CN101531384A

CN101531384A - 镁法烟气脱硫循环浆液制备电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺

Info

Publication number: CN101531384A
Application number: CN200910079058A
Authority: CN
Inventors: 叶正光; 刘延令; 朱彤; 王中原; 宋宝华; 钱伟
Original assignee: TALROAD ENVIRONMENT PROTECTION TECHONOLOGY CO Ltd
Current assignee: TALROAD ENVIRONMENT PROTECTION TECHONOLOGY CO Ltd
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2009-09-16

Abstract

一种镁法烟气脱硫循环浆液制备电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺，包括循环浆液除杂、反应釜中反应、固液分离、生产氢氧化镁系统、生产硫酸铵系统，其特征是：脱硫产生的循环浆液经过除杂后，将得到的硫酸镁溶液投入到密封的反应釜内，加入氨水后，在反应釜内硫酸镁和氨水反应，生成氢氧化镁和硫酸铵，反应结束后浆液pH值控制在11～12，再经沉淀，固液分离，分离得到的氢氧化镁固体经过漂洗，固液分离，干燥，包装制成氢氧化镁成品；分离得到的硫酸铵溶液经蒸发，结晶，固液分离，干燥，包装制成硫酸铵成品。本发明的积极效果是，实现氧化镁法脱硫循环浆液中硫酸镁资源的回收利用，开拓脱硫副产物利用领域，适用于镁法脱硫循环浆液的综合利用。

Description

镁法烟气脱硫循环浆液制备电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺

技术领域

本发明属于烟气脱硫资源回收技术领域，特别涉及一种利用氧化镁/氢氧化镁法烟气脱硫循环浆液和氨水反应联产电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺。

背景技术

我国是一个以煤炭为主要发电能源的大国，燃煤所产生的烟气中含有大量的SO2、烟尘、SO3、HCI、HF等，随着我国对环保事业的重视，烟气脱硫技术在我国已大范围应用。其中镁法脱硫是近年来发展较快的脱硫方法，应用项目多达几十个，是一种循环经济发展潜力巨大的脱硫技术。现有脱硫系统包括：脱硫剂制备系统、烟气系统、吸收塔系统、脱水系统、工艺水系统、废水处理系统、电气系统、控制系统等。

脱硫剂制备系统：脱硫剂指氧化镁或氢氧化镁粉体，经过与水混合熟化，制成氢氧化镁浆液。

烟气系统：烟气的通道，包括原烟气烟道、净烟气烟道、旁路烟道及附属设备。

吸收塔系统：脱硫剂与烟气中的SO₂等污染物反应的场所，是整个脱硫系统的核心。

脱水系统：脱硫剂与烟气中SO₂反应生成的亚硫酸镁及系统固体杂质通过脱水机实现固液分离。

工艺水系统：给脱硫系统提供补给水、冲洗水和冷却水的系统。

废水处理系统：用于脱硫系统产生的废水处理。

电气系统：设备的供电及控制系统。

控制系统：用于脱硫系统的检测、监视、自动控制的设备、数据显示台、操作台等。

目前镁法脱硫在资源的综合利用上有以下几种工艺：一是分离出循环浆液中的固体亚硫酸镁后，生产硫酸镁或煅烧分解成氧化镁和二氧化硫，其中的氧化镁返回到脱硫系统，二氧化硫用于生产浓硫酸；二是直接向循环浆液中鼓入空气，氧化其中的亚硫酸镁，生产硫酸镁。

中国专利ZL02130916.7一种从烟道气中脱除二氧化硫并制得硫酸铵的方法，采用烟气通过亚硫酸铵溶液脱除二氧化硫，生成亚硫酸氢铵，然后加入氨后生产亚硫酸铵，最后经过电子束辐照亚硫酸铵溶液生成硫酸铵。

中国专利ZL94102903.4吸收氧化硫并同时生产硫酸铵的方法，应用氨为脱硫剂，利用预净化器去除烟气中的氯化氢、氟化氢，含有二氧化硫和水蒸气的冷却烟气进入吸收塔，在吸收塔内硫酸铵溶液吸收烟气中的二氧化硫，生成的亚硫酸铵在塔内氧化成硫酸铵，同时预净化器起到浓缩硫酸铵溶液的作用。

中国专利申请号200510097413.7烟气脱硫及脱硫产物连续生产硫酸铵的一体化方法和设备，提供了一种湿法从烟气中脱除二氧化硫并利用烟气脱硫产物生产固体产品级硫酸铵的技术。以上专利只限于氨法烟气脱硫中生产硫酸铵肥料，对于镁法烟气脱硫中循环浆液的利用并未涉及。

电子级氢氧化镁主要用于电子陶瓷原料、电子元件或涂层、电视显像管等显示器生产中。由于电子级氢氧化镁对纯度要求很高，特别是对钙的要求很严格，一般选用卤水做镁源，沉淀剂选用氢氧化钠、氨水、液氨等。生产工艺方法如下：

首先将浓缩卤水进行沉淀、过滤、加入少量氨水至出现少量沉淀，经再次过滤得到纯净的浓缩卤水，转移到反应釜中，慢慢通入氨气或慢慢滴加氨水，期间缓慢搅拌。反应完毕后将固液体系排入抽滤器进行固液分离，并进行洗涤处理，必要时进行漂洗，漂洗后的氢氧化镁用离心机或板框压滤机进行固液分离，但最好还是使用抽滤器，以最大限度地减少再团聚现象。部分电子级氢氧化镁的质量标准(HBFD/Y1998-2)如下：

指标	含量(高纯级)	含量(普通级)	指标	含量(高纯级)	含量(普通级)
指标	含量(高纯级)	含量(普通级)	指标	含量(高纯级)	含量(普通级)	氢氧化镁含量/％	≥99.8	≥98	铁/％	0.05	0.05
氧化钙含量/％	≤0.05	0.1	重金属(以Pb计)/％	0.001	0.002	氢氧化镁含量/％	≥99.8	≥98	铁/％	0.05	0.05
氧化钙含量/％	≤0.05	0.1	重金属(以Pb计)/％	0.001	0.002	酸不溶物/％	0.01	0.01	钾+钠/％	0.001	0.03
氯化物(以Cl计)/％	0.01	0.02	硼/％	0.001	0.002	酸不溶物/％	0.01	0.01	钾+钠/％	0.001	0.03
氯化物(以Cl计)/％	0.01	0.02	硼/％	0.001	0.002	硫酸盐(以SO4计)/％	0.01	0.01	筛余物(50μm)/％	0.5	1.0

目前，镁法脱硫中的硫酸镁溶液由于浓度没有达到工业应用的浓度，直接浓缩要消耗大量的能量，排放则造成资源浪费，现有技术均未对烟气脱硫循环浆液进行综合利用。

发明内容

本发明的目的是，设计一种镁法烟气脱硫循环浆液制备电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺，将脱硫系统循环浆液除杂后得到的硫酸镁溶液，加入氨水，使其联产生成电子级氢氧化镁和硫酸铵，达到回收利用镁法烟气脱硫循环浆液中的有效成分——硫酸镁资源，生产高纯度的氢氧化镁和可以作为肥料使用的硫酸铵的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种镁法烟气脱硫循环浆液制备电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺，包括循环浆液除杂、反应釜中反应、固液分离、生产氢氧化镁系统、生产硫酸铵系统，其具体工序是：

(1)浆液除杂：脱硫产生的循环浆液加入碱液，调节pH值在7～8之间，加入絮凝剂搅拌，固液分离后除去浆液中的固体杂质，得到清澈的硫酸镁溶液；

(2)反应釜中反应：得到的硫酸镁溶液投入到密封的反应釜内，经曝气和搅拌，加入氨水，在反应釜内硫酸镁和氨水反应，生成氢氧化镁和硫酸铵，反应结束后浆液pH值控制在11～12；

(3)固液分离：经沉淀，固体液体分离成固体氢氧化镁和溶液硫酸铵；

(4)分离得到的氢氧化镁固体经过漂洗，再固液分离，干燥，包装制成氢氧化镁成品；

(5)分离得到的硫酸铵溶液经蒸发，结晶，固液分离，干燥，包装制成硫酸铵肥料成品。

如上所述的碱液，是氢氧化镁浆液。

如上所述的絮凝剂是硫酸氯铁、硫酸铝、硫酸亚铁、聚合氯化铝、聚硅酸铝、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

如上所述的反应釜中设有曝气装置和搅拌装置，加速氢氧化镁和硫酸铵的生成。

本发明的积极效果是，实现镁法脱硫系统循环浆液的综合利用，开拓镁法脱硫资源利用领域，产生高附加值的高纯度电子级氢氧化镁和硫酸铵肥料，适用于氧化镁法脱硫循环浆液制备高纯度氢氧化镁和硫酸铵的综合利用。

附图说明

图1为本发明镁法烟气脱硫循环浆液制备电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺流程图

图中，1—澄清池，2—反应釜，3—沉淀池，4—漂洗池，5—离心机，6—干燥器，7—蒸发器，8—结晶器，9—离心机，10—干燥器，11—脱硫循环浆液，12—碱液，13—絮凝剂，14—氨水，15—杂质，16—氢氧化镁成品，17—硫酸铵成品

具体实施方式

如图1所示，一种镁法烟气脱硫循环浆液制备电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺，由浆液除杂、反应釜中反应、固液分离、生产电子级氢氧化镁系统、生产硫酸铵肥料系统组成，其具体工序是：

(1)浆液除杂：脱硫产生的循环浆液11经过浆液排出泵打入澄清池1中，加入碱液12，调节pH值在7～8之间，加入絮凝剂13搅拌，使杂质迅速沉积，以减少澄清时间，澄清3～4小时。所采用的碱液是氢氧化镁浆液，所采用的絮凝剂是硫酸氯铁、硫酸铝、硫酸亚铁、聚合氯化铝、聚硅酸铝、聚丙烯酰胺中的一种或多种。杂质由池底15排出。

(2)反应釜中反应：上清液溢流到反应釜2中，经曝气和搅拌，用计量泵缓慢的加入氨水14，反应2～3小时，反应结束后浆液pH值控制在11～12，生成氢氧化镁和硫酸铵浆液。

(3)固液分离：将反应釜中反应结束后的浆液用泵打入沉淀池3中，沉淀2～3小时后进行固液分离。

(4)生产氢氧化镁系统：从沉淀池3下层分离出来的固体氢氧化镁，用泵打入到漂洗池4中，反复洗涤，洗去大量表面的吸附离子，以减少表面的SO42-及杂质等物质，达到良好的洗涤效果，漂洗后的溶液用泵打入到离心机5中，进行固液分离，母液可再次回流到反应釜2中继续反应，晶体用泵打入干燥器6干燥，最后包装制成电子级氢氧化镁成品16。

(5)生产硫酸铵系统：从沉淀池3上层分离出的硫酸铵溶液，用泵打入蒸发器7中蒸发，用泵把晶体送入结晶器8中生长，再用泵将硫酸铵晶体打入离心机9中分离母液，母液可回流到反应釜2继续反应，用泵将晶体打入干燥器10中干燥，最后包装制成硫酸铵肥料17。

Claims

1、一种镁法烟气脱硫循环浆液制备电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺，包括循环浆液除杂、反应釜中反应、固液分离、生产氢氧化镁系统、生产硫酸铵系统，其特征是：

(1)浆液除杂：脱硫产生的循环浆液经过浆液排出泵打入澄清池中，加入碱液，调节pH值在7～8之间，加入絮凝剂搅拌，使杂质迅速沉积，澄清3～4小时。

(2)反应釜中反应：上清液溢流到反应釜中，经曝气和搅拌，用计量泵缓慢的加入氨水，反应2～3小时，反应结束后浆液pH值控制在11～12，生成氢氧化镁和硫酸铵浆液。

(3)固液分离：将反应釜中反应结束后的浆液用泵打入沉淀池中，沉淀2～3小时后进行固液分离。

(4)生产氢氧化镁系统：从沉淀池下层分离出来的固体氢氧化镁，用泵打入到漂洗池中，反复洗涤，洗去大量表面的吸附离子，以减少表面的SO₄ ^2-及杂质等物质，漂洗后的溶液用泵打入到离心机中，进行固液分离，母液可再次回流到反应釜中继续反应，晶体用泵打入干燥器干燥，包装制成氢氧化镁成品。

(5)生产硫酸铵系统：从沉淀池上层分离出的硫酸铵溶液，用泵打入蒸发器中蒸发，用泵把晶体送入结晶器中生长，再用泵将硫酸铵晶体打入离心机中分离母液，母液可回流到反应釜继续反应，用泵将晶体打入干燥器中干燥，包装制成硫酸铵。

2、如权利要求1所述的一种镁法烟气脱硫循环浆液制备电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺，其特征是，浆液除杂工序所采用的碱液是氢氧化镁浆液。

3、如权利要求1所述的一种镁法烟气脱硫循环浆液制备电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺，其特征是，浆液除杂工序所采用的絮凝剂是硫酸氯铁、硫酸铝、硫酸亚铁、聚合氯化铝、聚硅酸铝、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

4、如权利要求1所述的一种镁法烟气脱硫循环浆液制备电子级氢氧化镁和硫酸铵工艺，其特征是，反应釜中设有曝气装置和搅拌装置。