CN1220545C - 一种除去二氧化硫并同时生产石膏的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种除去二氧化硫并同时生产石膏的方法，该方法采用在石灰和石灰石中添加氧化镁作为脱硫剂，采用的主要设备包括脱硫吸收反应塔、浆液分配罐、内置氧化池、副产品分离机、副产品脱水机、回收液增稠器和回液箱等，该吸收反应塔被分隔罩分成上、下两级，均装有由上向下喷淋的脱硫剂浆液喷嘴，烟气自下部进入被冷却并完成初脱硫，在上部被进一步脱硫，上部吸收了二氧化硫的反应浆液的pH被控制在5.5-6.5，排入下部氧化池，在pH为4-5.5条件下被空气氧化内，成硫酸盐浆液，被排出至分离机和脱水机，生产出石膏，剩余溶液经增稠机分离固态物质后返回吸收反应塔上部，其脱硫效率高达99%。
Description
一、技术领域：
本发明涉及一种湿法烟气脱硫方法，特别是涉及一种在石灰或石灰石中添加氧化镁除去二氧化硫并同时生产石膏副产品的方法。
二、背景技术
湿法烟气脱硫工艺具有脱硫效率高，对烟气和脱硫剂的适应性好，还可适于大容量的烟气净化等，故而应用最广，如钙基(采用氧化钙CaO，即石灰，或碳酸钙CaCO3，即石灰石)脱硫工艺等，但其缺陷是易于结垢，磨损甚至堵塞，从而降低了运行的可靠性。采用性能好的钠基(氢氧化钠NaOH，或碳酸钠Na2CO3，或碳酸氢钠NaHCO3)或镁基(氧化镁MgO，或氢氧化镁Mg(OH)2)脱硫剂有价格贵的不足。美国专利US3,919,393、US3,919,394、US3,914,378、US4,976,936以及美国发明者在中国的专利ZL95104688.8中提出的在石灰(CaO)中添加氧化镁(MgO)的工艺改进了钙基脱硫的不足，已在工业上得到应用。
本发明的方法明显优于已有的上述专利方法。在先技术都是采用单级的吸收反应器，其排出的浆液要在反应器之外单独装设的氧化器中被氧化，产生硫酸盐，本发明方法则采用两级吸收反应器，将氧化器设在吸收反应器的下部，不仅使结构更加紧凑，而且便于分别控制脱硫吸收反应和氧化反应所要求的pH值。此外，本发明方法的另一个优点是可以使用石灰石(CaCO3)作脱硫剂，经济性更好，而所有在先技术都只用石灰(CaO)作脱硫剂。
三、发明内容：
本发明的目的是提供这样一种烟气脱硫并同时生产石膏的方法，它的脱硫效率高达99％，采用丰富价廉的脱硫剂，生产副产品完全回收利用，运行可靠，造价低于同性能的其它工艺。
该发明主要包括圆桶形脱硫吸收塔，浆液分配罐，副产品分离机，副产品脱水机，增稠器，回液箱等设备及相关的水泵、风机和连接管路。所述吸收塔内沿高度从上至下依次装有除湿栅、带喷嘴反冲洗管、上部脱硫喷嘴管、分隔罩、下部脱硫喷嘴管，热烟气从下部一侧引入，从下往上流动，与脱硫浆液逆向混合进行降温、脱硫和氧化反应，经降温和净化的饱和烟气在顶部被除去湿份后排出。上部吸收反应形成的亚硫酸盐浆液从分隔罩的环形槽流出至浆液分配罐，也由加镁石灰和石灰石浆液组成的脱硫剂混合，保持pH值在5.5-6.5，一部份经泵送回上部脱硫喷嘴管，进行循环喷淋，另一部份流向吸收塔下部的氧化池，其中的亚硫酸盐被由风机送入的空气氧化成硫酸盐，池中浆液的pH控制在4-5.5范围内，经氧化的浆液由泵排出，一部份送回吸收塔下部脱硫喷嘴管，进行循环喷淋，另一部份流向分离机，其中以硫酸钙(CaSO4)为主要成份的固粒被分离出来，排往脱水机被进一步脱水后成为石膏副产品(CaSO4·2H2O)被加以利用，在分离机中分离出来的含固粒很少的含镁(Mg)成份的液体被送往增稠器，其中的固粒杂质被进一步分离出来，澄清液则返回回液箱，与由脱水机分离出来的液体混合后被泵送至吸收塔上部脱硫喷嘴组。
本发明的方法的优点为：
1.采用资源丰富廉价的钙基(石灰和石灰石)为脱硫剂。
2.添加少量镁基(氧化镁或氢氧化镁)在钙基脱硫剂中，显著改进脱硫性能，脱硫效率可高达99％，并防止反应系统中的结垢，提高运行可靠性。
3.脱硫吸收反应和副产物的氧化反应均在吸收塔中分别独立进行运行，易于控制，既保证高的脱硫效率，又保证副产品的质量，而且结构紧凑，占地小。
4.勿须大尺寸的反应浆液增稠器，也勿须专门的氧化器和为控制氧化反应向浆液添加硫酸降低pH值，系统简单，降低造价和运行费用。
四、附图说明
图为本发明“一种除去二氧化硫并同时生产石膏的方法”的一种结构示意图。
五、实施方法
如图所示，所述的设备包括圆桶形脱硫吸收塔(1)、浆液分配罐(12)、位于脱硫吸收塔底部的氧化池(17)、副产品分离机(23)、副产品脱水机(25)、回收液增稠器(29)和回液箱(32)；所述的脱硫吸收塔(1)由上至下依次设有除湿栅(6)、带喷嘴反冲洗管(7)、上部脱硫喷嘴管(8)、分隔罩(9)和下部脱硫喷嘴管(10)；
并采用如下的循环操作：
含有二氧化硫的烟气由烟道(2)进入脱硫吸收塔(1)的下部塔室(3)从下往上通过脱硫吸收塔(1)与下部脱硫喷嘴管(10)和装在上部塔室(4)的脱硫喷嘴管(8)喷出的浆液接触进行吸收反应；
其中上部脱硫喷嘴管(8)的浆液由一部分浆液分配罐(12)中经循环浆泵(14)排出的浆液和回液箱(32)中经回浆泵(33)排出的液体经回浆管(34)混合后经循环浆液管(15)供给；且在所述吸收塔(1)上部塔室(4)进行的吸收反应产生的浆液经浆液溢流管(11)重新回浆液分配罐(12)，并同时经吸收剂浆液管(13)向浆液分配罐(12)中补充加镁石灰或者加镁石灰石浆液，并保持浆液分配罐(12)中的pH值在5.5-6.5的范围内；
浆液分配罐(12)中的另一部分浆液排往氧化池(17)，氧化池浆液中的亚硫酸钙和亚硫酸镁被由风机(18)送出经空气管(19)输送入氧化池(17)的空气氧化，分别产生石膏和硫酸镁；且保持氧化池(17)中浆液的pH值在4-5.5的范围内；
所述脱硫吸收塔(1)从分隔罩(9)为界，其上半部为上部塔室(4)，下半部为下部塔室(3)。
从氧化池(17)经浆液泵(20)排出的浆液的一部分经下部浆液管(21)循环至所述脱硫吸收塔(1)的下部脱硫喷嘴管(10)喷淋，与烟气接触进行吸收反应；另一部分经排浆管(22)排往副产品分离机(23)，将石膏固粒分离出来，并经石膏浆管(24)排至副产品脱水机(25)脱水后得石膏副产品经排出管(26)卸出；且副产品分离机(23)所产生的澄清液经管路(28)排至回收液增稠器(29)中进一步澄清，制得主要含硫酸镁的澄清液，该澄清液经清液管(31)与副产品脱水机(25)产生的液体(27)分别送往回液箱(32)中，回液箱(32)中的液体经回浆泵(33)送出经回浆管(34)又与浆液分配罐(12)中的一部分浆液混合排入上部脱硫喷嘴管(8)；回收液增稠器(29)排出的浆渣经排出管(30)排出。
脱硫反应的程序如下。
二氧化硫被水吸收反应
在吸收塔内进行的反应主要包括：
镁基的脱硫吸收反应由氧化镁(MgO)经熟化后的氢氧化镁(Mg(OH)2)浆液进行
同时由钙基浆液(石灰熟化后生成的氢氧化钙Ca(OH)2以及石灰石浆液)与上述产物进行再生反应：
在吸收塔下部氧化池进行的氧化反应：
在反应浆液中存在的主要固体物质为MgSO3、CaSO3、CaSO4，氧化之后的浆液中主要的固体物质为石膏(CaSO4·2H2O)，而主要的溶解物质为MgSO4。经过分离、脱水，石膏从浆液中被分离出来成为含湿量10％-15％的石膏副产品，而MgSO4溶液则返回脱硫吸收系统。
Claims (1)
1、一种除去二氧化硫并同时生产石膏的方法，其特征在于该方法采用了一种设备，所述的设备包括圆桶形脱硫吸收塔(1)、浆液分配罐(12)、位于脱硫吸收塔底部的氧化池(17)、副产品分离机(23)、副产品脱水机(25)、回收液增稠器(29)和回液箱(32)；所述的脱硫吸收塔(1)由上至下依次设有除湿栅(6)、带喷嘴反冲洗管(7)、上部脱硫喷嘴管(8)、分隔罩(9)和下部脱硫喷嘴管(10)；
并采用如下的循环操作：
含有二氧化硫的烟气从下往上通过圆桶形脱硫吸收塔(1)，与下部脱硫喷嘴管(10)和上部脱硫喷嘴管(8)喷出的浆液接触进行吸收反应；
其中上部脱硫喷嘴管(8)的浆液由一部分浆液分配罐(12)中的浆液和回液箱(32)中的液体混合而成；且在所述脱硫吸收塔(1)上部进行的吸收反应产生的浆液重新回浆液分配罐(12)，并同时向浆液分配罐(12)中补充加镁石灰或者加镁石灰石浆液，并保持浆液分配罐(12)中的pH值在5.5-6.5的范围内；
浆液分配罐(12)中的另一部分浆液排往氧化池(17)，氧化池浆液中的亚硫酸钙和亚硫酸镁被送入氧化池(17)的空气氧化，分别产生石膏和硫酸镁；且保持氧化池(17)中浆液的pH值在4-5.5的范围内；
从氧化池(17)排出的浆液的一部分循环至所述脱硫吸收塔(1)的下部脱硫喷嘴管(10)喷淋，与烟气接触进行吸收反应；另一部分排往副产品分离机(23)，将石膏固粒分离出来，并经副产品脱水机(25)脱水后得石膏副产品；且副产品分离机(23)所产生的澄清液在回收液增稠器(29)中进一步澄清，制得主要含硫酸镁的澄清液，该澄清液与副产品脱水机(25)产生的液体共同送往回液箱(32)中，回液箱(32)中的液体又与浆液分配罐(12)中的一部分浆液混合排入上部脱硫喷嘴管(8)。
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