焦亞硫酸鈉的生產工藝路線有干法和濕法兩種。
干法。將純堿和水按一定摩爾比攪拌均勻,待生成 Na2CO3.nH2O呈塊狀時, 放入反應器內,塊與塊之間保持一定的空隙然后通入SO2,直至反應終了,取出塊狀物,經粉碎得成品。
濕法。于亞硫酸氫鈉溶液內,加入一定量的純堿,使其生成亞硫酸鈉的懸浮液,再通入SO2 ,即生成焦亞硫酸鈉結晶,經離心分離、干燥而得成品。
1、 濕法生產的原理
本法生產焦亞硫酸鈉的反應過程分4步:
( 1 ) 在碳酸鈉溶液中通入SO2至 p H 為4.1,生成亞硫酸氫鈉溶液,反應式如下:
Na2CO3 +2SO2 +H2O——2NaHSO3 +CO2
( 2 ) 亞硫酸氫鈉溶液 中再加碳酸鈉調至 p H為 7~8 ,即轉化為亞硫酸鈉,反應式為:
Na2CO3 + 2NaHSO3——2Na2SO3 + CO2+ H2O
( 3 ) 亞硫酸鈉再與SO2反應至 p H達4.1,又生成亞硫酸氫鈉溶液,其反應式為:
Na2SO3+ SO2 + H2O——2NaHSO3
( 4 ) 當溶液中亞硫酸鈉含量達到過飽和濃度時,就析出焦亞硫酸鈉結晶,反應式如下:
2 NaHSO3——Na2S2O5 + H2O
此4步反應總反應式為:
Na2CO3+2SO2——Na2S2O5 +CO2
但如果反應條件不適當,亦可產生以下副反應:
2 Na2CO3+3SO2 ——Na2S2O5+Na2SO3十2CO2
2、硫磺為原料的濕法傳統工藝
先將硫磺粉碎成粉狀,用壓縮空氣送入燃燒爐,于600~800℃進行燃燒,空氣加入量是理論量的2倍左右,氣體SO2濃度為10~13,經冷卻除塵和過濾后除去升華硫和其他雜質,并使氣體溫度降低至0℃左右,通入串聯反應器中
第三級反應器中緩慢加入用母液和純堿溶液進行中和反應,其反應式如下 :
2NaHSO4+ Na2CO3— 2 Na2SO4+ CO2+ H2O
生成的亞硫酸鈉懸浮被依次通過二級,一級反應器,與SO2進行吸收反應,生成焦亞硫酸鈉結晶。