镁法脱硫反应机理

2015-06-03 10:46:04

导读:氧化镁的脱硫机理与氧化钙的脱硫机理相似,都是碱性氧化物与水反应生成氢氧化物,再与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应,氧化镁反应生成的亚硫酸镁和硫酸镁再经过

一、镁基脱硫的意义和前景

随着国家相应环保政策的出台,对火电厂烟气治理的要求日益严格,随之而来的是多种多样的脱硫工艺。镁法脱硫技术以其技术成熟、投资小、运行费用低、环保效益好、可回收副产品和产生一定的经济效益等特点,正越来越受到人们的关注,在世界各地都有很多的应用业绩,其中在日本已经应用了100多个项目,台湾的电站95%是用氧化镁法,美国、德国等地都已经应用,目前我国已开始推广,并在一部分地区得到成功的应用。在国家大力倡导循环经济的今天,只有做到真正的副产品综合循环利用,才能真正的做到保护和关爱环境,从而为国家的可持续发展作出环保人的贡献。

二、镁基脱硫的工艺流程

整个烟气脱硫系统主要分为六个子系统:吸收剂制备系统,烟气系统,SO2吸收系统,工艺水系统,电气仪表控制系统,副产品回收系统。具体工艺流程如图所示:

镁基脱硫的工艺流程

1. 氢氧化镁浆液制备系统

将氧化镁粉末运到氧化镁仓库储藏,使用时投入到稀释罐,稀释后的浆液泵到熟成罐进行熟化,同时用工艺水将其调整为一定浓度后输送到设置有搅拌装置的浆液储藏罐。根据烟气中二氧化硫浓度变化、脱硫指标及氧化池和集水池的pH变化,自动调节吸收剂注入量,通过浆液输送泵输送到集水池和氧化池。

2. 烟气系统

从引风机后端引入的烟气,在脱硫设备的文丘里塔中进行预处理后进入吸收塔。脱硫设备入口烟道设置两个双百叶挡板门,有效适应各个锅炉的启动。从脱硫设备排出的烟气通过烟囱排放。在引风机出口烟道上设置旁路双百叶挡板门,当锅炉启动和烟气脱硫装置发生故障,脱硫设备停运时,烟气由旁路挡板经烟囱排放。

3. SO2吸收系统

高温烟气向下流入到文丘里塔进行降温、除尘等预处理,与同方向喷淋的水在小面积内气/液充分接触反应。烟气再进入吸收塔,与喷淋出的浆液充分反应,吸收烟气中的二氧化硫,脱硫废水进入集水池。氧化风机向集水池强制送风,在进行氧化的同时,使吸收剂充分混合,防止固体物质沉积。循环泵将集水池中的脱硫浆液打入吸收塔进行喷淋,脱硫浆液回流入集水池。电除雾器进一步去除剩余的水分、二氧化硫、微细粉尘、少量HCl和HF、SO3等其它有害物质。

4. 工艺水系统

工艺水的用途:

蒸发用水;
吸收剂制备用水;
设备及管路冲洗水;
其他补充用水。

5. 电气仪表控制系统

脱硫控制系统采用DCS系统,并上传至电厂中控室。整个系统实现完全自动控制。

6. 副产品回收系统

我公司设计了两种脱硫副产品回收利用工艺,第一种是七水硫酸镁(MgSO4?7H2O)肥料生产工艺,另一种是氧化镁回用生产工艺。

七水硫酸镁生产工艺是脱硫污水经脱杂设备去除杂质之后,硫酸镁溶液经浓缩设备结晶出七水硫酸镁。从脱杂设备产出的硫酸镁(MgSO4)溶液透明,无粘性,温度为35~40℃,杂质含量为30mg/L以下。此溶液输送到浓缩设备,脱水生成MgSO4?7H2O晶体。回收的七水硫酸镁经干燥后包装储存。脱除的水输送到脱硫系统循环使用。

氧化镁回用生产工艺是脱硫浆液经离心脱水、干燥设备提取出亚硫酸镁(MgSO3),经过处理后再经煅烧制得氧化镁(MgO)和二氧化硫(SO2),氧化镁回用到脱硫系统中,二氧化硫气体经过富集制取硫酸。

三、镁基脱硫的优势

与石灰石-石膏法烟气脱硫工艺相比,湿式镁法烟气脱硫工艺有以下特点:

1. 资源多,价格很低廉

我国已探明的氧化镁储藏量约为160亿吨,占全世界的80%左右。其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省,其中辽宁占总量的84.7%,其次是山东莱州,河北邢台大河,四川干洛岩岱、汉源,甘肃肃北、别盖等地。氧化镁是碳酸镁煅烧后的产物,价格相对低廉,用氧化镁制成的产物是仅次于石灰的廉价碱。

2. 投资小,占地面积小

氧化镁法脱硫工艺的系统(包括吸收塔、循环浆量、工艺系统等)比石灰石/石膏法规模小,吸收剂用量少,设备占地面积小,投资费用相对较低。

3. 效益高,无二次污染

镁基脱硫适用性强,适用范围大;在抛弃法中,其废水主要含MgSO3和MgSO4,经处理后可排放。若采用回收法,副产品可回收利用,产生可观的经济效益。

4. 效率高,运行成本低

氢氧化镁比碳酸钙与二氧化硫反应速度快,吸收率较高;脱硫效率高于95%(钙基脱硫最高可达到90%);镁法脱硫工艺具有运行稳定可靠,优化了PH值、液/气比、镁/硫比、氧化空气量、浆液浓度、烟气流速等性能参数,保证FGD系统连续、稳定、经济地运行不易堵塞的特点,降低人工成本和运行成本。



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