一种加镁石灰石湿法烟气脱硫方法技术

为了解决现有石灰石洗涤烟气中二氧化硫的效率低、能耗高，氧化镁烟气脱硫原料成本高，以及加镁石灰脱硫的原料限制、性能单一、能耗较大的问题，本发明专利技术提供一种加镁石灰石湿法烟气脱硫方法。所述加镁石灰石湿法烟气脱硫方法为脱硫吸收、氧化、分离脱水、浆液回用四个步骤实现镁循环脱硫产生石膏副产物的方法，本发明专利技术综合了镁(MgO)的优良脱硫性能和石灰石(CaCO

A wet flue gas desulfurization method with limestone and magnesium

【技术实现步骤摘要】
一种加镁石灰石湿法烟气脱硫方法
本专利技术属于烟气净化处理
，具体涉及一种加镁石灰石湿法烟气脱硫方法。
技术介绍
为了降低含硫化石燃料燃烧烟气中的二氧化硫(SO2)的排放，保护大气环境，采用资源丰富的石灰石(碳酸钙，CaCO3)为脱硫剂原料的石灰石-强制氧化(LimeStoneForcedOxization,LSFO)生产石膏副产物的湿法脱硫是应用最广泛的脱硫工艺。中国的95％以上火电厂采用这一工艺，设计脱硫效率一般为95％，为满足更严格的环保要求，LSFO装置已历经多次技术升级改造，以进一步提高脱硫效率。我国要求火力发电厂实现烟气“超低排放”目标，即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/m3。按照这一标准，对于含硫1％的低硫煤的燃烧烟气，要求脱硫效率约98.5％，而对于含硫2％的中硫煤的燃烧烟气，要求脱硫效率在99.2％以上，显著超过了石灰石脱硫的设计性能。因此，LSFO脱硫系统必须进行性能的升级改造。为进一步提高脱硫效率，常规LSFO增效改造的主要措施包括：(1)增加喷淋液/气比，(2)增强烟气与脱硫剂之间的传质，(3)提高吸收反应pH值，(4)采用两级脱硫吸收塔，以“串联接力”脱硫提高总脱硫效率。实际上，为了最大限度提高LSFO工艺的脱硫效率，以上方法往往综合使用。但是，由于石灰石固有的脱硫反应性的局限，传统的LSFO工艺的所有增效改进措施不仅已趋于性能极限，而且任何提高其脱硫反应能力，都以显著增加脱硫电耗为代价。为了满足环保排放标准，往往不得不燃用价格较高的低硫煤，增加了发电成本，降低了燃煤的适应性和灵活性。因此，寻求脱硫性能更好的脱硫剂原料成为突破LSFO工艺性能极限的方向。氧化镁(MgO)是极好的脱硫原料，镁在脱硫条件下的化学活性显著优于钙基脱硫剂，也无危险性，中国的镁资源丰富，易于获得，已经成功应用于大型火电机组的烟气脱硫。大量业绩证明，达到99.2％脱硫效率的氧化镁脱硫的液/气比仅相当于同等条件下LSFO的1/3。即在传统的LSFO脱硫装置上改用氧化镁脱硫剂，可以将脱硫效率提高到99.5％以上，满足烧高硫煤的超低排放要求。所以，采用氧化镁脱硫，一方面可以降低脱硫电耗，另一方面，可以提高脱硫能力，扩大燃煤的灵活性，降低燃煤成本，具有节能、环保和经济性的综合效益。然而，氧化镁脱硫的局限是原料价格比石灰石较高，资源供应也受产地和运输的限制。为了发挥氧化镁的优良脱硫性能，又利用廉价的石灰石资源，在上世纪90年代以来，美国曾开发了镁增强石灰(MagnesiumEnhancedLime–MEL)脱硫工艺技术，使用含3～7％氧化镁的石灰(氧化钙，CaO)作为脱硫剂原料，代替传统的石灰石，进一步提高了脱硫性能，降低了脱硫液/气比。文献CN1491738A公开了一种除去二氧化硫并同时生产石膏的加镁石灰/石灰石洗涤系统，该专利技术在石灰或石灰石中添加氧化镁作为脱硫剂去除烟气中的二氧化硫，并产生高品质石膏副产物，该专利技术专利的脱硫塔的喷淋循环是外循环，喷淋浆液从塔中部流出，经外置循环罐进行喷淋循环；脱硫塔浆池只承担氧化功能；其工艺方法只限于氧化钙(石灰)，没有明确使用碳酸钙(石灰石)的反应机理和方法。文献CN1057712C公开了一种加镁石灰洗涤介质从气流中除去二氧化硫以生产石膏副产物的方法，只用于含镁氧化钙(加镁石灰)；并且，脱硫剂氧化镁与氧化钙混合加入熟化，产生混合浆液。该方法没有使用碳酸钙(石灰石)的反应机理和方法。由文献CN1491738A和文献CN1057712C可知，现有加镁石灰洗涤二氧化硫烟气技术存在着实际只能使用氧化钙(石灰)为主脱硫剂，其脱硫剂原料成本较高，同时，还有工艺较复杂，能耗较大的问题。特别是对于已建成的石灰石脱硫系统，应用加镁石灰脱硫技术进行增效改造必须改变脱硫剂原料，其供应受到限制，价格也较高。所以，现有石灰石脱硫方法存在着脱硫性能较低，电耗太高，而氧化镁脱硫方法存在着原料价格较高，资源供应有限的问题。所以，亟需研发一种新的脱硫工艺技术，既利用石灰石的低成本，又发挥氧化镁的高性能，在满足严格的环保要求的同时，能有效降低环保成本。
技术实现思路
为了解决现有脱硫技术存着的石灰石脱硫性能较差、电耗高，氧化镁脱硫原料价格较高的问题，本专利技术提供一种加镁石灰石湿法烟气脱硫方法。本专利技术一种加镁石灰石湿法烟气脱硫方法，所述加镁石灰石湿法烟气脱硫方法为脱硫吸收、氧化、分离脱水、浆液回用四个步骤循环脱硫法，具体步骤如下：S1、脱硫吸收将含有二氧化硫的原烟气引入脱硫吸收系统，同时引入作为二氧化硫吸收剂的石灰石浆液和含硫酸镁的回用浆液进入脱硫吸收系统，经过脱硫吸收剂与二氧化硫的吸收反应后净烟气达标排放,所述二氧化硫吸收剂为加镁石灰石；S2、氧化将步骤S1脱硫后的脱硫浆液排放至氧化系统，所述氧化系统中通入氧化空气对脱硫浆液中脱硫吸收产物进行强制氧化，生成二水硫酸钙和硫酸镁；S3、分离脱水将步骤S2氧化后的物质排放至分离脱水系统，在分离脱水系统中将二水硫酸钙固体和硫酸镁溶液分离，并将二水硫酸钙固体脱水后形成石膏副产物排出；S4、浆液回用将步骤S3去掉二水硫酸钙固体的主要含硫酸镁的回收浆液排放至浆液回用系统，并补充氧化镁或氢氧化镁，以补充由石膏夹带少量镁物质和随脱硫废水排放带走的镁，经浆液回用系统处理的回用浆液被排至脱硫吸收系统，完成镁的循环脱硫吸收。进一步的，所述步骤S1中保持镁离子浓度为2,000～20,000ppm，浆液的pH值为4.5～7.0，浆液中固体物质含量为10～22％。进一步的，所述步骤S1中镁离子浓度为4,000～10,000ppm，浆液的pH值为5.5～6.5，浆液中固体物质含量为15～18％。进一步的，所述步骤S2中空气过量系数1.5～3.0，表压力为60～90kPa，温度35～80℃。进一步的，所述步骤S2中氧化系统pH值为4.5～5.5。进一步的，所述步骤S3中浆液经过旋流器、真空皮带脱水机，将二水硫酸钙固体分离脱水至含水率＜10％，作为最终石膏副产物外排，而分离了二水硫酸钙固体的含硫酸镁的清液含固浓度＜5％。进一步的，所述步骤S3的分离系统还设置有浓缩池，将去掉二水硫酸钙固体的清液置于浓缩池中进行进一步分离，使含硫酸镁的清液的固体物质含量降至＜0.1％。进一步的，所述步骤S1中Cl-浓度为10,000～20,000ppm。进一步的，所述步骤S1中Cl-浓度为15,000～18,000ppm。进一步的，所述步骤S4中氧化镁或氢氧化镁的补充量与石灰石耗量的质量比为(2～5)：100。本专利技术脱硫吸收系统中，将除尘后含有SO2的烟气与石灰石水化吸收剂和含镁溶液的混合浆液在吸收系统中充分接触反应，使烟气中的SO2吸附到液相中。(1)在吸收系统，烟气中的SO2首先与浆液中的水发生反应，形成亚硫酸，并部分电离：(2)吸收系统的石灰石浆液发生如下电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加镁石灰石湿法烟气脱硫方法，其特征在于，所述加镁石灰石湿法烟气脱硫方法为脱硫吸收、氧化、分离脱水、浆液回用四个步骤循环脱硫法，具体步骤如下：/nS1、脱硫吸收/n将含有二氧化硫的原烟气引入脱硫吸收系统，同时引入作为二氧化硫吸收剂的石灰石浆液和含硫酸镁的回用浆液进入脱硫吸收系统，经过脱硫吸收剂与二氧化硫的吸收反应后净烟气达标排放,所述二氧化硫吸收剂为加镁石灰石；/nS2、氧化/n将步骤S1脱硫后的脱硫浆液排放至氧化系统，所述氧化系统中通入氧化空气对脱硫浆液中脱硫吸收产物进行强制氧化，生成二水硫酸钙和硫酸镁；/nS3、分离脱水/n将步骤S2氧化后的物质排放至分离脱水系统，在分离脱水系统中将二水硫酸钙固体和硫酸镁溶液分离，并将二水硫酸钙固体脱水后形成石膏副产物排出；/nS4、浆液回用/n将步骤S3去掉二水硫酸钙固体的主要含硫酸镁的回收浆液排放至浆液回用系统，并补充氧化镁或氢氧化镁，以补充由石膏夹带少量镁物质和随脱硫废水排放带走的镁，经浆液回用系统处理的回用浆液被排至脱硫吸收系统，完成镁的循环脱硫吸收。/n

【技术特征摘要】
1.一种加镁石灰石湿法烟气脱硫方法，其特征在于，所述加镁石灰石湿法烟气脱硫方法为脱硫吸收、氧化、分离脱水、浆液回用四个步骤循环脱硫法，具体步骤如下：
S1、脱硫吸收
将含有二氧化硫的原烟气引入脱硫吸收系统，同时引入作为二氧化硫吸收剂的石灰石浆液和含硫酸镁的回用浆液进入脱硫吸收系统，经过脱硫吸收剂与二氧化硫的吸收反应后净烟气达标排放,所述二氧化硫吸收剂为加镁石灰石；
S2、氧化
将步骤S1脱硫后的脱硫浆液排放至氧化系统，所述氧化系统中通入氧化空气对脱硫浆液中脱硫吸收产物进行强制氧化，生成二水硫酸钙和硫酸镁；
S3、分离脱水
将步骤S2氧化后的物质排放至分离脱水系统，在分离脱水系统中将二水硫酸钙固体和硫酸镁溶液分离，并将二水硫酸钙固体脱水后形成石膏副产物排出；
S4、浆液回用
将步骤S3去掉二水硫酸钙固体的主要含硫酸镁的回收浆液排放至浆液回用系统，并补充氧化镁或氢氧化镁，以补充由石膏夹带少量镁物质和随脱硫废水排放带走的镁，经浆液回用系统处理的回用浆液被排至脱硫吸收系统，完成镁的循环脱硫吸收。


2.根据权利要求1所述的加镁石灰石湿法烟气脱硫方法，其特征在于，所述步骤S1中保持镁离子浓度为2,000～20,000ppm，浆液的pH值为4.5～7.0，浆液中固体物质含量为10～22％。


3.根据权利要求2所述的加镁石灰石湿法烟气脱硫方法，其特征在于，所述步骤S1中镁离子浓度为4,000～10,000ppm，浆液的pH值为5.5～6.5，浆液中固体物质含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊天渝，
申请(专利权)人：盛尼克能源环保技术重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50