制造硫酸镁的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种制造硫酸镁的装置与方法，具体提供一种氧化镁法脱硫废液塔外利用烟气余热制造硫酸镁的装置与方法。本发明专利技术的装置包括脱硫塔、烟道、热交换设备、结晶设备和干燥设备，该热交换设备位于至少一段烟道的外围，使来自脱硫塔的含硫酸镁溶液在烟气余热作用下蒸发浓缩。采用本发明专利技术的装置与方法，副产品生产过程中无需消耗蒸汽进行浓缩结晶，从而在保证正常脱硫效率前提下，减少了副产品生产费用，节约了脱硫运行成本，降低了系统维护保养难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造硫酸镁的装置与方法，尤其涉及一种氧化镁法脱硫废液塔外利用烟气余热制造硫酸镁的装置与方法。本专利技术的装置与方法尤其适用于燃煤锅炉、烧结机、球团、回转窑烟气等需要烟气脱硫的领域。
技术介绍
采用氧化镁法脱硫工艺且将脱硫废液制备生成硫酸镁副产品，不仅解决了传统钙法脱硫产生的脱硫石膏处理问题，而且还可以通过硫酸镁副产品的销售冲抵部分脱硫装置的运行维护费用，从技术及经济角度都比传统钙法具有较大的市场应用优势。由于传统的氧化镁法脱硫废液制造硫酸镁技术使用蒸汽作为蒸发、结晶、干燥的介质，所以造成采用脱硫废液制造硫酸镁的方法需要消耗较多的蒸汽，直接增加了脱硫运行费用。例如，CN1733656A公开了一种利用锅炉烟气制取七水硫酸镁肥料的方法，其中，利用硫酸镁在温度超过60℃时溶解度降低的特性对硫酸镁溶液进行浓缩结晶，这种高温结晶方式需要消耗更多的高品质蒸汽，而且会造成晶浆输送管路频繁堵塞，很难实现副产品的连续稳定生产。CN102745726A公开了一种利用脱硫废液生产七水硫酸镁的方法，所采用的结晶方法为“将所得液体送入蒸发器，浓缩后将浆料排出，蒸发温度为100～130℃，排出的浆料进行冷却结晶，温度为30～45℃，获得七水硫酸镁”，这种蒸发、结晶方法需要蒸汽品质较高，如果使用低品位蒸汽则消耗量增加。不论采用上述二种方法的任何一种，生产一吨硫酸镁需要耗费1.2～2吨左右的蒸汽，蒸汽价格以80元/吨计算，一吨硫酸镁的蒸汽消耗成本在96～160元左右。尽管镁法脱硫综合成本比钙法要低，但目前镁法脱硫塔外利用一效、二效或三效蒸发等工艺制造硫酸镁的方式仍然存在浪费蒸汽资源，脱硫运行费用仍然较高。而塔内利用烟气热能在脱硫过程中同步直接制造硫酸镁的方法，虽然降低了成本，节约了蒸汽资源，但塔内增加了循环沉降槽、积液器等装置，这些装置安装在塔内，增加了运行维护这些设备的难度。另外，塔内直接蒸发浓缩制造硫酸镁生成的最终产品含有部分烟气中的杂质，后期分离有一定难度。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种制造硫酸镁的装置与方法，尤其提供一种氧化镁法脱硫废液塔外利用烟气余热制造硫酸镁的装置与方法。采用本专利技术的装置与方法，通过在烟道设置换热器进行蒸发浓缩，副产品生产过程中无需消耗蒸汽进行浓缩结晶，能够解决目前镁法脱硫后废液制造硫酸镁消耗蒸汽较多、吨矿生产成本较高和增加脱硫运行费用较多的问题，还能够解决塔内直接制造硫酸镁产品含杂质、系统维护保养难度较大等问题。本专利技术提供一种制造硫酸镁的装置，其特征在于，包括：(1)脱硫塔，其具有烟气进口，包括：(a)吸收段，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液；(b)浆液接纳段，用于接纳来自吸收段的含硫酸镁的浆液，并将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段，另一部分经过滤后形成过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至位于脱硫塔外部的热交换设备；(2)烟道，其与脱硫塔的烟气进口相通，用于提供烟气进入脱硫塔的外部通道；(3)热交换设备，其位于至少一段烟道的外围，用于烟道内的烟气与热交换设备内的所述过滤后浆液热交换，使所述过滤后浆液在烟气余热作用下蒸发浓缩，形成含硫酸镁晶体的浓缩浆液，并将所述浓缩浆液送至结晶设备；(4)结晶设备，用于接纳来自热交换设备的所述浓缩浆液，并使所述浓缩浆液中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；(5)离心设备，用于将来自结晶设备的含硫酸镁晶体的晶浆离心分离，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至浆液接纳段循环利用；(6)干燥设备，用于干燥来自离心设备的含硫酸镁晶体的沉淀，以形成干燥后的硫酸镁成品。根据本专利技术所述的装置，优选地，所述吸收段设有至少两级二氧化硫吸收喷淋层，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液；所述浆液接纳段的含硫酸镁的浆液的一部分通过循环泵送至吸收段的所述至少两级二氧化硫吸收喷淋层。根据本专利技术所述的装置，优选地，所述热交换设备设有烟道式换热器，其材质为合金钢或钛材。根据本专利技术所述的装置，优选地，所述烟道式换热器为普通换热器或热管式换热器。根据本专利技术所述的装置，优选地，所述烟道式换热器具有换热段与蒸发浓缩段分离的换热结构。本专利技术还提供一种利用上述装置制造硫酸镁的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)使烟气经烟道进入脱硫塔的吸收段，采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，形成含硫酸镁的浆液；(2)由浆液接纳段接纳来自步骤(1)的含硫酸镁的浆液，将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段，另一部分经过滤后形成过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至热交换设备；(3)在热交换设备中，使烟道内的烟气与热交换设备内的所述过滤后浆液进行热交换，使所述过滤后浆液在烟气余热作用下蒸发浓缩，形成含硫酸镁晶体的浓缩浆液并送至结晶设备；(4)在结晶设备中使来自步骤(3)的浓缩浆液中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；(5)在离心设备中离心分离来自步骤(4)的含硫酸镁晶体的晶浆，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至浆液接纳段循环利用；(6)在干燥设备中干燥步骤(5)得到的含硫酸镁晶体的沉淀，形成干燥后的硫酸镁成品。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤(1)中的烟气满足如下条件之一：所述的烟气为来自燃煤锅炉、烧结机、球团、或窑炉的烟气，或者所述的烟气为二氧化硫含量为300mg/Nm3～20000mg/Nm3，并且氧气含量为2～20vt％的烟气。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤(1)中的烟气满足如下条件之一：所述的烟气为来自燃煤锅炉或烧结机的烟气。所述的烟气为二氧化硫含量为2000mg/Nm3～5000mg/Nm3，并且氧气含量为10～15vt％的烟气。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤(4)形成的晶浆的含固量大于35wt％。根据本专利技术所述的方法，优选地，步骤(4)形成的晶浆中的硫酸镁晶体的粒度大于0.2mm。本专利技术所述的硫酸镁生产装置与方法在取消蒸汽做功的工艺条件下，通过在烟道设置热交换设备进行脱硫浆液的蒸发浓缩，副产品生产过程中无需消耗蒸汽进行浓缩结晶，从而在保证正常脱硫效率前提下，降低了副产品生产费用，还节约了脱硫运行成本。本专利技术的硫酸镁生产装置与方法可适用于传统湿式钙法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造硫酸镁的装置，其特征在于，包括：(1)脱硫塔，其具有烟气进口，包括：(a)吸收段，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液；(b)浆液接纳段，用于接纳来自吸收段的含硫酸镁的浆液，并将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段，另一部分经过滤后形成过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至位于脱硫塔外部的热交换设备；(2)烟道，其与脱硫塔的烟气进口相通，用于提供烟气进入脱硫塔的外部通道；(3)热交换设备，其位于至少一段烟道的外围，用于烟道内的烟气与热交换设备内的所述过滤后浆液进行热交换，使所述过滤后浆液在烟气余热作用下蒸发浓缩，形成含硫酸镁晶体的浓缩浆液，并将所述浓缩浆液送至结晶设备；(4)结晶设备，用于接纳来自热交换设备的所述浓缩浆液，并使所述浓缩浆液中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；(5)离心设备，用于将来自结晶设备的含硫酸镁晶体的晶浆离心分离，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至浆液接纳段循环利用；(6)干燥设备，用于干燥来自离心设备的含硫酸镁晶体的沉淀，以形成干燥后的硫酸镁成品。

【技术特征摘要】
1.一种制造硫酸镁的装置，其特征在于，包括：
(1)脱硫塔，其具有烟气进口，包括：
(a)吸收段，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形
成含硫酸镁的浆液；
(b)浆液接纳段，用于接纳来自吸收段的含硫酸镁的浆液，并
将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段，另一部分经过滤后
形成过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至位于脱硫塔外部的热
交换设备；
(2)烟道，其与脱硫塔的烟气进口相通，用于提供烟气进入脱硫塔
的外部通道；
(3)热交换设备，其位于至少一段烟道的外围，用于烟道内的烟气
与热交换设备内的所述过滤后浆液进行热交换，使所述过滤后浆液在烟气
余热作用下蒸发浓缩，形成含硫酸镁晶体的浓缩浆液，并将所述浓缩浆液
送至结晶设备；
(4)结晶设备，用于接纳来自热交换设备的所述浓缩浆液，并使所述
浓缩浆液中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；
(5)离心设备，用于将来自结晶设备的含硫酸镁晶体的晶浆离心分
离，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至浆液接纳段循环
利用；
(6)干燥设备，用于干燥来自离心设备的含硫酸镁晶体的沉淀，以
形成干燥后的硫酸镁成品。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸收段设有至少
两级二氧化硫吸收喷淋层，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并
形成含硫酸镁的浆液；所述浆液接纳段的含硫酸镁的浆液的一部分通过循
环泵送至吸收段的所述至少两级二氧化硫吸收喷淋层。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热交换设备设有
烟道式换热器，其材质为合金钢或钛材。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述烟道式换热器为
普通换热器或热管式换热器。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述烟道式换热器具
有换热段与蒸发浓缩段分离的换热结构。
6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：童裳慧，
申请(专利权)人：北京中晶佳镁环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11