一种含硫废气多级联合脱硫废水临界饱和法超低耗结晶回收硫酸镁的方法技术

本发明专利技术公开了一种含硫废气多级联合脱硫废水临界饱和法超低耗结晶回收硫酸镁的方法，并实现硫酸镁结晶回用、废水零排放的方法。本发明专利技术依靠含硫废气余热，使脱硫吸收液中的硫酸镁在基本上无其他热源供给的情况下，可自然蒸发接近临界饱和浓度；再采用空气冷却塔、离心脱水分离等低成本方式即可实现硫酸镁的结晶回收，在确保脱硫达标排放前提下，使用极少热能即可实现脱硫废水零排放。该方法第一级为二氧化硫预吸收，硫酸镁浓度允许接近饱和，可减少后续硫酸镁结晶过程中的热能消耗；本发明专利技术通过设置两级或多级错流的方式，解决了目前广泛采取的一级湿法氧化镁脱硫中存在的低硫酸镁浓度脱硫效果好，但蒸发结晶成本高两者之间的矛盾。矛盾。矛盾。

【技术实现步骤摘要】
一种含硫废气多级联合脱硫废水临界饱和法超低耗结晶回收硫酸镁的方法


[0001]本专利技术涉及多级联合脱硫
，具体为一种含硫废气多级联合脱硫废水临界饱和法超低耗结晶回收硫酸镁的方法。

技术介绍

[0002]天然煤炭中含有一定量的硫元素，燃烧后生成的二氧化硫是酸雨的主要成分。因此脱硫是目前我国所有燃煤锅炉所必须要求的措施。脱硫方法目前多种多样，目前湿法脱硫主要有钙基和氧化镁脱硫。条件相同的情况下，氧化镁脱硫具有效率高，投资少、运行费用低、设备不易结垢堵塞、pH值较高对设备腐蚀性低等特点。我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约为160亿吨，占全世界的80％左右。因此，氧化镁法脱硫在我国具有更优良的资源条件。
[0003]氧化镁脱硫原理可简单概括为；从锅炉来的烟气经烟气换热器降温后进入吸收塔。在吸收塔内向上流动的烟气与向下喷淋的经雾化地吸收浆液相接触，烟气中的SO2、HF、HCl等气态污染物通过传质、换热和氧化过程同氧化镁吸收剂发生反应，生成亚硫酸镁、氟化镁、氯化镁等产物存在于喷淋液中。原烟气通过洗涤,其中携带的大部分的SO2污染物和灰尘得以去除。
[0004]氧化镁脱硫之后生成的亚硫酸镁经空气氧化后生成可溶性的硫酸镁，传统镁法脱硫工艺中，溶解性总固体可达100万mg/l，远远超过国家标准《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962
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2015)规定的硫酸盐≤600mg/l标准，需要对这部分废水进行处理。
[0005]另一方面，硫酸镁作为一种资源，具有回收利用价值，国内已对其持续多年开展了研究，但基本上未获圆满解决，其主要问题是：从脱硫效果而言，应该使用较低的硫酸镁浓度。但过低的硫酸镁浓度，则会大幅度提高结晶回收硫酸镁所需热量，使得硫酸镁回用成本大幅度提高。基于此原因，硫酸镁回用研究分为两个方向：
[0006]第一，采用低硫酸镁浓度的脱硫吸收液。为了获取良好的脱硫效果，硫酸镁浓度一般控制在10％～15％左右，约为同等温度下硫酸镁饱和浓度的20％～30％。后续结晶回用过程中需使用大量的热能蒸发去除多余的水分。已获得专利授权的“一种基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放处理系统(授权公告号CN 105948364 B)”就是在低硫酸镁浓度下，采取反渗透膜浓缩，多效蒸发结晶实现硫酸镁回用的。这种方式依靠外加蒸汽提供蒸发结晶热源，且反渗透膜成本高，寿命短。作为微赢利的热电或热力企业是难以承受的。
[0007]第二，采用高硫酸镁浓度的脱硫吸收液。专利申请公布号CN105688670A、CN104843749A、CN101549210等，均采用自然蒸发，提高脱硫吸收液硫酸镁浓度，以减少后续硫酸镁蒸发结晶费用，降低成本的方法。这种方法如果在早年空气质量要求不高，二氧化硫排放指标宽松条件下勉强可用。如国家颁发的“锅炉大气污染物排放标准”2000年12月31日之前排放限值为1200mg/m3；2014年7月1日之前为400mg/m3；之后为300mg/m3。目前我国已进入了以更为严格的、以地方标准为特征的二氧化硫超低排放时代，如山东省目前执行的《火
电厂大气污染物排放标准》(DB37/664
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2019)中规定二氧化硫排放限值为35mg/m3。北京、上海等地排放限制更为严格。因此，高硫酸镁浓度的脱硫吸收液几乎无法满足二氧化硫排放要求，在我国已基本上不具备实用价值。
[0008]因此，在确保目前我国含硫废气二氧化硫超低排放前提下，我国尚未解决硫酸镁结晶回用的投资高、能源消耗大的难题。

技术实现思路

[0009]本专利技术对含硫废气二氧化硫分步实施二级或多级吸收，将第一级预吸收液中的硫酸镁提高至接近饱和的浓度；后续的保安吸收液中硫酸镁浓度控制在10％以下的低浓度。经过两级吸收，特别是低硫酸镁浓度的保安吸收后，可确保二氧化硫达标排放；硫酸镁的结晶的镁源来自预吸收液。其具有的临界饱和浓度的可极大地降低硫酸镁结晶回收过程所需热能。本专利技术通过两级吸收，使用极少量的热能即可实现了硫酸镁的结晶回收，解决了目前业界难题。主要
技术实现思路
如下：
[0010]一种含硫废气多级联合脱硫废水临界饱和法超低耗结晶回收硫酸镁的方法，可用于湿法氧化镁脱硫改造、湿法钙基脱硫系统改造，采用两级或更多级氧化镁浆料湿法吸收处理含硫废气，所述的第一级吸收是预吸收，主要目的是预先除去废气中大部分的二氧化硫，减轻后续二氧化硫吸收的压力；后续第二级及更多级均为保安吸收，预吸收处理后的废气并不直接达标排放，不要求过高的去除率，预吸收液的硫酸镁含量可允许接近饱和浓度；由于硫酸镁结晶回用的硫酸镁来源全部出自预吸收液，其浓度越高，后续结晶过程中热能的使用越少，甚至不使用额外热能即可实现自然蒸发结晶；保安吸收后的废气排放进入大气，注重的是高去除率，要求吸收液中的硫酸镁浓度低于10％。
[0011]优选的，系统可对废气全部或部分的进行预吸收处理，预吸收与保安吸收之间采用垂直式连接结构，或水平旁路式单独结构，后者可以通过含硫废气调节阀门或风机变频控制进入预吸收装置废气的流量分配。
[0012]优选的，保安吸收氧化镁浆料使用回用冷凝水或其他清净水配制，以使得保安吸收液具有低硫酸镁含量，可保持较好的脱硫能力；预吸收氧化镁浆料使用硫酸镁母液配制，并取自母液池温度最低、硫酸镁浓度最低位置，以便于后续七水硫酸镁的结晶。
[0013]优选的，预吸收和保安吸收液采用不同的酸度控制，预吸收液pH设定值为4.0～5.0；保安喷淋液的pH设定值为6.0～9.5。
[0014]优选的，由于含硫废气排风量一般比较大，且预吸收不要求过高的去除率，预吸收设施应采用喷淋吸收之外低风阻类型，如旋流分离塔、平流淋洗式分离塔，或有针对性自行设计；保安吸收后的废气排放进入大气，注重的是高去除率，应首选喷淋吸收。
[0015]优选的，保安吸收液氧化镁浆料的补充方式主要根据预吸收液水份蒸发后液位降低情况自动添加，预吸收液液位降低至低液位设定值时，控制系统自动补充保安吸收氧化镁浆料至保安吸收液池中，通过溢流装置进入预吸收液池；当预吸收液位上升至高液位设定值时，保安吸收氧化镁浆料自动停止补加；处理过程中保安吸收液全部溢流进入预吸收液,以使得保安吸收液不会积累过多的硫酸镁，并保持有足够量的游离氧化镁和较高的pH，确保二氧化硫的吸收率；保安吸收氧化镁浆料进行二次吸收利用，最大程度的提高了利用率。
[0016]优选的，预吸附液压滤之前增加氟/磷/重金属除杂设施；氟离子、磷酸根离子以钙离子为沉淀剂、重金属以加入二甲基二硫代氨基甲酸钠，或市售重金属捕捉剂为沉淀剂。去除过程应加入混凝剂(PAC或聚合铁盐)、絮凝剂(PAM)，使生成的沉淀物凝聚形成较大的矾花有利于压滤。
[0017]优选的，硫酸镁母液保存在母液池，母液池带有溢流口使得不含结晶的上部硫酸镁母液可溢流进入预吸收液；采取空气冷却塔对母液降温结晶；竖流沉淀浓缩罐或旋流沉淀浓缩罐对母液进行浓缩，离心甩干机分离七水硫酸镁结晶。
[0018](1)氧化镁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含硫废气多级联合脱硫废水临界饱和法超低耗结晶回收硫酸镁的方法，可用于湿法氧化镁脱硫改造、湿法钙基脱硫系统改造，其特征在于：采用两级或更多级氧化镁浆料湿法吸收处理含硫含硫废气，所述的第一级吸收是预吸收，主要目的是预先除去废气中大部分的二氧化硫，减轻后续二氧化硫吸收的压力；后续第二级及更多级均为保安吸收，预吸收处理后的废气并不直接达标排放，不要求过高的去除率，预吸收液的硫酸镁含量可允许接近饱和浓度；由于硫酸镁结晶回用的硫酸镁来源全部出自预吸收液，其浓度越高，后续结晶过程中热能的使用越少，甚至不使用额外热能即可实现自然蒸发结晶；保安吸收后的废气排放进入大气，注重的是高去除率，要求吸收液中的硫酸镁浓度低于10％。2.根据权利要求1所述的一种含硫废气多级联合脱硫废水临界饱和法超低耗结晶回收硫酸镁的方法，其特征在于：系统可对废气全部或部分的进行预吸收处理，预吸收与保安吸收之间采用垂直式连接结构，或水平旁路式单独结构，后者可以通过含硫废气调节阀门或风机变频控制进入预吸收装置废气的流量分配。3.根据权利要求1所述的一种含硫废气多级联合脱硫废水临界饱和法超低耗结晶回收硫酸镁的方法，其特征在于：保安吸收氧化镁浆料使用回用冷凝水或其他清净水配制，以使得保安吸收液具有低硫酸镁含量，可保持较好的脱硫能力；预吸收氧化镁浆料使用硫酸镁母液配制，并取自母液池温度最低、硫酸镁浓度最低位置，以便于后续七水硫酸镁的结晶。4.根据权利要求1所述的一种含硫废气多级联合脱硫废水临界饱和法超低耗结晶回收硫酸镁的方法，其特征在于：预吸收和保安吸收液采用不同的酸度控制，预吸收液pH设定值为4.0～5.0；保安喷淋液的pH设定值为6.0～9.5。5.根据权利要求1所述的一种含硫废气多级联合脱硫废水临界饱和法...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱崇龙，孟晓琦，谢冠林，
申请(专利权)人：朱崇龙，
类型：发明
国别省市：