硫酸和鈉堿在化工冶金行業(yè)的大量使用，使得工業(yè)生產過程產生大量廢硫酸鈉，我國每年廢硫酸鈉產量超1000萬噸，硫酸鈉大量堆存，難以實現資源化。近日，過程工程所開發(fā)的硫酸鈉短流程制備純堿聯產硫酸銨新技術成功應用在遼寧葫蘆島日處理700m3硫酸鈉廢水示范線，實現連續(xù)穩(wěn)定運行，使得該企業(yè)純堿及硫酸銨實現自給自足，每噸純堿成本較市場采購價低400元左右，成本降低約22%。
硫酸鈉制純堿是緩解副產硫酸鈉堆存壓力的有效途徑，但由于能耗高、硫酸銨雜質含量高等難題，未能實現工業(yè)應用。國內外研究者進行了大量工作，但一直未能突破。以硫酸鈉與碳酸氫銨進行復分解反應制碳酸鈉聯產硫酸銨方法雖理想，但無法得到高純度硫酸銨。
中科院過程工程所張洋副研究員帶領的研究團隊在國內率先突破了硫酸鈉制純堿的技術瓶頸并成功實現工業(yè)應用。該研究團隊基于復雜五元體系相平衡規(guī)律的研究，建立了硫酸鈉短流程制備純堿聯產硫酸銨新技術，全過程無低溫冷凍及高溫蒸發(fā)過程，工藝流程由復分解反應-碳銨循環(huán)-硫酸銨結晶-常溫結晶四步組成，電能及蒸汽等能源消耗較前人工作降低約20%。
2018年至2019年，該技術先后在遼寧葫蘆島及四川攀枝花完成了工業(yè)試驗。2020年9月，在遼寧葫蘆島建成日處理700m3硫酸鈉廢水（100噸硫酸鈉）示范線，一次開車成功，且實現連續(xù)穩(wěn)定運行。據該企業(yè)負責人單宏圖介紹，該項目可年生產純堿2.5萬噸（以小蘇打計4萬噸），硫酸銨3萬噸，實現了鈉和硫酸根的自循環(huán)，且純堿純度大于97%，小蘇打純度大于98%；硫酸銨中N含量大于20.5%。運用該技術后，將硫酸銨產值計入成本后，每噸純堿的車間成本低于1400元，與氯化鈉制純堿成本相當。
該技術不僅有效解決了副產硫酸鈉的利用難題，還可應用于礦產芒硝制純堿過程，具有顯著的經濟效益和廣闊的應用前景，推動了綠色化工及循環(huán)經濟的發(fā)展。過程工程所擁有該技術完全自主知識產權，目前已申請3項中國發(fā)明專利。
堆存的廢硫酸鈉
硫酸鈉制純堿項目部分裝置
硫酸鈉制純堿示范工程廠房
 |  |
該技術生產的純堿與硫酸銨