一种二次混合镁法烟气脱硫工艺，其脱硫剂与吸收液的中和反应过程是：从脱硫塔引出部分吸收液与氧化镁脱硫剂一次混合，一次混合液不经固液分离进入脱硫塔与塔内吸收液进行二次混合，使一次混合液中的氧化镁与塔内吸收液进行中和反应，或/和将一次混合液中的亚硫酸镁结晶物溶于塔内吸收液，将二次混合液用于吸收烟气中的二氧化硫。解决了现有技术的脱硫吸收液PH低或/和有效吸收介质浓度低的问题，提高了脱硫效率，降低了喷淋液气比，节约了喷淋能耗；提高了脱硫剂的利用率，降低了药剂成本；降低了吸收液的固含量，解决了脱硫系统的运行可靠性问题；同时解决了制约“亚硫酸镁清液法”脱硫技术广泛应用的脱硫产物氧化问题和再生系统规模问题。统规模问题。统规模问题。
【技术实现步骤摘要】
一种二次混合镁法烟气脱硫工艺及装置
[0001]本专利技术涉及烟气脱硫，尤其涉及对现有镁法烟气脱硫工艺的改进。
技术介绍
[0002]传统镁法烟气脱硫的脱硫塔包括吸收、中和、喷淋三个单元，吸收液在位于脱硫塔中部的吸收单元与烟气进行气液传质吸收烟气中二氧化硫，完成脱硫吸收的吸收液进入中和单元(塔底储液段)与(氢)氧化镁脱硫剂进行中和反应，并由循环单元的喷淋泵引入位于脱硫塔上部的喷淋层循环用于对烟气的脱硫吸收。基于将一次脱硫产物亚硫酸镁氧化为硫酸镁的目的，通常在塔底储液段设置氧化曝气单元来氧化一次脱硫产物。
[0003]传统镁法烟气脱硫工艺，其脱硫剂配置是采用外部工艺水与氧化镁粉料混合，并通入蒸气消化生成氢氧化镁浆液以提高其吸收反应活性。由于脱硫系统的烟气蒸发量小于外部工艺水的补充量，基于降低废水排放量、降低消化反应能耗的目的，脱硫剂浆液的配制浓度通常控制在10
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20％(以氧化镁计)。上述脱硫剂浆液的投加方式是直接投加到脱硫塔底储液段(中和单元)与脱硫吸收液进行中和反应，虽然脱硫剂的投加当量大于二氧化硫吸收当量(镁硫比1.03)，但离开中和单元进入喷淋单元的吸收液中仍含有大量未反应的脱硫剂，吸收液的PH仍只有5.5
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5.8，造成吸收单元的气液传质效率低，需要通过提高气液传质面积来满足脱硫效率的需要，为此，其喷淋液气比(喷淋量与烟气量的比)较大，通常在7
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10升(吸收液)/标立方米(烟气)，脱硫系统的喷淋能耗高。同时，为维持脱硫系统的物料平衡，脱硫系统需要通过排放塔内吸收液来排出脱硫产物，由于塔内吸收液中含有大量的未反应脱硫剂，为此，排出液量越大，脱硫剂损耗越大。为了最大限度地降低脱硫剂的损失，传统镁法采用的是将塔内吸收液的固形物积累到5％
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10％后外排，实现废水及废渣的同时外排，此举虽然最大限度地降低了脱硫系统的排液量，降低了脱硫剂的损耗，但其不利后果是塔内吸收液的固含量高，设备的磨损、堵塞严重，影响脱硫系统的运行可靠性。
[0004]我们研究认为：传统镁法并未有效利用亚硫酸镁的微溶性及弱碱性优势，表现在塔底中和反应未完成前即将吸收液用于喷淋吸收，吸收过程实际进行的是气—液—固三相传质的(氢)氧化镁吸收反应，而非传质效率更高的亚硫酸镁吸收反应(气—液两相)。提高塔底中和反应的转化率可以有效提高吸收传质效率，而制约塔底中和反应转化率提高的根本原因在于：1)塔底吸收液与脱硫剂浆液在脱硫塔底储液段(中和单元)的混合比大；2)塔底中和反应停留时间短。常规烟气脱硫的烟气量通常在30
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240万标立方米/小时的水平，其对应的脱硫塔径达6
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18米，而对应的喷淋量为2000
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16000吨/小时，其喷淋量是脱硫剂浆液投加量的1000倍左右，脱硫剂需在脱硫塔底储液段完成1000倍的稀释，才能实现中和反应的目的。但是，同样是由于其庞大的喷淋量，即使在脱硫塔底储液段达到7
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8米的极限高度，脱硫剂浆液与塔内吸收液的混合以及中和反应的停留时间也只能达到5分钟左右，加之塔径巨大以及侧向搅拌所形成的层流均不利于脱硫剂浆液与塔内吸收液的混合，为此，大量的脱硫剂与吸收液未完全混合、中和即进入喷淋单元，其结果是：虽然吸收液中的脱硫剂当量远高于亚硫酸氢镁的当量，但吸收液PH低，需通过较大的喷淋量来满足脱硫效率的要求。
[0005]本专利技术人专利技术专利《外部再生循环亚硫酸镁法烟气或废气脱硫工艺》(授权专利CN200810124177)，通过在脱硫塔外部设置再生单元，将部分或全部的吸收液引出脱硫塔后与氧化镁脱硫剂进行中和反应，将吸收液中的亚硫酸氢镁再生为亚硫酸镁，固液分离去除中和反应生成的亚硫酸镁结晶物及其它固态杂质，固液分离后的吸收液回流到脱硫塔用于吸收烟气中的二氧化硫。上述专利通过外部再生(中和)反应，提高了中和反应效率，解决了塔内中和反应不完全问题，提高了吸收液的PH，将脱硫系统的空塔喷淋液气比将低近一半。同时，由于中和反应完全在塔外进行，而固液分离环节将固态物完全去除，使塔内吸收液的固含量趋近于零，有效解决了吸收液高固含量所导致的设备堵塞、磨损等问题。基于该专利技术良好的应用效果，上述技术被环保部命名为“亚硫酸镁清液法”烟气脱硫技术，并被列入“国家重大环保实用技术”。
[0006]但是，“亚硫酸镁清液法”技术也存在三个方面的技术缺陷：1)基于亚硫酸镁的微溶特性，进行外部再生的吸收液量需达到塔内喷淋量的25％
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100％，外部再生量大所导致的装置规模大、场地要求高这一技术缺陷制约了该项技术的推广应用。2)由于中和反应生成物中含有烟尘、氧化镁杂质等微小颗粒物，为了防止小颗粒物在循环系统内的积累，必须在固液分离过程中将其从吸收液中彻底分离，而粒径更大的亚硫酸镁结晶物以及过量的氧化镁脱硫剂也随之从吸收液中完全去除，为此，实际回流脱硫塔的回流液的固含量接近于零，其有效吸收介质亚硫酸镁完全是以饱和溶液的形式回到脱硫塔。而在引出25％吸收液再生的情况下，再生液与循环系统内的吸收液混合后的亚硫酸镁浓度，只能达到饱和浓度的55％左右，塔内吸收液有效吸收介质浓度低、PH低，仍需较高的喷淋液气比。虽然通过进一步提高再生量可提高脱硫效率，但再生系统规模进一步扩大。3)受进入塔内的亚硫酸镁量的限制，不可能在塔内将亚硫酸镁氧化为硫酸镁，脱硫产物最终只能以亚硫酸镁结晶物的形式从固液分离环节脱离脱硫系统，而亚硫酸镁结晶物脱离脱硫循环系统后极难氧化的特点，使脱硫产物的综合利用难以实现。4)为了最大限度地降低外部再生量，通常采用过量投加脱硫剂的方式，来提高中和反应速率和中和反应完成度，虽然其再生液的PH能达到7.2
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7.8的弱碱性水平，但脱硫系统的镁硫比达1.05以上，脱硫剂损耗大。
技术实现思路
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[0007]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种二次混合镁法烟气脱硫工艺，其技术方案如下：
[0008]一种二次混合镁法烟气脱硫工艺，其脱硫剂与吸收液的中和反应包括以下步骤：
[0009]步骤1：从脱硫塔引出部分吸收液与氧化镁脱硫剂一次混合：
[0010]一次混合会出现三种可能性，1)在混合过程无停留时间的情况下，一次混合液中只有氧化镁无亚硫酸镁结晶物；2)在混合过程有停留时间且引出吸收液相对于氧化镁过量的情况下，一次混合液中只有亚硫酸镁结晶物，无氧化镁；3)在混合过程有停留时间但引出吸收液相对于氧化镁不过量的情况下，则一次混合液中既有氧化镁，也有亚硫酸镁结晶物。
[0011]步骤2：将上述一次混合液不经固液分离回流到脱硫塔，与塔内吸收液进行二次混合；
[0012]一次混合吸收液量越大，二次混合比越小，越有利于中和反应在塔底储液段进行。
[0013]步骤3：二次混合后，一次混合未反应的氧化镁与塔内吸收液中的亚硫酸氢镁进行
中和反应，或/和一次混合生成的亚硫酸镁结晶物溶于脱硫塔内吸收液；
[0014]步骤4：将步骤3中和或/和溶解本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二次混合镁法烟气脱硫工艺，其特征在于：其脱硫剂与吸收液的中和反应包括以下步骤：步骤1：从脱硫塔引出部分吸收液与氧化镁脱硫剂一次混合：步骤2：将上述一次混合液不经固液分离回流到脱硫塔，与塔内吸收液进行二次混合；步骤3：二次混合后，一次混合未反应的氧化镁与塔内吸收液中的亚硫酸氢镁进行中和反应，或/和一次混合生成的亚硫酸镁结晶物溶于塔内吸收液；步骤4：将步骤3中和或/和溶解后的二次混合液用于吸收烟气中的二氧化硫。2.根据权利要求1所述的一种二次混合镁法烟气脱硫工艺，其特征在于：所述的脱硫塔包括将亚硫酸镁氧化成硫酸镁的氧化单元。3.根据权利要求1所述的一种二次混合镁法烟气脱硫工艺，其特征在于：所述的脱硫塔，其空塔喷淋液气比不大于4升(吸收液)/标立方米(烟气)。4.根据权利要求1所述的一种二次混合镁法烟气脱硫工艺，其特征在于：所述的从脱硫塔引出的吸收液，先经过固液分离除去固形物后再与氧化镁脱硫剂进行一次混合。5.根据权利要求4所述的固液分离方法，其特征在于：所述的从脱硫塔引出的吸收液，其固液分离后的PH不大于7。6.根据权利要求4所述的固液分离方法，其特征在于：所述的脱硫塔内吸收液，其固含量不大于0.15％。7.根据权利要求1所述的一种二次混合镁法烟气脱硫工艺，其特征在于：所述的氧化镁脱硫剂是粉料或未经消化的氧化镁浆液。8.根据权利要求1所述的一种二...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆泳凯，陶树宝，陈连方，
申请(专利权)人：江苏联慧资源环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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