CN104495886B - 生产硫酸镁的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种生产硫酸镁的装置及方法，具体提供一种氧化镁法脱硫废液塔内分区结晶生产硫酸镁的装置及方法。本发明的装置包括脱硫塔、结晶设备和干燥设备，其中所述脱硫塔包括吸收段、浆液收集段、第一浆液接纳段、第二浆液接纳段、蒸发浓缩段和沉降段。采用本发明的装置及方法，能够解决目前镁法脱硫废液生产硫酸镁过程中蒸发浓缩效率低、蒸汽消耗量大，硫酸镁成品中尘及杂质含量高、品质差，吨矿生产成本和脱硫运行费用较高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产硫酸镁的装置及方法，尤其涉及一种氧化镁法脱硫废液塔内分区结晶生产硫酸镁的装置及方法。本发明的装置及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
氧化镁法烟气脱硫技术逐步得到推广应用，市场份额从2005年不到1％，至目前超过6％，湿式氧化镁法脱硫技术得到了越来越多人的认可。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生产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生产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三效蒸发等工艺生产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。
受烟气中尘及其它杂质的影响，一般塔内直接生产硫酸镁的工艺方法产出的硫酸镁杂质含量较高，后期分离比较困难，影响硫酸镁的品质及外部观感。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种生产硫酸镁的装置及方法，尤其提供一种氧化镁法脱硫废液塔内分区结晶生产硫酸镁的装置及方法。采用本发明的装置及方法，能够解决目前镁法脱硫废液生产硫酸镁过程中蒸发浓缩效率低、蒸汽消耗量大，硫酸镁成品中尘及杂质含量高、品质差，吨矿生产成本和脱硫运行费用较高的问题。
本发明提供一种生产硫酸镁的装置，包括：
(1)脱硫塔，其包括：
(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)浆液收集段，用于收集吸收段所形成的含硫酸镁的浆液，并将其送至第一浆液接纳段；
(c)第一浆液接纳段，用于接纳来自浆液收集段的含硫酸镁的浆液，并将其一部分送至吸收段，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第二浆液接纳段；
(d)第二浆液接纳段，用于接纳来自第一浆液接纳段的所述过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至蒸发浓缩段；
(e)蒸发浓缩段，用于蒸发浓缩来自第二浆液接纳段的浆液，形成浓缩浆液；
(f)沉降段，用于接纳来自蒸发浓缩段的浓缩浆液，使浓缩浆液中的硫酸镁结晶以形成固液混合物，将从沉降段上部溢出的物料经过滤后形成过滤后物料，将所述过滤后物料送至蒸发浓缩段循环利用；将固液混合物从沉降段下部排出至结晶设备；
(2)结晶设备，用于接纳来自沉降段的固液混合物，并使所述固液混合物中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；
(3)离心设备，用于将来自结晶设备的晶浆离心分离，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至蒸发浓缩段循环利用；
(4)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；所述第一浆液接纳段的一部分浆液通过循环送至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，所述第一浆液接纳段设有浆液循环池，所述第二浆液接纳段设有蒸发浓缩浆液池，所述浆液循环池与所述蒸发浓缩浆液池采用隔板分隔开。
根据本发明所述的装置，优选地，所述浆液收集段设有积液器，用于收集吸收段所形成的含硫酸镁的浆液。
根据本发明所述的装置，优选地，所述蒸发浓缩段设有蒸发浓缩喷淋层，用于蒸发浓缩来自第二浆液接纳段的浆液，形成浓缩浆液。
根据本发明所述的装置，优选地，所述沉降段设有循环沉降槽，用于接纳来自蒸发浓缩段的浓缩浆液，使浓缩浆液中的硫酸镁结晶以形成固液混合物；所述循环沉降槽的上部设有溢流口，下部设有排出口。
根据本发明所述的装置，优选地，所述脱硫塔还设有应急降温层，用于防止旁通烟道取消后烟气温度超温情况的出现；所述应急降温层设置为当烟气温度超温情况的出现时，所述第一浆液接纳段中的含硫酸镁的浆液可送至所述应急降温层。
本发明还提供一种利用上述装置生产硫酸镁的方法，包括如下步骤：
(1)使烟气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)采用浆液收集段收集吸收段所形成的含硫酸镁的浆液，并将其送至第一浆液接纳段；
(3)将第一浆液接纳段接纳的来自步骤(2)的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第二浆液接纳段；
(4)将第二浆液接纳段中的过滤后浆液送至蒸发浓缩段进行蒸发浓缩，从而形成浓缩浆液；
(5)由沉降段接纳来自步骤(4)的浓缩浆液，使浓缩浆液中的硫酸镁结晶以形成固液混合物，将从沉降段上部溢出的物料经过滤后得到过滤后物料，将所述过滤后物料送至蒸发浓缩段循环利用；将所述固液混合物从沉降段下部排出至结晶设备；
(6)在结晶设备中使来自步骤(5)的固液混合物中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；
(7)在离心设备中离心分离来自步骤(6)的晶浆，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至蒸发浓缩段循环利用；
(8)在干燥设备中干燥来自步骤(7)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。
根据本发明的方法，优选地，步骤(5)排出的固液混合物的含固量大于30wt％，其中的硫酸镁晶体的粒度大于0.1mm。
本发明所述的硫酸镁生产装置及方法通过对脱硫塔进行功能分区，设置第一浆液接纳段、第二浆液接纳段，并在塔内设置沉降段、浆液收集段，且使蒸发浓缩段与吸收段通过浆液收集段进行隔离，使脱硫浆液形成有功能区分的三重以上循环，在脱硫塔内实现副产品硫酸镁的结晶，无需在后处理工序消耗大量蒸汽进行浓缩结晶，从而在保证正常脱硫效率前提下，既节省了投资又大大降低了脱硫运行成本。根据本发明的优选方案，本发明还减少了硫酸镁成品中尘及杂质含量，提高了硫酸镁产品的品质。
本发明的硫酸镁生产装置及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：l为脱硫塔、2为循环沉降槽、3为蒸发浓缩喷淋层、4为积液器、5为溢流口、6为排出口、7为二级SO2吸收喷淋层、8为三级SO2吸收喷淋层、9为除雾器、10为烟气出口、11为浆液循环池、12为蒸发浓缩循环泵、13为二级SO2吸收循环泵、14为三级SO2吸收循环泵、15为应急降温层泵、16为结晶槽、17为离心机、18为干燥器、19为包装机、20为母液回流蒸发浓缩循环泵、21为浆液池排出泵、22为第一过滤器、23为烟气进口、24为应急降温层、25为第二过滤器、26为蒸发浓缩浆液池、27为支撑柱、28为隔板。
具体实施方式
本发明提供一种生产硫酸镁的装置，包括：(1)脱硫塔、(2)结晶设备、(3)离心设备以及(4)干燥设备。优选地，本发明的装置还包括(5)包装设备、(6)过滤设备。
本发明的(1)脱硫塔包括：(a)吸收段、(b)浆液收集段、(c)第一浆液接纳段、(d)第二浆液接纳段、(e)蒸发浓缩段以及(f)沉降段。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；所述第一浆液接纳段的一部分浆液通过循环送至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)浆液收集段用于收集吸收段所形成的含硫酸镁的浆液，并将其送至第一浆液接纳段。根据本发明所述的装置，优选地，所述浆液收集段设有积液器，用于收集吸收段所形成的含硫酸镁的浆液。对于所述积液器的材质、耐温温度及液体密度，没有特别的限制。优选地，所述积液器的材质可为纤维增强塑料(FRP)，其中的树脂基体为乙烯基树脂，其耐温范围为50～95℃，液体密度为800～1200kg/m3。
本发明的(c)第一浆液接纳段用于接纳来自浆液收集段的含硫酸镁的浆液，并将其一部分送至吸收段，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第二浆液接纳段。本发明的(d)第二浆液接纳段，用于接纳来自第一浆液接纳段的所述过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至蒸发浓缩段。根据本发明所述的装置，优选地，所述第一浆液接纳段设有浆液循环池，所述第二浆液接纳段设有蒸发浓缩浆液池，所述浆液循环池与所述蒸发浓缩浆液池采用隔板分隔开。所述第二浆液接纳段接纳经过滤器过滤掉尘或杂质的干净浆液，其作用等同于第一浆液接纳段。优选地，隔板的材质与脱硫塔塔体材料相同，其防腐工艺与塔内防腐工艺相同。
本发明的(e)蒸发浓缩段用于蒸发浓缩来自第二浆液接纳段的浆液，形成浓缩浆液。根据本发明所述的装置，优选地，所述蒸发浓缩段设有蒸发浓缩喷淋层，用于蒸发浓缩来自第二浆液接纳段的浆液，形成浓缩浆液。此外，本发明的烟气在蒸发浓缩喷淋层经降温及初步吸收后依次进入二级SO2吸收喷淋层和三级SO2吸收喷淋层进行脱硫吸收反应，因此，蒸发浓缩喷淋层也兼具有一级SO2吸收喷淋层的作用。
本发明的(f)沉降段用于接纳来自蒸发浓缩段的浓缩浆液，使浓缩浆液中的硫酸镁结晶以形成固液混合物，将从沉降段上部溢出的物料经过滤后形成过滤后物料，将所述过滤后物料送至蒸发浓缩段循环利用；将固液混合物从沉降段下部排出至结晶设备。根据本发明所述的装置，优选地，所述沉降段设有循环沉降槽，用于接纳来自蒸发浓缩段的浓缩浆液，使浓缩浆液中的硫酸镁结晶以形成固液混合物。本发明的循环沉降槽的上部设有溢流口，下部设有排出口。对于本发明的循环沉降槽，根据工况可设置成单层沉降、双层沉降或多层沉降。循环沉降槽的材质可以是玻璃钢、特种钢或防腐处理后的普通钢材。
根据本发明所述的装置，优选地，所述脱硫塔还设有应急降温层，用于防止旁通烟道取消后烟气温度超温情况的出现。本发明的所述应急降温层设置为当烟气温度超温情况的出现时，所述第一浆液接纳段中的含硫酸镁的浆液可送至所述应急降温层。这样的设置可以通过温度传感器与电动阀门的方式得以实现，可以使用本领域所熟知的那些，这里不再赘述。
本发明的(2)结晶设备用于接纳从沉降段排出的固液混合物，并使所述固液混合物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(3)离心设备用于将来自结晶设备的晶浆离心分离，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至蒸发浓缩段循环利用。本发明的(4)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(5)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(6)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生产硫酸镁的方法，包括如下步骤：(1)使烟气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)由浆液收集段收集吸收段所形成的含硫酸镁的浆液，并将其送至第一浆液接纳段；(3)将第一浆液接纳段接纳的来自步骤(2)的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第二浆液接纳段；(4)将第二浆液接纳段中的过滤后浆液送至蒸发浓缩段进行蒸发浓缩，从而形成浓缩浆液；(5)采用沉降段接纳来自步骤(4)的浓缩浆液，使浓缩浆液中的硫酸镁结晶以形成固液混合物，将从沉降段上部溢出的物料经过滤后形成过滤后物料，将所述过滤后物料送至蒸发浓缩段循环利用；将固液混合物从沉降段下部排出至结晶设备；(6)在结晶设备中使来自步骤(5)的固液混合物中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；(7)在离心设备中离心分离来自步骤(6)的晶浆，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至蒸发浓缩段循环利用；(8)在干燥设备中干燥来自步骤(7)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)中的烟气可以为来自燃煤锅炉、烧结机、球团、或窑炉的烟气。本发明的烟气优选为来自燃煤锅炉、烧结机或窑炉的烟气，更优选为来自燃煤锅炉或烧结机的烟气。其中，氧气含量较低的燃煤锅炉烟气可以通过烟道增氧或氧化风机曝气增氧。
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(5)排出的固液混合物的含固量大于30wt％，优选为35wt％～70wt％，更优选为40wt％～50wt％。在本发明的固液混合物中，硫酸镁晶体的粒度优选为大于0.2mm，更优选为0.3～1.0mm。
利用本发明所述的装置及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，应急降温层24设置于烟气进口23附近位置的脱硫塔1内部。应急降温层24往上是蒸发浓缩喷淋层3，蒸发浓缩喷淋层3往上是积液器4，积液器4往上是二级SO2吸收喷淋层7和三级SO2吸收喷淋层8，三级SO2吸收喷淋层8往上是除雾器9。在烟气进口23下方的脱硫塔内部，由上至下设置有循环沉降槽2，循环沉降槽2上部设置有溢流口5，溢流口5经第二过滤器25、蒸发浓缩循环泵12通至蒸发浓缩喷淋层3，循环沉降槽2下部设置有排出口6，排出口6通至结晶槽16。脱硫塔1底部通过隔板28区分成两个功能区，下区为浆液循环池11、上区为蒸发浓缩浆液池26。二级SO2吸收喷淋层7和三级SO2吸收喷淋层8所产生的吸收浆液通过积液器4进入浆液循环池11，浆液循环池11的出口管路分为两路，一路经由浆液池排出泵21排入第一过滤器22，从第一过滤器22过滤出来的清液进入蒸发浓缩浆液池26，经由蒸发浓缩循环泵12打入蒸发浓缩喷淋层3进行浓缩结晶，另一路分别由二级SO2吸收循环泵13和三级SO2吸收循环泵13送至二级SO2吸收喷淋层7和三级SO2吸收喷淋层8的喷淋装置入口。从循环沉降槽2的排出口6排出的固液混合物依次进入结晶槽16、离心机17、干燥器18和包装机19。从结晶槽16和离心机17出来的母液经由母液回流蒸发浓缩循环泵20打入蒸发浓缩喷淋层3进行循环结晶。
利用图1所述的装置生产硫酸镁的一个具体实施方式，所述方法包括如下步骤：
a、烟气从脱硫塔1的烟气进口23进入到脱硫塔1内，经过应急降温层24后进入蒸发浓缩喷淋层3，经降温及初步吸收后依次进入二级SO2吸收喷淋层7和三级SO2吸收喷淋层8进行脱硫吸收反应，最后进入除雾器9进行脱水除雾后经顶部烟囱烟气出口10直接排放；
b、从二级SO2吸收喷淋层7及三级SO2吸收喷淋层8下来的吸收二氧化硫后的混合液经由积液器4进入浆液循环池11；
c、由浆液循环池11泵打出的吸收液经浆液池排出泵21排入第一过滤器22，经过滤后进入蒸发浓缩浆液池26，由蒸发浓缩循环泵12打入蒸发浓缩喷淋层3进行循环蒸发浓缩；
d、由循环沉降槽2的溢流口5溢出的吸收液经第二过滤器25过滤后形成过滤后的清液，将所述过滤后的清液经由蒸发浓缩循环泵12打入蒸发浓缩喷淋层3进行再循环结晶；
e、从循环沉降槽2底部排出口6排出含固量大于30wt％且含有粒度大于0.1mm的硫酸镁晶体的固液混合物，将所述固液混合物送入结晶槽16，在结晶槽内经降温进一步形成晶粒大于0.2mm的硫酸镁晶体，为防晶体沉降，在结晶槽内设置有搅拌装置，搅拌装置可采用空气搅拌装置或电动搅拌装置等；
f、由循环沉降槽2进入结晶槽16的固液混合物在结晶槽16中分离，母液回蒸发浓缩喷淋层3进一步循环结晶，含固量大于40wt％的晶浆送离心机17分离，离心机母液回蒸发浓缩喷淋层3，含水量小于2wt％的硫酸镁送干燥器18进一步干燥至成品送入包装机19。
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。
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％)从脱硫塔烟气进口23进入脱硫塔1内，并将脱硫塔底部浆液循环池11的pH值控制在5.5～7之间。
步骤三：将蒸发浓缩浆液池26的pH值控制在4.5～6之间。
步骤四：通过二级SO2吸收循环泵13、三级SO2吸收循环泵14将浆液依次送入二级SO2吸收喷淋层7、三级SO2吸收喷淋层8，经吸收反应后浆液落入积液器4，积液器4收集的浆液送入浆液循环池11。
步骤五：当浆液循环池11内的浆液pH值达到5.5～6.5、浆液密度达到1050～1100kg/m3，且硫酸镁含量达到35～45％时，通过浆液池排出泵21将浆液排出至第一过滤器22，经过滤后的清液送入蒸发浓缩浆液池26。
步骤六：通过蒸发浓缩循环泵12将浆液送入蒸发浓缩喷淋层3进行蒸发浓缩，蒸发浓缩后混合液落入循环沉降槽2，在循环沉降槽2内部分结晶，温度为55～70℃，得到含固量超过30wt％的固液混合物，并从循环沉降槽2的排出口6排出至结晶槽16，进行降温，进一步结晶后送入离心机17分离。
步骤七：通过温度稳定在20～30℃的循环冷却水给结晶槽16内的硫酸镁溶液降温，实现硫酸镁过饱和状态并降温结晶。硫酸镁晶体在结晶罐内逐渐长大，脱离搅拌器扰动，沉降在结晶槽16底部，通过排浆泵将硫酸镁晶浆排出。
步骤八：硫酸镁晶浆在结晶槽16和离心机17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。
步骤九：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) | 176117 | Nm3/h |
| 2 | 排烟温度 | 50 | ℃ |
| 3 | SO2排放浓度 | <50 | mg/Nm3 |
| 4 | 硫酸镁产出量 | 1.8 | t/h |
| 5 | 硫酸镁品质 | >99 | ％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) | 99 | ％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 | 0.0005 | ％质量百分比 |
| 5 | 水不溶物含量 | 0.009 | ％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
除了所用烟气为燃煤锅炉烟气(氧气含量调节为13vt％)外，实施例2的实施步骤与实施例1完全相同。
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 | 3.2 | t/h |
| 5 | 硫酸镁品质 | >99 | ％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 (8)
1.一种生产硫酸镁的装置，其特征在于，包括：
(1)脱硫塔，其包括：
(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)浆液收集段，用于收集吸收段所形成的含硫酸镁的浆液，并将其送至第一浆液接纳段；
(c)第一浆液接纳段，用于接纳来自浆液收集段的含硫酸镁的浆液，并将其一部分送至吸收段，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第二浆液接纳段；
(d)第二浆液接纳段，用于接纳来自第一浆液接纳段的所述过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至蒸发浓缩段；
(e)蒸发浓缩段，用于蒸发浓缩来自第二浆液接纳段的浆液，形成浓缩浆液；
(f)沉降段，用于接纳来自蒸发浓缩段的浓缩浆液，使浓缩浆液中的硫酸镁结晶以形成固液混合物，将从沉降段上部溢出的物料经过滤后形成过滤后物料，将所述过滤后物料送至蒸发浓缩段循环利用；将固液混合物从沉降段下部排出至结晶设备；
(2)结晶设备，用于接纳来自沉降段的固液混合物，并使所述固液混合物中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；
(3)离心设备，用于将来自结晶设备的晶浆离心分离，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至蒸发浓缩段循环利用；
(4)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；
其中，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；所述第一浆液接纳段的一部分浆液通过循环送至所述至少两级二氧化硫吸收喷淋层；
其中，所述第一浆液接纳段设有浆液循环池，所述第二浆液接纳段设有蒸发浓缩浆液池，所述浆液循环池与所述蒸发浓缩浆液池采用隔板分隔开。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述浆液收集段设有积液器，用于收集吸收段所形成的含硫酸镁的浆液。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸发浓缩段设有蒸发浓缩喷淋层，用于蒸发浓缩来自第二浆液接纳段的浆液，形成浓缩浆液。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述沉降段设有循环沉降槽，用于接纳来自蒸发浓缩段的浓缩浆液，使浓缩浆液中的硫酸镁结晶以形成固液混合物；所述循环沉降槽的上部设有溢流口，下部设有排出口。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱硫塔还设有应急降温层，用于防止旁通烟道取消后烟气温度超温情况的出现；所述应急降温层设置为当烟气温度超温情况的出现时，所述第一浆液接纳段中的含硫酸镁的浆液送至所述应急降温层。
6.一种利用权利要求1～5任一项所述的装置生产硫酸镁的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)使烟气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)采用浆液收集段收集吸收段所形成的含硫酸镁的浆液，并将其送至第一浆液接纳段；
(3)将第一浆液接纳段接纳的来自步骤(2)的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第二浆液接纳段；
(4)将第二浆液接纳段中的过滤后浆液送至蒸发浓缩段进行蒸发浓缩，从而形成浓缩浆液；
(5)由沉降段接纳来自步骤(4)的浓缩浆液，使浓缩浆液中的硫酸镁结晶以形成固液混合物，将从沉降段上部溢出的物料经过滤后得到过滤后物料，将所述过滤后物料送至蒸发浓缩段；将所述固液混合物从沉降段下部排出至结晶设备；
(6)在结晶设备中使来自步骤(5)的固液混合物中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；
(7)在离心设备中离心分离来自步骤(6)的晶浆，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至蒸发浓缩段循环利用；
(8)在干燥设备中干燥来自步骤(7)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6所述的方法，其特征在于，步骤(5)排出的固液混合物的含固量大于30wt％，其中的硫酸镁晶体的粒度大于0.1mm。
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