硫化钠作为一种重要的化工原料，广泛应用于皮革、染料、造纸、冶金等行业。随着环保要求的日益严格，利用固废硫酸钠生产硫化钠的工艺受到越来越多的关注。本文将详细介绍以固废硫酸钠为原料生产硫化钠的设备及工艺流程，为相关企业提供技术参考。
固废硫酸钠生产硫化钠设备
一、原料准备与预处理
固废硫酸钠的来源主要包括化工副产、废水处理结晶等途径。这些原料通常含有一定量的杂质，需要进行预处理。预处理工序主要包括以下几个步骤：
1. 溶解：将固废硫酸钠加入溶解槽中，配制成一定浓度的溶液。溶解温度一般控制在40-60℃，溶解时间约1-2小时。
2. 过滤：采用板框压滤机或离心机对溶液进行固液分离，去除不溶性杂质。过滤后的溶液应澄清透明，无明显悬浮物。
3. 除杂：根据原料中杂质成分的不同，可采用化学沉淀法、离子交换法等方法去除钙、镁、铁等金属离子。例如加入碳酸钠可沉淀去除钙离子。
二、还原反应系统
预处理后的硫酸钠溶液进入还原反应工序，这是整个工艺的核心环节。目前工业上主要采用碳还原法，其反应原理为：
Na2SO4 + 2C → Na2S + 2CO2
1. 反应设备：通常采用转炉或回转窑作为反应器。转炉直径一般为1.5-3m，长度8-15m，采用耐火材料内衬。设备需配备温度控制系统和尾气处理装置。
2. 工艺参数控制：
- 反应温度：控制在900-1100℃
- 反应时间：4-6小时
- 碳硫比（C/Na2SO4摩尔比）：1.1-1.3
- 物料填充率：15-25%
3. 关键技术要点：
- 严格控制反应温度，温度过低会导致反应不完全，过高则可能产生副反应
- 保持适当的物料混合均匀度
- 控制炉内氧化还原气氛
固废硫酸钠生产硫化钠设备
三、产品后处理系统
反应完成后得到的是粗硫化钠产品，需要经过以下处理工序：
1. 浸取：将反应产物加入浸取槽，用热水溶解硫化钠。浸取温度控制在70-90℃，时间1-2小时。
2. 澄清：浸取液进入澄清槽静置，使不溶物沉淀。澄清时间一般为4-8小时。
3. 蒸发浓缩：澄清液进入蒸发器浓缩。通常采用多效蒸发系统，蒸汽消耗约0.4-0.6t/t产品。
4. 结晶：浓缩液冷却结晶，可采用真空结晶器或自然冷却结晶槽。
5. 分离干燥：离心分离后，湿产品进入流化床干燥器干燥，最终得到固体硫化钠产品。
硫酸钠还原硫化钠回转窑
四、尾气处理系统
还原反应过程中会产生大量含二氧化硫、一氧化碳等有害气体的尾气，必须进行处理：
1. 除尘：采用旋风除尘器或布袋除尘器去除粉尘。
2. 脱硫：可采用碱液吸收法处理二氧化硫，生成亚硫酸钠副产品。
3. 余热利用：高温尾气可通过余热锅炉回收热量，提高能源利用效率。
