气体制备无水硫化钠的新工艺

目前国内硫化钠的生产主要是以煤粉还原硫酸钠得到“黑灰”，然后再通过溶浸、沉降、蒸发、制片等等一系列工序最后得到含量为60%的工业硫化钠。由于受原料和技术的限制，该生产工艺存在流程长、操作繁琐，且有大量废气、废渣以及废水的排放污染。面对这种高能耗、高污染的硫化钠生产，在国家节能减排形势的强烈要求下，国内95%以上的硫化碱企业都被列为环保“黑名单”之中，面临着停转产危机。

在二十世纪三四十年代，苏联、德国、日本等曾经做过气体（H2、CO、天然气等）还原硫酸钠生产无水硫化钠的大量研究报道，我国在上世纪80年代四川化工研究院用氮氢气做还原剂进行了长达八年的系统研究，90年代至今国内四川大学、浙江工业大学、内蒙古大学等三四家单位也做过相关研究。在以往关于气体还原硫酸钠的研究中都是采用气固反应，也就是气体与固体粉末状硫酸钠直接加热反应，该种反应在低温时，例如，650℃以下，需要加入含铁、含镍等的催化剂而使产品质量变差；温度提高时，例如750℃～800℃，此时转化率提高，不需再加催化剂，但反应过程随着硫化钠含量的增加，始终绕不过硫化钠-硫酸钠混合物的最低共熔点665℃而出现有物料熔融粘壁、反应不能彻底和导致出料困难等各种各样问题，且气固反应物料接触不均匀，产品稳定性差、质量无法保证，目前该方面的研究基本上处于停滞阶段，最终没能实现工业化。

新工艺提供了一种不仅可以有效克服目前传统的以普通煤为还原剂经一系列工序生产硫化钠对环境造成的严重污染和高能耗的缺陷，而且能得到颜色为乳白色有光泽的含量在90%～94%的硫化钠（天然气制得）或者含量达90～98%的淡黄色硫化钠（氢气制得）产品制备工艺。它是用还原气体与熔融态的硫酸钠进行气液反应，并在一种自制的耐硫化钠腐蚀和渗漏的反应炉系统中进行，一步法制得无水硫化钠新产品。

氢气还原硫酸钠制备无水高含量硫化钠的方法，以生产50Kg无水硫化钠为基准，该制备方法包括有如下步骤：

1）将93kg工业硫酸钠( Na2SO4含量≥98% )加入到熔化罐中，加热，待物料温度至880℃～900℃时，硫酸钠基本上全部融化。

2)熔化后的硫酸钠流入到反应器中（反应器之前用氮气吹扫炉膛内空气约20min），然后以一定的速率（约70m3/h ,1 .7倍通气量）通入预热约300℃的氢气开始反应，并将反应产生的尾气及时排出。反应过程继续加热，并保持一定的升温速率，待温度达1185℃时，停止通气，反应结束，时间约1h。3）开启出料系统，将熔融态物料流出至模具中冷却成型（块状）或喷淋成粒状硫化钠。 所得产品为浅黄色，分析其Na2S含量97 .4%、Na2SO3含量0 .80%、Na2S2O3含量0 .35%、NaOH含量1 .1%、水不溶物0 .10%、Na2SO4 检不出。