CN101190399A - 氧化镁稀浆法脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于燃煤烟气中脱除SO₂的氧化镁稀浆法脱硫系统的工艺与设备，该系统主要由烟气系统、制浆系统、脱硫系统、排放系统等组成。脱硫系统的主体设备是喷淋塔，配制成10％以下的MgO浆液，与吸收SO₂后的吸收液反应，构成MgO－Mg(OH)₂－MgSO₃为主要成份的吸收剂，由循环泵送至喷淋层由喷嘴喷淋成小液滴，与烟气接触而达到脱硫要求。控制循环吸收液的固含量低于5％以下，此氧化镁稀浆法系统不会发生结垢、堵塞，系统运行稳定及管理简单。

Description

氧化镁稀浆法脱硫系统

技术领域

本系统提出的工艺与设备，是应用于燃煤锅炉或窑炉所排放的烟气中SO₂的一种脱除方法，用此方法建立的FGD装置，其脱硫率可达95％以上。

背景技术

目前，我国是以燃煤为主要能源的国家，年排放SO₂的量达到2000万吨以上，因此减排SO₂成为当前迫切的任务，在大型电厂，主要采用引进技术，其方法以石灰石-石膏法为主，但对于220t/h以下的锅炉，尤其是75t/h或130t/h的锅炉，采用石灰石-石膏法过程显得复杂，投资大，运行费用高，因此，根据我国国情，开发一种新的脱硫方法是有现实意义的。

发明内容

早期，氧化镁法在美国脱硫系统中也是常用的方法之一，其原理是将氧化镁制成浆液吸收烟气中的SO₂，生成MgSO₃，然后结晶分离出MgSO₃，送至再生工段，在820℃下煅烧脱去SO₂后生成MgO，再循环使用。此法过程复杂，而且我国有丰富的菱镁矿，将菱镁矿轻烧的MgO用作脱硫剂，脱除SO₂后生成MgSO₃再经氧化生成MgSO₄可直接排放，因而使过程简单。

烟气脱硫过程，是采用碱性物质(如MgO浆液)，与烟气密切接触，烟气中的SO₂传递进入液相，与碱性物质发生化学反应，因此这是一个化学吸收过程。

其主要化学反应如下：

1.制浆

MgO(S)+H₂O＝MgO(浆液)

Mg+H₂O＝Mg(OH)₂(浆液)

Mg(OH)₂＝Mg²⁺+2OH^-

2.脱硫

SO₂+H₂O＝H₂SO₃

H₂SO₃＝H⁺+HSO₃ ^-

HSO₃ ^-＝H⁺+SO₃ ^2-

Mg²⁺+SO₃ ^2-＝MgSO₃

Mg²⁺+HSO₃ ^-＝Mg(HSO₃)₂

3.氧化

MgSO₃+1/2O₂＝MgSO₄

Mg(HSO₃)₂+O₂＝Mg(HSO₄)₂

4.中和

Mg(HSO₃)₂+Mg(OH)₂＝2MgSO₃+2H₂O

Mg(HSO₄)₂+Mg(OH)₂＝2MgSO₄+2H₂O

在稀浆法中，氧化反应生成的MgSO₄及Mg(HSO₄)₂，均呈溶解态，溶解度大，只要控制中和反应生成的MgSO₃浓度接近于其溶解度，使其不发生MgSO₃结晶大量析出，同时为降低排出液中COD，吸收塔底通入空气进行液相氧化，也及时地降低了循环吸收液中MgSO₃的含量，使整个循环吸收液中的固含量低于5％(含固量主要为溶解度小的MgO、Mg(OH)₂、MgSO₃及MgO原料带入的砂粒)，使系统处于稀浆法操作状态。而旧的氧化镁法吸收液固含量都在5％甚至10％以上的浓浆状态，浓浆法使系统易产生淤积，堵塞及磨损，不利于稳定连续运行。

市场MgO纯度为85％，含有杂质，主要为砂粒，由于MgO的溶解度低，因此在制浆中不能除去砂粒，否则会使MgO耗量增大，但含有砂粒的MgO加入塔内后，因砂粒的密度大，易在塔内发生沉积，并磨损泵和管路，为此采用稀浆法，能较好的将砂粒及吸收液混合物用泥浆泵排出。

吸收剂液循环中，不断补充MgO浆液，虽然MgO在水中的溶解度较小，但补充的MgO与吸收液中的Mg(HSO₃)₂反应，生成MgSO₃，其溶解度稍大，在稀浆法中MgSO₃大多溶于水，而其与SO₂反应是快速反应，所以选择喷淋塔有利于脱硫，此外，稀浆法还有利于亚硫酸盐的液相氧化反应，为控制MgSO₄浓度，应连续排放部分吸收液，以维持吸收液中的MgSO₄含量，并使其密度在1050至1120kg/m³范围内。

脱硫塔是一个吸收塔，液体通过喷淋管，经喷嘴雾化成小液滴，使气液间进行密切接触，脱硫率与喷淋液量有关，一般液气比为1.5～7.5L/Nm³，同时与吸收液的pH值有关，进入塔吸收液的pH值为6.5～8.0，离开塔底吸收液的pH为5.6～6.8。

附图说明

附图1是氧化镁稀浆法脱硫工艺系统流程图。

具体实施方式

如附图1所示，锅炉烟气经电除尘后，温度约135℃，由引风机经旁路烟道排入烟囱。脱硫时，开启吸收塔的烟气入口挡板门FV101及烟气出口挡板门FV102，然后关闭旁路烟道挡板门FV103，烟气进入吸收塔T101，在冷却段与喷淋的雾化状态的工艺水逆流接触，烟气温度由135℃降至80℃以下，然后进入吸收段，三层喷淋层构成的喷淋系统由循环泵P102喷淋吸收液，与烟气接触脱除SO₂，以达到所期望的脱硫率，再经塔顶部设置的除雾器除去烟气中夹带的雾滴，然后烟气排入烟囱。

在熟化槽(V101)配制MgO浆液，然后由MgO浆液泵(P101)送入吸收塔底贮液槽，以中和再生吸收剂，再由循环泵(P102)送至喷淋层。脱硫后的吸收液流回塔底贮液槽，由罗茨风机(C102)鼓入的空气氧化，将亚硫酸镁氧化成硫酸镁。除循环喷淋外，一部分由泥浆泵(P103)排出送至曝气槽(V102)进一步通入空气进行曝气氧化，以达到排放要求的COD值，同时用部分MgO浆液调节pH值，曝气池排出液由泥浆泵(P104)排出，与絮凝剂混合后进入澄清池(V103)，清液排放，沉淀物由泥浆泵(P105)送至灰渣场。

Claims (4)

1.本发明涉及氧化镁稀浆法烟气脱硫系统是一种改进的新的氧化镁脱硫工艺。

2.按照权利要求1所述的氧化镁稀浆法系统，其特征在于循环吸收液中亚硫酸镁的浓度，接近于吸收液温度下亚硫酸镁的溶解度(50℃时为8.75g/L)即控制吸收液中MgSO₃的含量在0.5％至1.5％。

3.按照权利要求1所述的氧化镁稀浆法脱硫系统，其特征在于排出脱硫剂MgO带入的杂质是连续稳定运行的关键因素之一，因而将脱硫排出液的密度控制在1.05至1.12范围内。

4.该系统采用喷淋塔作为脱硫设备，喷淋塔选择的参数及控制指标，是脱硫率的关键因素，该稀浆法，喷淋的液气比为1.5～7.5L/Nm³，吸收液的pH为6.5～8.0，排出液的pH为5.6～6.8，气液接触时间为3.0至5.0秒。