專利名稱：一種氧化鎂煙氣脫硫及產(chǎn)物濃漿法氧化回收工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙氣脫硫及產(chǎn)物資源化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及氧化鎂脫硫一次產(chǎn)物MgSO3的濃漿法氧化及氧化產(chǎn)物MgSO4回收工藝。
背景技術(shù)：
濕法煙氣脫硫技術(shù)是控制SO2排放和控制酸雨污染的主要技術(shù)手段。特別是石灰石/石膏法煙氣脫硫成了國內(nèi)外鍋爐煙氣脫硫的主導(dǎo)技術(shù)。該技術(shù)與我國盛產(chǎn)礦石膏的國情不相適應(yīng)，脫硫石膏的處置成為企業(yè)沉重負(fù)擔(dān)的問題已經(jīng)顯露，其脫硫運(yùn)行費(fèi)用亦高。針對石灰石/石膏法的現(xiàn)存問題，結(jié)合我國富產(chǎn)菱鎂礦并作為氧化鎂及鎂鹽生產(chǎn)和出口的世界第一大國之國情，已提出一種氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收新工藝，亦已獲發(fā)明專利授權(quán)。特作為本發(fā)明的對照工藝流程，如附圖1所示。來自鍋爐除塵后的含硫煙氣經(jīng)煙氣再熱裝置和預(yù)洗滌器降溫，進(jìn)入SO2吸收塔脫硫。凈化后的煙氣經(jīng)除霧脫水和再熱升溫送往煙囪排放。脫硫劑采用廉價(jià)的普通氧化鎂粉，配制成高濃度的熟化漿液隨循環(huán)吸收液進(jìn)入SO2吸收塔。脫硫生成的MgSO3在吸收塔底部的氧化槽中由送入的空氣及時(shí)氧化成溶解態(tài)的MgSO4，經(jīng)循環(huán)脫硫和氧化提濃，生成脫硫平衡溫度下的MgSO4飽和或準(zhǔn)飽和溶液；同時(shí)利用入口煙氣的加熱作用強(qiáng)化和提高氧化槽溫度，使吸收液中MgSO4濃度接近或達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)水平。提濃后的吸收液經(jīng)過濾去除固態(tài)雜質(zhì)，再經(jīng)結(jié)晶和離心脫水實(shí)現(xiàn)與液相雜質(zhì)的分離，最后經(jīng)低溫烘干制得工業(yè)硫酸鎂(即七水硫酸鎂)。先制取工業(yè)硫酸鎂乃是保證產(chǎn)品純度和提高結(jié)晶收率的要求。此工藝較好地解決了脫硫主工藝與回收配套工藝的銜接，為經(jīng)濟(jì)有效地回收工業(yè)硫酸鎂鎂提供了保證，從而有著顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。它直接回收工業(yè)產(chǎn)品MgSO4·7H2O，而不是美國氧化鎂脫硫工藝所回收的工業(yè)原料MgSO3，不需熱分解回收SO2冗長的工藝；且其回收工藝更為簡化，不象回收MgSO3需制成干粉那樣復(fù)雜。從不回收也得脫硫的角度說，作為脫硫產(chǎn)物的回收工藝，其投資效率也明顯優(yōu)于或等同于工業(yè)硫酸鎂生產(chǎn)。盡管具有這種優(yōu)勢，作為本發(fā)明的對照工藝仍存在如下不足(i)對排煙溫度較低的電站煙氣，其脫硫吸收液的溫度受煙氣再熱器的限制而降低提濃水平。
(ii)對含硫較低的煤種，其脫硫吸收液提濃的水平易受系統(tǒng)水平衡的制約。
(iii)提濃將加大循環(huán)泵的功耗，相應(yīng)地要求變頻調(diào)速而增加控制費(fèi)用。
(iv)高硫煤煙氣脫硫更適合于回收，相應(yīng)的氧化曝氣量將成倍增加。在循環(huán)液池(即氧化槽)中氧化，因其液量大，能耗也大。
(v)循環(huán)脫硫過程不斷生成新的MgSO3和Mg(HSO3)2，兩者均有未被及時(shí)氧化和轉(zhuǎn)化的平衡濃度；一經(jīng)脫離循環(huán)，難以氧化。
(vi)產(chǎn)物與雜質(zhì)同步提濃，吸收液中非水物質(zhì)百分組成基本不變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種MgSO3濃漿法氧化及MgSO4回收新工藝，即在循環(huán)脫硫過程中不對吸收液進(jìn)行強(qiáng)制氧化，既有助于提高煙氣中余氧的利用率，又能促成MgSO3結(jié)晶沉析；在沉析形成一定的漿液濃度后或經(jīng)旋流法提取濃縮漿液，或由離心泵從循環(huán)池下部抽出濃漿，重點(diǎn)濃集固態(tài)產(chǎn)物而液相組成不變；再對濃漿進(jìn)行氧化，生成的高濃度MgSO4，經(jīng)過濾、結(jié)晶和脫水，分步實(shí)現(xiàn)與固相和液相雜質(zhì)的分離，再經(jīng)烘干制成工業(yè)產(chǎn)品，從而在投資增加很少的情況下，妥善解決了現(xiàn)有工藝存在的問題，大大提高氧化提濃的可靠性，顯著降低循環(huán)泵和氧化風(fēng)機(jī)的功耗，進(jìn)一步提高脫硫及其產(chǎn)物回收的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。
本發(fā)明技術(shù)方案如下一種氧化鎂煙氣脫硫及產(chǎn)物濃漿法氧化回收新工藝，包括預(yù)洗滌降溫，普通氧化鎂粉配制脫硫劑漿液，吸收塔內(nèi)循環(huán)吸收SO2，除霧和煙氣再熱脫硫工藝步驟，以及脫硫漿液濃縮氧化及脫硫產(chǎn)物回收工藝，其特征在于所述脫硫漿液濃縮氧化及回收工藝按如下步驟進(jìn)行1)在循環(huán)吸收SO2過程中，利用煙氣中的余氧將一次脫硫產(chǎn)物MgSO3部分氧化，大部分晶析下沉；2)用濃漿泵(13)升壓后沖起沉析物，在靠近沉析層的上方提取濃漿液，提出的濃漿液一部分經(jīng)旁路返回吸收液循環(huán)池繼續(xù)沖刷；另一部分進(jìn)入調(diào)溫氧化槽，并使調(diào)溫氧化槽的溢流稀液返回循環(huán)池，使?jié)鉂{液中的MgSO3在氧化后濃度達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)水平；或提出的濃漿液先經(jīng)旋流濃縮，濃縮液再引入調(diào)溫氧化槽(6)，溢流稀液返回循環(huán)池；3)將空氣鼓入調(diào)溫氧化槽，使MgSO3氧化成MgSO4，并進(jìn)行加熱調(diào)溫和保溫，防止MgSO4在結(jié)晶器之前結(jié)晶；4)經(jīng)調(diào)溫氧化后的漿液經(jīng)過濾去除固態(tài)雜質(zhì)；濾清液采用水冷卻結(jié)晶生成mm級的七水MgSO4粗晶粒；晶漿經(jīng)離心脫水，分離后的母液大部分返回調(diào)溫氧化槽；小部分外排以維持后續(xù)結(jié)晶許可的液相雜質(zhì)水平；5)將脫水后的產(chǎn)物烘干，控制烘干溫度得到七水硫酸鎂、一水硫酸鎂或無水硫酸鎂。
上述方法的步驟2)中所述的進(jìn)行加熱調(diào)溫和保溫采用現(xiàn)場蒸汽直接進(jìn)行加熱調(diào)溫和保溫；并在調(diào)溫氧化槽底部設(shè)有濃漿液的切向入口，中心設(shè)有兩種不同高度的溢流管，對濃漿液起二次提濃，并對返回的母液與濃漿液混合氧化再提濃。
本發(fā)明的技術(shù)特征還在于所述的普通氧化鎂粉配制脫硫劑漿液采用循環(huán)吸收液配制，從循環(huán)泵出口側(cè)分流出一小股吸收液切向進(jìn)入并沖刷配漿罐底部，氧化鎂粉自頂部一側(cè)投入，顆粒細(xì)小或細(xì)化的漿液從另一側(cè)溢流引入循環(huán)泵進(jìn)水管，與循環(huán)液混合進(jìn)入吸收塔脫硫。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，保持了對照工藝的基本優(yōu)勢及突出性進(jìn)步；與對照工藝相比，亦具有以下優(yōu)點(diǎn)和進(jìn)步本發(fā)明將循環(huán)脫硫過程中及時(shí)氧化改為濃漿法氧化，所需增加的設(shè)備投資額很小。煙氣脫硫所能生成的高濃吸收液僅為數(shù)個(gè)m3/h，增設(shè)的調(diào)溫氧化槽容量不到循環(huán)池的十分之一甚至三十分之一，對脫硫工程總投資的影響更小。本發(fā)明的濃漿法主要對易沉析的MgSO3晶粒提濃氧化，能在低得多的液相濃度下提出高濃度漿液，再氧化成高濃度的MgSO4混合液，從根本上排除了上述系統(tǒng)性因素對MgSO4提濃的干擾；其氧化處理量又小，加上利用現(xiàn)場蒸氣對濃漿調(diào)溫，從而使提濃和回收的可靠性更好，效率更高，回收產(chǎn)品質(zhì)量更有保證，并能顯著降低吸收液循環(huán)及脫硫產(chǎn)物氧化的功耗，亦更有利于鈣法和鎂法脫硫已建工程的改造。


圖1為對照工藝煙氣脫硫和結(jié)晶回收硫酸鎂工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明提供的氧化鎂濕法煙氣脫硫及濃漿法氧化回收硫酸鎂工藝流程圖。
圖3為本發(fā)明提供的氧化鎂濕法煙氣脫硫及濃漿法氧化回收硫酸鎂工藝實(shí)施例的系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-預(yù)洗滌塔；2-SO2吸收塔；3-除霧裝置；4-煙氣再熱器；5-氧化鎂配漿罐；6-調(diào)溫氧化槽；7-過濾裝置；8-冷卻結(jié)晶器；9-離心脫水機(jī)；10-熱風(fēng)干燥器；11-母液集液槽；12-循環(huán)泵；13-濃漿泵；14-母液泵；15-氧化風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作具體說明。
如圖2和圖3所示，來自電除塵后的鍋爐含硫煙氣，經(jīng)煙氣再熱裝置4降溫后，進(jìn)后預(yù)洗滌塔1作預(yù)凈化和降溫。預(yù)洗滌后的煙氣連同預(yù)洗滌液一起進(jìn)入SO2吸收塔2脫硫，再經(jīng)過除霧裝置3和煙氣再熱裝置4，引至煙囪排空。作脫硫劑的氧化鎂粉，先在氧化鎂配漿罐5中用循環(huán)吸收液配漿，從循環(huán)泵12出口側(cè)引出一小股高壓流體從配漿罐底側(cè)切向進(jìn)入，形成與攪拌槳葉同向旋轉(zhuǎn)的上升旋流，不使槳葉下方產(chǎn)生沉積；并由攪拌槳在導(dǎo)流心錐內(nèi)外形成內(nèi)循環(huán)，投入的氧化鎂粉隨內(nèi)循環(huán)進(jìn)入心錐，相對粗大的顆粒保持在與其粒徑分布和心錐流速相應(yīng)的高度區(qū)間，較為細(xì)小或?yàn)樗嵝晕找喝芙舛兊眉?xì)小的微粒隨上部溢流進(jìn)入循環(huán)泵進(jìn)水管，參與主循環(huán)脫硫；循環(huán)吸收SO2，其液氣比＜4，吸收液脫硫動(dòng)態(tài)PH＜6.5，脫硫率≥95％；脫硫運(yùn)行中的PH值調(diào)節(jié)可由分流量或攪拌轉(zhuǎn)速來調(diào)控；氧化鎂粉可按脫硫所需的平均鎂硫比連續(xù)投料。在循環(huán)吸收SO2過程中，利用煙氣中的余氧將一次脫硫產(chǎn)物MgSO3部分氧化，大部分晶析下沉。用濃漿泵13升壓后沖起沉析物，在靠近沉析層的上方提取濃漿液，提出的濃漿液一部分經(jīng)旁路返回吸收液循環(huán)池繼續(xù)沖刷，另一部分切向進(jìn)入調(diào)溫氧化槽6的底部，經(jīng)旋流提濃，并使調(diào)溫氧化槽的溢流稀液返回循環(huán)池，使?jié)鉂{液中的MgSO3濃度達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)水平；當(dāng)提出的濃漿液濃度較低時(shí)，可先經(jīng)旋流濃縮，濃縮液再引入調(diào)溫氧化槽6，溢流稀液返回循環(huán)池。調(diào)溫氧化槽可采用蒸汽直接加熱調(diào)溫，其底部設(shè)有濃漿液的切向入口，中心設(shè)有兩種不同高度的溢流管并經(jīng)閥門與循環(huán)池相連，能對濃漿液起二次提濃，亦能對返回的母液經(jīng)與濃漿液混合氧化再提濃。留存在調(diào)溫氧化槽6中的高濃漿液由氧化風(fēng)機(jī)鼓入空氣氧化，同時(shí)提供蒸汽對氧化漿液進(jìn)行調(diào)溫和保溫，以防MgSO4在冷卻結(jié)晶器8之前結(jié)晶。氧化生成的高濃度MgSO4混合液經(jīng)過濾裝置7去除固態(tài)雜質(zhì)；濾清液進(jìn)入冷卻結(jié)晶器8。在冷卻結(jié)晶過程中，可先經(jīng)空氣自然冷卻即散熱冷卻，再用水冷并通過冷卻水流量調(diào)節(jié)逐漸加快冷卻速度，冷卻至25度，結(jié)晶形成七水硫酸鎂的mm級粗晶粒，完成與母液及液相雜質(zhì)的初步分離；結(jié)晶后的晶漿在離心脫水機(jī)9中脫水(包括表面洗滌2次脫水)完成液相雜質(zhì)的深度分離，最后經(jīng)熱風(fēng)干燥器10低溫烘干，制得工業(yè)硫酸鎂。由離心脫水機(jī)分離的母液引入集液槽11，大部分可返回調(diào)溫氧化槽，小部分隨鍋爐廢水外排以維持許可的液相雜質(zhì)水平，也可視環(huán)境溫度的季節(jié)性變化作出靈活處理。
權(quán)利要求
1.一種氧化鎂煙氣脫硫及產(chǎn)物濃漿法氧化回收工藝，包括預(yù)洗滌降溫，普通氧化鎂粉配制脫硫劑漿液，吸收塔內(nèi)循環(huán)吸收SO2，除霧和煙氣再熱脫硫工藝步驟，以及脫硫漿液濃縮氧化及脫硫產(chǎn)物回收工藝，其特征在于所述脫硫漿液濃縮氧化及回收工藝按如下步驟進(jìn)行1)在循環(huán)吸收SO2過程中，利用煙氣中的余氧將一次脫硫產(chǎn)物MgSO3部分氧化，大部分晶析下沉；2)用濃漿泵(13)升壓后沖起沉析物，在靠近沉析層的上方提取濃漿液，提出的濃漿液一部分經(jīng)旁路返回吸收液循環(huán)池繼續(xù)沖刷；另一部分進(jìn)入調(diào)溫氧化槽(6)，并使調(diào)溫氧化槽上液面的溢流返回循環(huán)池，使?jié)鉂{液中的MgSO3濃度達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)水平；3)將空氣鼓入調(diào)溫氧化槽(6)，使MgSO3氧化成MgSO4，并進(jìn)行加熱調(diào)溫和保溫，防止MgSO4在結(jié)晶器之前結(jié)晶；4)經(jīng)調(diào)溫氧化后的漿液經(jīng)過濾去除固態(tài)雜質(zhì)；濾清液采用水冷卻結(jié)晶生成mm級的七水MgSO4粗晶粒；晶漿經(jīng)離心脫水，分離后的母液大部分返回調(diào)溫氧化槽；小部分外排以維持后續(xù)結(jié)晶許可的液相雜質(zhì)水平；5)將脫水后的產(chǎn)物烘干，控制烘干溫度得到一水硫酸鎂、七水硫酸鎂或無水硫酸鎂。
2.按照權(quán)利要求1所述的氧化鎂煙氣脫硫及產(chǎn)物濃漿法氧化回收工藝，其特征在于所述步驟2)中所述的進(jìn)行加熱調(diào)溫和保溫采用現(xiàn)場蒸汽直接進(jìn)行加熱調(diào)溫和保溫；并在調(diào)溫氧化槽底部設(shè)有濃漿液的切向入口，中心設(shè)有兩種不同高度的上液面溢流管，對濃漿液起二次提濃，并對返回的母液與濃漿液混合氧化再提濃。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的氧化鎂煙氣脫硫及產(chǎn)物濃漿液法氧化回收工藝，其特征在于所述的普通氧化鎂粉配制脫硫劑漿液采用循環(huán)吸收液配制，從循環(huán)泵(12)出口側(cè)分流出一小股吸收液切向進(jìn)入并沖刷配漿罐底部，氧化鎂粉自頂部一側(cè)投入，顆粒細(xì)小或細(xì)化的漿液從另一側(cè)溢流引入循環(huán)泵進(jìn)水管，與循環(huán)液混合進(jìn)入吸收塔脫硫。
全文摘要
一種氧化鎂煙氣脫硫及產(chǎn)物濃漿法回收工藝，涉及一種對現(xiàn)有氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收工藝的一種改進(jìn)。本發(fā)明的技術(shù)特征是在循環(huán)吸收液脫硫過程中分離和引出濃漿液，再鼓入空氣，并用蒸氣加熱調(diào)溫將一次脫硫產(chǎn)物MgSO
文檔編號C01F5/40GK1762550SQ20051008638
公開日2006年4月26日 申請日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者徐康富, 馬永亮, 劉玉同, 張戰(zhàn)朝 申請人:清華大學(xué), 濟(jì)南市環(huán)境保護(hù)高新技術(shù)開發(fā)公司