一種利用立式反射爐連續(xù)制備硫化鈉的方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種利用立式反射爐制備硫化鈉的方法以及制備硫化鈉用的立式反射爐，屬于化工領(lǐng)域，尤其涉及一種利用立式反射爐連續(xù)生產(chǎn)硫化鈉的方法以及一種可連續(xù)制備硫化鈉的水冷立式反射爐。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，工業(yè)生產(chǎn)硫化鈉主要有四種方式，一是煤粉還原法，二是吸收法(利用氫氧化鈉吸收硫化氫)，三是硫化鋇法，四是氣體還原法(如使用氫氣等還原硫酸鈉)。上述四種方法中的煤粉還原法具有生產(chǎn)成本低、便于規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)勢，應(yīng)用最為廣泛。煤粉還原法生產(chǎn)需要高溫反應(yīng)爐，包括反射爐(平爐、半立式)、間歇生產(chǎn)的短轉(zhuǎn)爐、可連續(xù)生產(chǎn)的長轉(zhuǎn)爐。其中平式反射爐需要人工翻料，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境惡劣，能耗高，污染大，且不能連續(xù)生產(chǎn)，目前已被淘汰。
[0003]在中國發(fā)明專利說明書CN101585512A中公開了一種零污染生產(chǎn)無水硫化鈉的方法，該方法的工藝步驟為:檢測反應(yīng)物料中的硫酸鈉含量、石油焦粉中碳元素含量；按反應(yīng)需要比例混合、均勻攪拌；將混合物置入具備還原條件的高溫反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行加熱，至物料成熔融狀；冷卻結(jié)晶為純品無水硫化鈉。雖然該制備硫化鈉的工藝解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的嚴(yán)重污染問題，并且生產(chǎn)出高純度的硫化鈉，但是該發(fā)明并沒有公布出實(shí)施該工藝的設(shè)備，另夕卜，該方法無法很好的實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工生產(chǎn)。
[0004]在中國發(fā)明專利說明書CN101948100B中公開了一種清潔化生產(chǎn)無水硫化鈉的方法，該方法利用石油焦碳元素含量高、含硫高、灰分低的特性與硫酸鈉發(fā)生碳還原反應(yīng)，替代不可再生的煤炭資源，并利用固體氫氧化鈉先期脫出石油焦原料中的硫，再使石油焦中的固定碳與硫酸鈉發(fā)生碳還原反應(yīng)，獲取高純度的無水硫化鈉，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的清潔化。雖然該發(fā)明解決了傳統(tǒng)工藝對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重污染問題，淘汰了落后產(chǎn)能，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；并減少了對(duì)不可再生的煤炭資源的消耗，但是該發(fā)明并沒有公開實(shí)施該方法的設(shè)備，同時(shí)由于在還原反應(yīng)中加入了堿性的氫氧化鈉，這樣會(huì)使得還原反應(yīng)的爐膛在高溫堿性環(huán)境下使用壽命變短，影響連續(xù)運(yùn)行周期和增加了運(yùn)行維護(hù)成本。
[0005]在中國發(fā)明專利說明書CN101565173A中公開了一種制備硫化鈉的半立式反射爐以及工藝，該發(fā)明的半立式反射爐由燃燒室、前床部、立爐和洗氣塔四部分組成；該發(fā)明的工藝用元明粉或芒硝以及無煙煤粉壓團(tuán)后投入本發(fā)明的半立式反射爐中，利用反應(yīng)余熱使球團(tuán)呈熔融狀態(tài)流過填料層后進(jìn)入前床部，通過燃燒室加熱前床部熔體完成反應(yīng)，反應(yīng)完畢后浸出、過濾及蒸發(fā)濃縮后得產(chǎn)品工業(yè)硫化鈉。雖然該發(fā)明可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)和給料，但由于給料需要專門擠壓成型，并且在反應(yīng)的過程中溫度控制以及立式爐填料的穩(wěn)定可靠性都比較差，所以不利于工業(yè)化實(shí)施。
[0006]在中國發(fā)明專利說明書CN103264992B中公開了一種工業(yè)硫化鈉的生產(chǎn)方法及其所使用的設(shè)備，該發(fā)明:把長轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)時(shí)由爐尾排出的高溫?zé)煔饨?jīng)初級(jí)除塵后引出一部分輸送至爐頭處通過噴頭噴射，所噴射出的煙氣在爐頭處形成封鎖爐頭的氣幕屏障，使?fàn)t頭外的冷空氣和水蒸汽不能進(jìn)入爐內(nèi)。雖然該發(fā)明具有熱能利用率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，但存在生產(chǎn)工藝不易控制、爐膛過長造成內(nèi)襯維修工作量大，可靠性低等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種連續(xù)制備硫化鈉的立式反射爐以及利用該立式反射爐制備硫化鈉的方法，該立式反射爐不僅結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，而且使用壽命長便于拆卸維護(hù)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的給料生產(chǎn)；利用該立式反射爐連續(xù)生產(chǎn)硫化鈉時(shí)不僅污染小，而且生產(chǎn)出來的硫化鈉質(zhì)量高，生產(chǎn)工藝易于控制，
可靠性高。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了這樣一種利用立式反射爐連續(xù)制備硫化鈉的方法，其采用硫酸鈉和碳反應(yīng)的碳還原法獲取硫化鈉，由進(jìn)料口進(jìn)給的還原反應(yīng)原料在反射爐底部的錐形熔池表面發(fā)生還原反應(yīng)；生成硫化鈉經(jīng)出料口流出。
[0009]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述錐形熔池由初次送給的還原反應(yīng)原料在反射爐的高溫作用下熔化形成。
[0010]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述立式反射爐上設(shè)置有保持所述錐形熔池形狀的送風(fēng)裝置；所述送風(fēng)裝置的吹風(fēng)口位于所述錐形熔池表面的上方。
[0011]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述進(jìn)料口的還原反應(yīng)原料進(jìn)給量等于所述出料口流出的硫化鈉產(chǎn)品的排出量。
[0012]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，包括以下步驟:(a)首先啟動(dòng)燃燒器對(duì)爐膛預(yù)熱；(b)待爐膛內(nèi)部溫度大于600°C時(shí)，開啟環(huán)形送風(fēng)裝置，并將煤粉和硫酸鈉顆?；旌虾笥伤土峡谒椭翣t膛，逐漸形成錐形堆料，錐形堆料在高溫下逐漸熔化，形成錐形蓄熱池；(c)錐形蓄熱池的表面進(jìn)行還原反應(yīng)，生成熔融狀態(tài)的硫化鈉；(d)將生成的熔融狀態(tài)的硫化鈉從熔物溜槽內(nèi)排出。
[0013]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，當(dāng)混合的煤粉和硫酸鈉顆粒在錐形蓄熱池的表面進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)，可以開啟爐膛上的燃燒器。
[0014]本發(fā)明還公開了一種可連續(xù)制備硫化鈉的立式反射爐，其包括爐膛，所述爐膛的底部設(shè)置有熔池；所述熔池的上方設(shè)置有固接在所述爐膛上的燃燒器；所述爐膛的底部還設(shè)置有環(huán)形送風(fēng)裝置；所述爐膛上還設(shè)置有位于所述熔池上方的送料口 ；所述爐膛的底部還設(shè)置有熔物溜槽，
[0015]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述燃燒器的上方設(shè)置有固接在所述爐膛上的折焰角。
[0016]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述折焰角的上方設(shè)置有固接在所述爐膛上的上燃燒器。
[0017]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述環(huán)形送風(fēng)裝置包括環(huán)形風(fēng)道和風(fēng)嘴；所述環(huán)形風(fēng)道位于所述爐膛底部四周；所述風(fēng)嘴均勻設(shè)置于所述爐膛底部四周。
[0018]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述熔物溜槽上設(shè)置有冷卻水入口和冷卻水出口。
[0019]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述熔物溜槽通過熔物溜槽連接件固接在所述爐膛上。
[0020]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述爐膛為膜式冷水壁或者絕熱壁。
[0021]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述膜式冷水壁包括水冷壁管和鋼板；所述水冷壁管之間通過鋼板固接。
[0022]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，通過所述送料口進(jìn)給的還原反應(yīng)原料可在所述熔池內(nèi)形成錐形堆料。
[0023]在本發(fā)明公開了的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述環(huán)形送風(fēng)裝置可以保持所述熔池內(nèi)由還原反應(yīng)原料形成的錐形堆料的形狀。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，因此結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)和裝拆；由于本發(fā)明爐膛為水冷膜式密封結(jié)構(gòu)并配裝有耐火內(nèi)襯，因此本發(fā)明使用壽命更長；通過在爐膛內(nèi)部設(shè)置高溫熔池，可以為硫酸鈉還原反應(yīng)提供穩(wěn)定的熱源，通過在熔池上方設(shè)置燃燒器有效地提高了還原反應(yīng)的效率，使得還原反應(yīng)更充分；通過在熔池下方設(shè)置環(huán)形送風(fēng)裝置有助于保持熔池的形狀并且可以為爐膛補(bǔ)充少量的助燃空氣；由于本發(fā)明還在熔池底部設(shè)置了送料口和熔物溜槽，因而本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)硫化鈉的連續(xù)加工生產(chǎn)，減少加工費(fèi)時(shí)，減輕了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；本發(fā)明還通過在爐膛上設(shè)置折焰角和上燃燒器，使得熔池內(nèi)燃燒不充分的廢料得以燃燒，因而有效地降低了污染物的排放。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，能夠有效地的控制反應(yīng)過程中的溫度的同時(shí)保證了連續(xù)加工生產(chǎn)，并且利用本發(fā)明連續(xù)生產(chǎn)硫化鈉的方法生產(chǎn)硫化鈉的過程中能夠有效地降低污染物的排放。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一種可連續(xù)制備硫化鈉的立式反射爐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一種可連續(xù)制備硫化鈉的立式反射爐的模式冷水壁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一種可連續(xù)制備硫化鈉的立式反射爐的環(huán)形送風(fēng)裝置位置示意圖；
[0028]圖4是本發(fā)明實(shí)施例一種可連續(xù)制備硫化鈉的立式反射爐的環(huán)形送風(fēng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5是本發(fā)明實(shí)施例一種可連續(xù)制備硫化鈉的立式反射爐的熔物溜槽結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖中:1-爐膛，Ia-水冷壁管，Ib-鋼板，2-耐火內(nèi)襯，3-熔池，4-送料口，5-燃燒器，6-熔物溜槽，6a-冷卻水入口，6b-冷卻水出口，7-環(huán)形送風(fēng)裝置，7a-環(huán)形風(fēng)道，7b-風(fēng)嘴，8-折焰角，9-上燃燒器，10-熔物溜槽連接件。