一种氧化镁湿法烟气脱硫及产物回收新工艺制造技术

一种氧化镁湿法烟气脱硫及产物回收新工艺，涉及一种对现有氧化镁湿法烟气脱硫及产物回收工艺的一种改进。本发明专利技术的技术特征是在循环吸收液脱硫过程中鼓入空气，将一次脱硫产物ＭｇＳＯ＃－［３］及时和不断地氧化为ＭｇＳＯ＃－［４］，经循环提浓，从塔内引出一部分含高浓度ＭｇＳＯ＃－［４］循环吸收液，经过滤、结晶析出粗晶粒的ＭｇＳＯ＃－［４］.７Ｈ＃－［２］Ｏ。本发明专利技术比已有工艺更为简单，工业试验结果表明：仅用简易氧化措施，便可使循环液中的ＳＯ＃－［３］＃＋［２－］稳定在数百ｐｐｍ的水平下，可大幅度降低回收利用的成本。回收的ＭｇＳＯ＃－［４］.７Ｈ＃－［２］Ｏ，不但使用价值远高于石膏，比已有工艺从吸收液中直接分离出主含ＭｇＳＯ＃－［３］.６Ｈ＃－［２］Ｏ的固态脱硫渣，也有更高的工业利用价值。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于烟气脱硫
，特别涉及一种利用氧化镁湿法烟气脱硫及产物回收的新工艺。
技术介绍
烟气脱硫技术是削减SO2排放量和控制酸雨污染最有效的基本手段之一。如石灰石/石膏法烟气脱硫成了当今世界控制SO2排放的主导技术，也是我国重点引进和推广应用的电站烟气脱硫技术。从脱硫产物回收利用角度看，该法副产物的石膏作为建材原料，有着品质要求相对低和潜在市场大的特点，且国内已成功开发了石膏脱硫渣热分解制硫酸和联产水泥的工业技术与设备。但我国盛产石膏，价格低廉，回收价值小，面临着市场竞争的巨大压力，又不能有效补偿脱硫运行成本。脱硫系统运行时间越长，用户赔钱越多，致使已建成的脱硫装置不能投入正常运行。开发适合国情的烟气脱硫新工艺，经济有效地解决我国中大型锅炉(包括电站锅炉)烟气脱硫问题是本专利技术致力于解决的一大难题。现有烟气脱硫技术种类繁多，其中氧化镁湿法脱硫工艺与石灰石/石膏法十分相似，且我国氧化镁(菱苦土)资源丰富，作为脱硫剂，费用比石灰石高出不多，并具有更利于脱硫和回收的优势。在现有镁法脱硫工艺基础上，结合我国镁资源和大中型锅炉排烟的实际情况，作出更有针对性地工艺选择，会有事半功倍的效果。现有氧化镁湿法烟气脱硫典型工艺如附图1所示。来自除尘后的锅炉含硫烟气经烟气再热和文丘里预洗涤降温至80～100℃，再经旋风分离后进入SO2吸收塔脱硫。净化后的烟气经除雾脱水和再热升温后送往烟囱排放。利用氧化镁经熟化配制成脱硫剂浆液送入脱硫吸收塔，脱硫剂浓度一般取10％左右，按硫镁比≤1.1供浆。脱硫率由循环吸收液的液气比和pH值来调控。脱硫产物回收是将部分循环吸收液引出，经稠化、离心过滤和烘干，直接滤出固态的脱硫产物。该工艺在吸收液循环槽中先使MgSO3结晶，因循环吸收液中固相微粒提供的晶粒数量巨大而结晶推动力小，致使晶粒细小，后续的离心过滤功耗大和脱水深度低；更不能完成与固相杂质的分离，一般作为热分解再生MgO和回收SO2制酸的原料，故用燃料油燃烧供热烘干脱水，从而又引出产物二次回收和烟气二次净化的问题。同时吸收液中脱硫主反应生成的MgSO3易氧化生成一部分溶解态的MgSO4，在过滤过程中流失，而在干燥过程中又有新的MgSO4生成；实际上脱水和干燥后的脱硫产物是以MgSO3为主，含有MgSO4、MgO及其杂质和烟尘的混合物，特别在烟气含尘量较高和MgO脱硫剂纯度较低时，将严重降低回收产物的质量及其利用价值。我国虽富有质地优良的镁矿，作为天然矿产，毕竟纯度有限，一般杂质含量约15％。而我国大中型锅炉烟气除尘深度普遍不足且氧含量高，若照搬此工艺，脱硫产物的回收利用会流于形式，杂质含量很高，液相流失的MgSO4量亦大，虽有回收而难利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种氧化镁湿法烟气脱硫及产物回收新工艺，即提出一种氧化镁湿法烟气脱硫和回收MgSO4.7H2O的工艺，该工艺启用廉价的普通氧化镁粉作脱硫剂，并利用MgSO3的易氧化性，将循环吸收液中的MgSO3及时氧化为MgSO4大大降低循环液中的MgSO3含量，利于脱硫和防垢；高溶解的MgSO4，既便于与各种固态杂质的分离，又能通过结晶完成与液相杂质的分离，且能大大减少液相过滤和结晶分离的处理流量，从而经济有效地解决已有工艺存在的问题，全面提高脱硫和回收利用的技术经济性能。本专利技术的技术方案如下一种氧化镁湿法烟气脱硫及产物回收新工艺，主要包括文丘里预洗涤除氯，旋风分离，用普通氧化镁粉配制脱硫剂浆液进入吸收塔吸收SO2洗涤净化烟气，除雾和烟气再热脱硫工艺步骤，以及吸收液循环氧化和部分吸收液产物回收工艺，其特征在于所述吸收液循环氧化和部分吸收液产物回收工艺按如下步骤进行(1)在循环吸收液脱硫过程中鼓入空气，将一次脱硫产物MgSO3及时和不断地氧化为MgSO4，经循环提浓，使溶解态的MgSO4质量百分比浓度＞25％；(2)从塔内引出一部分含MgSO4吸收液，经过滤去除固态杂质；(3)将滤液冷却至10～20℃，使其结晶析出粗晶粒的MgSO4.7H2O，完成与母液主体及其液相杂质的分离；(4)将结晶析出的MgSO4.7H2O进入离心过滤脱水、完成与晶粒表面残留水分及杂质的分离，烘干后制得MgSO4.7H2O成品；(5)结晶剩下的母液和离心脱水的排出液再返回吸收塔循环脱硫。本专利技术中所述的预洗涤除氯采用文丘里预洗涤，其液气比为1.0～1.5。所述的循环提浓是利用烟气间壁加热强化吸收液氧化槽的保温，使溶解态的MgSO4质量百分比浓度优选为30～32％。在结晶过程中，为使结晶析出粗晶粒的MgSO4.7H2O，滤液可先经空气缓慢冷却形成晶核，再用夹套式水冷使其加速结晶。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性进步本专利技术比已有工艺更为简单，工业试验结果表明仅用简易氧化措施，便可使循环液中的SO32-稳定在数百ppm的水平下，十分有利于SO2向液相传质；在MgSO4不断累积递增至30％以上乃至35％的过程中，脱硫率始终保持在95％左右。高溶解度的MgSO4和SO32-低水平能更为可靠地避免脱硫系统的结垢和堵塞，且使引出作回收处理的吸收液流量减少三分之二，从而大幅度降低回收利用的成本。回收的MgSO4.7H2O，不但使用价值远高于石膏，比已有工艺从吸收液中直接分离出主含MgSO3.6H2O的固态脱硫渣或MgSO3干渣，也有更高的工业利用价值。经保守估算，一吨含量为85％的普通氧化镁，按MgO利用率90％和回收率75％计，在燃煤含硫2％的35t/h锅炉上，运行8小时便可将1吨普通氧化镁转变为3.5tMgSO4.7H2O。从脱硫原料的投入至脱硫产物的回收，参照同种MgO原料与浓硫酸反应制取MgSO4.7H2O的价格并扣除MgO原料费，单位时间增值231元/h，整个脱硫系统运行的水电费，按0.5元/Kwh和1元/m3计，一般不超过180元/h。本专利技术脱硫产物回收效益在燃煤含硫1.5％时即可与脱硫的动力和原料消耗持平。燃煤含硫越高，烟气脱硫规模越大，效益越好。附图说明图1为已有氧化镁湿法烟气脱硫及产物回收处理工艺流程图。图2为本专利技术提供的氧化镁湿法烟气脱硫和结晶回收硫酸镁工艺流程图。图3为本专利技术提供的氧化镁湿法烟气脱硫和结晶回收硫酸镁工艺实施例的系统结构示意图。图中1-预洗涤除氯装置，2-液气旋风分离装置，3-SO2吸收塔，4-除雾装置，5-烟气再热装置，6-氢氧化镁供浆罐，7-氧化镁浆液罐，8-吸收液氧化槽，9-吸收液过滤装置，10-冷却结晶器，11-离心过滤器，12-MgSO4.7H2O干燥器，13-母液贮罐具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图2、图3所示，来自锅炉除尘后的含硫烟气，经过烟气再热装置5降温后，进入预洗涤除氯装置1，启用停留时间短和气液两相紧密接触的文丘里，以1.0～1.5的低液气比作预洗涤，减少SO2损失和相对更为有效地脱氯，使循环吸收液中SO42-和Cl-的浓度差增大。预洗涤后的烟气进入气液分离装置2，同时利用烟气间壁加热强化吸收液氧化槽8的保温。气液分离后的烟气进入SO2吸收塔3脱硫，再经过除雾装置4和烟气再热装置5，由脱硫风机引至烟囱排空。氧化镁粉在氧化镁浆液罐7经熟化后由氢氧化镁供浆罐6进入SO2吸收塔3，形成循环吸收液吸收SO2。吸收液氧化槽8设在SO2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化镁湿法烟气脱硫及产物回收新工艺，主要包括预洗涤除氯，气液分离，用普通氧化镁粉配制脱硫剂浆液进入吸收塔吸收ＳＯ↓［２］，洗涤净化烟气、除雾和烟气再热脱硫工艺步骤，以及吸收液循环氧化和部分吸收液产物回收工艺，其特征在于所述吸收液循环氧化和部分吸收液产物回收工艺按如下步骤进行： （１）在循环吸收液脱硫过程中鼓入空气，将一次脱硫产物ＭｇＳＯ３及时和不断地氧化为ＭｇＳＯ４，经循环提浓，使溶解态的ＭｇＳＯ４质量百分比浓度＞２５％； （２）从塔内引出一部分含ＭｇＳＯ４吸收液，经过滤去除固态杂质； （３）将滤液冷却至１０～２０℃相杂质的分离，使其结晶析出粗晶粒的ＭｇＳＯ４.７Ｈ２Ｏ，完成与母液主体及其液； （４）将结晶析出的ＭｇＳＯ４.７Ｈ２Ｏ进入离心过滤脱水，完成与晶粒表面残留水分及杂质的分离，制得ＭｇＳＯ４.７Ｈ２Ｏ成品； （５）结晶剩下的母液和离心脱水的排出液再返回吸收塔循环脱硫，至塔内ｃｌ－浓度将超过２０ｇ／ｌ后可外排。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐康富，马永亮，白永锋，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]