[發(fā)明專利]一種雙塔鎂法煙氣脫硫工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710450003.9
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107051171A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸泳凱;李桂勇;況勤
• 申請（專利權(quán)）人: 常州聯(lián)慧資源環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/80;B01D53/50;C01F5/40
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所32207
• 代理人: 黃嘉棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎂法煙氣脫硫，尤其是涉及對鎂法煙氣脫硫工藝和脫硫產(chǎn)物綜合利用工藝的改進。

背景技術(shù)

鎂法煙氣脫硫按照脫硫產(chǎn)物的不同可分為氧化鎂-亞硫酸鎂法和氧化鎂-硫酸鎂法，前者脫硫系統(tǒng)包括中和單元和吸收單元，不設(shè)置氧化單元，其最終脫硫產(chǎn)物即為一次脫硫產(chǎn)物-亞硫酸鎂；后者脫硫系統(tǒng)包括吸收、中和、氧化三個反應(yīng)單元，氧化單元與中和單元在塔底同一腔體中，一次脫硫產(chǎn)物亞硫酸(氫)鎂在塔底被鼓入的空氣氧化為硫酸鎂，同時部分亞硫酸氫鎂被(氫)氧化鎂中和生成亞硫酸鎂繼續(xù)進行脫硫吸收。在脫硫運行工藝參數(shù)方面，氧化鎂-亞硫酸鎂法吸收液pH值通常被控制在6.0-6.5，以同時兼顧中和(pH越低越好)和脫硫吸收(pH越高越好)的要求，其噴淋液氣比為4-6L/m³；而氧化鎂-硫酸鎂法，由于亞硫酸鎂在低pH下具有更高的溶解度，利于氧化反應(yīng)的進行，為此，其吸收液的pH值通常被控制在6.0以下，相應(yīng)的，其噴淋液氣比需達到6-8L/m³才能滿足脫硫吸收的要求。為此，后者的脫硫吸收能耗要比前者高，加之增加的氧化能耗，后者的脫硫能耗要比前者高30％以上。

雖然氧化鎂-亞硫酸鎂法相對于氧化鎂一硫酸鎂法具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢，但其傳統(tǒng)的脫硫產(chǎn)物綜合利用方式(將亞硫酸鎂焙燒熱分解回收氧化鎂)投資大、設(shè)備腐蝕嚴重、回收成本高，目前通常的做法是將其填埋處置，無法實施綜合利用。同時，對于脫離脫硫循環(huán)系統(tǒng)的亞硫酸鎂漿液，雖然其作為還原性物質(zhì)在理論上也可以被空氣氧化，但在實際工程中極其難以被氧化，此點已成為行內(nèi)共識，但其成因并未明確。通過大量的理論和實驗研究，我們得出的結(jié)論是：氧化鎂-亞硫酸鎂法產(chǎn)生的亞硫酸鎂漿液脫離脫硫循環(huán)系統(tǒng)后，漿液溫度下降、pH升高并呈堿性(脫硫系統(tǒng)通常脫硫劑過量2-10％)，造成被氧化物質(zhì)亞硫酸鎂溶解度呈數(shù)量級的下降，進而造成空氣強制氧化的氣液傳質(zhì)效率降低，使亞硫酸鎂極難被氧化，綜合利用回收硫酸鎂難以實施。

國內(nèi)清華大學國家863項目組基于低成本回收工業(yè)級硫酸鎂的目的，申請了多項鎂法脫硫產(chǎn)物回收硫酸鎂產(chǎn)品的專利。其雖然也已經(jīng)意識到亞硫酸鎂漿液在脫硫循環(huán)系統(tǒng)外難以被氧化的特點，在其授權(quán)專利(CN100335154C)中明確了“一旦脫離循環(huán)，極難氧化”，但其并未研究成因，更未就此針對性地提出解決方案，造成其授權(quán)專利無實用性。其授權(quán)專利CN100335154C《一種氧化鎂煙氣脫硫及產(chǎn)物濃漿法氧化回收工藝》提出：采用空氣氧化排出脫硫系統(tǒng)的亞硫酸鎂漿液，并在氧化過程中對漿液外部加熱保溫(升溫)以防止氧化生成的硫酸鎂結(jié)晶，此舉客觀上也同時起到了提升氧化漿液溫度，提高被氧化物質(zhì)亞硫酸鎂的溶解度的作用，但其仍未解決對氧化反應(yīng)影響更大的溶液pH升高問題，氧化傳質(zhì)效率仍然很低，同時需消耗保溫蒸汽。基于生成高濃度硫酸鎂溶液，降低后續(xù)硫酸鎂產(chǎn)品結(jié)晶能耗的目的，清華大學另一項授權(quán)專利CN101530725B《一種氧化鎂濕法脫硫產(chǎn)物及自濃集回收工藝》提出了在脫硫塔前設(shè)置濃縮塔，將脫硫生成的亞硫酸鎂漿液與全部煙氣在濃縮塔內(nèi)進行氣液傳質(zhì)，并在濃縮塔底設(shè)置氧化系統(tǒng)氧化亞硫酸鎂漿液。該方法在解決脫硫產(chǎn)物濃縮的同時，客觀上也實現(xiàn)了對亞硫酸鎂漿液的酸化和保溫，提高了氧化傳質(zhì)效率，但由于其采用全部的煙氣在濃縮塔內(nèi)與脫硫產(chǎn)物(亞硫酸鎂漿液)進行氣液傳質(zhì)，濃縮系統(tǒng)在投資和能耗方面甚至超過了脫硫系統(tǒng)。為此，上述兩項授權(quán)專利均未有實際成功應(yīng)用業(yè)績。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種雙塔鎂法煙氣脫硫工藝，該工藝采用脫硫吸收單元和脫硫產(chǎn)物氧化單元分離設(shè)置的方式，使絕大多數(shù)煙氣的脫硫吸收反應(yīng)在傳質(zhì)效率高、能耗低的氧化鎂-亞硫酸鎂脫硫體系內(nèi)進行；采用少量煙氣對氧化鎂-亞硫酸鎂脫硫體系的脫硫產(chǎn)物亞硫酸鎂漿液進行升溫、酸化，使氧化反應(yīng)在較高反應(yīng)介質(zhì)濃度和反應(yīng)溫度下進行，提高氧的利用率，降低氧化能耗，同時實現(xiàn)對該少量煙氣的脫硫，從根本上解決脫離脫硫循環(huán)體系統(tǒng)的亞硫酸鎂漿液的氧化問題，同時使過量的脫硫劑在氧化塔內(nèi)完全反應(yīng)，節(jié)約了脫硫劑。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種雙塔鎂法煙氣脫硫工藝，它包含一個脫硫塔(2)和一個氧化塔(10)，脫硫塔(2)采用氧化鎂-亞硫酸鎂脫硫體系；氧化塔(10)采用氧化鎂-硫酸鎂脫硫和氧化體系，它包括以下步驟：

步驟1、將原煙氣分成兩部分，大部分原煙氣引入未設(shè)置脫硫產(chǎn)物氧化系統(tǒng)的脫硫塔(2)，采用鎂基吸收液與煙氣進行氣液傳質(zhì)，脫除煙氣中的SO₂，生成亞硫酸鎂漿液；