專利名稱：一種氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收的新工藝。
背景技術(shù)：
煙氣脫硫技術(shù)是削減SO2排放量和控制酸雨污染最有效的基本手段之一。如石灰石/石膏法煙氣脫硫成了當(dāng)今世界控制SO2排放的主導(dǎo)技術(shù)，也是我國(guó)重點(diǎn)引進(jìn)和推廣應(yīng)用的電站煙氣脫硫技術(shù)。從脫硫產(chǎn)物回收利用角度看，該法副產(chǎn)物的石膏作為建材原料，有著品質(zhì)要求相對(duì)低和潛在市場(chǎng)大的特點(diǎn)，且國(guó)內(nèi)已成功開(kāi)發(fā)了石膏脫硫渣熱分解制硫酸和聯(lián)產(chǎn)水泥的工業(yè)技術(shù)與設(shè)備。但我國(guó)盛產(chǎn)石膏，價(jià)格低廉，回收價(jià)值小，面臨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的巨大壓力，又不能有效補(bǔ)償脫硫運(yùn)行成本。脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，用戶賠錢越多，致使已建成的脫硫裝置不能投入正常運(yùn)行。開(kāi)發(fā)適合國(guó)情的煙氣脫硫新工藝，經(jīng)濟(jì)有效地解決我國(guó)中大型鍋爐(包括電站鍋爐)煙氣脫硫問(wèn)題是本發(fā)明致力于解決的一大難題。
現(xiàn)有煙氣脫硫技術(shù)種類繁多，其中氧化鎂濕法脫硫工藝與石灰石/石膏法十分相似，且我國(guó)氧化鎂(菱苦土)資源豐富，作為脫硫劑，費(fèi)用比石灰石高出不多，并具有更利于脫硫和回收的優(yōu)勢(shì)。在現(xiàn)有鎂法脫硫工藝基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)鎂資源和大中型鍋爐排煙的實(shí)際情況，作出更有針對(duì)性地工藝選擇，會(huì)有事半功倍的效果。
現(xiàn)有氧化鎂濕法煙氣脫硫典型工藝如附圖1所示。來(lái)自除塵后的鍋爐含硫煙氣經(jīng)煙氣再熱和文丘里預(yù)洗滌降溫至80～100℃，再經(jīng)旋風(fēng)分離后進(jìn)入SO2吸收塔脫硫。凈化后的煙氣經(jīng)除霧脫水和再熱升溫后送往煙囪排放。利用氧化鎂經(jīng)熟化配制成脫硫劑漿液送入脫硫吸收塔，脫硫劑濃度一般取10％左右，按硫鎂比≤1.1供漿。脫硫率由循環(huán)吸收液的液氣比和pH值來(lái)調(diào)控。脫硫產(chǎn)物回收是將部分循環(huán)吸收液引出，經(jīng)稠化、離心過(guò)濾和烘干，直接濾出固態(tài)的脫硫產(chǎn)物。該工藝在吸收液循環(huán)槽中先使MgSO3結(jié)晶，因循環(huán)吸收液中固相微粒提供的晶粒數(shù)量巨大而結(jié)晶推動(dòng)力小，致使晶粒細(xì)小，后續(xù)的離心過(guò)濾功耗大和脫水深度低；更不能完成與固相雜質(zhì)的分離，一般作為熱分解再生MgO和回收SO2制酸的原料，故用燃料油燃燒供熱烘干脫水，從而又引出產(chǎn)物二次回收和煙氣二次凈化的問(wèn)題。同時(shí)吸收液中脫硫主反應(yīng)生成的MgSO3易氧化生成一部分溶解態(tài)的MgSO4，在過(guò)濾過(guò)程中流失，而在干燥過(guò)程中又有新的MgSO4生成；實(shí)際上脫水和干燥后的脫硫產(chǎn)物是以MgSO3為主，含有MgSO4、MgO及其雜質(zhì)和煙塵的混合物，特別在煙氣含塵量較高和MgO脫硫劑純度較低時(shí)，將嚴(yán)重降低回收產(chǎn)物的質(zhì)量及其利用價(jià)值。我國(guó)雖富有質(zhì)地優(yōu)良的鎂礦，作為天然礦產(chǎn)，畢竟純度有限，一般雜質(zhì)含量約15％。而我國(guó)大中型鍋爐煙氣除塵深度普遍不足且氧含量高，若照搬此工藝，脫硫產(chǎn)物的回收利用會(huì)流于形式，雜質(zhì)含量很高，液相流失的MgSO4量亦大，雖有回收而難利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收新工藝，即提出一種氧化鎂濕法煙氣脫硫和回收MgSO4.7H2O的工藝，該工藝啟用廉價(jià)的普通氧化鎂粉作脫硫劑，并利用MgSO3的易氧化性，將循環(huán)吸收液中的MgSO3及時(shí)氧化為MgSO4大大降低循環(huán)液中的MgSO3含量，利于脫硫和防垢；高溶解的MgSO4，既便于與各種固態(tài)雜質(zhì)的分離，又能通過(guò)結(jié)晶完成與液相雜質(zhì)的分離，且能大大減少液相過(guò)濾和結(jié)晶分離的處理流量，從而經(jīng)濟(jì)有效地解決已有工藝存在的問(wèn)題，全面提高脫硫和回收利用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收新工藝，主要包括文丘里預(yù)洗滌除氯，旋風(fēng)分離，用普通氧化鎂粉配制脫硫劑漿液進(jìn)入吸收塔吸收SO2洗滌凈化煙氣，除霧和煙氣再熱脫硫工藝步驟，以及吸收液循環(huán)氧化和部分吸收液產(chǎn)物回收工藝，其特征在于所述吸收液循環(huán)氧化和部分吸收液產(chǎn)物回收工藝按如下步驟進(jìn)行(1)在循環(huán)吸收液脫硫過(guò)程中鼓入空氣，將一次脫硫產(chǎn)物MgSO3及時(shí)和不斷地氧化為MgSO4，經(jīng)循環(huán)提濃，使溶解態(tài)的MgSO4質(zhì)量百分比濃度＞25％；(2)從塔內(nèi)引出一部分含MgSO4吸收液，經(jīng)過(guò)濾去除固態(tài)雜質(zhì)；(3)將濾液冷卻至10～20℃，使其結(jié)晶析出粗晶粒的MgSO4.7H2O，完成與母液主體及其液相雜質(zhì)的分離；(4)將結(jié)晶析出的MgSO4.7H2O進(jìn)入離心過(guò)濾脫水、完成與晶粒表面殘留水分及雜質(zhì)的分離，烘干后制得MgSO4.7H2O成品；(5)結(jié)晶剩下的母液和離心脫水的排出液再返回吸收塔循環(huán)脫硫。
本發(fā)明中所述的預(yù)洗滌除氯采用文丘里預(yù)洗滌，其液氣比為1.0～1.5。所述的循環(huán)提濃是利用煙氣間壁加熱強(qiáng)化吸收液氧化槽的保溫，使溶解態(tài)的MgSO4質(zhì)量百分比濃度優(yōu)選為30～32％。
在結(jié)晶過(guò)程中，為使結(jié)晶析出粗晶粒的MgSO4.7H2O，濾液可先經(jīng)空氣緩慢冷卻形成晶核，再用夾套式水冷使其加速結(jié)晶。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性進(jìn)步本發(fā)明比已有工藝更為簡(jiǎn)單，工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明僅用簡(jiǎn)易氧化措施，便可使循環(huán)液中的SO32-穩(wěn)定在數(shù)百ppm的水平下，十分有利于SO2向液相傳質(zhì)；在MgSO4不斷累積遞增至30％以上乃至35％的過(guò)程中，脫硫率始終保持在95％左右。高溶解度的MgSO4和SO32-低水平能更為可靠地避免脫硫系統(tǒng)的結(jié)垢和堵塞，且使引出作回收處理的吸收液流量減少三分之二，從而大幅度降低回收利用的成本?；厥盏腗gSO4.7H2O，不但使用價(jià)值遠(yuǎn)高于石膏，比已有工藝從吸收液中直接分離出主含MgSO3.6H2O的固態(tài)脫硫渣或MgSO3干渣，也有更高的工業(yè)利用價(jià)值。經(jīng)保守估算，一噸含量為85％的普通氧化鎂，按MgO利用率90％和回收率75％計(jì)，在燃煤含硫2％的35t/h鍋爐上，運(yùn)行8小時(shí)便可將1噸普通氧化鎂轉(zhuǎn)變?yōu)?.5tMgSO4.7H2O。從脫硫原料的投入至脫硫產(chǎn)物的回收，參照同種MgO原料與濃硫酸反應(yīng)制取MgSO4.7H2O的價(jià)格并扣除MgO原料費(fèi)，單位時(shí)間增值231元/h，整個(gè)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的水電費(fèi)，按0.5元/Kwh和1元/m3計(jì)，一般不超過(guò)180元/h。本發(fā)明脫硫產(chǎn)物回收效益在燃煤含硫1.5％時(shí)即可與脫硫的動(dòng)力和原料消耗持平。燃煤含硫越高，煙氣脫硫規(guī)模越大，效益越好。


圖1為已有氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收處理工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明提供的氧化鎂濕法煙氣脫硫和結(jié)晶回收硫酸鎂工藝流程圖。
圖3為本發(fā)明提供的氧化鎂濕法煙氣脫硫和結(jié)晶回收硫酸鎂工藝實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-預(yù)洗滌除氯裝置，2-液氣旋風(fēng)分離裝置，3-SO2吸收塔，4-除霧裝置，5-煙氣再熱裝置，6-氫氧化鎂供漿罐，7-氧化鎂漿液罐，8-吸收液氧化槽，9-吸收液過(guò)濾裝置，10-冷卻結(jié)晶器，11-離心過(guò)濾器，12-MgSO4.7H2O干燥器，13-母液貯罐具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖2、圖3所示，來(lái)自鍋爐除塵后的含硫煙氣，經(jīng)過(guò)煙氣再熱裝置5降溫后，進(jìn)入預(yù)洗滌除氯裝置1，啟用停留時(shí)間短和氣液兩相緊密接觸的文丘里，以1.0～1.5的低液氣比作預(yù)洗滌，減少SO2損失和相對(duì)更為有效地脫氯，使循環(huán)吸收液中SO42-和Cl-的濃度差增大。預(yù)洗滌后的煙氣進(jìn)入氣液分離裝置2，同時(shí)利用煙氣間壁加熱強(qiáng)化吸收液氧化槽8的保溫。氣液分離后的煙氣進(jìn)入SO2吸收塔3脫硫，再經(jīng)過(guò)除霧裝置4和煙氣再熱裝置5，由脫硫風(fēng)機(jī)引至煙囪排空。氧化鎂粉在氧化鎂漿液罐7經(jīng)熟化后由氫氧化鎂供漿罐6進(jìn)入SO2吸收塔3，形成循環(huán)吸收液吸收SO2。吸收液氧化槽8設(shè)在SO2吸收塔3的底部，循環(huán)吸收液脫硫過(guò)程中在吸收液氧化槽8中鼓入空氣，將一次脫硫產(chǎn)物MgSO3及時(shí)和不斷地氧化為MgSO4，經(jīng)循環(huán)增濃至循環(huán)液溫度下的準(zhǔn)飽和濃度。一般使溶解態(tài)的MgSO4質(zhì)量百分比濃度＞25％，最好保持在30～32％的范圍內(nèi)。將部分吸收液引出至過(guò)濾裝置9作深度過(guò)濾去除固相雜質(zhì)；濾液流入冷卻結(jié)晶器10，在結(jié)晶過(guò)程中，可先經(jīng)空氣緩慢冷卻，再經(jīng)夾套式水冷至10～20℃，使其結(jié)晶并形成mm級(jí)粗晶粒的MgSO4.7H2O，完成與母液主體及其液相雜質(zhì)的分離；最后在離心過(guò)濾器11中完成與母液及其液相雜質(zhì)的深度分離，再經(jīng)烘干裝置12烘干即可。回收的MgSO4.7H2O質(zhì)量與氧化鎂和濃硫酸反應(yīng)制取的MgSO4.7H2O相當(dāng)。由冷卻結(jié)晶器10和離心過(guò)濾器11出來(lái)的母液返回吸收塔3，至塔內(nèi)cl-濃度將超過(guò)20g/l時(shí)可外排。
權(quán)利要求
1.一種氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收新工藝，主要包括預(yù)洗滌除氯，氣液分離，用普通氧化鎂粉配制脫硫劑漿液進(jìn)入吸收塔吸收SO2，洗滌凈化煙氣、除霧和煙氣再熱脫硫工藝步驟，以及吸收液循環(huán)氧化和部分吸收液產(chǎn)物回收工藝，其特征在于所述吸收液循環(huán)氧化和部分吸收液產(chǎn)物回收工藝按如下步驟進(jìn)行(1)在循環(huán)吸收液脫硫過(guò)程中鼓入空氣，將一次脫硫產(chǎn)物MgSO3及時(shí)和不斷地氧化為MgSO4，經(jīng)循環(huán)提濃，使溶解態(tài)的MgSO4質(zhì)量百分比濃度＞25％；(2)從塔內(nèi)引出一部分含MgSO4吸收液，經(jīng)過(guò)濾去除固態(tài)雜質(zhì)；(3)將濾液冷卻至10～20℃相雜質(zhì)的分離，使其結(jié)晶析出粗晶粒的MgSO4·7H2O，完成與母液主體及其液；(4)將結(jié)晶析出的MgSO4·7H2O進(jìn)入離心過(guò)濾脫水，完成與晶粒表面殘留水分及雜質(zhì)的分離，制得MgSO4·7H2O成品；(5)結(jié)晶剩下的母液和離心脫水的排出液再返回吸收塔循環(huán)脫硫，至塔內(nèi)cl-濃度將超過(guò)20g/l后可外排。
2.按照權(quán)利要求1所述的氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收新工藝，其特征在于所述的預(yù)洗滌除氯采用文丘里預(yù)洗滌，其液氣比為1.0～1.5。
3.按照權(quán)利要求1或2所述氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收新工藝，其特征在于所述的循環(huán)提濃是利用煙氣間壁加熱強(qiáng)化吸收液氧化槽(8)的保溫，使溶解態(tài)的MgSO4質(zhì)量百分比濃度保持在30～32％。
4.按照權(quán)利要求1所述的氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收新工藝，其特征在于在結(jié)晶過(guò)程中，濾液先經(jīng)空氣緩慢冷卻形成晶核，再用夾套式水冷使其加速結(jié)晶。
全文摘要
一種氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收新工藝，涉及一種對(duì)現(xiàn)有氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收工藝的一種改進(jìn)。本發(fā)明的技術(shù)特征是在循環(huán)吸收液脫硫過(guò)程中鼓入空氣，將一次脫硫產(chǎn)物MgSO
文檔編號(hào)B01D53/50GK1481926SQ0310980
公開(kāi)日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2003年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月11日
發(fā)明者徐康富, 馬永亮, 白永鋒 申請(qǐng)人:清華大學(xué)