一种利用蒸汽热源循环制备硫酸镁的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种蒸汽热源循环镁法脱硫及硫酸镁制备系统，属于烟气脱硫技术领域。脱硫塔；换热器、除尘器、加热装置、冷凝器、浆液池、蒸汽热源、喷液管；所述除尘器与换热器连接，换热器与脱硫塔的下部连接；所述脱硫塔的底部与换热器连接；所述加热装置、冷凝器、浆液池依次连接，喷液管的一端与浆液池连接，另一端伸入脱硫塔的上部；所述换热器和冷凝器连接；蒸汽热源与加热装置连接。本发明专利技术采用不仅简化了脱硫副产品的制备工艺，节省了蒸发结晶处理中的能耗，而且实现了余热资源的有效利用，使烟气余热与火力发电厂中的蒸汽热源得到了高附加值利用。

System and method for preparing Magnesium Sulfate by steam heat source cycle

The invention relates to a steam heat source circulating magnesium desulfurization and magnesium sulfate preparation system, belonging to the technical field of flue gas desulfurization. A desulfurization tower; a heat exchanger, a dust collector, a heating device, a condenser, a slurry pool, a steam heat source, and a spray pipe; the dust collector is connected with a heat exchanger, and the heat exchanger is connected with the lower part of the desulfurization tower; the bottom of the desulfurization tower is connected with the heat exchanger; the heating device, a condenser and a slurry pool are connected in turn, and one end of the spray pipe is connected. The heat exchanger is connected with the condenser and the steam heat source is connected with the heating device. The method not only simplifies the preparation process of the desulfurization by-product, saves the energy consumption in the evaporation and crystallization treatment, but also realizes the effective utilization of the waste heat resources, so that the waste heat of flue gas and the steam heat source in the thermal power plant are utilized with high added value.

【技术实现步骤摘要】
一种利用蒸汽热源循环制备硫酸镁的系统及方法
本专利技术涉及烟气脱硫
，尤其涉及一种利用火力发电厂的烟气余热和蒸汽余热，在镁法脱硫过程中循环制备硫酸镁的系统及方法。
技术介绍
镁法烟气脱硫技术是利用氧化镁作为脱硫剂进行烟气脱硫的一种湿法脱硫技术，氧化镁的脱硫机理为碱性氧化物与水发生反应生成氢氧化物，氢氧化物浆液再吸收烟气中的SO2，生成含水亚硫酸镁和少量硫酸镁。镁法烟气脱硫的直接副产物是三水和六水亚硫酸镁，由于烟气中存在氧气(O2)，在一定条件下亚硫酸镁将氧化成硫酸镁。镁法脱硫技术成熟可靠，脱硫效率高，副产品可以综合利用，显示了越来越大的优越性。有资料显示，目前美国、欧洲、日本火电厂80％的机组容量均采用镁法脱硫，中国台湾电厂的95％机组容量也是采用镁法脱硫。镁法脱硫有如下特点：(1)镁法烟气脱硫使用的镁剂脱硫剂比反应活性很强，比钙剂的反应活性高10多倍，可取的较高的脱硫效率，一般在95％以上，脱硫剂的消耗成本降低。(2)在脱硫作业稳定的同时，投资少，由于镁法脱硫副产物烟硫酸镁、硫酸镁有较高的溶解度，从而避免了其在系统中结垢、堵塞等问题的产生。然而，现有的镁法烟气脱硫技术中，一般先用脱硫剂(如氢氧化镁溶液)将烟气中的二氧化硫脱除，得到硫酸镁溶液后再对其进行后处理得到硫酸镁产品，这种方法产生的问题是：脱硫剂中的水溶剂在脱硫塔中大量蒸发，水溶剂随烟气排出后不仅造成了水资源的大量浪费，而且由于烟气湿度过大，直接排出后会造成严重的烟羽污染，使得企业不得不额外加装烟气除湿设备，使烟气脱硫的整个工艺复杂化、高成本化。因此，有必要研究一种新的镁法脱硫系统，以期解决上述现有技术中存在的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术旨在提供一种蒸汽热源镁法脱硫及硫酸镁循环制备系统及方法。本专利技术利用镁法脱硫技术与烟气中丰富的热源，实现了镁法脱硫的循环进行以及硫酸镁的低成本、高效率制备的同时，还实现了烟气的高附加值利用。本专利技术的目的之一是提供一种利用蒸汽热源循环制备硫酸镁的系统。本专利技术的目的之二是提供一种利用蒸汽热源循环制备硫酸镁的方法。本专利技术的目的之三是提供一种利用蒸汽热源循环制备的硫酸镁。本专利技术的目的之四是提供利用蒸汽热源循环制备硫酸镁的系统、利用蒸汽热源循环制备硫酸镁的方法、利用蒸汽热源循环制备的硫酸镁的应用。为实现上述专利技术目的，具体的，本专利技术公开了下述技术方案：首先，本专利技术公开了一种利用蒸汽热源循环制备硫酸镁的系统，所述系统包括：脱硫塔、硫酸镁浆液泵、换热器、引风机、除尘器、加热装置、冷凝器、浆液池、脱硫剂浆液泵、凝结水系统、喷液管、蒸汽热源、增压泵、外部供热系统。所述除尘器、引风机、换热器依次相连，换热器与脱硫塔的下部相连。烟气经过除尘器除尘后，由引风机送入换热器中与硫酸镁溶液进行换热，换热后，烟气温度下降，然后从脱硫塔的下部进入脱硫塔中进行脱硫。所述加热装置、冷凝器、浆液池、脱硫剂溶液泵依次相连，喷液管的一端与脱硫剂溶液泵连接，另一端伸入脱硫塔的上部。所述浆液池中含有脱硫剂溶液，脱硫剂溶液泵将脱硫剂溶液送入喷液管中，再由喷液管从脱硫塔的上部自上向下喷洒，而换热后的烟气从脱硫塔的下部逆流而上，与脱硫剂溶液接触，从而完成烟气的脱硫，脱硫后的烟气直接由烟囱排放，而脱硫剂溶液经过脱硫后变成了硫酸镁溶液向脱硫塔的底部聚集。所述脱硫塔的底部、硫酸镁溶液泵、换热器依次连接，脱硫塔底部的硫酸镁溶液通过硫酸镁溶液泵被送入换热器中，换热器利用烟气中的热量与硫酸镁溶液进行换热，对硫酸镁溶液进行第一次预热，以提高硫酸镁溶液的温度(预热硫酸镁溶液)。优选的，换热器制备的酸镁成品也可再循环至换热器的硫酸镁溶液进口，改善进入加热装置的硫酸镁浓度，进一步提高硫酸镁质量及热量回收。优选的，所述换热器采用间壁式结构，所述间壁式结构的内部为中空结构，蒸汽从中空的间壁式结构中通过，硫酸镁溶液位于间壁式结构之间，通过间壁式结构的器壁完成烟气与硫酸镁溶液之间的热量交换，进而对硫酸镁溶液进行第一次预热，采用烟气余热对硫酸镁溶液进行预热的好处在于：不仅能够有效利用烟气中的余热，而且可以降低进入脱硫塔的烟气温度，从而降低脱硫塔内的脱硫剂溶液的蒸发水量，进一步减小排放烟气的含湿量，改善烟羽污染现象。所述换热器和冷凝器连接，蒸汽热源和加热装置连接。所述冷凝器的作用是：(1)通过硫酸镁溶液中水溶质形成的水蒸汽对来自换热器中的硫酸镁溶液进行第二次预热，进一步提高硫酸镁溶液的温度，这样可以尽量提高对蒸汽热源的利用率。(2)通过冷凝器实对水蒸汽进行冷凝，实现水溶质的回收。所述烟气和蒸汽热源来自火力发电厂，因为火力发电厂拥有从100℃到800℃各种温度梯度的热源，余热资源丰富，可与镁法脱硫相互配合，实现蒸汽热源与烟气余热的高附加值利用。优选的，所述加热装置为换热器。优选的，所述加热装置采用间壁式结构，所述间壁式结构的内部为中空结构，蒸汽热源提供的蒸汽从中空的间壁式结构中通过，硫酸镁溶液位于间壁式结构之间，通过间壁式结构的器壁完成蒸汽热源与硫酸镁溶液之间的热量交换，进而对硫酸镁溶液进行加热、脱水。所述经过预热后的硫酸镁溶液进入加热装置，来自蒸汽热源中的蒸汽对加热装置进行加热，使硫酸镁溶液中的溶质水受热蒸发，从而得到结晶的硫酸镁成品；而蒸汽热源中的蒸汽由于热量被硫酸镁溶液吸收而冷凝，形成了热源冷凝水；同时，加热装置中的受热蒸发后的溶质水形成了水蒸汽，水蒸汽通过与冷凝器中的硫酸镁溶液换热，形成了冷凝水，进入浆液池后与脱硫剂混合配制成脱硫剂溶液，再次用于烟气脱硫，实现了溶质水的循环利用。所述外部供热系统、增压泵、加热装置依次连接，增压泵将热源冷凝水输送到外部供热系统再次利用，因为尽管热源蒸汽中的部分热量被用于加热硫酸镁溶液，但蒸汽热源提供的蒸汽形成的热源冷凝水的温度仍然可以达到40-70℃，可以与外部供热系统连接后再次被利用，如洗浴或供暖等。其次，本专利技术还公开了一种蒸汽热源循环镁法脱硫制备硫酸镁的方法，包括如下步骤：(1)先将烟气经除尘器除尘后由引风机送入换热器中，然后从脱硫塔的下部送入脱硫塔中进行脱硫；同时，脱硫剂溶液泵将浆液池中的脱硫剂溶液送入喷液管，经喷液管自上向下喷洒后，与从脱硫塔底部逆流而上的烟气接触，完成脱硫，而脱硫剂溶液转变成硫酸镁溶液向脱硫塔的底部；(2)硫酸镁溶液泵将步骤(1)中的硫酸镁溶液送入换热器中，利用烟气中的余热对步骤(1)中的硫酸美溶液进行第一次预热，然后将预热后的硫酸镁溶液送入加热装置中，通过蒸汽热源的加热，硫酸镁溶液中的水溶剂被蒸发形成水蒸汽，得到硫酸镁成品；(3)步骤(2)中的水蒸汽进入冷凝器中，然后对来自换热器中的第一次预热后的硫酸镁溶液进行第二次预热，预热后水蒸汽被冷凝形成冷凝水，冷凝水被重新引入浆液池中与脱硫剂配制成脱硫剂溶液进行循环利用；(4)步骤(2)中，蒸汽热源中的蒸汽形成的热源冷凝水进入外部供热系统再次被利用。最后，本专利技术还公开了利用蒸汽热源循环制备硫酸镁的系统、利用蒸汽热源循环制备硫酸镁的方法、利用蒸汽热源循环制备的硫酸镁在食品、化工、医药、农业领域中的应用。需要说明的是：本专利技术的主要目的是利用烟气中余热和火力发电厂蒸汽作为热源实现硫酸镁制备的同时，还要实现镁法脱硫工艺的循环，这意味着必须要实现脱硫剂溶液和脱硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸汽热源循环镁法脱硫及硫酸镁制备系统，其特征在于：脱硫塔；换热器、除尘器、加热装置、冷凝器、浆液池、蒸汽热源、喷液管；所述除尘器与换热器连接，换热器与脱硫塔的下部连接；所述脱硫塔的底部与换热器连接；所述加热装置、冷凝器、浆液池依次连接，喷液管的一端与浆液池连接，另一端伸入脱硫塔的上部；所述换热器和冷凝器连接；蒸汽热源与加热装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽热源循环镁法脱硫及硫酸镁制备系统，其特征在于：脱硫塔；换热器、除尘器、加热装置、冷凝器、浆液池、蒸汽热源、喷液管；所述除尘器与换热器连接，换热器与脱硫塔的下部连接；所述脱硫塔的底部与换热器连接；所述加热装置、冷凝器、浆液池依次连接，喷液管的一端与浆液池连接，另一端伸入脱硫塔的上部；所述换热器和冷凝器连接；蒸汽热源与加热装置连接。2.如权利要求1所述的蒸汽热源循环镁法脱硫及硫酸镁制备系统，其特征在于：所述系统还包括引风机，所述除尘器、引风机、换热器依次连接；或，所述系统还包括硫酸镁溶液泵，所述脱硫塔的底部、硫酸镁溶液泵、换热器依次连接。3.如权利要求2所述的蒸汽热源循环镁法脱硫及硫酸镁制备系统，其特征在于：所述系统还包括脱硫剂溶液泵；所述冷凝器、浆液池、脱硫剂溶液泵依次相连，喷液管的一端与脱硫剂溶液泵连接，另一端伸入脱硫塔的上部；或，所述系统还包括增压泵，所述增压泵与加热装置连接。4.如权利要求3所述的蒸汽热源循环镁法脱硫及硫酸镁制备系统，其特征在于：所述系统还包括外部供热系统，所述外部供热系统、增压泵、加热装置依次连接。5.如权利要求4所述的蒸汽热源循环镁法脱硫及硫酸镁制备系统，其特征在于：所述换热器采用间壁式结构，所述间壁式结构的内部为中空结构，烟气从中空的间壁式结构中通过，硫酸镁溶液位于间壁式结构之间，通过间壁式结构的器壁完成烟气与硫酸镁溶液之间的热量交换。6.如权利要求1-5任一项所述的蒸汽热源循环镁法脱硫及硫酸镁制备系统，其特征在于：所述加热装置为换热器；优选的，所述加热装置采用间壁式结构，所述间壁式结构的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：史月涛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37