硫酸钠回收设备的制作方法

本发明涉及一种从硫酸钠废物中回收硫酸钠的设备，该硫酸盐废物包含硫酸钠、碳酸钠或碳酸氢钠、以及不溶物质。许多方法都生产含有硫氧化物和其他有机物的烟道气。大多数所述烟道气是由含碳产品的燃烧产生的，这些含碳产品如：煤、焦炭、油、或有机材料，如木材或农业废物、纸张废物、城市和工业废物。那些烟道气中的大多数还含有重金属，特别是在高温燃烧(如高于800℃或高于1100℃)下挥发的重金属。

特别是包括焦化厂和烧结厂的钢铁工业也生产烟道气，这些烟道气在释放到大气中之前要进行处理，需要酸性气体减排，特别是sox(如so2或so3)减排，而且还需要有机减排(如芳族化合物、不纯苯、二噁英和呋喃)，以及少量hx卤代化合物减排(如hcl、hf、hbr、hi)和nox减排。这对于减少对附近居住人口健康和自然保护的危害是重要的。

大多数sox减排是使用钙碱性化合物(如石灰石或石灰)或使用钠化合物(如氢氧化钠、碳酸氢钠和天然碱)在世界各地完成的。

钠碱性化合物的用途是快速发展的那些用途之一，因为非常有效。特别地，使用天然碱或碳酸氢钠的干燥吸附剂注入(dsi)是减排酸性气体的令人关注的方式，因为与湿减排方法相比，它在释放到大气中时产生更少的蒸气云和更干燥的气体，并且与钙碱性化合物相比更少的残留副产物。

对于用钠碱性化合物的dsi，天然碱或碳酸氢钠通常在高于100℃的温度下、并且优选在高于140℃的温度下，单独或与共吸附剂如活性炭或褐煤焦炭一起，直接注入烟道气中。在热烟气下，天然碱或碳酸氢钠转化为高特定的多孔碳酸钠颗粒，这些颗粒与酸性气体快速反应。然后在静电过滤器上或优选在袋式过滤器上回收所产生的盐，如硫酸钠(so2和so3减排)或氯化钠(hcl减排)，构成硫酸钠残留物。

然而所述硫酸钠残留物的量现在正在增加(每年数千吨)，并且通常作为废物储存在池中或地下，并且可能泄漏并污染处置场的下层土。

目前它很少在其他工业用途中被回收和增值。

背景技术：

us5135734披露了一种硫酸钠残留物处理方法，其中使硫酸钠与氯化钙反应以产生硫酸钙，该硫酸钙在地下储存在盐腔中，并且共生成氯化钠，该氯化钠可在氨苏打灰工厂中增值以产生碳酸钠。然而硫酸钙的体积量超过硫酸钠残留物的体积，并且因此没有解决与处置和泄漏有关的问题。

us6180074披露了一种使用由碳酸氢钠和钠铵化合物制成的钠吸附剂的方法。将来自烟道气减排的硫酸钠残留物溶解，任选用反应物处理以沉淀主流上的重金属，但未提及在回路中积累的其他化合物以及如何减少吹扫体积。此外，一些铵化合物与特定重金属如铜形成络合物，并在产生的硫酸钠上产生蓝色着色，那么这几乎不被其他工业用户接受。

因此，仍然需要改进现有技术，以便减少吹扫体积，并且仍然产生良好品质的硫酸钠晶体，例如可由有要求的工业使用，如洗涤剂工业、染料和纺织工业以及如玻璃工业的其他工业。

本发明的诸位发明人已经发现，硫酸钠残留物，特别是用于烟道气sox减排的那些，可以有效地被加工和纯化，同时最小化吹扫以获得可售的硫酸钠，并最小化待处置的最终废物的量，与现有技术相比，这代表了显著的进步。

技术实现要素：

本发明涉及一种从硫酸钠废物中回收硫酸钠的设备，所述硫酸盐废物包含硫酸钠、碳酸钠和/或碳酸氢钠、不溶物质、以及任选地：有机物、亚硫酸钠和/或亚硝酸钠，所述回收设备包括：

(a)溶解器(a)，用于用第一水溶液溶解硫酸钠残留物以获得包含硫酸钠的第一水性悬浮液；

(b)分离装置(b)，如：过滤器、倾析器或离心机，用于从该第一水性悬浮液中通过过滤、倾析或离心来分离不溶物质，以获得：

-分离的不溶物质，和

-第二水溶液；

(c1)酸化反应器(c1)，用于用硫酸将该第二水溶液酸化至ph为小于6，以便将溶解的碳酸钠和/或碳酸氢钠的至少一部分或全部转化为硫酸钠；

(c2)任选的氧化反应器(c2)，用于用氧气或空气氧化该第二水溶液；

(c3)碱化反应器(c3)，具有用于碱性固体或碱性溶液如碳酸钠固体或溶液或氢氧化钠固体或溶液的进料入口，用于将离开该酸化反应器(c1)或该任选的氧化反应器(c2)的水溶液碱化至ph为约7或更高；

(d)蒸发器-结晶器(d)，用于从离开该碱化反应器(c3)的碱化的水溶液中除去至少一部分水，并且获得母液并使所述母液内的硫酸钠颗粒结晶；

(e)分离装置(e)，用于从该母液中分离硫酸钠颗粒，并回收硫酸钠颗粒；

(f)该蒸发器-结晶器(d)内或该分离装置(e)内的吹扫工具(f)，用于吹扫该母液的至少一部分；以及

(g)再循环工具(g)，如重力管出口或泵，用于在这些器件(a)至(d)中的至少一个中使未吹扫的母液的至少一部分再循环；

其特征在于，该吹扫工具(f)提供了至少0.005t/t且至多0.20t/t的吹扫的分离母液与未吹扫的分离母液的吹扫重量比。

本发明的第一个优点是与先前加工此类残留物的技术相比，吹扫减少了4到10倍。

本发明的第二个优点是与先前的已知技术相比，例如在地下矿井中待处置的固体也减少了4到10倍。

本发明的第三个优点是它能够通过处理其中杂质被浓缩的母液而不是在硫酸钠残留物溶解后处理主流来减小装置尺寸。

本发明的第四个优点是它能够生产具有低有机物和重金属含量的高纯度硫酸钠，特别是当硫酸钠残留物来自钢铁工业、焦炭工业和烧结厂的dsi时，并且特别适用于洗涤剂行业和纺织工业，同时最小化吹扫体积。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的硫酸钠回收设备的代表性方案。

具体实施方式

在本说明书中，复数形式和单数形式可互换使用。因此，应理解，复数形式也包括单数形式，并且反之亦然。

术语“包含”囊括了“主要由……组成”和“由……组成”。

符号“wt.％”是指“重量百分比”，并且符号“vol.％”是指“体积百分比”。当vol.％用于气体浓度时，其在本申请中是指干燥气体浓度(因此没有水蒸气含量)。

术语“ppm”意指按重量计表示的百万分率(例如，1ppm＝1mg/kg)。

在本说明书中，对于由下限、或上限、或由下限和上限限定的变量的一系列值的描述还包括其中该变量是对应地在该数值范围内选择的实施例：不包括该下限，或者不包括该上限，或者不包括该下限和该上限。

此外，如果在数值之前使用术语“约”，那么本传授内容还包括具体的数值本身，除非另外明确地指明。

如在此使用的，术语“约”是指从标称值的±10％的变化，除非另外明确地指明。

在此使用的术语“可溶性”和“不溶”意指在水溶液中可溶性的或不溶的，除非另外指出。术语“可溶性”表示具有在20℃下在水中等于超过0.05克/升的溶解度的盐。术语“不溶”表示具有在20℃下在水中小于0.05克/升的溶解度的盐。

本发明的涉及硫酸钠回收设备(项目1至13)和涉及用于纯化硫酸钠残留物的方法(项目101和后续项目)的不同实施例在下文中定义。本发明的所有项目1至13和101至123可组合在一起。

项目1.一种从硫酸钠废物中回收硫酸钠的设备，该硫酸钠废物包含硫酸钠、碳酸钠和/或碳酸氢钠、不溶物质、以及任选地：有机物、亚硫酸钠和/或亚硝酸钠，所述回收设备包括：

(a)溶解器(a)，用于用第一水溶液溶解硫酸钠残留物以获得包含硫酸钠的第一水性悬浮液；

(b)分离装置(b)，如：过滤器、倾析器或离心机，用于从该第一水性悬浮液中通过过滤、倾析或离心来分离不溶物质，以获得：

-分离的不溶物质，和

-第二水溶液；

(c1)酸化反应器(c1)，用于用硫酸将该第二水溶液酸化至ph为小于6，以便将溶解的碳酸钠和/或碳酸氢钠的至少一部分或全部转化为硫酸钠；

(c2)任选的氧化反应器(c2)，用于用氧气或空气氧化该第二水溶液；

(c3)碱化反应器(c3)，具有用于碱性固体或碱性溶液如碳酸钠固体或溶液或氢氧化钠固体或溶液的进料入口，用于将离开该酸化反应器(c1)或该任选的氧化反应器(c2)的水溶液碱化至ph为约7或更高；

(d)蒸发器-结晶器(d)，用于从离开该碱化反应器(c3)的碱化的水溶液中除去至少一部分水，并且获得母液并使所述母液内的硫酸钠颗粒结晶；

(e)分离装置(e)，用于从该母液中分离硫酸钠颗粒，并回收硫酸钠颗粒；

(f)该蒸发器-结晶器(d)内或该分离装置(e)内的吹扫工具(f)，用于吹扫该母液的至少一部分；以及

(g)再循环工具(g)，如重力管出口或泵，用于在这些器件(a)至(d)中的至少一个中使未吹扫的母液的至少一部分再循环；

其特征在于，该吹扫工具(f)提供了至少0.005t/t且至多0.20t/t的吹扫的分离母液与未吹扫的分离母液的吹扫重量比。

项目2.如项目1所述的硫酸钠回收设备，其特征在于，该吹扫工具(f)提供了至多0.10t/t的吹扫的分离母液与未吹扫的分离母液的吹扫重量比。

项目3.如项目2所述的硫酸钠回收设备，其特征在于，吹扫出口工具(f1)提供了至多0.05t/t的吹扫的分离母液与未吹扫的分离母液的吹扫重量比。

项目4.如前述项目中任一项所述的硫酸钠回收设备，该回收设备适用于处理硫酸钠残留物，该硫酸钠残留物包含来自烟道气sox减排的残留盐，所述烟道气选自：焦化厂、烧结厂、钢铁厂、水泥厂、玻璃厂、炼油厂、石油化工厂、发电厂、石灰窑、废物焚烧炉，优选选自：焦化厂、烧结厂、钢铁厂。

项目5.如项目4所述的硫酸钠回收设备，该回收设备适用于使用干燥钠吸附剂注入如碳酸氢钠干燥吸附剂注入或天然碱干燥吸附剂注入来处理从烟道气减排获得的硫酸钠残留物。

项目6.如前述项目中任一项所述的硫酸钠回收设备，该回收设备进一步包括至少一种以下器件：

(h1)吸附器件(h1)，如包含活性炭的吸附器件，用于在这些器件(a)至(g)中的至少一个中再循环之前，从未吹扫的分离母液中吸附有机物的至少一部分，和/或

(h2)用于氧化有机物的至少一部分的反应器(h2)，该反应器具有用于引入过氧化氢或次氯酸钠的入口工具，

以在这些器件(a)至(g)中的至少一个中再循环之前，使未吹扫的分离母液变色和/或降低其总有机碳(toc)。

项目7.如前述项目中任一项所述的硫酸钠回收设备，该回收设备进一步包括：

(i)在这些器件(a)至(h2)中的至少一个中再循环之前，到该溶解器(a)的至少一个添加工具(i)和/或到未吹扫的分离母液的添加工具，如固体螺旋进料器或泵，用于添加以固体形式或溶液的下列反应物中的至少一种：

-氢氧化物盐，如：熟石灰(ca(oh)2)或苛性钠(naoh)；

-硅酸盐，如硅酸钠或偏硅酸钠；

-钙盐，如石灰(cao)、无水或水合的硫酸钙(caso4)(半水合物或石膏)、氯化钙(cacl2)、硝酸钙(ca(no3)2)；

-硫化物盐，如硫化钠(na2s)，或有机硫化物化合物，如tmt15；

-亚铁盐，如硫酸亚铁(feso4)，或铁盐，如硫酸铁(fe2(so4)3)；

-磷酸盐，如碱金属磷酸盐或碱土金属磷酸盐；

-铅盐，如碳酸铅(pbco3)；

或它们的混合物，

用于从未吹扫的分离母液中沉淀重金属或化学元素的至少一部分，如铝(al)、砷(as)、硼(b)、钡(ba)、镉(cd)、铬(cr)、铁(fe)、锰(mn)、汞(hg)、镍(ni)、铅(pb)、锑(sb)、硒(se)、钛(ti)、钒(v)或锌(zn)。

项目8.如项目7所述的硫酸钠回收设备，其中，在这些器件(a)至(h2)中的至少一个中再循环之前，当将所述反应物添加到该溶解器(a)和/或添加到未吹扫的分离母液中时，该分离装置(b)适用于分离由该至少一种反应物的添加工具(i)产生的重金属沉淀物或化学元素沉淀物。

项目9.如前述项目中任一项所述的硫酸钠回收设备，其中，该蒸发器-结晶器(d)是强制循环蒸发器-结晶器类型，或者是导流筒挡板蒸发器-结晶器类型，优选在真空下并且优选在从50℃至120℃的温度下操作。

项目10.如前述项目中任一项所述的硫酸钠回收设备，该回收设备用于处理进一步包含氯化钠的硫酸钠残留物，并且所述硫酸钠回收设备进一步包括

(j)存在于装置(a)至(i)的任何器件或件中或者从其离开的水溶液的氯化物分析仪工具，并控制吹扫的分离母液与未吹扫的分离母液的重量比使得存在于该结晶器件(d)中或离开该结晶器件(d)的母液中存在的氯化钠溶液为至多250gnacl/kg母液、优选至多220gnacl/kg母液。

项目11.如项目10所述的硫酸钠回收设备，其中，控制吹扫的分离母液与未吹扫的分离母液的重量比，使得吹扫的分离母液中氯化钠与硫酸钠的重量比为至少1.5且至多6、优选至少2.5且至多4。

项目12.如前述项目中任一项所述的硫酸钠回收设备，该回收设备进一步包括：

k)干燥器(k)，如喷雾干燥器，用于将吹扫的分离母液干燥成盐粉末。

项目13.如前述项目中任一项所述的硫酸钠回收设备，其中，该蒸发器-结晶器(d)包括用于将从该碱化的水溶液中除去的水的至少一部分作为蒸气冷凝为冷凝物的冷凝器(l)，并且该冷凝器(l)包括用于水力连接到溶解器(a)的管(m)，用于使该冷凝物的至少一部分或全部再循环到该溶解器(a)用于溶解该硫酸钠残留物。

项目101.一种用于纯化硫酸钠残留物的方法，该硫酸钠残留物包含：

-至少70wt％的硫酸钠，

-从0.1至30wt％的不溶物质，

-从0.1至30wt％的碳酸钠和/或碳酸氢钠，

-从0.1至30wt％的氯化钠，

按该残留物的总重量表示，

所述方法包括：

(a)用第一水溶液溶解该残留物以获得第一水性悬浮液，该第一水性悬浮液包含至少5wt％且至多32wt％的硫酸钠；

(b)任选地从该第一水性悬浮液中通过过滤、倾析或离心来分离不溶物质，以获得：

-分离的不溶物质，和

-第二水溶液；

(c1)用硫酸将该第二水溶液酸化至ph为小于6，以便将溶解的碳酸钠和/或碳酸氢钠的至少一部分或全部转化为硫酸钠；

(c2)任选地用氧气或空气使该第二水溶液充气以将亚硫酸盐转化为硫酸盐；

(c3)使用碱或碱性溶液如氢氧化钠或步骤(b)中获得的第二水溶液的一部分，将步骤(c1)中获得的酸化的第二水溶液碱化至ph为约7或更高；

(d)从来自任何步骤(c1)至(c3)的第二水溶液中除去至少一部分水以获得母液，并使所述母液内的硫酸钠颗粒结晶，

(e)从该母液中分离硫酸钠颗粒

(f)吹扫该母液的至少一部分并在这些步骤(a)至(d)的至少一个中使未吹扫的母液的至少一部分再循环，

其特征在于，吹扫的分离母液与未吹扫的分离母液的重量比为至多0.20、优选至多0.10、更优选至多0.05t/t、或至多0.005t/t。

项目102.如项目101所述的方法，其中吹扫的分离母液与未吹扫的分离母液的重量比为至少0.001、优选至少0.002t/t。

项目103.如项目101或102所述的方法，其中该硫酸钠残留物包含来自烟道气sox减排的残留盐，所述烟道气选自：焦化厂、烧结厂、钢铁厂、水泥厂、玻璃厂、炼油厂、石油化工厂、发电厂、石灰窑、废物焚烧炉。

项目104.如项目103所述的方法，其中该硫酸钠残留物包含来自烟道气sox减排的残留盐，所述烟道气来自焦化厂或钢铁厂或烧结厂。

项目105.如前述项目中任一项所述的方法，其中该硫酸钠残留物是使用干燥钠吸附剂注入如碳酸氢钠干燥吸附剂注入或天然碱干燥吸附剂注入从烟道气减排获得的盐残留物。

项目106.如前述项目中任一项所述的方法，其中该硫酸钠残留物包含从0.05至10wt.％的亚硫酸钠，并且其中进行步骤(c2)以便将亚硫酸钠的至少一部分氧化成硫酸钠。

项目107.如前述项目中任一项所述的方法，其中该硫酸钠残留物包含从0.05至10wt.％的亚硝酸钠，并且其中进行步骤(c2)以便将亚硝酸钠的至少一部分氧化成硝酸钠。

项目108.如前述项目中任一项所述的方法，其中在再循环至步骤(a)至(d)中的任何一个之前，将未吹扫的分离母液用至少一种下列处理进行处理：

-将溶解的有机物的至少一部分吸附在吸附剂如活性炭上；

-添加氧化剂如过氧化氢或次氯酸钠，以使未吹扫的分离母液变色，和/或降低总有机碳(toc)；

或它们的混合。

项目109.如前述项目中任一项所述的方法，其中在再循环至步骤(a)至(d)中的任何一个之前或之时，将未吹扫的分离母液用以固体形式或溶液的下列化学试剂中的至少一种处理：

-氢氧化物盐，如：熟石灰(ca(oh)2)或苛性钠(naoh)；

-硅酸盐，如硅酸钠或偏硅酸钠；

-钙盐，如石灰(cao)、无水或水合的硫酸钙(caso4)(半水合物或石膏)、氯化钙(cacl2)、硝酸钙(ca(no3)2)；

-硫化物盐，如硫化钠(na2s)，或有机硫化物化合物，如tmt15；

-亚铁盐，如硫酸亚铁(feso4)，或铁盐，如硫酸铁(fe2(so4)3)；

-磷酸盐，如碱金属磷酸盐或碱土金属磷酸盐；

-铅盐，如碳酸铅(pbco3)；

或它们的混合物，

用于从未吹扫的分离母液中沉淀重金属或化学残留元素的至少一部分，如铝(al)、砷(as)、硼(b)、钡(ba)、镉(cd)、铬(cr)、铁(fe)、锰(mn)、汞(hg)、镍(ni)、铅(pb)、锑(sb)、硒(se)、钛(ti)、钒(v)或锌(zn)。

项目110.如项目109所述的方法，其中在步骤(a)或(b)中再循环之前或之时，并且优选在ph7至11下、或更优选在ph8至10下，进行用选自以下项的化学试剂中的至少一种的处理：氢氧化物盐、硅酸盐、钙盐、硫化物盐、亚铁盐、磷酸盐及它们的混合物。

项目111.如项目109所述的方法，其中在步骤(c)或(d)中再循环之前或之时，并且优选在ph3至7下、更优选在ph4至6下，进行用选自以下项的化学试剂中的至少一种的处理：铁盐、或铅盐、氢氧化物盐、硅酸盐、钙盐、硫化物盐、亚铁盐、磷酸盐及它们的混合物。

项目112.如前述项目中任一项所述的方法，其中吹扫的母液具有至多15wt％、优选至多10wt％、更优选至多8wt％的硫酸钠浓度。

项目113.如前述项目中任一项所述的方法，其中吹扫的母液具有至少5wt％、优选至少10wt％、或至少15wt％的氯化钠浓度。

项目114.如前述项目中任一项所述的方法，其中吹扫的母液具有至多28wt％、优选至多25wt％、或至多20wt％的氯化钠浓度。

项目115.如前述项目中任一项所述的方法，其中然后将吹扫的母液喷雾干燥。

项目116.如前述项目中任一项所述的方法，该方法进一步包括：

(f)干燥在步骤(e)中从母液中分离的硫酸钠颗粒。

项目117.如前述项目中任一项所述的方法，其中在步骤(d)中获得的硫酸钠颗粒是无水硫酸钠。

项目118.如项目101至116中任一项所述的方法，其中在步骤(d)中获得的硫酸钠颗粒是十水硫酸钠晶体。

项目119.如前述项目中任一项所述的方法，其中这些硫酸钠颗粒进一步作为钠原料用于苏打灰工厂中。

项目120.如前一项目所述的方法，其中将这些硫酸钠颗粒进一步溶解并与来自氨苏打灰法的包含氯化钙的残留蒸馏液反应，以产生氯化钠和硫酸钙，并且将所述氯化钠进一步再循环以产生碳酸钠或碳酸氢钠。

项目121.从前述项目中任一项的步骤(e)或(f)获得的硫酸钠颗粒在洗涤剂粉末或洗涤剂片剂中的用途。

项目122.从项目101至120中任一项的步骤(e)或(f)获得的硫酸钠颗粒在玻璃熔炉中的用途。

项目123.从项目101至120中任一项的步骤(e)或(f)获得的硫酸钠颗粒在染色和/或纺织工艺中的用途。

图1说明了本发明的硫酸钠回收设备的实施例。将包含硫酸钠、碳酸钠和不溶物质的硫酸钠废物0溶解在溶解器(a)中，用于用第一水溶液1溶解硫酸钠残留物，以获得包含硫酸钠和碳酸钠的第一水性悬浮液2，并将其注入压滤机(b)中，以分离分离的不溶物质4和第二水溶液3；然后将所述第二水溶液3引导入酸化反应器(c1)中，用于用硫酸5将该第二水溶液酸化至ph为小于6，以便将所有溶解的碳酸钠转化为硫酸钠；通过放置在反应器上的出口从反应器(c1)中除去由酸化碳酸盐产生的co2；然后将酸化的第二水溶液6进料到碱化反应器(c3)中，该碱化反应器具有用于碱性固体或碱性溶液如碳酸钠固体或溶液或氢氧化钠固体或溶液7的进料入口，用于将离开酸化反应器(c1)的水溶液碱化至ph为约7或更高；蒸发器-结晶器(d)，用于从离开碱化反应器(c3)的碱化的水溶液中除去至少一部分水9，并且获得母液并使所述母液内的硫酸钠颗粒结晶；分离装置(e)，用于从母液11中分离硫酸钠颗粒15，并回收硫酸钠颗粒15；吹扫工具(f)(如泵)能够吹扫母液的一部分以维持结晶器中可溶性杂质的水平在目标值，将所述吹扫工具(f)放置在从压滤机(e)到蒸发器-结晶器(d)的管上，用于使母液13再循环，并用于使母液14再循环到溶解器(a)；选择泵(f)以提供至少0.005t/t且至多0.20t/t的吹扫的分离母液12与未吹扫的分离母液(13+14)的吹扫重量比。

如果通过援引方式并入本申请的任何专利、专利申请、以及公开物的披露内容与本申请的说明相冲突到了可能导致术语不清楚的程度，则本说明应该优先。

实例

下面的实例旨在说明本发明，而不限制本发明的范围。

下文使用的样品选自使用工业级碳酸氢钠的不同的钢铁厂和焦化厂干燥吸附剂注入烟道气减排。

市场上存在硫酸钠残留物(如焦化烟道气减排残留物)的典型分析。

表1焦化残留物的主要组分

如表1中示出的，硫酸盐残留物属于无机残留物，并且残留物中的大多数内容物为na2so4。由于不充分的反应，残留物中仍存在10％至15％的na2co3。然而，为了将na2co3转变为na2so4，用h2so4进行酸侵蚀，并且因此获得高于95％的na2so4含量。

在以下实例中，为例示本发明而测试样品的残留物分析。

表2三批残留物中的关键组分的值(组成，以wt％计)。

在1.5升体积的反应器上以实验室规模进行以下步骤：

溶解→过滤→酸化→结晶→干燥

首先将硫酸钠残留物溶解在水中并形成具有黑色不溶颗粒的黄色液体(即第一水性悬浮液)。以盐计的溶液浓度为25wt％，在室温下接近饱和，并包括na2co3、na2so4、nacl和不溶颗粒。在实验室过滤器上进行过滤步骤以除去不溶颗粒，因此所得溶液(即‘第二水溶液’)包括na2co3、na2so4和nacl。

然后，在ph值低于3.7下将h2so4添加到溶液中，以将所有na2co3转变为na2so4，并且然后添加naoh以将ph值调节回到7-8，使得在酸化和中和过程后，溶液具有其转化为硫酸钠的碳酸钠，并且因此主要包括na2so4、nacl。

在上述步骤之后，将第二水溶液注入到烧瓶中用于结晶过程。结晶过程保持在50℃下和100毫巴的压力下。蒸发速率为100g水/h。在蒸发期间，当达到饱和时，na2so4结晶。

在某一结晶时期之后，将晶体颗粒从溶液中除去，并且然后在洗涤后在烘箱中干燥。产生的纯化的na2so4示出非常浅的颜色。

此外，在整个过程期间也考虑了cod含量和na2so3。由于在酸性ph下na2so3氧化成na2so4，其在溶液中是低的。结晶前溶液中的cod含量为150-300ppm当量碳。来自有机物的cod在结晶步骤中不会蒸发，因此当使结晶的母液再循环以再次溶解硫酸钠残留物时它累积。为了避免高浓度的杂质如氯化钠或有机物，将吹扫物(purge)在活性炭上处理和/或用h2o2或次氯酸盐氧化，以除去部分有机物(以cod或toc测量)，而不是吹扫大量的结晶母液。并将这种经处理的母液的一部分再循环回到根据本发明的硫酸钠残留物的溶解中。

获得的纯化的硫酸钠是无色的，如当未处理来自结晶器的吹扫物时，获得的硫酸钠颗粒变得越来越呈褐色。

另外，对最终硫酸钠中的重金属浓度、对反应物如硅酸钠或硫化钠的所列元素进行的检查示出，对于总重金属去除而言，对浓缩结晶母液进行重金属去除比对主溶解流动流进行重金属去除更有效并减少。

吹扫物的处理能够灵敏地减少吹扫体积，并且增加从残留物中回收硫酸钠的产率，并减少待处置的吹扫盐水。

最终结晶硫酸钠满足中国国家标准(ii类一级)。

另一试验是用较高温差(60℃)进行加热结晶器，具有较高的蒸发速率为300g水/h(与用较低温差：25℃的100g/h相比)。与先前测试相比，获得的晶体具有较小的尺寸，但仍满足中国国家标准(ii类一级)。

具有相似组成但来自其他工业烟道气(动力蒸汽发生器、轮胎焚烧炉...)的其他硫酸钠残留物的测试，当在将其在结晶器中或在溶解步骤中再循环之前，纯化母液的吹扫物的一部分时，示出了关于限制吹扫量可能性的相似行为。尽管根据烟道气类型，硫酸盐残留物中的杂质水平变化，并且因此结果是调整吸附剂或反应物的量以除去杂质。所述硫酸盐残留物中的钢铁和焦炭残留物呈现用于获得高级纯化的硫酸钠颗粒的有利条件。

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