CN104445306A - 制造硫酸镁的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制造硫酸镁的装置与方法，具体提供一种氧化镁法脱硫废液塔外利用烟气余热制造硫酸镁的装置与方法。本发明的装置包括脱硫塔、烟道、热交换设备、结晶设备和干燥设备，该热交换设备位于至少一段烟道的外围，使来自脱硫塔的含硫酸镁溶液在烟气余热作用下蒸发浓缩。采用本发明的装置与方法，副产品生产过程中无需消耗蒸汽进行浓缩结晶，从而在保证正常脱硫效率前提下，减少了副产品生产费用，节约了脱硫运行成本，降低了系统维护保养难度。

Description

制造硫酸镁的装置与方法
技术领域
本发明涉及一种制造硫酸镁的装置与方法，尤其涉及一种氧化镁法脱硫废液塔外利用烟气余热制造硫酸镁的装置与方法。本发明的装置与方法尤其适用于燃煤锅炉、烧结机、球团、回转窑烟气等需要烟气脱硫的领域。
背景技术
采用氧化镁法脱硫工艺且将脱硫废液制备生成硫酸镁副产品，不仅解决了传统钙法脱硫产生的脱硫石膏处理问题，而且还可以通过硫酸镁副产品的销售冲抵部分脱硫装置的运行维护费用，从技术及经济角度都比传统钙法具有较大的市场应用优势。
由于传统的氧化镁法脱硫废液制造硫酸镁技术使用蒸汽作为蒸发、结晶、干燥的介质，所以造成采用脱硫废液制造硫酸镁的方法需要消耗较多的蒸汽，直接增加了脱硫运行费用。例如，CN1733656A公开了一种利用锅炉烟气制取七水硫酸镁肥料的方法，其中，利用硫酸镁在温度超过60℃时溶解度降低的特性对硫酸镁溶液进行浓缩结晶，这种高温结晶方式需要消耗更多的高品质蒸汽，而且会造成晶浆输送管路频繁堵塞，很难实现副产品的连续稳定生产。CN102745726A公开了一种利用脱硫废液生产七水硫酸镁的方法，所采用的结晶方法为“将所得液体送入蒸发器，浓缩后将浆料排出，蒸发温度为100～130℃，排出的浆料进行冷却结晶，温度为30～45℃，获得七水硫酸镁”，这种蒸发、结晶方法需要蒸汽品质较高，如果使用低品位蒸汽则消耗量增加。不论采用上述二种方法的任何一种，生产一吨硫酸镁需要耗费1.2～2吨左右的蒸汽，蒸汽价格以80元/吨计算，一吨硫酸镁的蒸汽消耗成本在96～160元左右。尽管镁法脱硫综合成本比钙法要低，但目前镁法脱硫塔外利用一效、二效或三效蒸发等工艺制造硫酸镁的方式仍然存在浪费蒸汽资源，脱硫运行费用仍然较高。
而塔内利用烟气热能在脱硫过程中同步直接制造硫酸镁的方法，虽然降低了成本，节约了蒸汽资源，但塔内增加了循环沉降槽、积液器等装置，这些装置安装在塔内，增加了运行维护这些设备的难度。另外，塔内直接蒸发浓缩制造硫酸镁生成的最终产品含有部分烟气中的杂质，后期分离有一定难度。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种制造硫酸镁的装置与方法，尤其提供一种氧化镁法脱硫废液塔外利用烟气余热制造硫酸镁的装置与方法。采用本发明的装置与方法，通过在烟道设置换热器进行蒸发浓缩，副产品生产过程中无需消耗蒸汽进行浓缩结晶，能够解决目前镁法脱硫后废液制造硫酸镁消耗蒸汽较多、吨矿生产成本较高和增加脱硫运行费用较多的问题，还能够解决塔内直接制造硫酸镁产品含杂质、系统维护保养难度较大等问题。
本发明提供一种制造硫酸镁的装置，其特征在于，包括：
(1)脱硫塔，其具有烟气进口，包括：
(a)吸收段，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液；
(b)浆液接纳段，用于接纳来自吸收段的含硫酸镁的浆液，并将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段，另一部分经过滤后形成过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至位于脱硫塔外部的热交换设备；
(2)烟道，其与脱硫塔的烟气进口相通，用于提供烟气进入脱硫塔的外部通道；
(3)热交换设备，其位于至少一段烟道的外围，用于烟道内的烟气与热交换设备内的所述过滤后浆液热交换，使所述过滤后浆液在烟气余热作用下蒸发浓缩，形成含硫酸镁晶体的浓缩浆液，并将所述浓缩浆液送至结晶设备；
(4)结晶设备，用于接纳来自热交换设备的所述浓缩浆液，并使所述浓缩浆液中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；
(5)离心设备，用于将来自结晶设备的含硫酸镁晶体的晶浆离心分离，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至浆液接纳段循环利用；
(6)干燥设备，用于干燥来自离心设备的含硫酸镁晶体的沉淀，以形成干燥后的硫酸镁成品。
根据本发明所述的装置，优选地，所述吸收段设有至少两级二氧化硫吸收喷淋层，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液；所述浆液接纳段的含硫酸镁的浆液的一部分通过循环泵送至吸收段的所述至少两级二氧化硫吸收喷淋层。
根据本发明所述的装置，优选地，所述热交换设备设有烟道式换热器，其材质为合金钢或钛材。
根据本发明所述的装置，优选地，所述烟道式换热器为普通换热器或热管式换热器。
根据本发明所述的装置，优选地，所述烟道式换热器具有换热段与蒸发浓缩段分离的换热结构。
本发明还提供一种利用上述装置制造硫酸镁的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)使烟气经烟道进入脱硫塔的吸收段，采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，形成含硫酸镁的浆液；
(2)由浆液接纳段接纳来自步骤(1)的含硫酸镁的浆液，将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段，另一部分经过滤后形成过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至热交换设备；
(3)在热交换设备中，使烟道内的烟气与热交换设备内的所述过滤后浆液进行热交换，使所述过滤后浆液在烟气余热作用下蒸发浓缩，形成含硫酸镁晶体的浓缩浆液并送至结晶设备；
(4)在结晶设备中使来自步骤(3)的浓缩浆液中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；
(5)在离心设备中离心分离来自步骤(4)的含硫酸镁晶体的晶浆，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至浆液接纳段循环利用；
(6)在干燥设备中干燥步骤(5)得到的含硫酸镁晶体的沉淀，形成干燥后的硫酸镁成品。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(1)中的烟气满足如下条件之一：
所述的烟气为来自燃煤锅炉、烧结机、球团、或窑炉的烟气，或者
所述的烟气为二氧化硫含量为300mg/Nm3～20000mg/Nm3，并且氧气含量为2～20vt％的烟气。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(1)中的烟气满足如下条件之一：
所述的烟气为来自燃煤锅炉或烧结机的烟气。
所述的烟气为二氧化硫含量为2000mg/Nm3～5000mg/Nm3，并且氧气含量为10～15vt％的烟气。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(4)形成的晶浆的含固量大于35wt％。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(4)形成的晶浆中的硫酸镁晶体的粒度大于0.2mm。
本发明所述的硫酸镁生产装置与方法在取消蒸汽做功的工艺条件下，通过在烟道设置热交换设备进行脱硫浆液的蒸发浓缩，副产品生产过程中无需消耗蒸汽进行浓缩结晶，从而在保证正常脱硫效率前提下，降低了副产品生产费用，还节约了脱硫运行成本。
本发明的硫酸镁生产装置与方法可适用于传统湿式钙法、镁法、氨法改造，只要按照本发明提供的结构及工艺改造传统钙法、氨法塔内结构及工艺即可，所有采用与本发明一致的对传统钙法、镁法、氨法的改造均落入本发明的保护范围。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的装置示意图。
图中：1为脱硫塔、2为循环浆液池、3为一级SO2吸收喷淋层、4为二级SO2吸收喷淋层、5为三级SO2吸收喷淋层、6为除雾器、7为烟气进口、8为烟气出口、9为一级SO2吸收循环泵、10为二级SO2吸收循环泵、11为三级SO2吸收循环泵、12为烟道、13为烟道式换热器、14为结晶槽、15为离心机、16为干燥器、17为包装机、18为过滤器、19为排出泵、20为母液回流蒸发浓缩循环泵。
具体实施方式
本发明提供一种制造硫酸镁的装置，包括：(1)脱硫塔、(2)烟道、(3)热交换设备、(4)结晶设备、(5)离心设备以及(6)干燥设备。优选地，本发明的装置还包括(7)包装设备、(8)过滤设备。
本发明的(1)脱硫塔包括：(a)吸收段以及(b)浆液接纳段。本发明的脱硫塔内的上述工艺段的设置位置可以常规调整，其设备名称可以有其它公知的命名方法。
本发明的(a)吸收段用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液。根据本发明所述的装置，优选地，所述吸收段设有至少两级二氧化硫吸收喷淋层，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液；所述浆液接纳段的含硫酸镁的浆液的一部分通过循环泵送至吸收段的所述至少两级二氧化硫吸收喷淋层。优选地，所述至少两级二氧化硫吸收喷淋层为两级、三级或者四级以上。在本发明中，所述的氧化镁法烟气脱硫是指以氧化镁为吸收剂的烟气脱硫过程。在该过程中，烟气进入脱硫塔内部后，在上升过程中经过所述至少两级二氧化硫吸收喷淋层，烟气中的二氧化硫被吸收剂反应吸收，净化后的烟气从脱硫塔顶部排出。优选地，所述烟气在排出前经除雾器处理。
本发明的(b)浆液接纳段用于接纳来自吸收段的含硫酸镁的浆液，并将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段，另一部分经过滤后形成过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至位于脱硫塔外部的热交换设备。根据本发明所述的装置，优选地，所述浆液接纳段位于脱硫塔的底部。作为优选，通过循环泵将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段的至少两级二氧化硫吸收喷淋层；可以送至某一层二氧化硫吸收喷淋层，也可以送至多层二氧化硫吸收喷淋层。更优选，通过循环泵将所述含硫酸镁的浆液的一部分分别送至吸收段的至少两级二氧化硫吸收喷淋层的各层。最优选，通过多个循环泵将所述含硫酸镁的浆液的一部分分别送至吸收段的至少两级二氧化硫吸收喷淋层的各层。例如，二氧化硫吸收喷淋层为三级，则循环泵也为三个，以此类推。
本发明的(2)烟道，其与脱硫塔的烟气进口相通，用于提供烟气进入脱硫塔的外部通道。本发明的烟道的长度、截面形状和尺寸以及材质可采用本领域公知的设计。根据本发明所述的装置，所述烟道的至少一段的外围设有热交换设备。
本发明的(3)热交换设备，其位于至少一段烟道的外围，用于烟道内的烟气与热交换设备内的所述过滤后浆液进行热交换，使所述过滤后浆液在烟气余热作用下蒸发浓缩，形成含硫酸镁晶体的浓缩浆液，并将所述浓缩浆液送至结晶设备。作为优选，所述热交换设备所包围的烟道表面积为烟道总表面积的50％～100％，更优选为80～90％。这样可以保证烟道内烟气余热的充分利用。
根据本发明所述的装置，优选地，所述热交换设备设有烟道式换热器，其材质为合金钢或钛材，优选为钛材。所述烟道式换热器优选为普通换热器或热管式换热器。更优选地，所述烟道式换热器具有换热段与蒸发浓缩段分离的换热结构。
本发明的(4)结晶设备用于接纳来自热交换设备的所述浓缩浆液，并使所述浓缩浆液中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆。本发明的结晶设备设有带水冷循环装置的自动降温系统，其冷源可以是常温水或冷冻水，可以单独设置凉水塔等降温装置。为防晶体沉降，在结晶设备内可设置搅拌装置，搅拌装置可采用空气搅拌装置或电动搅拌装置。优选地，本发明的结晶设备为普通水冷式、U型管式或外套循环水式。更优选地，本发明的结晶设备为DTB(Drabt Tube Babbled)连续冷却结晶器。
本发明的(5)离心设备用于将来自结晶设备的含硫酸镁晶体的晶浆离心分离，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至浆液接纳段循环利用。本发明的(6)干燥设备用于干燥来自离心设备的含硫酸镁晶体的沉淀，以形成干燥后的硫酸镁成品。本发明使用的干燥设备优选为配置热风装置的振动流化床干燥器。本发明使用的离心设备是本领域所熟知的那些。
本发明的装置还可以包括(7)包装设备，其采用本领域所熟知的那些。这里均不再赘述。此外，本发明的装置还可以包括(8)过滤设备，可以为板式过滤机或真空皮带过滤机，优选为板式过滤机。
本发明还提供一种利用本发明所述的装置制造硫酸镁的方法，包括如下步骤：(1)使烟气经烟道进入脱硫塔的吸收段，采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，形成含硫酸镁的浆液；(2)由浆液接纳段接纳来自步骤(1)的含硫酸镁的浆液，将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段，另一部分经过滤后形成过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至热交换设备；(3)在热交换设备中，使烟道内的烟气与热交换设备内的所述过滤后浆液进行热交换，使所述过滤后浆液在烟气余热作用下蒸发浓缩，形成含硫酸镁晶体的浓缩浆液并送至结晶设备；(4)在结晶设备中使来自步骤(3)的浓缩浆液中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；(5)在离心设备中离心分离来自步骤(4)的含硫酸镁晶体的晶浆，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至浆液接纳段循环利用；(6)在干燥设备中干燥步骤(5)得到的含硫酸镁晶体的沉淀，形成干燥后的硫酸镁成品。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(1)中的烟气为来自燃煤锅炉、烧结机、球团、或窑炉的烟气。优选地，步骤(1)中的烟气为来自燃煤锅炉或烧结机的烟气。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(1)中的烟气可以为二氧化硫含量为300mg/Nm3～20000mg/Nm3，并且氧气含量为2～20vt％的烟气。二氧化硫含量优选为1000mg/Nm3～8000mg/Nm3，更优选为2000mg/Nm3～5000mg/Nm3。氧气含量优选为5～18vt％，更优选为10～15vt％。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(4)形成的晶浆中的硫酸镁晶体的粒度大于0.2mm，更优选为0.3-1.0mm。
利用本发明所述的装置与方法所生产的硫酸镁，不限于七水硫酸镁，也包括一水硫酸镁、二水硫酸镁、三水硫酸镁、四水硫酸镁、五水硫酸镁、六水硫酸镁、十二水硫酸镁或无水硫酸镁。对于本领域技术人员而言，通过对温度的常规控制可以使蒸发浓缩后的硫酸镁溶液结晶出分别带有1、2、3、4、5、6、7、12个结晶水的水合结晶物。例如，在-3.9～1.8℃饱和水溶液中，析出十二水硫酸镁，在1.8～48.1℃饱和溶液中析出七水硫酸镁，在48.1～67.5℃析出六水硫酸镁。六水硫酸镁在87～92℃间发生异元熔化，并生成四水或者五水硫酸镁，然后在106℃下，转变成三水硫酸镁，三水硫酸镁在122到124℃下转变成二水硫酸镁，二水硫酸镁在161～169℃下转变成稳定的一水硫酸镁，温度高于167.5℃时析出无水硫酸镁。
以下结合附图对本发明作进一步说明。
图1示出了本发明所述的硫酸镁生产装置的一个具体实施方式。其中，脱硫塔1的烟气进口7与烟道12相通，烟道12的至少一段的外围设有烟道式换热器13，以使烟气在进入脱硫塔之前与烟道式换热器中的溶液热交换。在烟气进口7上方的脱硫塔内部，由下至上设置有一级SO2吸收喷淋层3、二级SO2吸收喷淋层4、三级SO2吸收喷淋层5、除雾器6和烟气出口8。循环浆液池2设在脱硫塔底部，循环浆液池2的出口管路分为两路，一路分别经由一级SO2吸收循环泵9、二级SO2吸收循环泵10、三级SO2吸收循环泵11通至一级SO2吸收喷淋层3、二级SO2吸收喷淋层4、三级SO2吸收喷淋层5，另一路经由排出泵19进过滤器18后通至烟道式换热器13。来自循环浆液池2的浆液(或溶液)经过滤器18过滤后形成清液并送入烟道式换热器13，经过换热器蒸发浓缩后排至结晶槽14进行硫酸镁的结晶，得到含硫酸镁晶体的晶浆并依次进入离心机15、干燥器16、包装机17。从结晶槽14和离心机15出来的母液经由母液回流蒸发浓缩循环泵20送至循环浆液池2循环利用。
利用图1所述的装置制造硫酸镁的一个具体实施方式，所述方法包括如下步骤：
a、烟气经由烟道从烟气进口7进入到脱硫塔1内部，经过一级SO2吸收喷淋层3、二级SO2吸收喷淋层4、三级SO2吸收喷淋层5进行脱硫吸收反应后，最后经除雾器6进行脱水除雾后经顶部烟囱烟气出口8直接排放；
b、由浆液循环池2泵打出的吸收液经排出泵19进过滤器18过滤后进烟道式换热器13进行蒸发浓缩，蒸发浓缩后的含晶体物料送入结晶槽14；
c、结晶槽14内的含部分晶体的固液混合物在结晶槽14内经降温，形成晶粒大于0.2mm的硫酸镁晶体，为防止晶体沉降，在结晶槽14内设置有搅拌装置，搅拌装置可采用空气搅拌装置或电动搅拌装置；
e、将结晶槽14内形成的含固量大于35wt％的晶浆送离心机15分离，分离出的母液回循环浆液池2再循环利用，含水量小于2wt％的硫酸镁送干燥器16进一步干燥至成品送入包装机17。
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1烧结机烟气脱硫项目
步骤一：向氧化镁粉中加入工业自来水制成氢氧化镁浆液，送至脱硫塔1底部的循环浆液池2内。
步骤二：使流速为2.5～3.5m/s、温度为110～180℃的烧结机烟气(氧气含量为13vt％)经由烟道12从脱硫塔1的烟气进口7进入脱硫塔1内。
步骤三：通过一级SO2吸收循环泵9、二级SO2吸收循环泵10、三级SO2吸收循环泵11将循环浆液池2内的浆液依次送入一级SO2吸收喷淋层3、二级SO2吸收喷淋层4、三级SO2吸收喷淋层5，经吸收反应后浆液落入循环浆液池2。
步骤四：当循环浆液池2的pH值为4.5～6.5、浆液密度为1000～1150kg/m3、硫酸镁含量达到65wt％以上时，通过排出泵19将循环浆液池2内的浆液排出至过滤器18。
步骤五：过滤后的清液送入烟道式换热器13内进行蒸发浓缩，蒸发浓缩后混合液落入结晶槽14。
步骤六：通过温度稳定在20～30℃循环冷却水给结晶槽14内硫酸镁溶液降温，实现硫酸镁过饱和状态降温结晶。硫酸镁晶体在结晶槽14内逐渐长大，脱离搅拌器扰动沉降在结晶槽14底部，通过排浆泵将硫酸镁晶浆排出至离心机15。
步骤七：硫酸镁晶浆在结晶槽14和离心机15的晶粒大小筛选和离心分离综合作用下得到初步产品硫酸镁晶体。
步骤八：利用温度为120℃、压力为0.2MPa的饱和蒸汽将空气加热送入振动流化床，在机械振动的作用下实现硫酸镁晶体充分烘干成硫酸镁成品，并输送至自动包装机包装。最终得到质量为工业合格品以上的硫酸镁产品。
实施例1的烧结机烟气脱硫项目，其工况参数、排放情况和副产品品质如下表1-3所示。
表1烧结机烟气脱硫项目工况参数
表2烧结机烟气脱硫项目排放情况
序号 项目 数量 单位
1 脱硫装置出口烟气量(工况) 146230 Nm3/h
2 排烟温度 55 ℃
3 SO2排放浓度 ＜100 mg/Nm3
4 硫酸镁产出量 1.6 t/h
5 硫酸镁品质 ＞98 ％质量百分比
表3烧结机烟气脱硫项目产出硫酸镁品质
序号 项目 数量 单位
1 主含量(以MgSO4·7H2O计) 98.8 ％质量百分比
2 铁(以Fe计)含量 0.005 ％质量百分比
3 氯化物(以Cl计)含量 0.30 ％质量百分比
4 重金属含量 0.001 ％质量百分比
5 水不溶物含量 0.08 ％质量百分比
硫酸镁品质的测量方法采用《中华人民共和国化工行业标准HG/T2680-2009》。
实施例2燃煤锅炉烟气脱硫项目
步骤一：向氧化镁粉中加入工业自来水制成氢氧化镁浆液，送至脱硫塔1底部的循环浆液池2内。
步骤二：使流速为2.5～3.5m/s、温度为110～180℃的燃煤锅炉烟气(氧气含量为13vt％)经由烟道12从脱硫塔1的烟气进口7进入脱硫塔1内。
步骤三：通过一级SO2吸收循环泵9、二级SO2吸收循环泵10、三级SO2吸收循环泵11将循环浆液池2内的浆液依次送入一级SO2吸收喷淋层3、二级SO2吸收喷淋层4、三级SO2吸收喷淋层5，经吸收反应后浆液落入循环浆液池2。
步骤四：当循环浆液池2的pH值为4.0～6、浆液密度为1100～1200kg/m3、硫酸镁含量达到45wt％以上时，通过排出泵19将循环浆液池2内的浆液排出至过滤器18。
步骤五：过滤后的清液送入烟道式换热器13内进行蒸发浓缩，蒸发浓缩后混合液落入结晶槽14。
步骤六：通过温度稳定在20～30℃循环冷却水给结晶槽14内硫酸镁溶液降温，实现硫酸镁过饱和状态降温结晶。硫酸镁晶体在结晶槽14内逐渐长大，脱离搅拌器扰动沉降在结晶槽14底部，通过排浆泵将硫酸镁晶浆排出至离心机15。
步骤七：硫酸镁晶浆在结晶槽14和离心机15的晶粒大小筛选和离心分离综合作用下得到初步产品硫酸镁晶体。
步骤八：利用温度为120℃、压力为0.2MPa的饱和蒸汽将空气加热送入振动流化床，在机械振动的作用下实现硫酸镁晶体充分烘干成硫酸镁成品，并输送至自动包装机包装。最终得到质量为工业合格品以上的硫酸镁产品。
实施例2的燃煤锅炉烟气脱硫项目，其工况参数、排放情况和副产品品质如下表4-5所示。
表4 200t/h燃煤锅炉烟气脱硫项目工况参数表
序号 项目 数量 单位
1 脱硫系统入口烟气量(工况) 365000 m3/h
2 标态烟气量 282420 Nm3/h
3 脱硫系统入口温度 120 ℃
4 SO2入口浓度 4000 mg/Nm3
5 镁硫比 1.02 Mg/S
6 脱硫装置总阻力 Pa ＜800
表5燃煤锅炉烟气脱硫项目排放及硫酸镁产出情况
序号 项目 数量 单位
1 脱硫装置出口烟气量(工况) 386085 m3/h
2 排烟温度 50 ℃
3 SO2排放浓度 ＜100 mg/Nm3
4 硫酸镁产出量 2.1 t/h
5 硫酸镁品质 ＞98 ％质量百分比
硫酸镁品质的测量方法采用《中华人民共和国化工行业标准HG/T2680-2009》。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种制造硫酸镁的装置，其特征在于，包括：
(1)脱硫塔，其具有烟气进口，包括：
(a)吸收段，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液；
(b)浆液接纳段，用于接纳来自吸收段的含硫酸镁的浆液，并将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段，另一部分经过滤后形成过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至位于脱硫塔外部的热交换设备；
(2)烟道，其与脱硫塔的烟气进口相通，用于提供烟气进入脱硫塔的外部通道；
(3)热交换设备，其位于至少一段烟道的外围，用于烟道内的烟气与热交换设备内的所述过滤后浆液进行热交换，使所述过滤后浆液在烟气余热作用下蒸发浓缩，形成含硫酸镁晶体的浓缩浆液，并将所述浓缩浆液送至结晶设备；
(4)结晶设备，用于接纳来自热交换设备的所述浓缩浆液，并使所述浓缩浆液中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；
(5)离心设备，用于将来自结晶设备的含硫酸镁晶体的晶浆离心分离，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至浆液接纳段循环利用；
(6)干燥设备，用于干燥来自离心设备的含硫酸镁晶体的沉淀，以形成干燥后的硫酸镁成品。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸收段设有至少两级二氧化硫吸收喷淋层，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液；所述浆液接纳段的含硫酸镁的浆液的一部分通过循环泵送至吸收段的所述至少两级二氧化硫吸收喷淋层。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热交换设备设有烟道式换热器，其材质为合金钢或钛材。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述烟道式换热器为普通换热器或热管式换热器。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述烟道式换热器具有换热段与蒸发浓缩段分离的换热结构。
6.一种利用权利要求1～5任一项所述的装置制造硫酸镁的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)使烟气经烟道进入脱硫塔的吸收段，采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，形成含硫酸镁的浆液；
(2)由浆液接纳段接纳来自步骤(1)的含硫酸镁的浆液，将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段，另一部分经过滤后形成过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至热交换设备；
(3)在热交换设备中，使烟道内的烟气与热交换设备内的所述过滤后浆液进行热交换，使所述过滤后浆液在烟气余热作用下蒸发浓缩，形成含硫酸镁晶体的浓缩浆液并送至结晶设备；
(4)在结晶设备中使来自步骤(3)的浓缩浆液中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；
(5)在离心设备中离心分离来自步骤(4)的含硫酸镁晶体的晶浆，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至浆液接纳段循环利用；
(6)在干燥设备中干燥步骤(5)得到的含硫酸镁晶体的沉淀，形成干燥后的硫酸镁成品。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的烟气满足如下条件之一：
所述的烟气为来自燃煤锅炉、烧结机、球团、或窑炉的烟气，或者
所述的烟气为二氧化硫含量为300mg/Nm3～20000mg/Nm3，并且氧气含量为2～20vt％的烟气。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的烟气满足如下条件之一：
所述的烟气为来自燃煤锅炉或烧结机的烟气。
所述的烟气为二氧化硫含量为2000mg/Nm3～5000mg/Nm3，并且氧气含量为10～15vt％的烟气。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(4)形成的晶浆的含固量大于35wt％。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(4)形成的晶浆中的硫酸镁晶体的粒度大于0.2mm。
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