專利名稱：廢氣的脫硫方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對各種含氧化硫的廢氣，例如重油，煤等的燃燒廢氣進行脫硫的方法。
作為一種對各種廢氣進行脫硫的技術，一種已知的方法是使用以鎂為基的化合物，例如氫氧化鎂或輕質氧化鎂作為脫硫劑，該方法包括先在脫硫步驟中使廢氣與含上述脫硫劑的處理液進行接觸，以使氧化硫被處理液所吸收，將該處理液引入氧化步驟，用一種含氧的氣體，例如空氣氧化處理液，由此形成硫酸鎂和硫酸的水溶液，然后用含鎂為基的化合物中和該水溶液。若將這樣中和后的硫酸鎂水溶液直接排放到海洋或河流中，將造成鎂源和硫酸根的浪費，而且排放本身也會給環(huán)境造成不良影響，考慮到這些麻煩，將這種溶液作為廢液直接排放在某些場合是不適宜的。
除了排放硫酸鎂水溶液，上述方法還是令人滿意的。作為一種該方法的常規(guī)技術，已知有一種Kawasaki鎂石膏法(實用防污染技術手冊(Practical Antipolution Technology Handbook)(1)，由Chemical Industry Co.，Ltd.，出版，p.14)。這種方法包括在脫硫步驟中使用氫氧化鎂和氫氧化鈣的混合漿料作為脫硫劑以吸收氧化硫，用硫酸調節(jié)處理液的pH值達2.0—4.0的同時，用空氣或類似的氣體氧化這種處理液，產(chǎn)生硫酸鎂和二水合石膏，然后在沉降分離步驟中用離心分離機從硫酸鎂水溶液中分離出二水合石膏。這樣分離出的硫酸鎂水溶液又被返回到包含氫氧化鎂和氫氧化鈣的混合漿料的物料制備步驟中，在該步驟中，硫酸鎂和混合漿料中的部分氫氧化鈣發(fā)生復分解反應，產(chǎn)生氫氧化鎂和二水合石膏。隨后，含這些產(chǎn)物和剩余氫氧化鈣的混合物作為脫硫劑被返回至吸收步驟。然而，在這種方法中脫過硫的溶液含有二水合石膏，因此，有一種傾向于在脫硫步驟的泵和循環(huán)管路上結垢的缺點。
作為另一種不將硫酸鎂水溶液作為廢液丟棄的常規(guī)技術，下述方法已被揭示(日本專利公開No.7045/1993)。將氧化步驟中形成的硫酸鎂水溶液引入復分解槽中，在其中加入氫氧化鈣或生石灰，以進行反應形成二水合石膏和氫氧化鎂。隨后，將所得的混合物引入分離器(如濕式分級器)中，在其中，主要含氫氧化鎂的微粒漿料從含二水合石膏(主要組分)和氫氧化鎂的粗粒漿料中分離出來。接著，將分離出來的前者微粒漿料作為脫硫劑返回吸收步驟。另一方面，由于后者粗粒漿料含有少量伴隨的氫氧化鎂，將該粗粒漿料引入另一步驟，然后將脫硫步驟中吸收了氧化硫的部分處理液加入該步驟中，使氧化硫與漿料中的氫氧化鎂反應使之成為亞硫酸鎂。隨后，在沉降分離步驟中，將含亞硫酸鎂的溶液從二水合石膏中分離出來，然后返回至脫硫步驟，作為脫硫劑再使用。
然而，在這種方法中，由于亞硫酸鎂的溶解度低且部分生成的亞硫酸鎂與二水合石膏被一起從體系中排出，以鎂為基的脫硫劑的利用率是低的。因此顯而易見，有必要在脫硫步驟中加入補充量的以鎂為基的脫硫劑。而且，加至復分解槽中的痕量的來自堿性鈣的鈣離子在體系中循環(huán)，鈣離子在脫硫步驟中與脫硫處理液反應，產(chǎn)生并沉淀出水溶性低的亞硫酸鈣，使得垢污傾向于粘結在泵和循環(huán)管路上，將其堵塞，以致有時無法使脫硫設備長期連續(xù)穩(wěn)定地操作。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種廢氣脫硫的方法，該方法解決上述問題，改進了以鎂為基的脫硫劑的利用率和改進了二水合石膏的分離和回收，并防止了在脫硫體系循環(huán)管路上的結垢和由此引起的堵塞。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種廢氣脫硫的方法，在該方法中，除了具有上述優(yōu)點外，在脫硫步驟中不需要另外添加以鎂為基的脫硫劑且又能伴生氫氧化鎂漿料。
本發(fā)明的發(fā)明者為達到上述第一個目的潛心研究了多種方法，結果發(fā)現(xiàn)，按照一種新方法，以鎂為基的脫硫劑的利用率高于將從二水合石膏中分離出的亞硫酸鎂水溶液直接返回至脫硫步驟的常規(guī)方法。上述新方法包括將分離步驟中由濕式分級器分離的含二水合石膏(主要組分)和部分氫氧化鎂的粗粒漿料引入另一步驟中，使二水合石膏粗粒漿料中的氫氧化鎂與用空氣或類似的氣體氧化脫硫處理液而生成的含硫酸鎂和硫酸的水溶液反應，形成比亞硫酸鎂(溶解度＝0.646g/100g水溶液)的溶解度高的硫酸鎂(溶解度＝26.7g/100g水溶液)，借此就可容易地進行水中微溶的二水合石膏的分離，將從二水合石膏中分離出的硫酸鎂水溶液返回至復分解槽中以待轉變成氫氧化鎂，并將所得的氫氧化鎂溶液加至脫硫步驟，由此，與已有文獻中直接使用從二水合石膏的分離步驟中獲得的亞硫酸鎂水溶液的方法相比，以鎂為基的脫硫劑的再利用率提高了。而且還發(fā)現(xiàn)，在體系中循環(huán)的痕量的鈣離子可由另一方法從中加以除去，該方法包括將部分含亞硫酸鎂和亞硫酸氫鎂為主要組分的脫硫處理液加至復分解步驟中生成的二水合石膏和氫氧化鎂的混合漿料中，使痕量的鈣離子成為亞硫酸鈣，然后用濕式分級器從含二水合石膏和亞硫酸鈣的粗粒漿料中分離出主要含氫氧化鎂的微粒漿料。
本發(fā)明的發(fā)明者為達到上述第二個目的潛心研究了多種方法，結果，又發(fā)現(xiàn)了另一種方法，在該方法中除在脫硫步驟開始時外，不需要在脫硫步驟中另外加入以鎂為基的脫硫劑，且在該方法中，伴生氫氧化鎂。這種方法包括使用由煅燒和消化白云石而得的堿性化合物代替按上述常規(guī)技術在氧化步驟中產(chǎn)生的硫酸鎂水溶液的復分解反應時用的氫氧化鈣，生石灰或類似的物質，調節(jié)復分解反應之后的漿料使氫氧化鎂的摩爾數(shù)高于脫硫步驟中被吸收的SO2的摩爾數(shù)，而二水合石膏基本上與吸收的SO2為等摩爾量，用濕式分級器將漿料分離成氫氧化鎂漿料和二水合石膏漿料，返回部分基本上含等摩爾量的氫氧化鎂與SO2的氫氧化鎂漿料，以便SO2可在脫硫步驟中被吸收，以及從體系中取出剩余的氫氧化鎂作為副產(chǎn)物。而且已發(fā)現(xiàn)，按照一個更進一步的新方法，以鎂為基的脫硫劑的利用率高于將從二水合石膏中分離出的亞硫酸鎂水溶液直接返回至脫硫步驟的常規(guī)方法。這種新方法包括將分離步驟中用濕式分級器分離的含二水合石膏(主要組分)和部分氫氧化鎂的粗粒漿料引入另一步驟中，使二水合石膏粗粒漿料中的氫氧化鎂與用空氣氧化脫硫處理液而生成的含硫酸鎂和硫酸的水溶液反應，形成比亞硫酸鎂(溶解度＝0.646g/100g水溶液)的溶解度高的硫酸鎂(溶解度＝26.7g/100g水溶液)，借此就可容易地進行水中微溶的二水合石膏的分離，將從二水合石膏中分離出的硫酸鎂水溶液返回至復分解槽中使其轉變成為氫氧化鎂，以及然后將氫氧化鎂返回至脫硫步驟。
另外也發(fā)現(xiàn)，當在復分解反應中使用由煅燒和消化白云石而得的堿性化合物時，在體系中循環(huán)的痕量的鈣離子也可通過另一方法從中加以除去，所述方法包括將部分含亞硫酸鎂和亞硫酸氫鎂為主要組分的脫硫處理液加至經(jīng)受復分解步驟而獲得的二水合石膏和氫氧化鎂的混合漿料中，使溶解在循環(huán)溶液中的痕量的鈣離子成為亞硫酸鈣，然后用濕式分級器從含二水合石膏和亞硫酸鈣的粗粒漿料中分離出主要含氫氧化鎂的微粒漿料。
也就是說，本發(fā)明的幾個方面可描述如下1.一種脫硫方法，它包括一個脫硫步驟，該步驟連續(xù)地使含以鎂為基的脫硫劑處理液與含氧化硫的廢氣進行氣液接觸，以吸收并除去廢氣中所含的氧化硫；一個或兩個氧化步驟，該步驟用含氧氣體處理含脫硫步驟所造成的處理液的溶液，使所含的鎂鹽成為硫酸鎂；一個復分解步驟，用該步驟使在氧化步驟獲得的溶液中所含的硫酸鎂與堿性鈣化合物發(fā)生復分解反應，借此將硫酸鎂和堿性鈣化合物分解成為氫氧化鎂和二水合石膏；一個分離步驟，它用一個濕式分級器將復分解步驟中獲得的氫氧化鎂和二水合石膏的混合物漿料分離成為氫氧化鎂漿料和二水合石膏漿料；一個將分離步驟中分離到的氫氧化鎂漿料返回至脫硫步驟；一個處理步驟，在以上提到過的一個氧化步驟中，對分離步驟中分離到的二水合石膏漿料進行處理，使伴生的氫氧化鎂成為硫酸鎂；一個沉降分離步驟，它將二水合石膏從經(jīng)受過氧化步驟的二水合石膏漿料中沉降并分離出來；和一個步驟，將沉降分離步驟中的上層清液返回至復分解步驟，處理上層清液。
2.一種脫硫方法，它包括一個脫硫步驟，該步驟連續(xù)地使含以鎂為基的脫硫劑處理液與含氧化硫的廢氣進行氣液接觸，以吸收并除去廢氣中所含的氧化硫；一個氧化步驟，該步驟用含氧氣體處理含所得脫硫步驟處理液的溶液，使其所含的鎂鹽成為硫酸鎂；一個復分解步驟，該步驟使在氧化步驟中獲得的溶液中所含的硫酸鎂與堿性鈣化合物發(fā)生反應，使硫酸鎂和堿性鈣化合物分解成為氫氧化鎂和二水合石膏；一個鈣離子轉變步驟，該步驟將脫硫步驟處理液加入至復分解步驟中獲得的氫氧化鎂和二水合石膏的混合漿料中，使溶解的鈣離子轉變成為亞硫酸鈣；一個分離步驟，該步驟用濕式分級器將氫氧化鎂漿料從含二水合石膏顆粒和亞硫酸鈣顆粒的漿料中分離出來；以及將被濕式分級器分離出來的氫氧化鎂漿料返回至脫硫步驟的一個步驟。
3.一種脫硫方法，它包括一個脫硫步驟，該步驟連續(xù)地使含以鎂為基的脫硫劑處理液與含氧化硫的廢氣進行氣液接觸，以吸收并除去廢氣中所含的氧化硫；一個或兩個氧化步驟，該步驟用含氧氣體處理含所得脫硫步驟處理液的溶液，使其所含的鎂鹽成為硫酸鎂；一個復分解步驟，該步驟使在氧化步驟中獲得的溶液中所含的硫酸鎂與由煅燒和消化白云石獲得的堿性化合物發(fā)生復分解反應，將硫酸鎂和堿性化合物分解成為氫氧化鎂和二水合石膏；一個分離步驟，該步驟用濕式分級器將復分解步驟獲得的氫氧化鎂和二水合石膏的混合物漿料分離成為氫氧化鎂漿料和二水合石膏漿料；一個濃縮分離步驟，該步驟在將部分分離步驟中被分離的氫氧化鎂漿料返回至脫硫步驟之后，濃縮并分離剩余的氫氧化鎂漿料；一個處理步驟，在以上提到過的一步法氧化步驟中，對分離步驟中分離到的二水合石膏漿料進行處理，使伴生的氫氧化鎂成為硫酸鎂；一個沉降分離步驟，該步驟將二水合石膏從經(jīng)受過氧化步驟的二水合石膏漿料中沉降并分離出來；一個將沉降分離步驟中的上層清液返回至復分解步驟，以處理上層清液的步驟；以及一個從體系中取出濃縮分離步驟中濃縮過的濃氫氧化鎂漿料副產(chǎn)物的步驟。
4.一種脫硫方法，它包括一個脫硫步驟，該步驟連續(xù)地使含以鎂為基的脫硫劑處理液與含氧化硫的廢氣進行氣液接觸，以吸收并除去廢氣中所含的氧化硫；一個氧化步驟，該步驟用含氧氣體處理含所得脫硫步驟處理液的溶液，使所含的鎂鹽成為硫酸鎂；一個復分解步驟，該步驟使在氧化步驟中獲得的溶液中所含的硫酸鎂與由煅燒和消化白云石獲得的堿性化合物發(fā)生反應，將硫酸鎂和堿性化合物分解成為氫氧化鎂和二水合石膏；一個鈣離子轉變步驟，該步驟將脫硫步驟處理液加至復分解步驟獲得的氫氧化鎂和二水合石膏的漿料中，使溶解的鈣離子轉變成為亞硫酸鈣；一個分離步驟，該步驟用濕式分級器將氫氧化鎂漿料從含二水合石膏顆粒和亞硫酸鈣顆粒的漿料中分離出來；一個將由濕式分級器分離到的部分氫氧化鎂漿料返回至脫硫步驟中的步驟；以及一個從體系中取出作為副產(chǎn)物的剩余的氫氧化鎂漿料的步驟。
5.一種按方法1或3的脫硫方法，它包括在復分解步驟之后，加入一個鈣離子轉變步驟，即將脫硫步驟處理液加至復分解步驟獲得的氫氧化鎂和二水合石膏混合物漿料中，使溶解的鈣離子轉變成為亞硫酸鈣。
在上述方法1—5中，方法1，2和5對應于第一個目的，方法3，4和5則對應于第二個目的。下面將詳細描述這些方法，但單用“本發(fā)明”表達時，是指為這些方法所共有的必要內(nèi)容，而“第一發(fā)明”是指方法1，2或5，“第二發(fā)明”是指方法3，4或5。


圖1—3表示了本發(fā)明(第一發(fā)明)脫硫方法中所用設備的結構實例簡圖。
圖4表示了常規(guī)脫硫方法中所用設備的結構實例簡圖。
圖5—7表示了本發(fā)明(第二發(fā)明)脫硫方法中所用設備的結構實例簡圖。
可用于本發(fā)明的以鎂為基的脫硫劑為堿性鎂化合物，其主要組分為氧化鎂或氫氧化鎂。該化合物為以海水中的鎂為原料而獲得的氫氧化鎂，或通過煅燒菱鎂礦而獲得的氧化鎂或消化氧化鎂而獲得的氫氧化鎂。
脫硫步驟為使含氧化硫的廢氣與含上述以鎂為基的脫硫劑的水溶液進行接觸，以使氧化硫吸收于該水溶液的步驟。脫硫步驟的一套設備包括一座具有能充分地使氣液進行接觸的結構的塔，且通常使用能使水溶液通過噴嘴噴霧而出，而氣體以逆流或并流的狀態(tài)而流動的類型。而且，可在塔中放置填料，擋板或類似物以提高氣液接觸效率。
脫硫步驟處理液為一種以鎂為基的脫硫劑水溶液與氧化硫反應生成的硫酸鎂，亞硫酸氫鎂和亞硫酸鎂混合存在而組成的水溶液。
脫硫溫度為80℃或80℃以下，較好的為60℃或更低，pH為5.0—7.5，較好的為5.5—7.0。
在脫硫步驟中，由于亞硫酸鎂在水中的溶解度是低的，因此為了防止其沉淀，通常通入空氣等使起氧化作用，以形成水溶性高的硫酸鎂，借此控制亞硫酸鎂的濃度在某一數(shù)值以下，或者。如下面所述，可在氧化步驟中在脫硫處理液中加入部分處理過的液體以控制亞硫酸鎂的濃度于所希望的值，以代替在脫硫步驟中通入空氣的方法。
在氧化步驟中，通常使用槽型反應器，由以鎂為基的脫硫劑和氧化硫在脫硫塔中反應而生成的亞硫酸鎂和亞硫酸氫鎂被含氧氣體氧化成硫酸鎂和硫酸。通常，硫酸鎂的濃度為3—10重量％，pH為2—3。在該氧化步驟中可進行攪拌和混合。
除氧氣外，對含氧氣體的氣體種類并無特別限制，只要它對脫硫步驟處理液是惰性的即可。通常使用空氣，可使用一個或兩個氧化步驟，而這些氧化步驟間的區(qū)別將在以后描述。
復分解步驟基本上是一個將氧化步驟產(chǎn)生的硫酸鎂與氫氧化鈣進行反應而復分解成氫氧化鎂和二水合石膏，借此由硫酸鎂再制成上述以鎂為基的脫硫劑的步驟。
本申請的第一和第二發(fā)明在氫氧化鈣的來源上是不同的，而這種不同導致了后繼步驟的不同。先描述第一發(fā)明。
第一發(fā)明在復分解步驟中，通常使用槽型反應器，將堿性鈣化合物加入氧化步驟中產(chǎn)生的硫酸鎂和硫酸的水溶液中，隨后攪拌并混合，首先硫酸與堿性化合物反應生成二水合石膏，然后硫酸鎂與堿性鈣反應生成二水合石膏和氫氧化鎂。
作為復分解步驟中使用的堿性鈣化合物，氫氧化鈣，氧化鈣，碳酸鈣及其混合物是較佳者，至于進料至反應器的堿性鈣化合物，可取粉末狀的形式，但從操作效率的觀點來看最好是以水漿料的形式。
堿性鈣化合物的加料最好是使復分解步驟中溶液的pH約為11，這是因為這樣的加料能形成大顆粒的二水合石膏。
反應溫度為80℃或更低，較好的是60℃或更低，若設法控制溫度于此，通常生成可使所得的二水合石膏生成平均粒徑(長軸)達70μm或更大，通常為200μm或200μm以下的粗大粒子。另一方面，氫氧化鎂則形成粒徑為1μm或1μm以下，通常約為0.3—1μm的微小粒子。這些粒子凝集在一起，使其表觀尺寸約為10—20μm。
在鈣離子轉變步驟中，通常使用槽型反應器，水中溶有二水合石膏(溶解度＝0.208g硫酸鈣/100g水溶液)，因此，以鈣離子計，溶有約0.06重量％。這些鈣離子通過攪拌與脫硫步驟處理溶液中的亞硫酸氫鎂混合，生成水不溶性亞硫酸鈣(溶解度＝0.0051g亞硫酸鈣/100g水溶液)。因此，水中的鈣離子的量減少到約0.002重量％，為約0.06重量％的1/30。若pH為6或6以下，則亞硫酸氫鎂不僅與溶解的鈣離子反應，也與共存的氫氧化鎂反應。因此，pH為6或6以上，較好的范圍為6—11。反應溫度為80℃或80℃以下，較好的為60℃或60℃以下。
鈣離子轉變步驟之后，在分離步驟中由濕式分級器將含氫氧化鎂，二水合石膏和亞硫酸鈣的溶液(漿料)分離成主要含氫氧化鎂的微粒漿料和主要含二水合石膏的粗粒漿料，微料漿料作為脫硫劑返回至脫硫塔。主要含二水合石膏粗粒漿料伴隨有10—30重量％的氫氧化鎂。
作為在此所用的濕式分級器，可使用旋液分離器，離心沉降器和類似的分級器，以旋液分離器為特佳。
將粗粒漿料引至氧化步驟，若為一個氧化步驟時，將它引至該氧化步驟，但若存在兩個氧化步驟時，則將它引至兩個步驟之一。通過攪拌使伴隨的氫氧化鎂與用含氧氣體如空氣氧化處理過的脫硫溶液而獲得的硫酸鎂和硫酸的水溶液混合，使之發(fā)生反應，由此生成硫酸鎂。
可將粗粒漿料引至另一氧化步驟，在該氧化步驟中，可生成硫酸鎂和硫酸，然后給料，接著再進行攪拌和混合，此過程與上述以一個氧化步驟處理粗粒漿料所獲得的效果是一樣的。這樣，不用說，本發(fā)明也可包括這一過程。
硫酸鎂在沉降分離步驟中從二水合石膏中分離出來之后，返回至復分解步驟，并被復分解反應轉變成為氫氧化鎂，返回至脫硫步驟，然后在該處再被利用。在某些情況下，部分來自沉降分離步驟的硫酸鎂水溶液被返回至脫硫步驟，以稀釋脫硫步驟中形成的亞硫酸鎂的濃度。在脫硫步驟中，按下述反應，1mol氫氧化鎂吸收1mol二氧化硫氣體，生成亞硫酸鎂再吸收1mol二氧化硫氣體
由上可知，在第一發(fā)明中，幾乎所有的沉降分離步驟中分離出來的硫酸鎂都被轉變成氫氧化鎂(其吸收二氧化硫氣體的能力為亞硫酸鎂的2倍)，然后被投入至脫硫步驟。因此，以鎂為基的脫硫劑的利用率高于將沉降分離步驟中分離出的亞硫酸鎂水溶液直接返回至脫硫步驟的常規(guī)方法。
而且，按常規(guī)方法，通常溶解在脫硫步驟處理液中的硫酸鎂的量比亞硫酸鎂大，因此，在沉降分離步驟中分離出的亞硫酸鎂水溶液亦含有硫酸鎂，而且此溶液在未將硫酸鎂轉變成氫氧化鎂下就被返回至脫硫步驟。因而顯而易見，在本發(fā)明的方法中，脫硫劑的利用率得到了進一步的改善。
在沉降分離步驟中分離出的二水合石膏可被廣泛用于水泥和石膏墻板。
在此第一發(fā)明中，由濕式分級器分離出的二水合石膏用氧化步驟中生成的硫酸鎂和硫酸的水溶液處理，借此使伴隨有二水合石膏的氫氧化鎂轉變成水溶性的硫酸鎂。因此，在沉降分離步驟中，從硫酸鎂分離出二水合石膏的分離效率是高的，因此可有效地實現(xiàn)以鎂為基的脫硫劑的再利用，且供另一用途的二水合石膏的產(chǎn)率也是高的。此外，幾乎所有的硫酸鎂都可被轉變成為對二氧化硫氣體具有高吸收能力的氫氧化鎂，且此氫氧化鎂可被投入至脫硫步驟。這樣，以鎂為基的脫硫劑的利用率比將亞硫酸鎂和硫酸鎂的水混合物進行回收然后投入脫硫步驟的方法要高。
再者，當將脫硫處理液投入復分解步驟中所形成的溶液時，溶解的鈣離子與處理液中所含的亞硫酸根離子反應，生成水不溶性的亞硫酸鈣，這樣生成的亞硫酸鈣通過使用濕式分級器的分離步驟和沉降分離步驟從體系中被除去。因此，第一發(fā)明可防止常規(guī)方法中由少量溶于水中并在體系中循環(huán)的鈣離子與在脫硫步驟中的脫硫處理液反應而形成的亞硫酸鈣的沉淀所引起的循環(huán)泵和管路的結垢和堵塞，從而可以連續(xù)地進行穩(wěn)定的操作。另外，在鈣離子轉變步驟中，由復分解步驟形成的粒子濃度被來自脫硫步驟的處理液所稀釋，因此，隨后的使用濕式分級器等所作的分離的效率也比常規(guī)方法高。
第二發(fā)明在第二發(fā)明中，作為復分解反應的鈣源，使用了煅燒和消化白云石而獲得的堿性化合物。
白云石主要含CaMg(CO3)2，它所含的碳酸鈣的理論值為45.7重量％，碳酸鎂為54.3重量％，但其組成按采石場而不同，可使用任何一種白云石。當在900—1,000℃時煅燒時，白云石轉變成氧化鈣(CaO)和氧化鎂(MgO)幾乎等摩爾量的混合物，當此混合物與水反應進行消化時，可獲得堿性化合物氫氧化鈣〔Ca(OH)2〕和氫氧化鎂〔Mg(OH)2〕的混合物。
在復分解步驟中，通常使用槽型反應器，并將上述堿性化合物漿料加入氧化步驟中獲得的硫酸鎂和硫酸的水溶液中，隨后加以攪拌和混合。首先硫酸與堿性化合物反應生成二水合石膏，待硫酸在此反應中被消耗之后，硫酸鎂與堿性化合物中的氫氧化鈣反應，生成二水合石膏和氫氧化鎂，應調節(jié)加入的堿性化合物漿料的量，使得在該漿料中的氫氧化鈣的摩爾數(shù)可與經(jīng)受過氧化步驟的溶液中的硫酸和硫酸鎂的總摩爾數(shù)相同。由于硫酸和硫酸鎂的總摩爾數(shù)基本上等于由含脫硫劑的水溶液在脫硫步驟中所吸收的SO2的摩爾數(shù)，故復分解反應可允許生成與吸收的SO2等摩爾數(shù)的二水合石膏，在所加入的堿性化合物漿料中的氫氧化鎂最終不發(fā)生反應而保留下來。
反應溫度為80℃或80℃以下，較好的是60℃或60℃以下。在控溫下，生成的二水合石膏通常可成長至平均粒徑(長軸)達70μm或70μm以上，通常為200μm或200μm以下的粗大粒子。另一方面，氫氧化鎂則形成粒徑為1μm或1m以下，通常為約0.3—1μm的微小粒子。這些粒子凝集在一起，使其表觀尺寸約為10—20μm。
調節(jié)堿性化合物漿料的濃度，使得復分解步驟中溶液的pH約為11，這對于二水合石膏的粒徑增大是最為適宜。
鈣離子轉變步驟與第一發(fā)明中的相同，且通常使用槽型反應器。水中溶有二水合石膏(溶解度＝0.208g硫酸鈣/100g水溶液)，因此，以鈣離子計，溶有多達約0.06重量％。這些鈣離子通過攪拌與脫硫步驟處理液中的亞硫酸氫鎂進行混合，生成水不溶性亞硫酸鈣(溶解度＝0.0051g亞硫酸鈣/100g水溶液)。因此，水中的鈣離子的量減少至0.002重量％左右，這是約0.06重量％的1/30。若pH為6或6以下，則亞硫酸氫鎂不僅與溶解的鈣離子反應，而且也與共存的氫氧化鎂反應。因此，pH為6或6以上，較好的是6—11，反應溫度為80℃或80℃以下，較好的為60℃或60℃以下。
在鈣離子轉變步驟之后，在分離步驟中，用一濕式分級器將含氫氧化鎂，二水合石膏和亞硫酸鈣的溶液(漿料)分離成主要含氫氧化鎂的微粒漿料和主要含二水合石膏的粗粒漿料。作為在此可以使用的濕式分級器，可使用旋液分離器，離心沉降器和類似的分級器，以旋液分離器為特佳。
由于微粒漿料所含的氫氧化鎂的摩爾數(shù)多于脫硫步驟中所吸收的SO2的摩爾數(shù)，因此將含基本上與脫硫步驟中要被吸收的SO2等量的氫氧化鎂的漿料作為脫硫劑返回至脫硫步驟，剩余的氫氧化鎂漿料在經(jīng)受下述的濃縮分離步驟后，使成為濃氫氧化鎂漿料，以副產(chǎn)物形式從體系中被取出，用作其它用途。
主要含二水合石膏的粗粒漿料中伴隨有10—30重量％的氫氧化鎂。將該粗粒漿料引至氧化步驟。在只有一個氧化步驟的情況下，將之引至這一氧化步驟，在有二個氧化步驟的情況下，將之引至兩者中的任一步驟，伴隨的氫氧化鎂通過攪拌與通過用含氧氣體如空氣氧化脫硫處理液而獲得的硫酸鎂和硫酸的水溶液進行混合，使之發(fā)生反應而生成硫酸鎂。
可將粗粒漿料引入另一步驟，在其中漿料與氧化步驟中所產(chǎn)生的硫酸鎂和硫酸的水混合物進行混合。此過程可獲得與上述以一個氧化步驟處理粗粒漿料相同的效果，這樣，不用說，本發(fā)明也可包括這一過程。
硫酸鎂在沉降分離步驟中從二水合石膏中被分離出來之后，返回復分解步驟，并通過一復分解反應而被轉變成氫氧化鎂，返回至脫硫步驟，在該步驟中再被利用。在脫硫步驟中，按下述反應，1mol氫氧化鎂吸收1mol二氧化硫氣體，生成的亞硫酸鎂再吸收1mol二氧化硫
由上述可知，同樣在第二發(fā)明中，在沉降分離步驟中被發(fā)離出的幾乎所有的硫酸鎂都被轉變成氫氧化鎂(其對二氧化硫氣體的吸收力是亞硫酸鎂的2倍)，然后被投入脫硫步驟。因此，以鎂為基的脫硫劑的利用率高于將沉降分離步驟中分離出來的亞硫酸鎂水溶液被直接返回至脫硫步驟的常規(guī)方法。
而且，按常規(guī)方法，在脫硫步驟處理液中，溶解的硫酸鎂的量通常比亞硫酸鎂大。因此，在沉降分離步驟中分離出來的亞硫酸鎂水溶液中亦含有硫酸鎂，且該溶液未經(jīng)過將硫酸鎂轉變成氫氧化鎂就被返回至脫硫步驟。因而顯而易見，在本發(fā)明的方法中，脫硫劑的利用率又有進一步改善。
與第一發(fā)明一樣，在沉降分離步驟中分離出來的二水合石膏可廣泛地用于水泥和石膏墻板。
上述從體系中取出的“剩余的氫氧化鎂漿料”被送至濃縮分離步驟，在此用沉降分離裝置等進行濃縮，且在該步驟中，將漿料濃縮至約為35重量％(普通氫氧化鎂漿料的銷售規(guī)格)。在該步驟中分離出來的水被返回至脫硫步驟，借此可避免水從體系中排出。
同樣地在第二發(fā)明中，由濕式分級器分離的二水合石膏用氧化步驟中生成的硫酸鎂和硫酸的水溶液處理，伴隨著二水合石膏的氫氧化鎂則被轉變成水溶性的硫酸鎂。因此，在沉降分離步驟中，從二水合石膏中分離硫酸鎂的分離效率是高的，因此可有效地實施以鎂為基的脫硫劑的再利用，且二水合石膏的產(chǎn)率也是高的。此外，幾乎所有的硫酸鎂都可被轉變成具有高二氧化硫氣體吸收能力且可投入脫硫步驟的氫氧化鎂。這樣，以鎂為基的脫硫劑的利用率比回收亞硫酸鎂和硫酸鎂的混合水溶液之后再將它投入脫硫步驟的方法要高。
再者，當將脫硫處理液投入復分解步驟中所形成的溶液時，溶解的鈣離子與處理液中所含的亞硫酸根離子反應，生成水不溶性的亞硫酸鈣，這樣生成的亞硫酸鈣由使用濕式分級器的分離步驟和沉降分離步驟從體系中將其除去。因此，第二發(fā)明可防止常規(guī)方法中由痕量的溶解在水中并在體系中循環(huán)的鈣離子在脫硫步驟中與脫硫處理液反應而生成的亞硫酸鈣沉淀所引起的循環(huán)泵和管路的結垢和堵塞，使穩(wěn)定的操作能連續(xù)地進行。此外，在鈣離子轉變步驟中，復分解步驟中形成的粒子的濃度可被脫硫步驟的處理液所稀釋，因此，隨后用濕式分級器等進行分離的效率也比常規(guī)方法高。
而且，在本發(fā)明中，復分解步驟中使用由煅燒和消化白云石獲得的堿性化合物，因此可間接地生產(chǎn)濃氫氧化鎂漿料。
下面將結合實施例，參照所附的附圖詳細描述本發(fā)明廢氣脫硫的方法，但本發(fā)明的范圍應不局限于這些實施例。
實施例1本實施例涉及有二個氧化步驟的第一發(fā)明的實施例。圖1表示本實施例廢氣脫硫方法中所用裝置的結構實例。在該附圖中，參照數(shù)1為脫硫塔，在該塔中，使含以鎂為基的脫硫劑的處理液以噴淋狀從頂部流下，借此使該處理液與從塔下部被引入的含氧化硫的廢氣G1進行氣液接觸。結果氧化硫被吸收，經(jīng)由脫硫反應使其固定成硫酸鎂等而存在于處理液中，已除去氧化硫后的廢氣G2通過塔的上部從塔中排出。
進入脫硫塔的廢氣的溫度是高的，因此它被噴嘴中噴出的噴淋水所冷卻，廢氣的流速為100Nm3/hr，SO2的濃度為1000ppm。
向下流到脫硫塔1下部的處理液，即吸收了氧化硫的脫硫液，與新加入的處理液一起通過泵P1和管路L1被送至上部，通過重復此操作循環(huán)使處理液連續(xù)地在脫硫塔1中循環(huán)。將該處理液中鹽的濃度調整至以硫酸鎂計為7.50重量％，將亞硫酸鎂和亞硫酸氫鎂的總濃度調整至以硫酸鎂計為1.50重量％，pH調整至6.2—6.4。結果，在各實施例中的脫硫率可保持在95％。
將脫硫步驟中的處理液通過泵P2和管路L2送入第一氧化槽2，然后用空氣氧化，使之成為硫酸鎂和硫酸的水溶液。
將這樣形成的硫酸鎂和硫酸的水溶液通過管路L3送入復分解槽3。接著，從以下將要敘述的沉降槽中分離出來的硫酸鎂水溶液被送入復分解槽3，并通過管路L8加入從氫氧化鈣供料槽4進入的30％氫氧化鈣水漿料。隨后，這些物料通過攪拌器攪拌并混合，使硫酸鎂和硫酸與氫氧化鈣反應，由此生成二水合石膏和氫氧化鎂的固體粒子，反應溫度為50℃。
如此獲得的含兩種固體粒子的水漿料然后通過管路L4被送入鈣離子轉變槽5，在其中水漿料通過攪拌與部分通過泵P3和管路L5從脫硫塔進入的吸收有硫化合物的脫硫步驟處理液均勻地進行混合，使得溶解在水中的鈣離子能主要地與上述處理液中的亞硫酸鎂和亞硫酸氫鎂反應，產(chǎn)生并沉淀出水不溶性的亞硫酸鈣。
接著，含這些二水合石膏，氫氧化鎂和亞硫酸鈣固體粒子的水漿料由泵P4引入濕式分級器6中，在濕式分級器中，水漿料分離成主要含氫氧化鎂的細粒漿料和含二水合石膏，亞硫酸鈣和部分氫氧化鎂的粗粒漿料。
主要含氫氧化鎂的細粒漿料經(jīng)管路L6返回至脫硫塔。主要含二水合石膏的粗粒漿料被引入第二氧化槽7，當在其中通入空氣時，粗粒漿料通過一攪拌器與通過泵P3和管路L5從脫硫塔1被送入的部分吸收有硫化合物的脫硫步驟處理液進行均勻的混合，使得伴隨有二水合石膏的氫氧化鎂與氧化亞硫酸氫鎂使之轉變成水溶性的硫酸鎂時所得的硫酸反應。
這種含硫酸鎂的溶液與分散于其中未參與上述反應的二水合石膏一起被引入沉降槽8，在沉降槽中，該溶液被分離成二水合石膏和含硫酸鎂的溶液。隨后，在下部的二水合石膏經(jīng)管路L9從體系中被放出，而在上部的含硫酸鎂的溶液經(jīng)管路L7返回復分解槽3。
試驗結果列于表1中。在該表中，Mg(mol/hr)和Ca(mol/hr)分別為在由管路符號表示的管路中的以硫酸鎂和二水合石膏計的鎂量和鈣量(mol/hr)。其中，在管路L2，L5，L6，L9和L10(見圖4的對比例)中的Mg各為氫氧化鎂，硫酸鎂，亞硫酸鎂和亞硫酸氫鎂的總摩爾數(shù)。在管路L8和L9中的Ca各為氫氧化鈣和二水合石膏的摩爾數(shù)。Ca(L9)是指管路L9中的二水合石膏量(mol/hr)，Mg平衡和Ca平衡都表示出良好的數(shù)值。
Mg(OH)2轉變率是指管路L6中的氫氧化鎂〔Mg(OH)2(L6)〕(mol/hr)與進入復分解反應中的氫氧化鈣〔Ca(L8)〕(mol/hr)之比。
實施例2除了在第二氧化槽中不通入空氣外，進行如實施例1相同的操作，試驗結果列于表1中。
實施例3除了鈣離子轉變槽設有旁路外，進行如實施例1相同的操作。試驗結果列于表1中。
實施例4在本實施例中，使用一個氧化槽，而將由濕式分級器分離出來的粗漿料引至另一槽中，在其中粗漿料中伴隨著的氫氧化鎂用來自氧化槽的硫酸鎂和硫酸處理。試驗條件與實施例1中的相同。
圖2表示本實施例廢氣脫硫方法中使用的設備的結構實例。示于該附圖中的設備，由濕式分級器分離出來的粗漿料被引入其中的槽7′不是個氧化槽，而是不在其中通入空氣的槽，進入其中的溶液并非脫硫步驟處理液，而是來自氧化槽2的硫酸鎂和硫酸的水溶液，而伴隨有二水合石膏的氫氧化鎂被轉化成水溶性的硫酸鎂，除此之外皆與實施例1中的附圖所示者同。這樣，省略了對該設備的描述。試驗結果列于表1中。
實施例5在本實施例中，使用一個氧化步驟，且該氧化步驟由氧化槽7加以實施，而脫硫步驟處理液和由濕式分級器分離的并伴隨有氫氧化鎂的粗粒漿料在同一氧化槽中處理。
圖3表示本實施例廢氣脫硫方法中使用的設備的結構實例。
試驗結果列于表1中。
對比例1在本對比例中，不使用鈣離子轉變槽且不在第二氧化槽中通入空氣，因而槽的作用僅作為混合槽7″，而沉降槽中的上層清液不被送入復分解槽而作為處理液直接返回脫硫塔，除此之外進行如實施例1相同的操作。對比例的試驗過程圖示于圖4中，試驗結果列于表1中表1(I)(試驗結果)Mg(mol/hr)L2＋L5 L6 L9 L10實施例113.9 13.3 0.440 0.00實施例213.9 13.5 0.340 0.00實施例313.9 13.4 0.480 0.00實施例413.9 13.2 0.540 0.00實施例513.9 13.6 0.240 0.00對比例113.9 3.57 0.550 9.80表1(II)(試驗結果)Mg(OH)2Mg平衡(mol/hr) Mg(OH)2L6 轉變 (L6＋L9＋L10)/(L2＋L5)實施例13.80 0.894 0.998實施例23.90 0.918 0.996實施例33.75 0.882 0.996實施例43.70 0.871 0.988實施例54.00 0.941 0.996對比例13.57 0.840 1.00Mg(OH)2轉變率＝Mg(OH)2(L6)/Ca(L8)
表1(III)(試驗結果)Ca(mol/hr) Ca平衡 管路L1和泵P1L8 L9 L9/L8的堵塞狀態(tài)實施例1 4.25 4.230.9952年不成問題實施例2 4.25 4.220.9932年不成問題實施例3 4.25 4.100.9656個月后堵塞實施例4 4.25 4.230.9952年不成問題實施例5 4.25 4.210.9912年不成問題對比例1 4.25 4.090.9626個月后堵塞在上述本發(fā)明的脫硫方法中，若脫硫率，脫硫液等條件都相同，確實可由沉降槽8分離和回收二水合石膏，并將已除去二水合石膏的含硫酸鎂的溶液經(jīng)管路L7導入復分解槽3，使得硫酸鎂成為氫氧化鎂的轉變率達0.871—0.941，高于對比例中的0.840，其結果是可使以鎂為基的脫硫劑的使用率得以提高。此外，在體系中循環(huán)的鈣離子可由鈣離子轉變槽5，位于下流的濕式分級器6，沉降槽8等從體系中除去。結果不會發(fā)生由于亞硫酸鈣等的沉淀引起的泵P1和管路L1的堵塞和結垢，可維持穩(wěn)定的操作。
實施例6在本第二發(fā)明的實施例中，使用兩個氧化步驟。圖5表示本實施例廢氣脫硫方法中使用的設備的結構實例。在該附圖中，參照數(shù)1為脫硫塔，在該塔中使含以鎂為基的脫硫劑處理液以噴淋狀從頂部流下，借此使該處理液與從塔的下部導入的含氧化硫的廢氣G1進行氣液接觸。結果，通過脫硫反應使氧化硫被吸收并被固定成為亞硫酸鎂等而存在于處理液中，而已除去氧化硫的廢氣G2經(jīng)塔的上部從塔中排出。
進入脫硫塔的廢氣的溫度是高的，因此通過噴嘴噴水加以冷卻。廢氣的流速為100Nm3/hr，SO2的濃度為1000ppm。
向下硫到脫硫塔1下部的處理液，即吸收了氧化硫的脫硫液，與被循環(huán)的、被投入的和再生的脫硫劑一起經(jīng)泵P1和管路L1進入上部，重復這一操作循環(huán)，使其連續(xù)地在脫硫塔1中進行循環(huán)。將該處理液中鹽的濃度調整至以硫酸鎂計為7.50重量％，亞硫酸鎂和亞硫酸氫鎂的總濃度調整至以硫酸鎂計為1.50重量％，pH調整至6.2—6.4。結果，各實施例中的脫硫率可保持于95％。
脫硫步驟處理液經(jīng)泵P2和管路L2被送入第一氧化槽2，然后用空氣氧化成為硫酸鎂和硫酸的水溶液。
這樣形成的硫酸鎂和硫酸的水溶液經(jīng)管路L3被送入復分解槽3。接著，在復分解槽3中導入下述沉降槽中分離出來的硫酸鎂水溶液，并從貯藏由煅燒和消化白云石而獲得的堿性化合物漿料的槽4′(以下稱為“以白云石為基的堿性化合物供應槽”)經(jīng)管路L8再導入含氫氧化鎂和氫氧化鈣二者共約30重量％的水漿料。隨后，用攪拌器攪拌并混合這些物料，使硫酸鎂和硫酸與氫氧化鈣反應，由此生成二水合石膏和氫氧化鎂的固體粒子，反應溫度為50℃。在這一點上，本實施例所用的白云石中的CaCO3和MgCO3基本上是等摩爾的。
如此獲得的含兩種固體粒子的水漿料然后經(jīng)管路L4導入鈣離子轉變槽5，在其中水漿料通過攪拌與從脫硫塔1經(jīng)泵P3和管路L5進入的吸收有硫化合物的部分脫硫步驟處理液均勻混合，以使溶解在水中的鈣離子主要與上述處理液中的亞硫酸鎂和亞硫酸氫鎂反應，產(chǎn)生并沉淀出水不溶性的亞硫酸鈣。
接著，將含這些二水合石膏，氫氧化鎂和亞硫酸鈣的固體粒子的水漿料經(jīng)泵P4導入濕式分級器6，在濕式分級器中水漿料分離成主要含氫氧化鎂的細粒漿料和含二水合石膏，亞硫酸鈣和一些氫氧化鎂的粗粒漿料。
將主要含氫氧化鎂的細粒漿料分成二部分。一部分是含與脫硫步驟中要吸收的SO2量相當?shù)臍溲趸V的漿料，該漿料經(jīng)管路L6返回脫硫塔。另一部分氫氧化鎂漿料則經(jīng)管路L11導入氫氧化鎂漿料的濃縮分離槽9，在該槽中，它被濃縮成35重量％的漿料，然后經(jīng)管路L13從體系中取出。分離并排出的水經(jīng)管路L12返回脫硫塔。
將主要含二水合石膏的粗粒漿料導入第二氧化槽7，在通入空氣的同時，粗粒漿料由攪拌器與從脫硫塔1經(jīng)泵P3和管路L5導入的吸收有硫化合物的部分脫硫步驟處理液均勻混合，使伴隨有二水合石膏的氫氧化鎂與氧化待轉變成為水溶性硫酸鎂的亞硫酸氫鎂時所生成的硫酸反應。
將此含硫酸鎂的溶液同分散于其中未參與上述反應的二水合石膏一起導入沉降槽8。在沉降槽中，溶液被分離成為二水合石膏和含硫酸鎂的溶液，隨后，將在下部的二水合石膏經(jīng)管路L9從體系中取出，位于上部的含硫酸鎂的溶液則經(jīng)管路7返回復分解槽3。
試驗結果列于表2中，在該表中，Mg(mol/hr)和Ca(mol/hr)分別為在由管路符號表示的管路中的以硫酸鎂和二水合石膏計的鎂量和鈣量(mol/hr)。其中，在各管路L2，L5，L6，L9，L10和L13中的Mg表示氫氧化鎂，硫酸鎂，亞硫酸鎂和亞硫酸氫鎂的總摩爾數(shù)，在各管路L8和L9中的Ca表示氫氧化鈣和二水合石膏的摩爾數(shù)。Ca(L9)是指管路L9中二水合石膏的量(mol/hr)，Mg平衡和Ca平衡均顯出良好的數(shù)值。
Mg(OH)2轉變率為從管路L6和L13中氫氧化鎂的總值中減去管路L8中氫氧化鎂的流速而得的值與管路L8中氫氧化鈣的流速之比。
實施例7除了不在第二氧化槽中通入空氣外，進行如實施例6相同的操作。試驗結果列于表2中。
實施例8除了鈣離子轉變槽設有旁路外，進行如實施例6相同的操作，試驗結果列于表2中。
實施例9在本實施例中，使用一個氧化槽，將由濕式分級器分離的粗漿料引至另一槽中，在該槽中粗漿料中伴隨的氫氧化鎂用來自氧化槽的硫酸鎂和硫酸處理。試驗條件與實施例6相同。
圖6顯示了本實施例廢氣脫硫方法中使用的設備的結構實例。在該附圖所示的設備中，將由濕式分級器分離的粗漿料導入其中的槽7′不是個氧化槽，而是個不通入空氣的槽，要導入其中的溶液不是脫硫步驟處理液，而是來自氧化槽2的硫酸鎂和硫酸的水溶液，且伴隨有二水合石膏的氫氧化鎂被該水溶液轉變成水溶性硫酸鎂，除上述不同外，其余皆與圖5相同。這樣，省略了對設備的描述。試驗結果列于表2中。
實施例10在本實施例中，使用一個氧化步驟且該氧化步驟由氧化槽7進行，脫硫步驟處理液和由濕式分級器分離且伴隨有氫氧化鎂的粗粒漿料在同一氧化槽中處理。圖7顯示了本實施例廢氣脫硫方法中使用的設備的結構實例。試驗結果列于表2中。
對比例1在本對比例中，導入復分解槽中的堿性化合物為來自氫氧化鈣供給槽4的氫氧化鈣，不使用鈣離子轉變槽，且不在第二氧化槽中通入空氣，因此，槽的作用僅作為混合槽7″，沉降槽中的上層清液不導入復分解槽，而作為處理液直接返回脫硫塔，除上述不同外，進行如實施例6相同的操作，試驗結果列于表2中，在這種情況下，再生并進行循環(huán)的氫氧化鎂的摩爾數(shù)小于脫硫塔吸收的SO2的摩爾數(shù)，因而要從補給槽10補給其不足的氫氧化鎂。
在上述本發(fā)明的脫硫方法中，若脫硫率，脫硫液等條件均相同，確實可由沉降槽8分離和回收二水合石膏，并將已除去二水合石膏的含硫酸鎂的溶液經(jīng)管路L7導入復分解槽3中，以使硫酸鎂成為氫氧化鎂的轉變率的范圍為0.871—0.941，高于對比例中的0.840，結果，以鎂為基的脫硫劑的利用率提高了，另外，在體系中循環(huán)的鈣離子可由鈣離子轉變槽5，位于下流的濕式分級器6，沉降槽8等從體系中除去。結果，不會發(fā)生由于亞硫酸鈣等的沉淀引起的泵P1和管路L1的堵塞和結垢，可維持穩(wěn)定的操作。
表2(I)(試驗結果)Mg(mol/hr)L2＋L5 L6＋L13 L8 L9 L10實施例6 13.917.64.250.4400.00實施例7 13.917.84.250.3400.00實施例8 13.917.54.250.7400.00實施例9 13.917.44.250.5400.00實施例1013.917.94.250.2400.00對比例1 13.93.570.000.5509.80
表2(I)(試驗結果)Mg(OH)2(mol/hr) Mg(OH)2MgL6 L13 轉變率 平衡實施例6 4.243.800.8940.994實施例7 4.243.920.9180.999實施例8 4.243.760.8241.005實施例9 4.243.710.8710.988實施例104.244.010.9410.999對比例1 3.570.000.8401.001Mg(OH)2轉變率＝Mg(OH)2(L6＋L13—L8)/Ca(L8)Mg平衡＝Mg(L6＋L9＋L10＋L13)/Mg(L2＋L5＋L8)表2(III)(試驗結果)Ca(mol/hr)管路L1和泵P1Ca平衡L8 L9的堵塞狀態(tài)實施例6 4.254.230.995 2年不成問題實施例7 4.254.220.993 2年不成問題實施例8 4.254.100.965 6個月后堵塞實施例9 4.254.230.995 2年不成問題實施例104.254.210.991 2年不成問題對比例1 4.254.090.962 6個月后堵塞Ca平衡＝Ca(L9)/Ca(L8)Ca(L8)＝Mg(L8)如上所述，按本發(fā)明廢氣脫硫的方法，可提高二水合石膏的分離和回收及以鎂為基的脫硫劑的利用率。另外，在脫硫塔中可完全防止因殘渣的沉積而引起脫硫塔循環(huán)體系結垢和堵塞，故能低成本地維持穩(wěn)定的操作并有效地進行廢氣脫硫。在第二發(fā)明中，從復分解槽獲得的溶液中的氫氧化鎂的摩爾數(shù)大于脫硫塔中要吸收的SO2的摩爾數(shù)，因此吸收SO2所必需的和足夠的摩爾量的氫氧化鎂能在脫硫塔中循環(huán)。結果，不需要向脫硫塔供給新的氫氧化鎂。多余的氫氧化鎂可作為副產(chǎn)物形式從體系中取出，用作其它用途。
權利要求
1.一種脫硫方法，其特征在于它包括一個連續(xù)地使含以鎂為基的脫硫劑的處理液與含氧化硫的廢氣進行氣液接觸，以吸收并除去廢氣中所含的氧化硫的脫硫步驟；用含氧氣體處理含所得脫硫步驟處理液的溶液，使所含的鎂鹽轉變成硫酸鎂的一個或兩個氧化步驟；一個使得自氧化步驟的溶液中所含的硫酸鎂與堿性鈣化合物反應進行復分解，借此將硫酸鎂和堿性鈣化合物分解成氫氧化鎂和二水合石膏的復分解步驟；一個用濕式分級器將在復分解步驟中獲得的氫氧化鎂和二水合石膏的混合物漿料分離成氫氧化鎂漿料和二水合石膏漿料的分離步驟；一個將在分離步驟中分離出來的氫氧化鎂漿料返回至脫硫步驟的步驟；一個將分離步驟中分離出來的二水合石膏漿料在上述一個氧化步驟中進行處理，使伴隨的氫氧化鎂轉變成硫酸鎂的步驟；一個從經(jīng)受過氧化步驟的二水合石膏漿料中沉降并分離出二水合石膏的沉降分離步驟；和一個將沉降分離步驟中的上層清液返回至復分解步驟以處理上層清液的步驟。
2.一種脫硫方法，其特征在于它包括一個連續(xù)地使含以鎂為基的脫硫劑的處理液與含氧化硫的廢氣進行氣液接觸，吸收并除去廢氣中所含的氧化硫的脫硫步驟；一個用含氧氣體處理含所得脫硫步驟處理液的溶液，使所含的鎂鹽轉變成硫酸鎂的氧化步驟；一個使得自氧化步驟的溶液中所含的硫酸鎂與堿性鈣化合物反應以使硫酸鎂和堿性鈣化合物分解成氫氧化鎂和二水合石膏的復分解步驟；一個將脫硫步驟處理液送至得自復分解步驟的氫氧化鎂和二水合石膏的混合漿料中，使溶解的鈣離子轉變成亞硫酸鈣的鈣離子轉變步驟；一個用濕式分級器從含二水合石膏粒子和亞硫酸鈣粒子的漿料中分離出氫氧化鎂漿料的分離步驟；和一個將濕式分級器分離出來的氫氧化鎂漿料返回至脫硫步驟的步驟。
3.一種脫硫方法，其特征在于它包括一個連續(xù)地使含以鎂為基的脫硫劑的處理液與含氧化硫的廢氣進行氣液接觸，以吸收并除去廢氣中所含的氧化硫的脫硫步驟；用含氧氣體處理含所得脫硫步驟處理液的溶液，使所含的鎂鹽轉變成硫酸鎂的一個或兩個氧化步驟；一個使得自氧化步驟的溶液中所含的硫酸鎂與通過煅燒和消化白云石而得的堿性化合物發(fā)生反應以進行復分解，使硫酸鎂和堿性化合物分解成氫氧化鎂和二水合石膏的復分解步驟；一個用濕式分級器將復分解步驟中獲得的氫氧化鎂和二水合石膏的混合物漿料分離成氫氧化鎂漿料和二水合石膏漿料的分離步驟；一個在將一部分分離步驟中分離出來的氫氧化鎂漿料返回至脫硫步驟之后，濃縮并分離剩余的氫氧化鎂漿料的濃縮分離步驟；一個將在分離步驟中分離的二水合石膏漿料在上述一個氧化步驟中進行處理，使伴隨的氫氧化鎂轉變成硫酸鎂的步驟；一個從經(jīng)受過氧化步驟的二水合石膏漿料中沉降并分離出二水合石膏的沉降分離步驟；一個將沉降分離步驟中的上層清液返回至復分解步驟以處理上層清液的步驟；和一個從體系中作為副產(chǎn)物而被取出的濃縮分離步驟中進行過濃縮的濃氫氧化鎂漿料的步驟。
4.一種脫硫方法，其特征在于它包括一個連續(xù)地使含以鎂為基的處理液與含氧化硫的廢氣進行氣液接觸，以吸收和除去廢氣中所含的氧化硫的脫硫步驟；一個用含氧氣體處理含所得脫硫步驟處理液的溶液，使所含的鎂鹽轉變成硫酸鎂的氧化步驟；一個使氧化步驟獲得的溶液中所含的硫酸鎂與通過煅燒和消化白云石而獲得的堿性化合物反應，使硫酸鎂和堿性化合物分解成氫氧化鎂和二水合石膏的復分解步驟；一個將脫硫步驟處理液送入復分解步驟中獲得的氫氧化鎂和二水合石膏的混合物漿料中，使溶解的鈣離子轉變成亞硫酸鈣的鈣離子轉變步驟；一個用濕式分級器從含二水合石膏粒子和亞硫酸鈣粒子的漿料中分離出氫氧化鎂漿料的分離步驟；一個將濕式分級器分離出來的部分氫氧化鎂漿料返回至脫硫步驟；和一個從體系中作為副產(chǎn)物而被取出的剩余氫氧化鎂漿料的步驟。
5.如權利要求1或3所述的脫硫方法，其特征在于它包括在復分解步驟之后，再加一個將脫硫步驟處理液送入得自復分解步驟的氫氧化鎂和二水合石膏混合物漿料中，使溶解的鈣離子轉變成亞硫酸鈣的鈣離子轉變步驟。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種廢氣脫硫方法，它包括脫硫，氧化，復分解，分離等步驟。又一種脫硫方法，它包括在復分解步驟中加入通過煅燒和消化白云石而得的堿性化合物進行復分解，繼以分離，返回，濃縮，分離，氧化，沉降分離等步驟。
文檔編號C01F11/46GK1126105SQ9510955
公開日1996年7月10日 申請日期1995年10月6日 優(yōu)先權日1994年10月7日
發(fā)明者中川健一, 飯山繁生, 大崎功三 申請人:東洋工程株式會社