一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及化工技术领域，公开了一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置，该工艺装置包括通过管道依次连接的制浆装置、氧化装置、蒸发装置、结晶装置以及收集装置，所述氧化装置内散装有颗粒型催化剂，催化剂在反应溶液中呈自由悬浮状态，氧化装置外侧设置有连通其底部和侧部的回流装置，用于对氧化装置内的反应溶液起到搅拌作用。本实用新型专利技术的工艺装置设计合理，各装置相互串联，能高效地将亚硫酸镁催化氧化生成硫酸镁，并通过蒸发浓缩和冷却结晶最终制得七水硫酸镁，运行效率高，耗能低，适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置
本技术涉及化工
，更具体地，涉及一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置。
技术介绍
我国的燃煤锅炉吨位目前属世界最大，随着各地环保政策日趋严格以及节能减排战略的实施，锅炉烟气脱硫也显得越来越重要。在当前主流的烟气脱硫工艺中，氧化镁湿法烟气脱硫工艺因具有脱硫效率高、操作简单、不易结垢、运行维护费用低等优点，被大力推广使用。近年来，国内建设了为数众多的镁法烟气脱硫装置，这些装置利用我国丰富的镁资源对燃煤锅炉排放烟气中的二氧化硫进行脱除，实现了燃煤锅炉烟气二氧化硫的达标排放。然而，镁法脱硫会产生大量的副产物-亚硫酸镁(MgSO3)，亚硫酸镁直接应用的范围和用量都很有限，因此很多企业直接放弃回收亚硫酸镁，将其作为废渣处理或抛弃，不仅使镁资源大量浪费，而且也对环境造成二次污染。实际上，亚硫酸镁氧化生成的硫酸镁经浓缩结晶后可以得到七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)，作为国内常用的镁肥，七水硫酸镁具有较高的经济价值，因此是亚硫酸镁回收利用的最佳产品，有利于提高回收价值。但传统工艺中的亚硫酸镁回收技术主要采用非催化强制氧化和提浓结晶的方法将亚硫酸镁氧化成硫酸镁，由于氧化速率较低，导致装置体积大、占地面积大、运行能耗高以及不能连续生产、回收成本高等问题。因此，提出一种解决上述问题的用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置实为必要。
技术实现思路
本技术所提供的一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置，主要用于解决当前的锅炉烟气脱硫副产物-亚硫酸镁回收利用时存在的氧化速率低、装置体积大、运行能耗高以及不能连续生产、运行成本高的问题。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置，该工艺装置包括通过管道依次连接的：制浆装置，用于将亚硫酸镁原料加水制成亚硫酸镁浆液；氧化装置，位于制浆装置下游，氧化装置与制浆装置之间设有相互连通的浆液输送管，浆液输送管上设置有浆液输送泵，氧化装置的外侧设有气体输送管，气体输送管用于为氧化装置内提供氧化反应所需的氧化空气，亚硫酸镁浆液经浆液输送管送入氧化装置中进行氧化反应，生成硫酸镁溶液；蒸发装置，位于氧化装置下游，蒸发装置与氧化装置之间设有相互连通的溶液输送管，溶液输送管上设置有溶液输送泵，蒸发装置对来自氧化装置的硫酸镁溶液进行蒸发浓缩，形成硫酸镁浓缩液；结晶装置，位于蒸发装置下游，结晶装置与蒸发装置设有相互连通的浓缩液输送管，浓缩液输送管上设置有浓缩液输送泵，结晶装置对来自蒸发装置的硫酸镁浓缩液进行冷却结晶，形成结晶混合物；收集装置，位于结晶装置下游，收集装置对来自结晶装置的结晶混合物进行过滤分离，得到七水硫酸镁晶体，分离所得滤液送回蒸发装置重新蒸发浓缩；所述氧化装置内散装有颗粒型催化剂，催化剂在装置内的反应溶液中呈自由悬浮状态，用于提高氧化反应速率；所述氧化装置外侧设置有连通氧化装置底部和侧部的回流装置，用于抽取装置底部的反应溶液回流进入装置内，对氧化装置内的反应溶液起到循环搅拌作用。本技术的用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置，在投运时，先在制浆装置中加入定量的亚硫酸镁固体原料和水，搅拌后配置成所需浆液，然后将浆液通过浆液输送管送入氧化装置进行氧化，氧化装置中通入空气，由于氧化装置中散装有颗粒型催化剂，在催化剂作用下，亚硫酸镁浆液被高效催化氧化生成硫酸镁溶液，回流装置可以对氧化装置中的反应溶液起到循环搅拌作用，从而提高反应速率；接下来，氧化装置内生成的高浓度硫酸镁溶液通过溶液输送管定量送入蒸发装置，通过加热升温，使水分蒸发，硫酸镁溶液浓缩至接近饱和浓度，再通过浓缩液输送管排入结晶装置，自然冷却结晶，得到的结晶混合物依重力流入收集装置中进行过滤分离，得到七水硫酸镁晶体，滤液送回蒸发装置重新蒸发浓缩。进一步的，所述催化剂为分子筛负载型催化剂，负载的活性成分为硝酸钴和硝酸锰，催化剂中钴和锰的摩尔比为0.5～1.5∶1，催化剂的形状为球状，直径为2～8mm。分子筛具有均匀的微孔结构，吸附能力强、机械强度高并具有良好的热稳定性，可有效吸附活性成分，使催化剂具有持久高效的催化功能。所述催化剂制成球状结构，既能使催化剂具有较大的表面积，确保其与亚硫酸镁充分接触，促进氧化反应速率，又能降低催化剂在反应溶液中自由悬浮流动的阻力，从而使催化剂可以到达装置内各个位置与亚硫酸镁接触，使装置内的亚硫酸镁得到充分氧化，生成硫酸镁。进一步的，所述回流装置包括回流管、射流泵以及文丘里喷射器：所述回流管的入口端连通氧化装置底部；所述射流泵安装于回流管上，用于对回流液进行增压提速，使回流液具有一定速度进入氧化装置，对反应溶液产生湍流扰动，从而起到搅拌作用；所述文丘里喷射器竖直安装，文丘里喷射器的顶端入口与回流管的出口端连接，文丘里喷射器的侧部入口连通气体输送管，文丘里喷射器的底端设有延伸入氧化装置内部的引流管，引流管的出口朝下，来自气体输送管的空气和回流液在文丘里喷射器内充分接触混合后，经引流管通入氧化装置中，对氧化装置内的反应溶液起到循环搅拌作用。进一步的，所述氧化装置为罐体结构，氧化装置顶部设置有连接浆液输送管的氧化装置进液口，氧化装置底部设置有连接溶液输送管的第一排液口以及连通回流管入口端的第二排液口，所述第一排液口处设置有第一过滤器，所述第二排液口处设置有第二过滤器，第一过滤器与第二过滤器的网目尺寸为0.05～1mm。设置第一过滤器和第二过滤器可以防止装置内的催化剂颗粒随液体流出装置而导致外部管道堵塞，也能减少催化剂的损耗率，降低运行成本。进一步的，所述溶液输送管上设置有溶液过滤器，溶液过滤器位于溶液输送泵的前面，溶液过滤器的网目尺寸为0.01～0.5mm，溶液过滤器用于过滤除去反应溶液中夹带的细小颗粒或杂质，有利于提高最终产物的纯度。进一步的，所述氧化装置内安装有加热装置，所述加热装置优选电加热棒，电加热棒共设置三根，并在氧化装置内的同一平面上相互之间呈120°夹角分布，电加热棒安装操作简单方便，直接与反应溶液接触，传热效率高，加热均匀，用来为装置内的反应溶液加热，可以有效提高反应速率。进一步的，所述制浆装置包括浆液配制槽和浆液缓冲槽，在浆液配制槽内可以预先将亚硫酸镁固体原料配置成所需浓度的浆液，然后转入浆液缓冲槽中备用；所述浆液配制槽的顶部设有原料投放口，用于投放亚硫酸镁原料，原料投放口设有用于除杂的原料筛网，浆液配制槽的底部设有浆液排放管；所述浆液缓冲槽的顶部设有缓冲槽进液口，自浆液配制槽底部排出的浆液经浆液排放管和缓冲槽进液口流入浆液缓冲槽，缓冲槽进液口处设有浆液过滤网，浆液过滤网用于滤除未溶解的固体原料，浆液缓冲槽的底部连通浆液输送管；所述浆液配制槽内设有第一搅拌器，所述浆液缓冲槽内设有第二搅拌器，由于亚硫酸镁微溶于水，通过持续搅拌确保原料充分溶解，并形成悬浮浆液，保持浆液浓度均匀。进一步的，所述氧化装置顶部设置有第一排气管，所述蒸发装置顶部设置有第二排气管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置，该工艺装置包括通过管道依次连接的：/n制浆装置，用于配制亚硫酸镁浆液；/n氧化装置，位于制浆装置下游，并与制浆装置之间设有相互连通的浆液输送管，氧化装置的外侧设有为其提供氧化空气的气体输送管，氧化装置用于对亚硫酸镁浆液进行氧化反应，生成硫酸镁溶液；/n蒸发装置，位于氧化装置下游，并与氧化装置之间设有相互连通的溶液输送管，蒸发装置用于对硫酸镁溶液进行蒸发浓缩，得到硫酸镁浓缩液；/n结晶装置，位于蒸发装置下游，结晶装置与蒸发装置设有相互连通的浓缩液输送管，结晶装置用于对硫酸镁浓缩液进行冷却结晶，得到结晶混合物；/n收集装置，位于结晶装置下游，用于对结晶混合物进行过滤分离，得到七水硫酸镁晶体；/n其特征在于，所述氧化装置内散装有颗粒型催化剂，催化剂在装置内的反应溶液中呈自由悬浮状态；/n所述氧化装置外侧设置有连通氧化装置底部和侧部的回流装置，用于抽取氧化装置底部的反应溶液再回流进入装置内，对氧化装置内的反应溶液起到搅拌作用。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置，该工艺装置包括通过管道依次连接的：
制浆装置，用于配制亚硫酸镁浆液；
氧化装置，位于制浆装置下游，并与制浆装置之间设有相互连通的浆液输送管，氧化装置的外侧设有为其提供氧化空气的气体输送管，氧化装置用于对亚硫酸镁浆液进行氧化反应，生成硫酸镁溶液；
蒸发装置，位于氧化装置下游，并与氧化装置之间设有相互连通的溶液输送管，蒸发装置用于对硫酸镁溶液进行蒸发浓缩，得到硫酸镁浓缩液；
结晶装置，位于蒸发装置下游，结晶装置与蒸发装置设有相互连通的浓缩液输送管，结晶装置用于对硫酸镁浓缩液进行冷却结晶，得到结晶混合物；
收集装置，位于结晶装置下游，用于对结晶混合物进行过滤分离，得到七水硫酸镁晶体；
其特征在于，所述氧化装置内散装有颗粒型催化剂，催化剂在装置内的反应溶液中呈自由悬浮状态；
所述氧化装置外侧设置有连通氧化装置底部和侧部的回流装置，用于抽取氧化装置底部的反应溶液再回流进入装置内，对氧化装置内的反应溶液起到搅拌作用。


2.根据权利要求1所述的用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置，其特征在于，所述回流装置包括回流管、射流泵以及文丘里喷射器：
所述回流管的入口端连通氧化装置底部；
所述射流泵安装于回流管上，用于对回流液进行增压提速；
所述文丘里喷射器的顶端入口与回流管的出口端连接，文丘里喷射器的侧部入口连通气体输送管，文丘里喷射器的底端设有延伸入氧化装置内部的引流管，来自气体输送管的氧化空气和回流液在文丘里喷射器内混合后经引流管通入氧化装置内。


3.根据权利要求2所述的用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置，其特征在于，所述氧化装置顶部设置有连接浆液输送管的进液口；
所述氧化装置底部设置有连接溶液输送管的第一排液口以及连通回流管入口端的第二排液口，所述第一排液口处设置有第一过滤器，所述第二排液口处设置有第二过滤器，所述溶液输送管上设置有溶液过滤器...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏航，张改革，韦康，潘宏光，庞立海，
申请(专利权)人：广东雪迪龙环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44