[发明专利]一种清液循环镁法烟气脱硫工艺及装置

说明书

一种清液循环镁法烟气脱硫工艺，属于环保技术领域。包括以下步骤：从脱硫塔引出第一部分吸收液与氧化镁脱硫剂进行中和反应，固液分离脱除中和反应生成物中的亚硫酸镁结晶物以维持脱硫系统的亚硫酸镁平衡，脱除亚硫酸镁结晶物后的吸收液回流脱硫塔；从脱硫塔引出第二部分吸收液，与氧化镁脱硫剂进行中和反应，将中和反应生成物回流脱硫塔。本发明相对于现有“亚硫酸镁清液法”烟气脱硫技术，在同样达到清液循环目的的同时，有效降低了外部再生系统的规模，进一步提高脱硫效率，降低了脱硫剂的消耗。

技术领域

本发明涉及镁法烟气脱硫，尤其涉及对现有亚硫酸镁清液法烟气脱硫工艺的改进。

背景技术

传统镁法脱硫工艺是将矿产级氧化镁配制成的10-20％的(氢)氧化镁浆液，投加到脱硫塔与吸收液进行中和反应，中和反应后的吸收液由喷淋泵泵入喷淋层，喷淋吸收烟气中的二氧化硫，完成脱硫吸收的吸收液与脱硫剂中和后循环使用，上述吸收、中和、喷淋单元构成了镁法脱硫的脱硫塔。相对于二氧化硫吸收当量，传统镁法的脱硫剂投加当量是过量的(镁硫比1.03)，虽然氧化镁浆液与吸收液进行中和反应的塔底储液段高达7-8米，但塔底中和反应的转化率极低，吸收液PH只有5.5-5.8，吸收液中含有大量的未反应(氢)氧化镁，以及脱硫生成的亚硫酸镁结晶物，其固含量通常在5-10％。为此，传统镁法脱硫系统是酸性浆液循环体系，其设备腐蚀、磨损、堵塞问题严重，而受吸收液吸收活性限制，脱硫系统的空塔喷淋液气比(喷淋量与烟气量的比)仍需7-10升(吸收液)/标立方米(烟气)，脱硫系统动力消耗高。我们研究认为：吸收液与脱硫剂浆液在塔底储液段高达1000倍以上混合比，以及大塔径侧向搅拌所造成的不利于脱硫剂扩散的层流，是影响塔底中和反应转化率的根本原因。

基于上述研究结论，本发明人发明了《一种外部再生循环亚硫酸镁法烟气或废气脱硫工艺》(授权专利CN200810124177)，上述专利通过将部分或全部的吸收液引出脱硫塔后与氧化镁脱硫剂进行中和反应，将脱硫生成的亚硫酸氢镁全部再生为亚硫酸镁，去除中和反应生成的亚硫酸镁结晶物后的再生液(亚硫酸镁饱和溶液)，回流脱硫塔用于脱硫吸收。上述外部再生工艺，利用亚硫酸镁的微溶以及弱碱性的优势，将塔内吸收液的PH提高到6.0-6.8(对应再生量占喷淋量之比为25％-100％)，大幅度提高了吸收液的吸收活性，其空塔喷淋液气比也相应降至4升(吸收液)/标立方米(烟气)以下。在塔外去除脱硫产物亚硫酸镁结晶物的同时，氧化镁脱硫剂带入的杂质以及脱硫吸收过程中脱除的烟尘等固态物质也一并从吸收液中去除，使脱硫塔内吸收液的固含量接近于零，实现了中性清液循环的理想脱硫体系。同时，由于吸收液与脱硫剂的中和反应全部在脱硫塔外进行，脱硫塔底储液段已无需承担中和反应功能，其高度也相应地随烟道高度降至2-3米，大幅度节约了烟风系统及脱硫塔的投资。基于该发明良好的应用效果，上述技术被国家环保部命名为“亚硫酸镁清液法烟气脱硫技术”(以下简称“亚硫酸镁清液法”脱硫技术)，并被列入“国家重大环保实用技术”。

但是，“亚硫酸镁清液法”技术也存在三个方面的技术缺陷：1)基于亚硫酸镁的微溶特性，进行外部再生的吸收液量需达到塔内喷淋量的25％-100％，外部再生量大，由此造成的再生装置规模大、场地要求高这一技术缺陷制约了该项技术的推广应用。2)为了最大限度地降低外部再生量，通常采用过量投加脱硫剂的方式，来提高中和反应速率和中和反应完成度，虽然其再生液的PH能达到7.2-7.8的弱碱性水平，但脱硫系统的镁硫比达1.05以上，脱硫剂损耗大。3)由于中和反应液中含有烟尘、氧化镁杂质等微小颗粒物，为了防止小颗粒物在循环系统内的积累，必须在固液分离过程中将其从吸收液中彻底分离，而粒径更大的亚硫酸镁结晶物以及过量的氧化镁脱硫剂也随之从吸收液中完全去除，为此，实际回流脱硫塔的回流液的固含量接近于零，其有效吸收介质亚硫酸镁完全是以饱和溶液的形式回到脱硫塔。而在引出25％吸收液再生的情况下，再生液与循环系统内的吸收液混合后的亚硫酸镁浓度，只能达到饱和浓度的55％左右，吸收液有效吸收介质浓度低、PH低，脱硫效率难以达到超低排放的要求。虽然通过进一步提高再生量占喷淋量的比可以提高脱硫效率，但再生系统规模进一步扩大。

发明内容: