循环使用氧化镁除去废气中二氧化硫使其成为产品的方法

摘要

本发明公开了一种循环使用氧化镁为脱硫剂除去废气中二氧化硫成为二氧化硫产品的方法，用管道和泵将脱硫吸收塔、浆液制备罐、浆液分离机、副产品脱水机、回液箱、再生炉、排气分离机等设备进行连接。吸收塔内装有脱硫喷嘴管，热烟气从下部一侧引入，向上流动，与脱硫剂浆液逆向混合进行降温和脱硫反应后从顶部排出，下部浆池的浆液由泵排出流向分离机，其中的亚硫酸镁(MgSO3)固粒被分离出来送入再生炉内加热到800－1100℃，使其分解成氧化镁和二氧化硫，经固、气分离将氧化镁粉排出作为脱硫剂原料送回氧化镁浆液制备罐循环使用，回收率达90％以上，而二氧化硫由有害污染物成为有用产品，在治理污染同时实现资源回收利用。

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种湿法烟气脱硫方法，特别是涉及一种用氧化镁除去废气中二氧化硫并能再循环使用，同时生产二氧化硫副产品的方法。

二、背景技术

化石燃料，特别是煤和油中含有的硫经燃烧后产生二氧化硫气体，随燃烧产物废气排出，造成大气污染。为治理废气中二氧化硫对大气的污染而实施的各种烟气脱硫工艺都是以脱硫吸收剂吸收废气中二氧化硫气体，达到净化废气的目的。

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，而且产生的石膏副产品的质量不高，难以有效利用。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。

本发明的方法明显优于已有的上述各种方法。在先技术都是以去除废气中的二氧化硫为目的，脱硫剂在除去二氧化硫的同时也消耗掉，本发明方法则将氧化镁脱硫副产品分解，再生氧化镁循环使用，而分解出较高浓度的二氧化硫气体成为产品，可以制硫酸，或者生产其它含硫产品，在治理大气污染同时完成资源回收利用，实现经济循环。

三、发明内容：

本发明的目的是提供这样一种烟气脱硫并回收脱硫剂同时生产二氧化硫的方法，它采用性能优良的氧化镁为脱硫剂，脱硫效率高达99％，运行可靠，造价低于同性能的其它工艺，而且脱硫剂再生循环利用，还能生产二氧化硫气体。

该发明主要包括圆桶形脱硫吸收塔，浆液制备罐，副产品浆液分离机，副产品脱水机，副产品再生炉，再生炉排气分离机，回液箱等设备及相关的水泵、风机和连接管路。所述吸收塔内装有脱硫喷嘴管，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和脱硫反应，经降温和净化的烟气在顶部排出。吸收反应形成的亚硫酸镁盐浆液保持PH值在5.5-6.5，经泵送回脱硫喷嘴管，进行循环喷淋，下部浆池的浆液由泵排出，流向分离机，其中以亚硫酸镁(MgSO₃)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被送入再生炉内，再生炉被燃料燃烧加热到800-1100℃使亚硫酸镁分解成氧化镁和二氧化硫，含氧化镁固粒和二氧化硫气体的再生炉烟气经过固、气分离将氧化镁粉排出收集下来作为脱硫剂原料送回氧化镁浆液制备罐循环使用，而含二氧化硫的气体经除去粉尘后则成为产品可以进一步生产硫酸或其它含硫产品，出售利用，在分离机中分离出来的含固粒很少的含镁(Mg)成份的液体与由脱水机分离出来的液体混合后被泵送至脱硫吸收塔回收利用。

本发明方法的优点为：

1.采用性能优良的氧化镁(MgO)为脱硫剂。

2.氧化镁脱硫剂能够从副产品中再生回收，循环使用，回收率大于90％。

3.烟气中污染大气有害成份二氧化硫被从烟气中除去后转化成高经济价值的二氧化硫气体，变有害污染物为有用产品。

四、附图说明

图为本发明“循环使用氧化镁除去废气中二氧化硫使其成为产品的方法”的一种结构流程示意图。

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)、脱硫剂浆液制备罐(6)、副产品浆液分离机(15)、副产品脱水机(17)、回液箱(20、再生炉(24)和再生炉气分离机(28)，所述的脱硫吸收塔(1)的上部设有脱硫喷嘴管(3)，下部是脱硫吸收塔浆池(9)，并采用如下的方法循环操作：

含有二氧化硫，氯化氢，氟化氢等酸性气体的烟气由入口烟管(2)进入脱硫吸收塔(1)，从下，往上通过，经脱硫喷嘴管(3)喷出的浆液接触进行吸收反应，将烟气中二氧化硫等酸性气体洗涤落入下部的浆池(9)，脱去二氧化硫等酸性气体的烟气从净烟气排放管(4)排出；在浆池(9)中的浆液经循环泵(10)泵入循环管(11)，进入脱硫喷嘴管(3)喷出，反复循环；脱硫剂氧化镁经氧化镁添加管(5)加入浆液制备罐(6)与注水管(34)的水混合产生浆液经浆液泵(7)泵入脱硫剂浆管(8)，与再循环管(11)混合，将浆液送入脱硫喷嘴管(3)；脱硫吸收塔浆池(9)的浆液经排浆管(12)排出，经排浆泵(13)泵入供浆管(14)，进入副产品浆液分离机(15)，经添加剂管(35)加入添加剂改进分离效果，其中的水和固态副产品被分离，水经分离机排水管(19)排入回液箱(20)，固态副产品经浆液排出管(16)排入副产品脱水机(17)被进一步脱水或者完全干燥，脱出的水经脱水排出管(18)排入回液箱(20)，经回液泵(21)泵入回液管(22)送回脱硫吸收塔浆池(9)；从副产品脱水机(17)产出的干态副产品经供料管(23)被送入再生炉(24)，经燃料管(25)送入的燃料和经空气管(26)送入的空气在再生炉中燃烧，将经供料管(23)送入的副产品加热到800-1100℃，主要进行如下分解反应：

产生的氧化镁经炉渣排出管(31)排出，产生的含二氧化硫气体携带氧化镁粉由再生炉排气管(27)排至再生炉排气分离机(28)将氧化镁粉分离出来，经氧化镁固粒排出管(30)排出，与经炉渣排出管(31)排出的氧化镁混合后经再生氧化镁输送机(32)排入再生氧化镁输送管(33)送回浆液制备罐(6)，实现脱硫剂氧化镁的再生循环；而经再生炉排气分离机(28)排出的二氧化硫气体被净化二氧化硫气排出管(29)送出，成为此烟气脱硫装置的副产品。

副产品浆液分离机(15)可以是离心式分离机，或者是真空式分离机，或者是重力式沉淀池，经浆液排出管(16)排出的浆液中固体成份为40-70％，经分离机排水管(19)排水中的固体成份为0.5-3％；采用重力式沉淀池(15)时，经添加剂管(35)加入添加剂加快浆液分离机(15)固体的分离速度。

副产品脱水机(17)可以是真空式脱水机，或者是加热式干燥炉；由真空式副产品脱水机(17)产生的固体副产品的含水率为20％以下，而由加热式干燥炉产生的固体副产品的含水率小于1％，加热炉的废气经废气管(36)排往入口烟管(2)；加热式干燥炉亦可以是燃烧燃料的干燥炉，或者是用其它热介质(蒸汽、空气等)的干燥炉。

脱硫反应的主要程序如下。

在浆液制备罐内进行的氧化镁熟化反应

在脱硫吸收塔内进行的反应主要包括：

二氧化硫被水吸收反应

氧化镁(MgO)脱硫剂经加水熟化生成氢氧化镁(Mg(OH)₂)浆液进行如下脱硫吸收反应：

在烟气中存在氧气时进行氧化反应：

在通常的反应条件下，主要的脱硫副产物为固态的MgSO₃以及少量的溶液状的MgSO₄。固态亚硫酸镁盐从浆液中分离出来，并进一步脱水之后被送至再生炉，在再生炉中的主要分解反应是：