北方民族大学化学工程与工艺专业2012届本科生毕业设计
式反应：
BaSO4+2C＝BaS+2CO2↑-Q
由于物料中煤的作用，伴随着有一氧化碳生成。
CO2+C＝2CO
物料不断前移，温度在900—1200℃按下列反应进行：
BaSO4+4C＝BaS+4CO↑-Q BaSO4+4CO＝BaS+CO2↑
在煅烧过程中，还会产生下列副反应。重晶石首先还原成BaSO3，然后再还原成BaS.
2BaSO4+C＝2BaSO3+CO2↑
当炉温较低时，空气过剩，或BaS与潮湿空气接触还易生成碳酸钡：
2BaS+3O2＝2BaO+SO2↑
BaO+CO2＝BaCO3 BaS+CO2+H2O＝BaCO3+H2S↑
含在重晶石中的杂质在煅烧中也会参加反应，生成BaSiO3、BaS2O3、
BaFe2O3、Ba2Al2O4对重晶石的还原和BaS的浸取都是有害的。 1.1.2.2 化钡原理 硫化钡在水中水解：
2BaS+2H2O＝Ba(HS)2+Ba(OH)2
1.1.2.3 二氧化碳制取原理
青石和煤按一定配比，在石灰窑内900—1200℃下发生下列反应：
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CaCO3 ＝2CaO+CO2↑ –Q
C+O2＝CO2 ↑ +Q
1.1.2.4 碳化原理
硫化钡溶液与CO2在碳化塔内发生如下反应：
Ba(OH)2+CO2＝BaCO3+H2O
2BaS +2H2O＝Ba(OH)2·Ba(HS)2
Ba(HS)2+CO2+H2O＝BaCO3+2H2S
由于空气含O2及SO2，伴随着碳化反应有BaSO4﹑BaSO3﹑BaS2O3及S的产生。
1.1.2.5 钡浆脱硫原理
为了除去碳酸钡浆中的硫化物，加入纯碱，并加热至90℃，发生如下反应：
BaSO3+Na2CO3＝BaCO3+Na2SO3 BaS2O3+ Na2CO3＝BaCO3+ Na2S2O3
BaS+ Na2CO3＝BaCO3+Na2S
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1.2 三废的治理
化学工业的迅猛发展也拉动了社会经济的快速提升，但环境却因此受到严重污染。对于这一不可忽视的问题，根据可持续发展和环境友好型社会的要求，近年来，工厂的三废处理问题受到很大重视，废气﹑废渣﹑废水需经一定的处理达到排放标准才能排放出来。 1.2.1 废气的治理
碳化工序是生产碳酸钡最重要的一个工序，在这一工序中硫化钡溶液与二氧化碳气体反应生成碳酸钡和硫化氢气体。如何处理反应产生的硫化氢气体是整个碳酸钡生产过程需要重视和解决的重要问题。废气中主要含有36% H2S、5%CO2、3à和50%的氮气。可利用尾气中的H2S生产硫磺、硫氢化钠和硫脲等产品[8]。
碳化尾气生产工业硫磺和硫代硫酸钠工艺流程：由碳酸钡生产过程中碳化工序来的尾气，通过脱水罐气液分离后，分别进入1000m3气柜混合贮存，再同脱油空气一起由喷嘴进入燃烧炉，进行部分燃烧，炉内控制温度900—1000℃。燃烧后酸气在余热锅炉冷却，降温至280—350℃。然后进入热交换器，和一冷来的150—170℃的混合气进行热交换，使燃烧后混合酸气降温至240—280℃进入一转化器内，在触媒的用下，使未氧化的硫化氢与燃烧生产的SO2反应生成气态S和H2O，
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经一冷却器水冷降温至150—170℃使硫蒸气冷凝成液硫入保温罐。冷凝硫磺后的一冷混合气返回到热交换器使温度上升到200—250℃入二转化器使未转化的-’.与.#’继续转化为气态S和H2O’，再经二冷却器水冷降温至130—150℃冷凝液硫流入保温罐。二冷排出混合气依次经金属网捕集器，捕集室捕集后，达到排放标准排放。保温罐之液硫经制片机，皮运机，包装得产品[3]。
2H2S+O2＝2S+H2O 2H2S+3O2＝2SO2+2H2O H2S+2SO2＝3S+2H2O
生产硫磺后的尾气含有一定量的SO2气体, 不能直接排放。用鼓风机将它送入吸收塔, 与从吸收塔顶喷淋而下的碳酸钠溶液起中和反应, 制得Na2 SO3溶液。在溶液中加入硫磺粉, 并保持一定温度, 进行硫化反应, 制得硫代硫酸钠溶液, 再经结晶、甩干、水洗制得成品。
Na2CO3 + SO2＝ Na2SO3 + CO2 Na2SO3 + S＝ Na2S2O3
处理后的尾气中的含硫气体全部被吸收, 剩余部分为水蒸气、二氧化碳和惰性气体, 可以达标排放。
碳化尾气生产硫氢化钠工艺流程：合格的硫化钠溶液经加热澄清后, 放入循环槽,进入吸收塔循环, 逆流吸收碳化尾气中的硫化氢气体。当第一吸收塔的循环溶液合格时, 用泵打入硫氢化钠贮罐, 把第二循环槽的吸收液打入第一循环槽, 再往第二循环槽中补充硫化钠
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溶液, 继续吸收。碳化尾气通过两个串联的吸收塔吸收, 再通过两台串联的鼓风机后排入烟囱。吸收工序来的NaHS溶液在贮罐中加温澄清后, 经浓缩, 制片, 过磅包装得产品。 主反应方程式：
Na2S + H2S＝ 2NaHS
硫化钠是强碱弱酸正盐, 氢硫酸是二元酸, 在硫化钠溶液里通入硫化氢气体则生成酸式盐硫氢化钠。 副反应方程式:
CO2 + Na2S+ H2O＝ Na2CO3 + H2S SO2 + Na2S+ H2O＝ Na2SO3 + H2S
CO2是酸性气体, 与Na2S起化学反应生成碳酸钠和亚硫酸钠。
碳化尾气生产硫脲工艺流程：将石灰氮与水在反应釜中混合均匀, 边搅拌边通入硫化氢气体进行合成反应, 生成硫脲溶液, 将溶液过滤后, 进冷却结晶器中冷冻结晶, 离心分离, 晶体烘干即得成品。
H2S + CaCN2 + 2H2O＝(NH2)2CS + Ca(OH)2
1.2.2 废渣的治理
钡渣中含有0.95%的BaS、14.22%的BaCO3、39.6%的 H2O 、11.57%的BaSiO3和10.34%的BaSO4。将钡渣、石灰、石膏和水按一定比例混合均匀，陈化24h后，经制砖机机械压制，再经蒸汽养护，得到钡渣砖成品。蒸汽养护又分为静停、升温、恒温、降温4个过程[8]。