基本介紹
- 中文名：無水亞酸鈉
- 外文名：Anhydrous sodium sulfate
- 分類：無水亞硫酸鈉和七水亞硫酸鈉
- 性狀：白色粉末
- 水溶性：易溶於水
- 反應：易被氧化為硫酸鈉
亞硫酸鈉概述,無水亞硫酸鈉生產工藝,二氧化硫純鹼法,二氧化硫燒鹼法,二氧化硫氯化鈉法,焦亞硫酸鈉法,芒硝石灰法,製備高純無水亞硫酸鈉工藝,吸收工序,濃縮結晶工序,
亞硫酸鈉概述
亞硫酸鈉俗稱硫氧粉，有無水亞硫酸鈉和七水亞硫酸鈉兩種。無水亞硫酸鈉為白色粉末；七水亞硫酸鈉為無色或微黃色結晶，易溶於水，水溶液呈鹼性，在空氣中易風化並被氧化為硫酸鈉。亞硫酸鈉廣泛套用於工業與民用領域。用亞硫酸鈉蒸煮液在一定溫度和壓力下對植物纖維進行蒸煮是造紙行業的重要製漿方法之一，同時造紙行業也是消耗亞硫酸鈉產品最多的行業。亞硫酸鈉因具有價格低廉、來源方便、與氧反應速度快等特點而被廣泛套用於脫除水中的溶解氧。亞硫酸鈉用於皮革處理，能使皮革柔軟、豐滿、堅韌，具有防水、抗折、耐磨等性能。亞硫酸鈉是國家允許使用的並且用途廣泛的食品添加劑，可用作食品加工的漂白劑、防腐劑、疏鬆劑、抗氧化劑、護色劑及保鮮劑。
亞硫酸鈉是一種多酚氧化酶（PPO）活性抑制劑，可有效保護水果和蔬菜的褐變。
無水亞硫酸鈉生產工藝
二氧化硫純鹼法
碳酸鈉溶液吸收二氧化硫生成碳酸氫鈉和亞硫酸鈉，碳酸氫鈉繼續吸收二氧化硫生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，並釋放出二氧化碳，酸性吸收液用氫氧化鈉溶液中和生成亞硫酸鈉溶液，亞硫酸鈉溶液經脫水並乾燥得到無水亞硫酸鈉。
3SO2+2Na2CO3+H2O→Na2SO3+2NaHSO3+2CO2↑NaHSO3+NaOH→Na2SO3+H2O
該工藝製得亞硫酸鈉產品質量較好，技術成熟，原料來源豐富。但是，由於原料純鹼中含有較高含量的氯化鈉，影響了產品質量；設備投資大，連續工藝難度大，且生產過程中有大量廢氣CO2產生。
二氧化硫燒鹼法
氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫生成亞硫酸鈉，亞硫酸鈉溶液經脫水並乾燥得到無水亞硫酸鈉。
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
該工藝用燒鹼直接吸收二氧化硫，由於氣液直接接觸，使得反應劇烈，導致局部產品濃度太高，影響裝置的連續穩定運行，同時產品純度也很難控制在較高水平。
二氧化硫氯化鈉法
滷水與碳酸氫銨進行複分解反應生成碳酸氫鈉與氯化銨，分出碳酸氫鈉溶液吸收二氧化硫生成亞硫酸氫鈉，亞硫酸氫鈉用氫氧化鈉中和得到亞硫酸鈉。
NaCl+NH4HCO3→NaHCO3+NH4ClNaHCO3+SO2+NaOH→Na2SO3+H2O+CO2↑
該工藝原料滷水與碳酸氫銨成本比較低，在產品的成本競爭上有優勢。但是，由於產品中含有胺鹽等雜質，因而限制了產品的套用領域。
焦亞硫酸鈉法
焦亞硫酸鈉水解生成亞硫酸氫鈉，亞硫酸氫鈉用純鹼中和得到亞硫酸鈉。
Na2S2O5+H2O→2NaHSO3NaHSO3+NaOH→Na2SO3+H2O
該工藝採用焦亞硫酸鈉水解法生產亞硫酸鈉，可以得到純度很高的產品。但是，由於其生產原料成本相對較高，因而限制了其產業化的套用。
芒硝石灰法
二氧化硫和消石灰反應生成亞硫酸鈣，繼續吸收二氧化硫轉變為可溶性亞硫酸氫鈣，再與硫酸鈉反應生成亞硫酸氫鈉和生石膏沉澱，亞硫酸氫鈉用石灰中和得到亞硫酸鈉。
Ca（OH）2+Na2SO4+SO2+H2O→Na2SO3+CaSO4·2H2O
該工藝將成本相對比較高的燒鹼用氫氧化鈣來替代，用價格相對較低的芒硝來替代碳酸鈉，大大降低了原料成本，但是產品質量較差。
製備高純無水亞硫酸鈉工藝
採用亞硫酸鈉溶液吸收二氧化硫煙氣，再用燒鹼液中和吸收液，製備高純無水亞硫酸鈉，。其生產原理如下：
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O
吸收工序
來自硫酸裝置的二氧化硫氣體，經過淨化處理後進入吸收塔，與向下噴淋的亞硫酸鈉溶液逆流接觸。吸收液溫度控制在50～70℃、pH控制在4～6。反應後的不凝氣體經尾氣吸收塔洗滌後高空排放。吸收塔內的物料連續泵入中和塔，與塔頂部連續加入的鹼液（質量分數為32%的燒鹼液）反應。控制反應溫度不高於90℃、pH為8～10。中和液去離心設備進行連續離心分離，固體去氣流乾燥設備製得無水亞硫酸鈉產品。分離後的液相一部分返回吸收工序，另一部分去濃縮結晶工序。
濃縮結晶工序
來自中和結晶工序的母液經蒸發定量脫水後進行固液分離，固相無水亞硫酸鈉經氣流乾燥後包裝得到成品，母液返回吸收工序。
