)正常的情況下, 電站的 GIS 幾乎不要維護(hù) 。 在下述情

12、況下, 適當(dāng)?shù)木S護(hù) 和檢查仍然是必需的:1.1日常巡視項(xiàng)目:GIS 設(shè)備剛投運(yùn)一年內(nèi) 需要日常巡視 。 檢查斷路器 、 隔離開關(guān) 、 接地開 關(guān)的位置指示 、 閉鎖 、 信號(hào)燈是否正確; 二次線 路有無(wú)發(fā)熱現(xiàn)象; 設(shè)備附近有無(wú)異味 、 異聲 。 設(shè) 備有無(wú)漏油漏氣現(xiàn)象 。1.2GIS 設(shè)備小修一般 35年進(jìn)行一次:氣 體水分處理 (當(dāng)水分超過(guò)規(guī)定值時(shí) ; 表記校驗(yàn); 電阻測(cè)量; 吸附劑更換 (當(dāng)水分超過(guò)規(guī)定值時(shí) ;液壓油的更換 。1.3GIS 設(shè)備的大修,一般根據(jù)運(yùn)行情況1520年進(jìn)行一次, 當(dāng)操作次數(shù)達(dá)到規(guī)定的操作次數(shù) (GCB 、 DS 、 ES 時(shí)需要檢修, 主要是更換易損件 。1.4緊

13、急檢修 。 緊急檢修目的:用以恢復(fù)GIS 的運(yùn)行能力, 確保產(chǎn)品性能的延續(xù) 。時(shí)間間隔:發(fā)現(xiàn)異常情況, 實(shí)際需要立即停電進(jìn)行緊急檢查,必要時(shí)更換部件并恢復(fù)產(chǎn)品性能, 實(shí)現(xiàn)安全送電投入運(yùn)行 。2異常情況的初步分析和對(duì)策例行巡視中發(fā)現(xiàn)問題的初步分析和對(duì)故障類型的分類 , 出現(xiàn)故障要分清是哪一種故障, 還是二種以上的故障同時(shí)存在 。 (1 分清機(jī)械故障還是電氣故障; (2 分清本體故障還是機(jī)構(gòu)故障; (3 分清一次的故障還是二次的故障 。3檢修時(shí)危險(xiǎn)點(diǎn)分析及關(guān)鍵點(diǎn)控制:3.1危險(xiǎn)點(diǎn)分析危險(xiǎn)點(diǎn) 1:檢修期間, 檢修段停電及送電安全性檢查 。措施:檢修人員認(rèn)真檢查核實(shí)檢修段停電 、送電時(shí)斷路器 、 隔離

14、開關(guān) 、 接地開關(guān)的分合指示位置, 應(yīng)與要求的一致 。危險(xiǎn)點(diǎn) 2:回收 、 充入 SF6氣體; GIS 氣室抽真空 。措施:安排專人監(jiān)視回收設(shè)備和有關(guān)儀表,防止充過(guò)額定壓力引起防爆片爆破或真空泵回油進(jìn)入 GIS 內(nèi)部 。危險(xiǎn)點(diǎn) 3:GIS 里面有氣壓如果擰松或拆卸法蘭螺栓,有部件飛出傷人的危險(xiǎn) 。措施:先確認(rèn)氣室氣壓已完全與外面大氣壓平衡,方法是頂開自封閥門 。危險(xiǎn)點(diǎn) 4:進(jìn)入拆開斷路器或筒體內(nèi)部 。措施:首先應(yīng)回收斷路器或筒體的氣體,抽真空之后用新鮮的干燥空氣吹入斷路器或筒體內(nèi)部, 然后 處 理其 內(nèi) 部 氧 氣 含 量 不 低 于18%, 人才能進(jìn)入內(nèi)部工作 。危險(xiǎn)點(diǎn) 5:拆開 GIS 接

15、地板或接地線 。 措施:首先應(yīng)確認(rèn)筒體內(nèi)部導(dǎo)電體已退出 運(yùn)行, 并且已可靠接地之后, 才能用工具拆除固 定接地線 (板 的螺栓, 移開接地線 (板 。危險(xiǎn)點(diǎn) 6:檢修時(shí)登高或傳遞物品 。措施:檢修登高作業(yè)要系安全帶, 傳遞物品 使用繩子或袋子, 嚴(yán)禁拋擲物品 。3.2關(guān)鍵點(diǎn)控制:關(guān)鍵點(diǎn) 1:保證斷路器 、 CT 、 筒體 、 波紋管內(nèi) 部沒有灰塵 、 雜質(zhì)進(jìn)入 。措施:所有檢修過(guò)程均要在臨時(shí)搭建的防 塵房?jī)?nèi)進(jìn)行, 注意防塵 、 防潮 。關(guān)鍵點(diǎn) 2:拆卸為恢復(fù)做準(zhǔn)備 。措施:部件安裝往往有方向性, 故拆卸或分 開兩個(gè)部件前, 在分界處用記號(hào)筆做好標(biāo)記, 以 便日后恢復(fù)時(shí)不走彎路 。關(guān)鍵點(diǎn) 3:裝

16、電連接 、 導(dǎo)電連接塊 、 筒體法蘭 的螺栓 。措施:裝有導(dǎo)電或密封性能要求的部件時(shí), 其上的緊固件要用力矩板手按規(guī)定的力矩?cái)Q 緊 。關(guān)鍵點(diǎn) 4:拆移盆式絕緣子時(shí), 使導(dǎo)電桿緩 慢脫離觸座, 以免造成損傷 。措施:當(dāng)移動(dòng)盆式絕緣子時(shí)一定要保持水 平方向, 并且沿直線方向緩慢移動(dòng) 。關(guān)鍵點(diǎn) 5:筒體法蘭與法蘭對(duì)接或裝入導(dǎo) 電連接塊前 。措施:筒體法蘭與法蘭對(duì)接或裝入導(dǎo)電連 接塊前,別忘了在筒體法蘭密封槽內(nèi)裝上密封 圈 。 如果忘了放密封圈就漏氣, 只好返工 。 關(guān)鍵點(diǎn) 6:檢查 GIS 內(nèi)部后再封蓋 。措施:恢復(fù)作業(yè)時(shí), 每部分封蓋前, 將 GIS 的內(nèi)部清掃干凈 。 檢查內(nèi)部是否有異物 、 絕

17、緣件 表面是否清潔 、 關(guān)鍵部位連接是否牢固, 確認(rèn)后 再進(jìn)行封蓋作業(yè) 。參考文獻(xiàn)1劉紹俊 . 高壓電器 M.北京; 機(jī)械工業(yè)出版社 . 19822中國(guó)水力發(fā)電工程 (機(jī)電卷 M.北京; 中國(guó)電 力出版社 .2000摘 要 :SF6封閉組合電器設(shè)備以其優(yōu)異的性能替代了敞開式開關(guān)設(shè)備, 成為輸變電設(shè)備的核心設(shè)備 。 本文介紹了一些日常的維護(hù) 知識(shí)和對(duì)故障判斷以及檢修時(shí)的危險(xiǎn)點(diǎn), 幫助電站運(yùn)行人員更好地分析故障及檢修時(shí)危險(xiǎn)點(diǎn)的預(yù)防 。關(guān)鍵詞 :SF6封閉組合電器; 危險(xiǎn)點(diǎn); 檢修; 故障類型中圖分類號(hào) :TE662文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A和雜質(zhì) 。5.3成本對(duì)比無(wú)水亞硫酸鈉原料成本對(duì)比5.4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象3H

18、2O 上方出現(xiàn)白霧,原因是 SO 2來(lái)不及與 NH3反應(yīng), 同時(shí)冒出所致 。 因此在實(shí)際生產(chǎn)中 這一反應(yīng)管上方應(yīng)密閉, 避免造成損失 。60 , 而且應(yīng)不斷攪拌, 防止包夾現(xiàn)象產(chǎn)生, 從而 可以提高產(chǎn)品質(zhì)量 。3.H 2O 中, 為了防止倒吸現(xiàn)象 。6結(jié)語(yǔ)用 SO2, NH3和 NaCl 無(wú)水亞硫酸鈉, 其成本會(huì)比堿法低很多 。 通過(guò)原料成本對(duì)比氨鹽法原料成本比堿法成本要低 1100元 /t以上 。 成本低的原因是原料綜合利用率好, 原料廉價(jià) 。此法特別適用于有廢 SO2排出,需要進(jìn)行處理的廠家, 該法也適用于合成氨廠, 因液氨是產(chǎn)品, 硫磺是副產(chǎn)品, 原料價(jià)格便宜 。用 SO2、 NH 3和 NaCl 制無(wú)水亞硫酸鈉具有原料價(jià)廉易得,原料綜合利用好,能副產(chǎn)氯化銨, 無(wú)廢料排出等優(yōu)點(diǎn), 用于回收排放廢氣中的SO 2具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益, 應(yīng)用前景廣闊 。參考文獻(xiàn)1盧芳儀 , 由 SO 2、 NH 3和