纯碱生产中的硫化物除铁工艺技术分析

纯碱生产中的硫化物除铁工艺技术分析

周磊

江苏井神盐化股份有限公司三分公司 江苏淮安 223001

摘要：本文主要对纯碱生产中的硫化物除铁工艺技术进行分析，主要包括了两种，分别是以硫化氢气体为原料的加硫工艺、以硫化钠为原料的加硫工艺，针对这两种加硫工艺的原理及过程进行了研究分析，阐述了两种加硫工艺的优点及缺点，从而可以为降低纯碱生产中母液铁含量提供有利条件。

关键词：联碱；硫化钠；硫化氢；铁含量

在纯碱生产所使用的大多数设备及管道，所选用的材质为铸铁和碳钢，而对于母液而言，会对设备和管道造成电化学腐蚀的现象，所形成的铁离子，就会进入到母液当中。在铁离子经过空气氧化之后，就会形成 沉淀，然后再混杂在 结晶当中，这使纯碱会呈现出红色，对产品的外观和质量造成了影响，因此又被称作为“红碱”。因此要采取合理的工艺设计，以降低母液铁含量为目的，在保证纯碱产品质量中发挥着至关重要的作用。

1以硫化氢气体为原料的加硫工艺探讨

在以硫化氢气体为原料的加硫工艺中，较为常见的硫化添加位置包括了两个，分别是在母液吸氨后添加硫化气体、在二氧化碳压缩机入口处添加硫化气体。

1.1在二氧化碳压缩机入口处添加硫化气体

硫化氢气体在水中并不能做到完全电离，因此，可以在二氧化碳气体管线中混合到硫化氢气体，在 压缩气进入到系统之后会造成母液碳酸化，通过在 进入系统之后，会与铁分产生化学反应，产生 ，在两个化学反应同时产生的情况下，这时大部分的 就会被重碱带出，经过煅烧之后就会导致出现“红碱”的问题，大大的阻碍了纯碱生产中铁含量的降低。在设备和管道当中，所产生的硫化物结晶沉积，清除的难度较大，会很容易出现堵塞的情况，从而会对正常生产造成影响，大大的提高了检修的压力。因此，在系统当中， 的浓度要满足母液金属表面保护的需求，此外，要最大程度降低 气中所包含的 气体含量。

1.2在母液吸氨后添加硫化气体

硫化氢气体是属于弱电解质，而在水溶液中，存在着 离子和 离子，这时水溶液呈现酸性，但是 离子的含量很少。在母液中加入硫化氢气体，就会形成硫化氢水溶液，然后根据母液本身的碱性特点，对硫化氢电离所产生的 进行中和，然后为 电离产生 离子提供有利条件。在加硫原料为合成氨副产品硫化氢混合气的情况下，其 的比例为84%， 所占据的比例为10.8%，再加入到母液当中，通过运用以上的方法，在澄清桶中，可以将产生的 等沉淀物，直接进行沉降并排出。这样可以防止出现硫化物结晶堵塞管道的情况，有效降低了母液中所包含的铁含量，从而可以促进纯碱产品质量的提高。

1.3工艺技术中存在问题的分析

澄清池前加入气相硫化氢以达到降低生产成本的目的，要注意的是在此过程中避免固相硫化钠中的杂质进入系统，导致最终质量受到影响。同时气相充满整个设备内表面并形成保护性硫膜，使防腐效果更加优化及明显。但这一技术在实际的生产过程中仍旧存在缺陷，分别是：

1.3.1作业风险大

硫化氢属于国家重点监管的危险性化学品，属于高毒目录中的物品，爆炸下限低至4.3%。而且在运输的过程中风险较大，部分岗位硫化氢气味也存在着较大的现象，作业环境风险相对增大。

1.3.2容易发生氧化

由于硫化氢的还原性，当它与空气接触时会发生氧化。一种被氧化成元素硫，增加母液浊度。另一种被氧化成硫酸盐，以硫酸盐的形式存在于纯碱中。

1.3.3容易发生波动

氨副产物中硫化氢的含量会发生波动，影响加硫工艺的效果。

1.4工艺技术的一些建议

1.4.1设置安全保护措施

硫化氢气体是剧毒物质，要在可能发生泄漏的地方设置安全保护装置，比如设置有毒气体报警器，提高工作环境的安全性及保护工作人员的生命安全。

1.4.2管道的选择

硫化氢气体对碳钢管道腐蚀严重，对铬18镍9奥氏体不锈钢和铬18镍12钼（钛）奥氏体不锈钢管道腐蚀良好。但根据施工工地的现场实践情况，铬18镍9奥氏体不锈钢管道腐蚀明显，铬18镍12钼（钛）奥氏体不锈钢管道是最好的选择，铬18镍12钼（钛）奥氏体不锈钢管道应进行管道的敷设。

1.4.3加强监测

采用合成氨副产品硫化氢混合物作为硫磺添加原料，应实时监测混合料的含量和流量，保证加硫的稳定性，避免加硫造成自由流的不稳定会引起系统铁指数的波动。

2以硫化钠为原料的加硫工艺路线探讨

某公司还以合成氨厂含硫化氢的尾气为原料，经氨水吸收母液后加入硫磺。在生产过程中发现，母液加硫工艺操作不理想，系统硫含量很难进行系统的控制，导致系统铁指标波动。因此，建议用硫化钠溶液代替硫化氢。

2.1在母液中加入硫化钠溶液

在这个过程中，市场上购买的固体硫化钠溶解在硫化钠溶液中加入，加入位置是母液吸收氨后。母液加硫化钠溶液的作用机理与硫化氢加硫工艺路线相同。产生的 等沉淀在澄清池中并排出。由于硫化钠易溶于水，能使水中的离子完全电离，能更准确地控制硫磺的加入量。

2.2工艺技术中存在问题的分析

2.2.1杂质较多

硫化钠主要是由硫酸钠制成的，由于其生产工艺的影响因素，其中含有较多杂质，杂质在进入后续系统以后会对成品质量造成影响。

2.2.2空间限制

受液相作用空间的限制，液相硫化钠不能完全作用于母液并参与硫膜反应，增加硫化钠液量会减小产品的可控空间。当硫化钠用量增加时，多余的硫化钠进入后续系统，在煅烧炉气中产生大量硫化氢和二氧化硫气体，硫化氢气体在系统中循环，进一步影响纯碱质量。

2.2.3含有毒气体

硫化钠溶液在碱性条件下易释放硫化氢气体，造成工作人员的中毒和硫损失。

2.3工艺技术的一些建议

2.3.1选择原料

市场上硫化钠的含量一般在60%左右，在选用原料的时候最好选择杂质含量较少的硫化钠作为原料，达到杂质对系统的影响减少的目的。

2.3.2管道的选择

硫化钠严重腐蚀碳钢管道，对铬18镍9奥氏体不锈钢和铬18镍12钼（钛）奥氏体不锈钢管道具有良好的腐蚀性和腐蚀率，但对铬18镍9奥氏体不锈钢管道容易发生点蚀，因此，铬18镍12钼（钛）奥氏体不锈钢是设备和管道的最佳选择。

2.3.3温度控制

硫化钠在60℃左右溶于蒸汽冷凝液中，形成硫化钠水溶液。

3结束语

综上所述，在母液中添加硫化物，降低铁含量、改善设备腐蚀、提高产品质量的有效方法之一。对如何减少硫化钠中杂质对系统的影响是今后工作实践中改进的一个重要方向。

参考文献

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