[发明专利]一种利用立式反射炉连续制备硫化钠的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用立式反射炉制备硫化钠的方法以及制备硫化钠用的立式反射炉，属于化工领域，尤其涉及一种利用立式反射炉连续生产硫化钠的方法以及一种可连续制备硫化钠的水冷立式反射炉。

背景技术

在现有技术中，工业生产硫化钠主要有四种方式，一是煤粉还原法，二是吸收法(利用氢氧化钠吸收硫化氢)，三是硫化钡法，四是气体还原法(如使用氢气等还原硫酸钠)。上述四种方法中的煤粉还原法具有生产成本低、便于规模化生产等优势，应用最为广泛。煤粉还原法生产需要高温反应炉，包括反射炉(平炉、半立式)、间歇生产的短转炉、可连续生产的长转炉。其中平式反射炉需要人工翻料，劳动强度大，工作环境恶劣，能耗高，污染大，且不能连续生产，目前已被淘汰。

在中国发明专利说明书CN101585512A中公开了一种零污染生产无水硫化钠的方法，该方法的工艺步骤为：检测反应物料中的硫酸钠含量、石油焦粉中碳元素含量；按反应需要比例混合、均匀搅拌；将混合物置入具备还原条件的高温反应炉内进行加热，至物料成熔融状；冷却结晶为纯品无水硫化钠。虽然该制备硫化钠的工艺解决了传统生产方法的严重污染问题，并且生产出高纯度的硫化钠，但是该发明并没有公布出实施该工艺的设备，另外，该方法无法很好的实现连续加工生产。

在中国发明专利说明书CN101948100B中公开了一种清洁化生产无水硫化钠的方法，该方法利用石油焦碳元素含量高、含硫高、灰分低的特性与硫酸钠发生碳还原反应，替代不可再生的煤炭资源，并利用固体氢氧化钠先期脱出石油焦原料中的硫，再使石油焦中的固定碳与硫酸钠发生碳还原反应，获取高纯度的无水硫化钠，同时实现生产过程的清洁化。虽然该发明解决了传统工艺对环境造成的严重污染问题，淘汰了落后产能，提高了劳动生产率；并减少了对不可再生的煤炭资源的消耗，但是该发明并没有公开实施该方法的设备，同时由于在还原反应中加入了碱性的氢氧化钠，这样会使得还原反应的炉膛在高温碱性环境下使用寿命变短，影响连续运行周期和增加了运行维护成本。

在中国发明专利说明书CN101565173A中公开了一种制备硫化钠的半立式反射炉以及工艺，该发明的半立式反射炉由燃烧室、前床部、立炉和洗气塔四部分组成；该发明的工艺用元明粉或芒硝以及无烟煤粉压团后投入本发明的半立式反射炉中，利用反应余热使球团呈熔融状态流过填料层后进入前床部，通过燃烧室加热前床部熔体完成反应，反应完毕后浸出、过滤及蒸发浓缩后得产品工业硫化钠。虽然该发明可实现连续生产和给料，但由于给料需要专门挤压成型，并且在反应的过程中温度控制以及立式炉填料的稳定可靠性都比较差，所以不利于工业化实施。

在中国发明专利说明书CN103264992B中公开了一种工业硫化钠的生产方法及其所使用的设备，该发明：把长转炉生产时由炉尾排出的高温烟气经初级除尘后引出一部分输送至炉头处通过喷头喷射，所喷射出的烟气在炉头处形成封锁炉头的气幕屏障，使炉头外的冷空气和水蒸汽不能进入炉内。虽然该发明具有热能利用率高，劳动强度低等优点，但存在生产工艺不易控制、炉膛过长造成内衬维修工作量大，可靠性低等缺点。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种连续制备硫化钠的立式反射炉以及利用该立式反射炉制备硫化钠的方法，该立式反射炉不仅结构简单、操作方便，而且使用寿命长便于拆卸维护，同时可以实现连续的给料生产；利用该立式反射炉连续生产硫化钠时不仅污染小，而且生产出来的硫化钠质量高，生产工艺易于控制，可靠性高。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种利用立式反射炉连续制备硫化钠的方法，其采用硫酸钠和碳反应的碳还原法获取硫化钠，由进料口进给的还原反应原料在反射炉底部的锥形熔池表面发生还原反应；生成硫化钠经出料口流出；所述锥形熔池由初次送给的还原反应原料在反射炉的高温作用下熔化形成。

在本发明公开了的一种优选实施方案中，所述立式反射炉上设置有保持所述锥形熔池形状的送风装置；所述送风装置的吹风口位于所述锥形熔池表面的上方。

在本发明公开了的一种优选实施方案中，所述进料口的还原反应原料进给量等于所述出料口流出的硫化钠产品的排出量。

在本发明公开了的一种优选实施方案中，包括以下步骤：(a)首先启动燃烧器对炉膛预热；(b)待炉膛内部温度大于600℃时，开启环形送风装置，并将煤粉和硫酸钠颗粒混合后由送料口送至炉膛，逐渐形成锥形堆料,锥形堆料在高温下逐渐熔化，形成锥形蓄热池；(c)锥形蓄热池的表面进行还原反应，生成熔融状态的硫化钠；(d)将生成的熔融状态的硫化钠从熔物溜槽内排出。