一种制备七水硫酸镁和液态二氧化硫工艺

摘要

一种制备七水硫酸镁和液态二氧化硫工艺，包括氧化反应、酸碱中和、浆液除杂、固液分离、结晶干燥、成品包装工序组成，其特征是：脱硫产生的副产物投入到密封的反应釜内，注水调节浆液浓度，加入废硫酸，在反应釜内副产物中的亚硫酸镁和废硫酸反应，生产硫酸镁和气态二氧化硫，浆液pH值控制在1～2，氧化反应结束后，排放到中和池，加入由氧化镁配制的碱性中和液，调节pH值达7～9，再经浆液除杂、固液分离、结晶干燥，制成七水硫酸镁成品，气态二氧化硫经过浓硫酸干燥后，经压缩机压缩后得到液态二氧化硫成品。本发明的积极效果是，实现氧化镁法脱硫副产物的综合利用。适用于氧化镁法脱硫副产物制备七水硫酸镁和液态二氧化硫工艺。

说明书

技术领域

本发明属于硫酸镁的制备方法，特别涉及一种利用脱硫副产物和工业废硫酸反应生产七水硫酸镁和液态二氧化硫工艺。

背景技术

氧化镁法脱硫是目前较为常用的脱硫方法。传统工艺中镁法脱硫的副产品亚硫酸镁废液，以曝气制成镁肥直接销售为主。存在缺点是亚硫酸镁曝气氧化后，硫酸镁含量低，硫酸镁的纯度低。现有二氧化硫的制备方法是采用焙烧硫磺或硫铁矿石，生成二氧化硫，在焙烧和研磨过程产生粉尘，对环境污染。

中国专利ZL200510086387.8一种氧化镁烟气脱硫及产物浓浆法氧化回收工艺，采用在循环吸收液脱硫过程中分离和引出浓浆液，再鼓入空气，并用蒸气加热调温，将一次脱硫产物亚硫酸镁的浓浆氧化为硫酸镁。其工艺简练可靠，但仍属于曝气方法类型。对废液中的二氧化硫气体未能回收。

发明内容

本发明的目的是，设计一套用于综合利用脱硫副产物的工艺，通过向脱硫副产物中加入工业废硫酸，分解亚硫酸镁，使其生成硫酸镁和气态二氧化硫，反应后的浆液经过调节pH值，混凝沉淀后，得到高温下的饱和硫酸镁溶液，然后冷却结晶、干燥得到肥料级七水硫酸镁；二氧化硫则经过去水压缩后制取液态二氧化硫产品。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种制备七水硫酸镁和液态二氧化硫工艺，包括氧化反应、酸碱中和、浆液除杂、固液分离、结晶干燥、成品包装工序组成，其具体工序是：

氧化反应：脱硫产生的副产物投入到密封的反应釜内，注水调节浆液浓度，加入废硫酸，在反应釜内副产物中的亚硫酸镁和废硫酸反应，生产硫酸镁和气态二氧化硫，由于反应有气体生成，反应釜内会有大量泡沫产生，因此在二氧化硫取气进口处需要设置除沫器。反应釜内反应物料量要求严格控制，反映温度控制在60～70度、浆液最终密度在1.1～1.3，反应釜加入废酸的量由浆液的pH值决定，最终把pH值控制在2。

酸碱中和：反应结束后，将反应浆液排放到中和池，加入由氧化镁配制的氢氧化镁浆液，加入氢氧化镁的量由pH控制并调节，进而使氧化反应中过量的硫酸与氢氧化镁浆液反应生成硫酸镁，反应终点将pH值控制在7～9。

浆液除杂：通过射流混合器加入硫酸铝絮凝剂到澄清器内，使杂质迅速沉积，减少系统的静置时间，提高了生产产量。

固液分离：加入了絮凝剂混浊浆液会在短时间内实现固液分离，澄清器底部沉积物均属脱硫副产物中的杂质对七水硫酸镁产品的品质有极大的影响。澄清器浆液温度需要维持在70℃±5℃，以保证冷凝结晶步骤的顺利进行。

结晶干燥：澄清器内上清液进入冷却结晶器，实现硫酸镁的降温结晶。结晶后的母液回流至反应釜内，湿的七水硫酸镁经过干燥后制成成品。

反应釜内的气态二氧化硫经过浓硫酸干燥后，经压缩机压缩后得到液态二氧化硫成品。

如上所述的一种制备七水硫酸镁和液态二氧化硫工艺，其氧化反应采用的是带夹套的专用陶瓷反应釜，可以避免反应釜被腐蚀：顶部设有上料口，底部设有出料口，反应釜中部设置搅拌装置，加速液体的混合，反应釜壁设有温度探头、密度计和pH计等在线监测设备，对反应釜内浆液温度、密度、pH值实时进行监测，保障氧化反应正常运行：反应釜内辅助加热装置，保障系统反应温度达到设计要求：二氧化硫取气口设置除沫器，反应釜外设置液位装置。

如上所述的一种制备七水硫酸镁和液态二氧化硫工艺，其酸碱中和池采用钢筋混凝土加玻璃鳞片的防腐结构。

本发明的积极效果是，实现氧化镁法脱硫副产物的综合利用。避免了亚硫酸镁曝气氧化后硫酸镁浓度低，含水量大等缺点。因为无蒸发结晶环节所以节约了蒸发结晶过程中的能耗大大降低了七水硫酸镁的生产成本。系统不设置曝气氧化装置，节约大量的能耗，避免了氧化曝气装置发生故障系统无法稳定运行的麻烦。系统同时产生高附加值的液态二氧化硫。适用于氧化镁法脱硫副产物的制备七水硫酸镁和液态二氧化硫工艺。

附图说明

图1为本发明的一种制备七水硫酸镁和液态二氧化硫工艺流程图

图2为反应釜的构造示意图

图中，1-温度探头，2-密度计，3-pH计，4-辅助加热装置，5-二氧化硫取气口，6-除沫器，7-液位装置，8-上料口，9-出料口，10-搅拌器，

具体实施方式

如图1所示，一种制备七水硫酸镁和液态二氧化硫工艺，包括氧化反应、酸碱中和、浆液除杂、固液分离、结晶干燥、成品包装工序组成，其具体工序是：

氧化反应：脱硫产生的副产物投入到密封的反应釜内，注水调节浆液浓度，加入废硫酸，在反应釜内副产物中的亚硫酸镁和废硫酸反应，生产硫酸镁和气态二氧化硫，由于反应有气体生成，反应釜内会有大量泡沫产生，因此在二氧化硫取气进口处需要设置除沫器。反应釜内反应物料量要求严格控制，反映温度控制在60～70度、浆液最终密度在1.1～1.3，反应釜加入废酸的量由浆液的pH值决定，最终把pH值控制在2。

酸碱中和：反应结束后，将反应浆液排放到中和池，加入由氧化镁配制的氢氧化镁浆液，加入氢氧化镁的量由pH控制并调节，进而使氧化反应中过量的硫酸与氢氧化镁浆液反应生成硫酸镁，反应终点将pH值控制在7～9。

浆液除杂：通过射流混合器加入硫酸铝絮凝剂到澄清器内，使杂质迅速沉积，减少系统的静置时间，提高了生产产量。

固液分离：加入了絮凝剂混浊浆液会在短时间内实现固液分离，澄清器底部沉积物均属脱硫副产物中的杂质对七水硫酸镁产品的品质有极大的影响。澄清器浆液温度需要维持在70℃±5℃，以保证冷凝结晶步骤的顺利进行。

结晶干燥：澄清器内上清液进入冷却结晶器，实现硫酸镁的降温结晶。结晶后的母液回流至反应釜内，湿的七水硫酸镁经过干燥后制成成品。

反应釜内的气态二氧化硫经过浓硫酸干燥后，经压缩机压缩后得到液态二氧化硫成品。

如图2所示，一种制备七水硫酸镁和液态二氧化硫工艺的反应釜采用的是带夹套的专用陶瓷反应釜，可以避免反应釜被腐蚀：顶部设有上料口8，底部设有出料口9，反应釜中部设置搅拌装置10，加速液体的混合，反应釜壁设有温度探头1、密度计2和pH计3等在线监测设备，对反应釜内浆液温度、密度、pH值实时进行监测，保障氧化反应正常运行：反应釜内辅助加热装置4，保障系统反应温度达到设计要求：二氧化硫取气口5设置除沫器6，反应釜外设置液位装置7。