CN104556157A

CN104556157A - 烟气脱硫生产硫酸镁的装置与方法

Info

Publication number: CN104556157A
Application number: CN201410718464.6A
Authority: CN
Inventors: 童裳慧
Original assignee: Beijing Zhongjing Jiamei Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: MICROTEK environmental Polytron Technologies Inc
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2034-12-03
Also published as: HK1208853A1; WO2016086734A1; CN104556157B

Abstract

本发明提供一种烟气脱硫生产硫酸镁的装置和方法，具体提供一种氧化镁法脱硫废液塔内直接结晶生产硫酸镁的装置及方法。本发明的装置包括烟气脱硫设备、浆液循环槽、蒸发浓缩区、循环沉降设备、结晶设备、离心设备、干燥设备等。采用本发明的装置及方法，能够解决目前镁法脱硫后废液生产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。

Description

烟气脱硫生产硫酸镁的装置与方法

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硫生产硫酸镁的装置与方法，尤其涉及一种氧化镁法脱硫废液塔内直接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利用烧结机、球团、回转窑等烟气脱硫后的废浆液制备硫酸镁。

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并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。如公开号为CN1733656A的中国发明专利申请提供了一种“利用锅炉烟气制取七水硫酸镁肥料的方法”，其中硫酸镁溶液采用浓缩结晶的方式，这种方式是利用硫酸镁在温度超过60℃溶解度降低的特性进行结晶的，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。又如申请号为201210100244.8的中国发明专利提供了一种“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。

综上所述，不论采用上述二种方法的任何一种，生产一吨硫酸镁都需要耗费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。因此，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。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种烟气脱硫生产硫酸镁的装置与方法，尤其提供一种氧化镁法脱硫废液塔内直接结晶生产硫酸镁的装置及方法。采用本发明提供的装置和方法，能够解决目前镁法脱硫后废液生产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。

本发明提供一种烟气脱硫生产硫酸镁的装置，包括：

烟气脱硫设备，其内部设有二氧化硫吸收喷淋区，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；

浆液循环槽，用于接收来自烟气脱硫设备的所述含硫酸镁的浆液，并将所述含硫酸镁的浆液循环至二氧化硫吸收喷淋区和蒸发浓缩区中；

蒸发浓缩区，用于将所述含硫酸镁的浆液蒸发浓缩，以形成浓缩产物；和

循环沉降设备，用于接收来自蒸发浓缩区中的浓缩产物，并将浓缩产物进行沉降，以形成沉降产物；

其中，所述蒸发浓缩区、循环沉降设备和浆液循环槽均设置在烟气脱硫设备内部。

根据本发明的的装置，优选地，所述二氧化硫吸收喷淋区包括两个或更多个二氧化硫吸收喷淋层；所述蒸发浓缩区位于二氧化硫吸收喷淋区的下部。

根据本发明的的装置，优选地，所述装置还包括积液器，该积液器用于将所述二氧化硫吸收喷淋区产生的浆液与蒸发浓缩区隔开。

根据本发明的的装置，优选地，所述循环沉降设备位于所述蒸发浓缩区的下部；所述浆液循环槽包括设置在烟气脱硫设备底部的浆液循环池。

根据本发明的的装置，优选地，所述装置进一步包括：

结晶设备，用于将来自循环沉降设备的沉降产物结晶，以形成结晶产物；

离心设备，用于将来自结晶设备的结晶产物离心分离，以形成母液和硫酸镁产物；和

干燥设备，用于将来自离心设备的硫酸镁产物干燥。

根据本发明的的装置，优选地，所述的烟气满足如下条件之一：

1)所述的烟气为来自烧结机、球团、或窑炉的烟气；

2)所述烟气的二氧化硫含量为300mg/Nm³～20000mg/Nm³、并且氧气含量为8～20vt％。

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：

烟气脱硫步骤：在烟气脱硫设备中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；

浆液循环步骤：在浆液循环槽中接收来自烟气脱硫设备的所述含硫酸镁的浆液，并将所述含硫酸镁的浆液循环至二氧化硫吸收喷淋区和蒸发浓缩区中；

蒸发浓缩步骤：在蒸发浓缩区中将所述含硫酸镁的浆液蒸发浓缩，以形成浓缩产物；

循环沉降步骤：在循环沉降设备中接收来自蒸发浓缩区中的浓缩产物，并将浓缩产物进行沉降，以形成沉降产物。

根据本发明的方法，优选地，所述方法进一步包括

结晶步骤，在结晶设备中将来自循环沉降设备的沉降产物结晶，以形成结晶产物；

离心步骤，在离心设备中将来自结晶设备的结晶产物离心分离，以形成母液和硫酸镁产物；和

干燥步骤，在干燥设备中将来自离心设备的硫酸镁产物干燥。

根据本发明的方法，优选地，在所述循环沉降步骤中由循环沉降设备中溢出的浆液经过滤后循环至蒸发浓缩区中；和/或

在所述离心步骤中分离出的母液循环至蒸发浓缩区中。

根据本发明的方法，优选地，沉降产物中的硫酸镁晶粒大于0.1mm；结晶产物中的硫酸镁晶粒大于0.15mm。

本发明提供了一种以氧化镁作吸收剂，能够将烟气中的二氧化硫脱除，产生的浆液经浓缩、结晶、排出等功能直接结晶生产硫酸镁的装置和生产工艺，尤其是提供了一种集脱硫、浓缩、结晶、排出等功能于一体的塔内脱硫过程直接结晶生产硫酸镁的装置和工艺方法。

本发明采用多级吸收和循环蒸发浓缩相结合的方式，可在大量减少蒸汽消耗的条件下，保证脱硫效率和副产品质量，并且较多地降低副产品生产系统的运行成本，减小脱硫运行费用。

附图说明

图1是本发明实施例的装置示意图。

图1中：1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为循环沉降槽排出口，7为二级二氧化硫吸收喷淋层，8为三级二氧化硫吸收喷淋层，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为二级二氧化硫吸收喷淋层循环泵，14为三级二氧化硫吸收喷淋层循环泵，15为超温应急降温装置循环泵，16为结晶槽，17为离心机，18为干燥器，19为包装机，20为母液回蒸发浓缩喷淋层循环泵，21为浆液池排出泵，22为过滤器，23为烟气进口，24为超温应急降温装置。

具体实施方式

本发明所述的“％”，如无特殊说明，均为体积百分比。本发明所述的“vt％”表示体积百分比。本发明所述的“装置”为一种产品，即各装置的系统集合。在本发明中，入口与进口具有相同的含义，二者可以替换。

根据本发明的一个实施方式，本发明的烟气可以为来自烧结机、球团、窑炉的烟气。由于上述烟气中存在一定量的氧气以及二氧化硫含量适中，可以提高硫酸镁产物的纯度。根据本发明的另一个实施方式，所述烟气也可以为任何二氧化硫含量在300mg/Nm³～20000mg/Nm³之间，氧气含量在8～20vt％之间的烟气。烟气中的二氧化硫含量优选为500mg/Nm³～10000mg/Nm³，更优选为1000mg/Nm³～5000mg/Nm³。烟气中的氧气含量优选为9～20vt％，更优选为15～19vt％。这样可以提高硫酸镁产物的纯度。

本发明的氧化镁法烟气脱硫是指以氧化镁为脱硫剂主要成份，但不限于添加其它任一成份(例如氧化钙、生石灰等)的烟气脱硫工艺。在氧化镁法脱硫工艺中，脱硫剂的结构和组成成份可能会有所变化，其配方或变化对于技术人员来说是熟知的。

<烟气脱硫生产硫酸镁的装置>

本发明的烟气脱硫生产硫酸镁的装置包括如下设备：烟气脱硫设备，浆液循环槽，蒸发浓缩区，循环沉降设备。优选地，所述装置进一步包括结晶设备、离心设备、干燥设备。任选地，本发明的装置还包括包装设备。根据本发明的装置，所述蒸发浓缩区、浆液循环槽、和循环沉降设备均设置在烟气脱硫设备内部。

本发明的烟气脱硫设备，其内部的上部设有二氧化硫吸收喷淋区，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。本发明的烟气脱硫设备可以为烟气脱硫器或者烟气脱硫塔。从工业应用的角度讲，优选为烟气脱硫塔。所述的二氧化硫吸收喷淋区包括至少一个二氧化硫吸收喷淋层；优选包括两个或更多个二氧化硫吸收喷淋层，更优选为两个或三个二氧化硫吸收喷淋层。

本发明的蒸发浓缩区，用于将烟气脱硫设备中形成的含硫酸镁的浆液进行循环蒸发浓缩并形成浓缩产物。根据本发明的一个具体实施方式，所述蒸发浓缩区设置在烟气脱硫设备内部，并设置在二氧化硫吸收喷淋区的下部。根据本发明的另一个具体实施方式，所述蒸发浓缩区为蒸发浓缩喷淋层；根据本发明的再一个具体实施方式，所述蒸发浓缩喷淋层和所述二氧化硫吸收喷淋区通过积液器隔离。所述积液器的材质可以为纤维增强复合塑料FRP，优选其耐温范围在50-95摄氏度；但不限于上述材质。

本发明中，烟气从烟气脱硫设备下部的烟气进口进入设备内部，在上升过程中经过蒸发浓缩区，经降温及初步吸收后，进入二氧化硫吸收喷淋区进行脱硫吸收反应，烟气中的二氧化硫被吸收，净化后的烟气从烟气脱硫设备的顶部排出。本发明的烟气脱硫设备中还可以设置有除雾器，脱硫后的烟气可进行脱水除雾后再直接排放。

本发明脱硫所使用的制剂可以为本领域常用的氧化镁法脱除烟气所使用的那些脱硫剂浆液，例如将氧化镁粉中加入工业自来水制成的氢氧化镁浆液。优选地，本发明的脱硫剂可以使用CN102745726 A、CN102745725A、CN102836636A中所公开的那些脱硫剂。例如，CN102745726 A的实施例1或2公开的那些脱硫剂。在此，将上述专利申请的全部内容引入本文作为参考。将这些脱硫剂均匀分散在水中即得到脱硫剂浆液。

本发明的循环沉降设备，用于接收来自蒸发浓缩区中的浓缩产物，并使浓缩产物沉降形成沉降产物(其中包括初步结晶过程)。优选地，所述循环沉降设备设置在烟气脱硫设备内部，并位于蒸发浓缩区的下部。所述循环沉降设备可以为循环沉降槽，根据工况可设置成单层沉降或双层沉降或多层沉降。其材质可以是玻璃钢，也可以是特种钢，或普通钢材料加防腐处理。循环沉降槽设置在烟气进口下方，循环沉降槽的中上部设置有溢流口，溢流口经浆液池排出泵与过滤器连接；循环沉降槽下部设置有循环沉降槽排出口。

本发明的浆液循环槽，用于接收烟气脱硫设备中形成的所述含硫酸镁的浆液，并将所述含硫酸镁的浆液循环至二氧化硫吸收喷淋区和蒸发浓缩区中。作为优选，将所述含硫酸镁的浆液经过过滤后循环至二氧化硫吸收喷淋区和蒸发浓缩区中。作为更优选，将所述含硫酸镁的浆液经过过滤后循环至蒸发浓缩区中。优选地，所述浆液循环槽包括设置在烟气脱硫设备内底部的浆液循环池，并通过循环泵将浆液分别循环至二氧化硫吸收喷淋区和蒸发浓缩区中。更优选地，将所述含硫酸镁的浆液从浆液循环池由排出泵送入过滤设备，过滤后再通过循环泵进入蒸发浓缩区中进行蒸发浓缩。所述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。在一个具体实施方式中，循环至蒸发浓缩区的浆液优选占输出量(即浆液循环槽的循环输出总量)的40～55vt％，优选45～50vt％；由浆液循环池循环至二氧化硫吸收喷淋区的浆液可以通过两个或更多个循环泵分别送入所述的两个或更多个二氧化硫吸收喷淋层，循环至二氧化硫吸收喷淋区的浆液优选占输出量的45～60vt％，优选45～50vt％。

本发明的结晶设备用于接收循环沉降设备中的沉降产物(初步结晶后排出的晶体与浆液的混合物)并将其进一步结晶得到晶浆；进入结晶设备的沉降产物，在结晶设备内通过降温的方式进一步形成晶浆，晶浆中硫酸镁晶粒大于0.15mm，优选大于0.3mm。为防晶粒沉降，在结晶设备内可以设置有搅拌装置，搅拌装置可以采用空气搅拌装置或电动搅拌装置等。在一个具体实施方式中，本发明的结晶设备可以为结晶槽，优选地，所述结晶槽具有带水冷环装置的自动降温系统。其冷源可以是常温水也可是冷冻水。也可单独设置涼水塔等降温装置。在一个具体实施方式中，本发明的结晶设备可以为连续冷却结晶器，更优选DTB连续冷却结晶器。该DTB结晶器由结晶罐、冷凝器、强制循环泵、出料泵、真空泵等组成。DTB(Drabt Tube Babbled)型结晶器即导流筒加档板型结晶器是一种细晶浆循环式结晶器。结晶器内设有导流筒和筒形挡板，配置推进式搅拌系统，操作时热饱和料液连续加到循环管下部，与循环管内夹带有小晶体的母液混合后泵送至加热器。加热后的溶液在导流筒底部附近流入结晶器，并由缓慢转动的螺旋桨沿导流筒送至液面。溶液在液面蒸发冷却，达到过饱和状态，其中部分溶质在悬浮的颗粒表面沉积，使晶体长大。在环形挡板外围还设有一个沉降区。在沉降区内大颗粒沉降，而小颗粒则随母液进入循环管并受热溶解。晶体于结晶器底部沉入淘析柱。为使结晶产品的粒度尽量均匀，将沉降区来的部分母液加到淘析柱底部，利用水力分级的作用，使小颗粒随溶液流回结晶器，结晶产品从淘析腿下部排出。冷却结晶温度一般控制在25～35℃，优选28～30℃。

本发明的离心设备用于接收结晶设备排出的晶浆(结晶产物)，并将其离心分离形成硫酸镁产物。离心设备可以使用本领域所熟知的那些。

本发明的干燥设备用于接收离心设备排出的硫酸镁产物(初步产品硫酸镁晶体)，并将其干燥至成品。本发明的干燥装置优选为振动流化床干燥装置，该装置特别适合硫酸镁晶体的干燥过程。本发明优选采用配置热风装置的振动流化床干燥装置。送风机将过滤后的空气输入空气加热器，经过加热的热空气，进入主机的下箱体内，然后通过流化床的空气分布板由下向上垂直吹入被干燥的物料，使物料呈沸腾状态。物料自进料口进入，主机在振动电机的激振力作用下产生匀称振动，使物料沿水平抛掷，被干燥的物料在上述的热气流和机器振动的综合作用下，形成流态化状态，这样就使物料与热空气接触时间长，面积大，因而获得高效率的干燥效果。本发明的装置可以利用热值较低的温度为120～133℃、压力为0.2～0.3MPa饱和蒸汽将空气加热送入振动流化床在并机械振动的作用下实现硫酸镁晶体充分烘干成硫酸镁物料。从流化床输出的蒸汽可以用于蒸发浓缩区，其不但节约能源，还降低了运营成本。

本发明的包装设备用于将干燥后的成品包装。包装设备可以使用本领域所熟知的那些。

本发明中所述的“排出”(例如从循环沉降设备中排出晶体与浆液的混合物，从结晶设备中排出晶浆，从离心设备中排出硫酸镁晶体等)可以使用排出设备，在一个具体得到实施方式中，所述排出设备为排出泵。

本发明还可以在烟气脱硫设备的烟气进口位置设置超温应急降温装置，以解决旁通烟道取消后烟气温度超温情况的出现。当温度超过限定温度时，浆液循环池上部的浆液经循环泵送入超温应急降温装置确定的事故区，用于烟气脱硫设备的应急降温。上述限定温度可以为160～200℃，优选大于等于180℃。

<烟气脱硫生产硫酸镁的方法>

利用本发明的上述装置可以生产硫酸镁，包括如下步骤：烟气脱硫步骤，浆液循环步骤，蒸发浓缩步骤，循环沉降步骤。优选地，本方法进一步包括结晶步骤、离心步骤、和干燥步骤，任选地，还可以包括包装步骤。

本发明的烟气脱硫步骤为在烟气脱硫设备中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。在本发明的一个具体实施方案中，所述的烟气脱硫设备内部的上部设有二氧化硫吸收喷淋区。烟气从烟气脱硫设备的烟气进口进入设备内部，在上升过程中经过二氧化硫吸收喷淋区进行脱硫吸收反应，烟气中的二氧化硫被吸收，净化后的烟气从烟气脱硫设备的顶部排出。本发明脱硫所使用的制剂如前所述。烟气在烟气脱硫设备的烟气进口处的流速为2.5～4.5m/s，优选3～4m/s，进口烟气温度为110～180℃，优选110～150℃。

本发明的浆液循环步骤为将浆液循环槽中接收的浆液循环至烟气脱硫设备中的二氧化硫吸收喷淋区和蒸发浓缩区中。所述循环可以通过循环泵进行。作为优选，将所述含硫酸镁的浆液经过过滤后循环至二氧化硫吸收喷淋区和蒸发浓缩区中。作为更优选，将所述含硫酸镁的浆液经过过滤后循环至蒸发浓缩区中。优选地，所述浆液循环槽包括设置在烟气脱硫设备内底部的浆液循环池，并通过循环泵将浆液分别循环至二氧化硫吸收喷淋区和蒸发浓缩区中。更优选地，将所述含硫酸镁的浆液从浆液循环池由排出泵送入过滤设备，过滤后再通过循环泵进入蒸发浓缩区中进行蒸发浓缩。所述过滤设备如上文所述。循环至蒸发浓缩区的浆液优选占输出量(即浆液循环槽的循环输出总量)的40～55vt％，优选45～50vt％；循环至二氧化硫吸收喷淋区的浆液可以通过两个或更多个循环泵分别送入各个二氧化硫吸收喷淋层，循环至二氧化硫吸收喷淋区的浆液优选占输出量的45～60vt％，优选45～50vt％。浆液循环槽内的pH值优选控制在5～7之间。

本发明的蒸发浓缩步骤为将烟气脱硫设备中形成的含硫酸镁的浆液进行循环蒸发浓缩并形成浓缩产物。根据本发明的一个具体实施方式，所述蒸发浓缩区设置在烟气脱硫设备内部，并设置在二氧化硫吸收喷淋区的下部。本发明的烟气在上升过程中先经过蒸发浓缩区，经降温及初步吸收后，再经过二氧化硫吸收喷淋区进行脱硫吸收反应。脱硫后的烟气可进一步通过除雾器进行脱水除雾后再直接排放。

本发明的循环沉降步骤为在循环沉降设备中接收来自蒸发浓缩区中的浓缩产物，并将浓缩产物进行沉降，以形成沉降产物(初步结晶后排出的晶体与浆液的混合物)。沉降产物中的硫酸镁晶粒大于0.1mm；优选地，循环沉降步骤排出的沉降产物(晶体与浆液的混合物)中固含量大于30wt％。循环沉降设备的温度一般控制在55～70℃，优选60-65℃。优选地，循环沉降步骤排出的晶粒大于0.1mm，并且固含量大于30wt％的沉降产物(晶体与浆液的混合物)经由位于底部的排出口进入到结晶设备中进一步结晶。由循环沉降设备溢出的浆液可循环至蒸发浓缩区中进行循环蒸发浓缩，优选先经过滤设备过滤后，再经循环泵进入蒸发浓缩喷淋层进行再循环；所述过滤设备如上文所述。

本发明所述结晶步骤用于在结晶设备中将循环沉降步骤中排出的沉降产物(晶体与浆液的混合物)进一步结晶得到晶浆；进入结晶设备的沉降产物，在结晶设备内通过冷却的方式实现硫酸镁过饱和状态降温结晶，进一步形成晶浆，结晶温度一般控制在20～30℃，优选20-25℃；结晶步骤中形成的晶粒大于0.15mm，更优选大于0.2mm，本发明的粒度采用筛分法测定(参见GB/T21524-2008)；为防晶粒沉降，在结晶设备内设置有搅拌装置，硫酸镁晶体在结晶设备内逐渐长大脱离搅拌器扰动沉降在结晶设备底部，通过排出泵将晶浆排出，并送入离心设备中。排出的晶浆的固含量大于40wt％。

本发明的离心步骤用于在离心设备中将结晶步骤排出的晶浆离心分离形成母液和硫酸镁产物(初步产品硫酸镁晶体)；为了保证离心充分，离心速度控制在1500～2000rpm，优选为1600～1800rpm。对于间歇式操作，每批物料的离心时间控制在5～30分钟，优选为5～10分钟。对于连续式操作，每批物料的离心时间控制在10～30分钟，优选为10～15分钟。离心步骤中得到的硫酸镁产物(初步产品硫酸镁晶体)的含水量小于2wt％。离心步骤中分离出的母液可循环至蒸发浓缩区中，例如可以通过循环泵循环至蒸发浓缩区中。

本发明的干燥步骤用于在干燥设备中将硫酸镁产物干燥至成品。本发明的干燥步骤可以通过真空干燥或者通入加热空气的方式进行。干燥温度为90～150℃，优选为100～130℃，更优选为110～120℃；干燥压力为0.01～0.5MPa，优选为0.05～0.2MPa。通过干燥步骤，干燥后的沉淀的水分含量小于1wt％，优选小于0.5wt％，更优选小于0.1wt％。在一个具体实施方式中，通过温度为120℃压力为0.2MPa的饱和蒸汽将空气加热送入振动流化床在并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。

本发明所述的硫酸镁，不限定为七水硫酸镁，也包括一水硫酸镁、三水硫酸镁、五水硫酸镁及无水硫酸镁。对于技术人员来说，在干燥阶段采用普通的延长干燥时间或延伸工艺设备的尺寸、大小以使物料在干燥器中停留时间更长或更短即可得到不同品类的硫酸镁产品。

本发明也可适用于传统湿式钙法、镁法、氨法改造，只要将传统钙法、氨法塔内结构、工艺按照本发明提供的结构、工艺方法改造原有结构、工艺即可，所有采用本发明方法一致的、对原有钙法、镁法、氨法的改造均落入本发明的保护范围。

以下结合附图对本发明进行更详细的说明。

<实施例1>

图1是本实施例1的装置示意图，该装置包括一个脱硫塔1。脱硫塔1的中下部设有烟气进口23、顶部设有烟气出口10。烟气进口23上方设置有超温应急降温装置24，以解决旁通烟道取消后烟气温度超温情况的出现。在温度超过限定温度180时，浆液循环池11上部的浆液经超温应急降温装置循环泵15送至由超温应急降温装置24确定的事故区，用于脱硫塔1的应急降温。在超温应急降温装置24上方设置有蒸发浓缩喷淋层3，蒸发浓缩喷淋层上方设置有积液器4；积液器4上方设置有二级二氧化硫吸收喷淋层7和三级二氧化硫吸收喷淋层8；三级二氧化硫吸收喷淋层8上方设置有除雾器9；在烟气进口23下方设置有循环沉降槽2，循环沉降槽2的中上部设置有溢流口5，溢流口5经浆液池排出泵21与过滤器22连接；循环沉降槽2下部设置有循环沉降槽排出口6；浆液循环池11设置在脱硫塔1的底部，其出口管路分为四路，一路从浆液循环池11的下部经由浆液池排出泵21与过滤器22连接，过滤器22经蒸发浓缩循环泵12连接至蒸发浓缩喷淋层3，使过滤器22过滤得到的清液经由蒸发浓缩循环泵12送至蒸发浓缩喷淋层3进行浓缩结晶；另两路从浆液循环池11的上部分别经二级二氧化硫吸收喷淋层循环泵13和三级二氧化硫吸收喷淋层循环泵14与二级二氧化硫吸收喷淋层7和三级二氧化硫吸收喷淋层8连接；第四路从浆液循环池11的上部经超温应急降温装置循环泵15与超温应急降温装置24所确定的事故区连接，以将浆液循环池11上部的浆液经超温应急降温装置循环泵15送至由超温应急降温装置24确定的事故区；循环沉降槽排出口6、结晶槽16、离心机17、干燥器18、和包装机19依次连接；并且离心机17还经由母液回蒸发浓缩层循环泵20与蒸发浓缩循环泵12连接，以将离心产生的母液送至蒸发浓缩喷淋层3进行循环结晶。

本实施例的工艺流程如下：

a.烟气从脱硫塔1的烟气进口23进入到脱硫塔1，经过超温应急降温装置24后进入蒸发浓缩喷淋层3，降温及初步吸收后依次进入二级二氧化硫吸收喷淋层7和三级二氧化硫吸收喷淋层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的烟气出口10中直接排放；

b.二级二氧化硫吸收喷淋层7及三级二氧化硫吸收喷淋层8吸收二氧化硫形成的含硫酸镁的浆液进入浆液循环池11；

c.浆液循环池11下部的浆液经浆液池排出泵21排出，然后经过滤器22过滤后送至蒸发浓缩喷淋层3进行蒸发浓缩，其循环量占浆液循环池浆液输出总量的50vt％；浆液循环池11上部的浆液通过二级二氧化硫吸收喷淋层循环泵13、三级二氧化硫吸收喷淋层循环泵14分别送至二级二氧化硫吸收喷淋层7及三级二氧化硫吸收喷淋层8，二者的循环量占输出总量的50vt％，二者体积比例为1∶1；

d.由循环沉降槽2的溢流口5溢出的浆液经浆液池排出泵21进入过滤器22，经过滤后送至蒸发浓缩喷淋层3进行再循环结晶；

e.循环沉降槽2底部的循环沉降槽排出口6排出的晶粒大于0.1mm的沉降产物(硫酸镁晶体与浆液的混合物)，其固含量大于30wt％，进入结晶槽16，在结晶槽内经降温，进一步形成晶粒大于0.15mm的硫酸镁晶体，为防晶体沉降，在结晶槽内设置有搅拌装置，搅拌装置为电动搅拌装置；

f.由循环沉降槽2进入结晶槽16的沉降产物在结晶槽16中进一步结晶后，得到固含量大于40wt％的晶浆送入离心机17进行分离，离心机17分离得到的母液送至蒸发浓缩喷淋层3进行循环蒸发浓缩，得到的含水量小于2wt％的硫酸镁产物送至干燥器18进一步干燥至成品，并送至包装机19进行包装。

在本实施例的工艺流程中：

1)：将氧化镁粉中加入工业自来水制成氢氧化镁浆液，泵送至脱硫塔1作为脱硫剂；

2)：烧结机产生的烟气(氧气含量为16vt％)从脱硫塔1的烟气进口23进入到脱硫塔1，由烟气出口10排放。脱硫塔1底部的浆池循环池11的pH值控制在5～7之间。

3)：循环沉降槽2的温度控制在60摄氏度，固含量超过30wt％的沉降产物经由循环沉降槽2的排出口6进入结晶槽16，进行进一步降温结晶；

4)：通过温度稳定在20～30℃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降温结晶；

5)：通过温度为120℃、压力为0.2MPa的饱和蒸汽将空气加热送入干燥器18(即振动流化床)在并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；

6)：上述工艺的其它参数详见表1，本实施例烟气排放状况以及所得硫酸镁的状况参见表2和表3。

表1烧结机烟气脱硫项目工况参数

表2脱硫项目排放情况

序号	项目	数量	单位
				1	脱硫塔出口烟气量(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	1.1	t/h
				5	硫酸镁品质	＞98	％质量百分比

表3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)	98.5	％质量百分比
2	铁(以F_e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	0.08	％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》。

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

1.一种烟气脱硫生产硫酸镁的装置，其特征在于，包括：

其中，所述浆液循环槽、蒸发浓缩区、和循环沉降设备均设置在烟气脱硫设备内部。

2.根据权利要求1所述的烟气脱硫生产硫酸镁的装置，其特征在于，所述二氧化硫吸收喷淋区包括两个或更多个二氧化硫吸收喷淋层；所述蒸发浓缩区位于二氧化硫吸收喷淋区的下部。

3.根据权利要求1或2所述的烟气脱硫生产硫酸镁的装置，其特征在于，所述装置还包括积液器，该积液器用于将所述二氧化硫吸收喷淋区产生的浆液与蒸发浓缩区隔开。

4.根据权利要求1或2所述的烟气脱硫生产硫酸镁的装置，其特征在于，所述循环沉降设备位于所述蒸发浓缩区的下部；所述浆液循环槽包括设置在烟气脱硫设备底部的浆液循环池。

5.根据权利要求1或2所述的烟气脱硫生产硫酸镁的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

干燥设备，用于将来自离心设备的硫酸镁产物干燥。

6.根据权利要求1或2所述的烟气脱硫生产硫酸镁的装置，其特征在于，所述的烟气满足如下条件之一：

1)所述的烟气为来自烧结机、球团、或窑炉的烟气；

7.一种利用权利要求1-6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：

蒸发浓缩步骤：在蒸发浓缩区中将所述含硫酸镁的浆液蒸发浓缩，以形成浓缩产物；和

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述循环沉降步骤中由循环沉降设备中溢出的浆液经过滤后循环至蒸发浓缩区中；和/或

在所述离心步骤中分离出的母液循环至蒸发浓缩区中。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，沉降产物中的硫酸镁晶粒大于0.1mm；结晶产物中的硫酸镁晶粒大于0.15mm。