无机盐工业研究与开发氧化硫还原喷雾干燥制碱式硫酸错纪柱天津化工研宄设计院,天津300131调整碱度后用离心雾化式喷雾干燥机干燥,得到优质碱式硫酸铬。该方法生产过程易于流态化连续化自动化,且产品溶解性和鞣革活性好。目前,中国氧化硫塔式还原喷雾干燥法生产的碱式硫酸铬正逐步替代价格高的进口铬鞣剂,并有了出口。
碱式硫酸铬又称铬鞣剂铬盐精。碱式硫酸铬酸格的役就是碱式硫酸铬分产厂的物质的量与分子中阴离子的物质的量的比。商品碱式硫酸铬的碱度多为33及42,相应于分子中0的碱式硫酸铬的工业制法有2种。较早的方法是在硫酸存在下用还原剂醣甲醛乙醇等还原红巩钠。较新的方法是红矾钠直接用氧化硫还原。
1反应原理与工艺流程加入红矾钠溶液中的少量铬酸钠亦同氧化硫发生类似反应,生成溶解度小碱度为67的碱式结合成碱度稍高于33但仍然易溶的碱式硫酸铬。
至高位槽2,经流量计匀速送入还原塔3中部的液体分布器。硫磺在熔硫槽4用蒸汽加热熔副!熔点9,不熔杂质沉于底部,熔液经精硫槽5喷至焚硫炉6.经鼓风机10和,燥塔送入干净空气在焚硫炉6内将硫燃烧成50.经度热锅炉7省煤器8换热降温,并使升华硫冷凝。冷凝后的升华硫及其它尘埃在过滤器9中滤除后送至还原搭3底部。在塔的还原段下段下流的红矾钠溶液被上升体在塔的净化段上段1水淋洗,净化后的放中,洗水送原料配制槽。还原后的出塔液送调整槽12,进行补充氧化或还原,调整碱度,加入添加剂。
然后送中间成品槽14,可直接以液体产品出售,或送至喷雾干燥器17制成固体产品。经风机15和加热器16将干净的热空气送至喷雾干燥器,溶液雾化干燥后经旋风分离器18收集固体产品并计量装袋。
含碱式硫酸铬微尘的气体经吸收塔用水吸收后放空,洗出水送还原塔3的吸收段以净化尾气。
2主要工序说明氧化硫塔式还原喷雾干燥制碱式硫酸铬的工艺参数和设备作以下介绍。
艺流巧洲晷红娜,洲化,致奴+以州,浪他至终均处于弱酸性1配料槽;2高位槽;3还原塔;4熔硫槽;5精硫槽;6焚硫炉;7废热锅炉;8省煤器;9过滤器;10风机;干燥塔;12调整储槽;13调整槽;14中间成品槽;15风机;16加热器;17喷雾干燥塔;18分离器;19输送机;20成品储斗;21吸收塔条件除3,2系统外。原料红矾钠及成品碱式硫酸铬潮解或水溶后的丑均约为3氧化硫遇水具,中强度酸怍成为亚硫酸或亚硫酸氢钠。而且与,的还原性结合使其腐蚀性极为强烈。故大部分设济及相应的管道架阀和在线仪应使用耐酸锈钢制,与含氧化硫液体接触的材质宜用河,21甚至金属阁1中的硫磺熔融澄,雾化燃烧换热除尘系统参考了硫酸工业用硫磺制5,2的工艺与设备,适于生产能力较大的碱式硫酸铬厂。由于多数碱式硫酸铬工厂或车间所用5,2量较硫酸厂少得多,可以使用制糖厂较简单的502发生装置。后片由燃硫炉和冷却除室组成。燃硫炉燃烧温度700,8001;应能控制燃硫速度进硫量约75几,进炉,气量50化,以保证1炉3,215,的体积分数10;冷却除尘室可以用适当容积的钢制箱或筒,外壳用流水冷却,将302气流冷至50米氧化的升华硫在室内冷凝并因流速下降与其它尘埃同沉降至室底,定期返,燃硫炉。进入焚硫炉的空气应事先于燥除尘。
2.2酉己料槽配料梢为2容积71的不锈钢罐,搅拌器和液位计。以心2,2,7.2出0计,每日需原料红石凡钠5.36.用水还原塔和喷雾干燥塔成净化尾气1.26,3的溶液。皮革化工厂用商品红矾钠配制。铬盐厂的碱式硫酸铬乍间可用第次酸性蒸发滤除芒硝后密度为1.71的滤液制。使用滤液或母液为原料既4降低碱式硫酸铬牛产成本,又能避免氯离子等杂质在红矾钠生产体系内积累。所汽浓质硫酸钠和氯化钠合计约为红帆钠质量的2制成碱式硫酸铬后仅铬剂质带的对铬鞣剂质量及其应用无影响。
2.3还原塔全塔分上下两段下段为红矾钠勹氧化硫间红矾钠雾滴及残余5,2.还原段和洗涤段亦可用两只分离的塔。还原洗漆塔由塔体壳进出液管进出气管液体分布器填料压圈填料填料支撑栅板等组成。塔顶出气口接引风机,使塔内及3,2系统货瓜操作。塔体总高6,7,内径400,45壁厚68,用耐酸不锈钢板制,设置4 5只视孔。填料为金属7或厘,21制的250型孔板波纹埙料。还原段填料层高度4不再分层;洗漆段填料层尚度1.宜用分布好几乎无雾滴的梢位式液体分布器。液体分布器填料压填料支栉栅板相河,2制。塔体不保温,也不强制冷后的洗水稀释成质量浓度360密度却,反应,放热可使填料温度保持在约70进塔液流量约62,山于反应放热,水分蒸发被尾气带走,致出塔液密度约1.55,2,3质量浓度约235 1流量将减至480490进塔气流量约500几,中3,210,以5,2的流试为50还原段出塔气含大量水蒸气,在洗涤段淋洗后,尾气可不含,基本不含32.
2.4调整罐13的搪玻璃罐或耐酸不锈钢罐,蒸汽夹套加热,外敷保温层。罐盖安装搅拌器及风筒,设置取样口及温度计,安置进料管分别接塔出口红矾钠位槽亚硫酸氢钠溶液贮槽。
其功能有3个。
108以控制不含或含微量6+,必须使之氧化或1.05名,3,将其还呦亦1倍矜道逝适1氧化硫。
调整碱度。依前述操作得到度为33 34;2,3为25的1类碱式硫酸铬。若客户要求生产碱度34的产品,可往调整罐内加入纯碱罐内100 1免。同理,若需降低碱度,则1001.2,3,每降低1的碱度,加入出3,4加入添加剂,生产不同型号的鞣革剂。依前丁267895碱式硫酸铬,可往调整罐中加入硫酸钠,其成按罐内2;计,叫体碱式硫酸铬,2,3的质量甸降低加4向调整罐加人适量硫酸锆或硫酸铝,加热揽拌形成含有氧桥CrCZr或C1aAl的铬锆鞣剂或铬铝鞣剂,加人醋酸钠甲酸钠或其它有蒙囿作用的有机物可制蒙囿型铬鞣剂。
调整操作均应在约1至微沸进行,然后继续加热搅拌因此溶液稍有,浓。
2.5喷雾干,系统好用圆盘离心雾化器,以制得溶解性好但潮解速度较慢的多孔状微球状产圆盘转速约1000,1.其次是用压力式雾化器,成品亦为多粘度高,易堵塞压力式雾化器的喷嘴。亦可用压缩空气雾化料到的细粉状产版易潮解。
载热体空气进塔温度好控制在90 120,固体出塔温度70800,这样易于得到50脱水率10的碱式硫酸铬,其络合物内界结构有利于鞣革。进塔温度和出塔温度可以稍高,但必须缩短物料与气流的接触时间,防止过分脱水导致产物水溶性及弈革活忭下降。
雾化器的进料液温度70,芏缺。68,3,粘度为7,对0.0163流量约472.十燥用经多年实践改进,国内多家干燥器制造厂己有碱式硫酸铬专用喷雾干燥器的定型设备。
3结论,化硫塔式还原喷,十燥法制碱式硫酸铬的辅料成本为204元仅及蔗糖还原法538元的381.以当前碱式硫酸铬价格3 300元戌化硫法的辅料成木仅为售价的而蔗糖法为16.3.氧化硫塔式还原喷雾干燥法的利润率明显高于蔗糖法,加之其生产过程易于流态项目氧硫还原蔗糖还原消耗成本元。广消耗成本元。广硫磺蔗糖硫酸辅料合计成本元1占售价3化连续化自动化是中国铬盐产品中先实现连续化的品种,且产品溶解性和鞣革活性好,故3前在中国工业化成功后己逐渐推广,新建成的氧化硫塔式还原喷雾干燥厂的生产能力也逐渐增大,高者己达2013单套装置的生产能力10,些原来使用蔗糖还原辊筒干燥法的工厂也陆续改为氧化硫塔式还原喷雾干燥法。目前,中国氧化硫塔式还原喷雾干燥法生产的碱式硫酸铬正逐步替代价格高的进口铬弈剂,并有了出口。
机理和新工艺,曾在美国处1公司从事分析监测,获发明专利5项,发文章汇编译文等89件,曾获国家发明等奖和化工部科技进步等奖。
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