硫化钠工业设计

前言

工业设计是一个理论知识总结性教学环节，他是理论和实践结合的桥梁，是培养我们综合运用课本基本知识去解决某一设计任务的一次训练。设计时，不仅要了解并掌握与工业生产有关的各种工程技术知识，而且必须善于把这些知识综合应用于工业生产，以生产显著的经济与社会效应。

工业设计与平时做的习题比较，有显著不同：不仅需要进行一系列的计算，而且要确定工艺流程及保证工艺过程正常进行的措施。设计中，设计者需要查阅资料，选用公式和搜集数据，运用已学各项知识，经过详细而全面考虑确定。工业设计的基本内容包括：确定设计方案；工业设计；结构设计；附属设备设计或选型；将设计结果编写成设计说明书，并绘制相应的工艺流程图和主体设备结构图。计算方面，物料衡算和热量衡算是选择设备的基础。

设计的整个过程是由论述、计算和绘图三个部分组成及。一个合理的设计往往必须进行多种方案的比较，进行反复计算，最终选择最合适的方案。在此过程中，应该广泛查阅和收集有关资料，认真分析，对比和筛选，使设计尽可能合理和先进。

工业设计是理论结合实际的一次锻炼，它可以培养我们分析和解决实际问题的能力。让我们对生产设计过程有一个相对全面的认识。

1设计任务

1.1课程设计题目

年产20000t 60%的硫化钠的工业设计

1.2设计要求

1、生产能力：20000t/a 60%的硫化钠

2、生产原料：含85%Na2SO4的芒硝；含60%固定碳的原料煤；200#重油为燃料油；

3、其他参数自己选择；

2 硫化钠的性质用途、生产方法及特点

2.1硫化钠的性质简介

无水硫化钠纯品为白色结晶。相对密度1.856g/cm3，熔点1181C0。吸湿性

较强。易溶于水。低于48C0时从水溶液中结晶出Na

2S.9H

2

O，高于48C0则结晶

出Na

2S.6H

2

O。水溶液呈碱性。工业品因含重金属等杂质，故呈粉红色、褐色或

黄色。

硫化钠在工业中用途很广。用于制造硫化染料，皮革脱毛剂，金属冶炼，照相，人造丝脱硝等。广泛用于制革、造纸、选矿、染料生产、有机中间体、印染、制药、味精、人造纤维、特种工程塑料、聚苯硫醚、聚碱橡胶，还用作制硫氢化钠、多硫化钠、硫代硫酸钠等，在军事工业中也有一定的用途。在染料工业中用以制造硫化染料、硫化青、硫化蓝或染料中间体还原剂、媒染剂等。在有色冶金工业中用作矿石的浮选剂。制革工业中生皮的脱毛剂。造纸工业中纸张的蒸煮剂。硫化钠还用于硫代硫酸钠，多硫化钠、硫氢化钠等产品的制造。也广泛地用于纺织、颜料、橡胶等工业部门。

工业硫化钠制成熔块，包装在铁皮桶中，根据国家标准BG10500-1989《工业硫化钠》规定：

本标准将产品生产三类。1类为普通硫化钠；2类为低铁硫化钠；3类为高含量硫化钠。

本标准规定了工业硫化钠的要求、试验方法、标志、标签、包装、运输、贮存。

工业硫化钠包装上应有牢固、清晰的标志，内容包括：生产厂名、厂址、产品名称、商标、净含量、等级、批号或生产日期、产品质量符合本标准的证明和本标准编号。

1类、2类工业硫化钠采用铁桶或根据用户要求并符合贮运安全的包装，3类工业硫化钠采用铁桶包装。每桶净含量为25kg、50kg或150kg。

工业硫化钠产品贮存时应通风良好，防止雨淋、受潮、受热，不得与酸及腐蚀性物品接触。

2.2生产方法及特点简述

2.2.1碳还原法

硫酸钠在混合器中与煤粉混合后加到转炉内，于高温下进行还原反应，将反应所得粗碱经浸取过滤、蒸发后制片即得。该工艺成熟，生产设备及操作简单，原料价廉且来源方便。

本设计采用此法生产硫化钠。

反应式：

Na

2SO

4

+2C＝Na

2

S+2CO

2

－225.15KJ/mol

Na

2SO

4

+4C＝ Na

2

S+4CO－569.99 KJ/mol

Na

2SO

4

+4CO＝ Na

2

S+4CO

2

－118.85 KJ/mol

CO

2

+C＝2CO－172.42 KJ/mol

2.2.2硫酸钡副产品法

该方法用煤还原硫酸钡制取硫化钡，再加入硫酸钠溶液处理，生成硫化钠和沉淀硫酸钡，经抽滤分离，蒸发浓缩而得。该法成本低廉.反应式为：

BaS + NaSO

4 = BaSO

4

+ Na

2

S

硫化钠也可以在制取碳酸钡时按下式作为副产物得到：

BaS + Na

2CO

3

= BaCO

3

+ Na

2

S

2.2.3硫化氢法

该方法是以氢氧化钠溶液吸收工业硫化氢废气后，经蒸发浓缩后，制得硫化碱。反应式为：

2NaOH+H

2S＝＝Na

2

S+2H

2

O

该法应生产过程中硫化氢有毒，所以危险较大。为防止硫化氢浓度过高，一般几台吸收器串联，并采取冷却措施。

2.2.4气体还原法

该方法是以气体作为还原剂，在沸腾炉中还原硫酸钠，以铁为催化剂催化，反应温度控制在600～640℃，可得优质无水颗粒状硫化钠（硫化钠含量达95～97%）。还原芒硝制得硫化碱，可作为还原剂的气体有：天然气、石油裂解气、焦炉煤气、工业氢气及合成氨生产中的原料气（即精炼气）和排空尾气等。以气体还原芒硝的反应式为：