CN102078750A

CN102078750A - 一种氧化镁烟气脱硫产物的回收方法

Info

Publication number: CN102078750A
Application number: CN2010106003700A
Authority: CN
Inventors: 马永亮; 张亚斌; 徐康富
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2011-06-01

Abstract

本发明公开了属于烟气脱硫的产物资源化利用技术领域的一种氧化镁法烟气脱硫产物的回收方法，在循环脱硫过程中对吸收液抑制氧化，促进MgSO₃的结晶沉析，在其达到浓浆后，用离心泵从循环池下部抽出浓浆，经板框压滤成固体运输到专门的脱硫产物回收厂，再用浓硫酸与MgSO₃反应，生成MgSO₄浆液和气体SO₂；通过微负压收集SO₂使之干燥后冷却液化装罐，下面将浆液经过滤、结晶、离心脱水，从而实现与固相和液相杂质分离，经烘干形成工业产品。从而实现了MgSO₄·7H₂O和液态SO₂的工业生产，从而与烟气脱硫一起创造了一套绿色化工流程，提高了脱硫及回收效率和经济效益，全面提高了氧化镁法烟气脱硫的技术经济性能。

Description

一种氧化镁烟气脱硫产物的回收方法

技术领域

本发明属于烟气脱硫的产物资源化利用技术领域，特别涉及一种氧化镁烟气脱硫产物的回收方法，具体说是涉及氧化镁脱硫一次产物MgSO₃到MgSO₄的转化和产物回收工艺。

技术背景

湿法烟气脱硫技术是目前控制SO₂排放和酸雨污染最有效和最常用的方法，特别是钙法烟气脱硫技术在世界烟气脱硫的比例高达80％以上。但是该技术副产物石膏产量大、价格低、质量不高，加之我国盛产石膏，因此企业一般只能将其闲置堆放，占用大量土地资源并造成二次污染，同时企业不断增加脱硫成本却得不到有效补偿，造成了脱硫设备运行越久越赔钱的现象。我国的镁矿资源丰富，湿法氧化镁脱硫技术投入少产出高的特点非常适合我国国情。针对现有的氧化镁烟气脱硫回收工艺，进行有选择性的改善，可以提高效率得到更高的回收效益。

现有的氧化镁法脱硫及回收工艺流程如图1所示。来自锅炉除尘后的烟气经过再热器和预洗涤降温进入吸收塔内脱硫，净化后的烟气经除雾脱水和再热升温送入烟囱排放。用普通氧化镁粉制成的脱硫剂浆液吸收SO₂生成MgSO₃，MgSO₃在吸收塔底部的循环池内不断浓缩后晶析沉降，用浓浆泵把浓浆抽入氧化槽；同时利用现场蒸汽调节和保持氧化槽温度，以此使吸收液中MgSO₄浓度达到工业生产要求。提浓后的吸收液经过滤去除固体杂质，在经过结晶和离心，最后低温烘干得到工业硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)。此工艺较好的解决了脱硫主工艺与回收工艺的衔接，为经济有效回收工业硫酸镁提供了保障，同时这种工艺比回收MgSO₃再热分解回收SO₂所需的设备和温度要求低、投资少；从不回收也要求脱硫的角度讲，作为脱硫产物的回收工艺，其投资效率也明显等同甚至优于工业硫酸镁的生产。但是这种工艺也有明显不足：①对于低硫煤，脱硫液提浓水平不高，需要消耗大量蒸汽提浓；而高硫煤烟气脱硫虽然生成的MgSO₃量大，但是浓浆液中MgSO₃的氧化速度并不理想，一般需要30小时以上才能使1吨脱硫液中MgSO₄质量比达到30％，长时间的循环提浓增加了各脱硫设备的损耗又大大增加了搅拌和鼓风的能耗。②循环脱离过程中不断生成MgSO₃和Mg(HSO₃)₂，它们均有部分未被及时氧化和转化，一旦脱离循环，难以再氧化利用。③脱硫产物与杂质同步浓缩，同时因为PH＝6～7之间，将使重金属的氢氧化物细微粒富集在结晶和外排水中。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷和不足，提供一种氧化镁烟气脱硫产物的回收方法，即在循环脱离过程中对吸收液抑制氧化，促进MgSO₃的结晶沉析，在其达到浓浆后，用离心泵从循环池下部抽出浓浆，经板框压滤成固体运输到专门的脱硫产物回收厂，再用浓硫酸与MgSO₃反应，上面通过微负压收集SO₂使之干燥后冷却液化装罐，下面将浆液经过滤、结晶、离心脱水，从而实现与固相和液相杂质分离，经烘干形成工业产品。从而在投资增加不大的情况下，实现了MgSO₄·7H₂O和液态SO₂的工业生产，从而与烟气脱硫一起创造了一套绿色化工流程，提高了脱硫及回收效率和经济效益，全面提高了氧化镁烟气脱硫的技术经济性能。

本发明技术方案如下：

一种氧化镁烟气脱硫产物的回收方法，包括脱硫初级产物MgSO₃的抑制氧化、MgSO₃的制饼运输和脱硫产物回收工艺，其特征在于，具体步骤如下：

1)在循环吸收SO₂过程中依靠不断的循环浓缩，使一次脱硫产物MgSO₃不断富集沉降，循环液添加氧化抑制剂并保持塔内密封性；

2)用离心泵把富集沉降的MgSO₃浓浆液从塔底部抽出，打入板框压滤机，压缩成块状MgSO3固体；将塔上部稀浆液经旁路返回吸收液循环池继续循环；

3)将块状MgSO3固体放入粉碎制浆罐1制成28％～32％浓浆液，用离心泵把MgSO₃浓浆液抽入反应器中，浓硫酸缓慢导入反应器，不断搅拌使反应完全；使其与MgSO₃反应生成MgSO₄，并进行加热保温，或再进行蒸发浓缩；同时用泵把反应释放的SO₂吸出，用压缩冷凝法进行液化后储存；

4)反应后的浆液经过滤去除固态杂质；滤后清液采用水冷却法结晶生成符合工业要求的MgSO₄·7H₂O粗晶粒；晶浆经离心脱水，60％～80％的浆液返回反应器，其余部分外排以维持后续结晶许可的杂质浓度；

5)将脱水后的MgSO₄·7H₂O在45℃温度下烘干。

所述循环液添加氧化抑制剂包括添加一种或多种工业氧化抑制剂和减少过剩空气量。

所述反应器是抗酸蚀带搅拌器的反应器，对反应器的调温保温采用现场蒸汽加热，使反应器内溶液中的MgSO₄的质量分数保持在30～33％，同时SO₂的滞留量少于5％。

所述浓硫酸为工业级浓硫酸或各种经过处理浓缩的化工废硫酸，浓度在50％～99％之间。

所述的SO₂的收集液化采用氨-酸法工业制SO₂的技术设备。

本发明与现有技术对比，具有以下优点和突出性进步：

本发明舍弃了循环脱硫过程中的氧化提浓过程，用运输方便的固体MgSO₃与浓硫酸反应，因为反应速度快，所增加的反应器根据处理率可以很小，并且SO₂的冷凝液化设备较简单。本发明优势还在于把回收部分从脱硫工艺中脱离，独立设厂，可处理周边多个企业的脱硫产物回收需要。可以使脱硫系统工艺大大简化，减少了脱硫系统中脱硫液的循环有利于提高脱硫率。由于MgSO₃在很短的时间内与浓硫酸反应生成MgSO₄和SO₂，，并且使溶液温度超过60度，因此基本不需要增加加热装置。这样整个回收系统就降低了能耗，提高了产品品质。本发明增加的成本主要在于工业浓硫酸(市价约400～600元/吨)的大量使用和SO₂液化设备的投入，但是通过浓硫酸的应用节省了全部的的氧化能耗和时间，并且制备的液态SO₂价值在4000～5000元/吨，收益明显大于投入。因此总体来说，生产效率和经济效益都优于对照工艺。

附图说明

图1为对照工艺烟气脱硫及回收硫酸镁工艺流程图。

图2为本发明提供的回收硫酸镁和二氧化硫的工艺流程及系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。如图2所示，将脱硫产生的块状MgSO₃固体放入粉碎制浆罐1制成浓浆液，用离心泵把质量分数28％～32％的MgSO₃浆液抽入反应器2中。将浓硫酸储罐12的浓硫酸缓慢导入反应器2，不断搅拌使反应完全，此时反应器2内溶液温度可达60℃左右，使生成的MgSO₄全部溶解并使SO₂由于500-1000Pa的负压导入浓硫酸干燥塔3，经过干燥的SO₂经过焦炭过滤器4除酸后在压缩机5加压到0.5MPa后通过冷凝器6降到室温形成液态SO₂。反应器2中的MgSO₄溶液调节PH值在6-7之间，将其引出至过滤器7深度过滤去除固体杂质，过滤液进入冷却结晶罐8进行结晶，冷却至25～30℃，得到七水硫酸镁粗晶粒，完成与过滤液及离子杂质的初步分离。结晶晶浆经过离心脱水机9脱水(其间用少量饱和硫酸镁溶液反复洗涤数次)，从而达到与杂质离子的深度分离，最后经过热风干燥器10在40～50℃左右烘干，制得工业硫酸镁。离心机分离的母液导入集液槽11中，然后通过母液泵13将离心机分离的母液的60％～80％的返回粉碎制浆罐1继续使用，剩余浆液外排以维持液相杂质浓度水平。

Claims

1.一种氧化镁烟气脱硫产物的回收方法，包括脱硫初级产物MgSO₃的抑制氧化、MgSO₃的制饼运输和脱硫产物回收工艺，其特征在于，具体步骤如下：

2)用离心泵把富集沉降的MgSO₃浓浆液从塔底部抽出，打入板框压滤机，压缩成块状MgSO₃固体；将塔上部稀浆液经旁路返回吸收液循环池继续循环；

3)将块状MgSO₃固体放入粉碎制浆罐制成质量分数为28％～32％的浓浆液，用离心泵把MgSO₃浓浆液抽入反应器中，浓硫酸缓慢导入反应器，不断搅拌使不再有气泡冒出；并进行加热保温，必要时进行蒸发浓缩；同时用泵把反应释放的SO₂吸出，用压缩冷凝法进行液化后储存；

4)反应后的浆液经过滤去除固态杂质；过滤后清液采用水冷却法结晶生成符合工业要求的MgSO₄·7H₂O粗晶粒；晶浆经离心脱水，60％～80％的浆液返回反应器，其余浆液外排以维持后续结晶许可的杂质浓度；

5)将脱水后的MgSO₄·7H₂O在45℃下烘干。

2.根据权利要求1所述一种氧化镁烟气脱硫产物的回收方法，其特征在于，所述循环液添加氧化抑制剂为一种或多种工业氧化抑制剂，或减少过剩空气量。

3.根据权利要求1所述一种氧化镁烟气脱硫产物的回收方法，其特征在于，所述反应器是抗酸蚀带搅拌器的反应器，对反应器的调温保温采用现场蒸汽加热，使反应器内溶液中的MgSO₄的质量分数保持在30～33％，同时SO₂的滞留量少于5％。

4.根据权利要求1所述一种氧化镁烟气脱硫产物的回收方法，其特征在于，所述浓硫酸为工业用浓硫酸或经过浓缩的化工废硫酸，浓度在50％～99％之间。