氧化镁法脱硫技术的应用

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1、氧化镁法脱硫技术的应用目前脱硫市场上应用较为成熟的烟气脱硫技术有20多种，各种不同的脱硫方式都有其 独特的优点，因此在选择脱硫工艺时应结合当地的实际情况来统筹考虑。其中氧化镁法湿式 烟气脱硫技术就是比较经济实用并且具有良好市场前景的一种脱硫方式。一、氧化镁脱硫工艺的技术特点1、技术成熟。氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有 非常多的应用业绩，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， 另外在美国、德国等地都已经应用，并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。2、原料来源充足。在我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约

2、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，占总量的10%，其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃 肃北、别盖等地。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于电厂的脱硫系统中去。3、脱硫效率高。在化学反应活性方面氧化镁要远远大于钙基脱硫剂，并且由于氧化镁的分子量较碳酸钙 和氧化钙都比较小。因此其它条件相同的情况下氧化镁的脱硫效率要高于钙法的脱硫效率。 一般情况下氧化镁的脱硫效率可达到9598%以上，而石灰石/石膏法的脱硫效率仅达到 9095%左右。4、投资费用少由于氧化镁作为脱硫本身有其独特的优越性，因此在

3、吸收塔的结构设计、循环浆液量的 大小、系统的整体规模、设备的功率都可以相应较小，这样一来，整个脱硫系统的投资费用 可以降低20%以上。5、运行费用低。决定脱硫系统运行费用的主要因素是脱硫剂的消耗费用和水电汽的消耗费用。氧化镁的 价格比氧化钙的价格高一些，但是脱除同样的SO2氧化镁的用量是碳酸钙的40%；水电汽 等动力消耗方面，液气比是一个十分重要的因素，它直接关系到整个系统的脱硫效率以及系统的运行费用。对石灰石石膏系统而言，液气比一般都在15L/m3以上，而氧化镁在5L/m3 以下，这样氧化镁法脱硫工艺就能节省很大一部分费用。同时氧化镁法副产物的出售又能抵 消很大一部分费用。6、运行安全有效。

4、镁法脱硫相对于钙法的最大优势是系统不会发生设备结垢堵塞问题，能保证整个脱硫系 统能够安全有效的运行，同时镁法PH值控制在6.06.5之间，在这种条件下设备腐蚀问题 也得到了一定程度的解决。总的来说，镁法脱硫在实际工程中的安全性能拥有非常有力的保 证。7、综合效益高。由于镁法脱硫的反应产物是亚硫酸镁和硫酸镁，综合利用价值很高。一方面我们可以进 行强制氧化全部生成硫酸镁，然后再经过浓缩、提纯生成七水硫酸镁进行出售，另一方面也 可以直接煅烧生成纯度较高二氧化硫气体来制硫酸。8、副产物利用前景广阔。我们知道硫酸被称为“化学工业之母”，二氧化硫是生产硫酸的原料。我国是一个硫资源 相对缺乏的国家，硫磺的年

5、进口量超过500万吨，折合二氧化硫750万吨。另外硫酸镁在食 品、化工、医药、农业等很多方面应用都比较广，市场需求量也比较大。镁法脱硫充分利用 了现有资源，推动了循环经济的发展。9、无二次污染常见的湿法脱硫工艺里面，不可避免的存在着二次污染的问题。对于氧化镁脱硫技术而 言，对于后续处理较为完善，对SO2进行再生，解决了二次污染的问题。二、氧化镁法脱硫的反应机理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 酸镁再经过回收SO2后进行重复利用或者将其强制氧化全部转化成硫酸盐制成七水硫酸

6、镁。脱硫过程中发生的主要化学反应有MgO+H2O=Mg(OH)2Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2OMgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2MgSO3 + 1/2O2=MgSO4氧化镁再生阶段发生的主要反应有MgSO3 一MgO+SO2MgSO4MgO+SO3Mg(HSO3)2 一 MgO+H2O+2SO2SO2+1/2O2SO3so3+h2oh2so4当对副产物进行强制氧化制MgSO4 7H2O出售时MgSO3 + 1/2O2MgSO4MgSO4+7H2O 一 MgSO4 7H2O三、氧化镁法脱硫工艺的流程简介目前已经商业化运行的湿法脱硫工艺中氧化镁脱硫技术是一种前景较好的脱硫技

7、术，该 工艺较为成熟，投资少，结构简单，安全性能好，并且能够减少二次污染，脱硫剂循环利用， 降低了脱硫成本，能够带来一定的经济效益。相对于钙法脱硫而言，避免了简易湿法存在着 的一系列的问题，比如管路堵塞、烟温过低、烟气带水和存在二次水污染等等；同时与较为 完整的石灰石/石膏法，占地面积小，运行费用低，投资额大幅减小，综合经济效益得到很 大的提高。镁法的整个工艺流程可以分为副产品制硫酸和制七水硫酸镁两种，以下分别将工 艺叙述以下：(一) 制硫酸从锅炉出来的烟气烟温大都在140C以上，里面含有大量的二氧化碳、灰尘和二氧化硫， 同时也包括氢氟酸、氢氯酸和三氧化硫等酸性气体。烟气首先进入除尘系统，通过

8、静电除尘 器或者布袋除尘器将99%以上的灰尘收集下来作为建筑材料出售给水泥厂等相关企业，既 能增加企业收益又能避免因为尘粒而堵塞喷头降低脱硫效率。经除尘后的烟气从脱硫塔底部进入脱硫反应塔，在脱硫塔烟气入口处设有喷水降温的装 置，将烟气的温度降到比较适于$02发生化学反应，在烟气进口上方装有一层旋流板，目的 是减缓烟气流速增加反应时间以及达到烟气在塔内均匀分布的效果。在旋流板的上面有三层 喷头不断的喷淋脱硫剂浆液，与从下而上的烟气进行逆向接触，充分的进行反应。为了减少 设备的结构堵塞问题以及减小塔内压力损失过大保证烟气畅通，塔体内不设任何支撑或检修 架。经洗涤后的烟气湿度比较大，需要对它进行脱水

9、处理，一般是在吸收塔内喷淋层的上方 安装两层除雾器。同时在除雾器的上面又安装了自动工艺水冲洗系统以便及时处理运行一段 时间后除雾器上面的积灰。从脱硫塔内出来的烟气温度一般在5560C左右，并且烟气中仍含有少许水分，直接排 放容易造成风机带水腐蚀风机叶片和烟囱。因此，在风机前面通过加热将烟气温度提高后再 进行排放，这样就能避免风机的烟囱的腐蚀。为了保证在脱硫塔内设备检修时不影响锅炉的正常运行，增加一旁路系统，通过挡板门 控制烟气的走向，用于保护脱硫系统，同时也不会对锅炉的运行产生任何不利的影响。对于氧化镁来说，在吸收塔内与二氧化硫反应后变成亚硫酸镁，部分被烟气中的氧气氧 化变成硫酸镁。混合浆液通

10、过脱水和干燥工序除去固体的表面水分和结晶水。干燥后的亚硫酸镁和硫酸镁经再生工序内对其焙烧，使其分解，可得到氧化镁，同时析 出二氧化硫。焙烧的温度对氧化镁的性质影响很大，适合氧化镁再生的焙烧温度为 660870C。当温度超过1200C时，氧化镁就会被烧结，不能再作为脱硫剂使用。焙烧炉排气中的二氧化硫浓度为1016%，经除尘后可以用于制造硫酸，再生后的氧化 镁重新循环用于脱硫。1、烟气系统烟气系统是指包括预除尘器、旁路、烟气升温装置和烟囱在内的若干处理烟气的体系。在该系统内烟气经过除尘降温处理将从锅炉出来的烟气调整到比较适宜的反应条件，同 时在设备出现故障或系统运行不正常时烟气可从旁路通过，保证整

11、个电厂系统的正常运行， 烟气升温的目的是为了降低烟气的含水率，利于从烟囱排出的烟气能够尽快扩散。2、浆液制备系统外购氧化镁粒径如果符合脱硫要求，不需要粉碎可以直接进入消化装置制成浓度在 1525%的浆液，然后通过浆液输送泵送至吸收塔内，完成脱硫目的。3、SO2吸收系统吸收塔是SO2吸收的主要场所，材质大都采用普通钢结构另加防腐层，塔底是浆液池， 塔的中间是喷淋层，上面是除雾器。浆液在塔内不断的进行循环，当浆液浓度达到一定的程 度时就通过浆液输出泵排到浆液处理系统中去。4、浆液处理系统从吸收塔内出来的浆液主要是亚硫酸镁和硫酸镁溶液，在要求对氧化镁再生时首先应该 将溶液提纯，然后进行浓缩、干燥，干

12、燥后的亚硫酸镁在850C下，存在碳的情况下煅烧重 新生成氧化镁和二氧化硫，煅烧生成的氧化镁再返回吸收系统，收集到纯度较高的二氧化硫 气体被送入硫酸装置制硫酸。(二) 制七水硫酸镁该工艺与上述工艺相差不大，只是在脱硫剂浆液的处理方式上有所不同。在脱硫塔内二 氧化硫和氢氧化镁反应之后生成的亚硫酸镁进入吸收塔底浆液池，由鼓风机往浆液池强制送 风，氧化成硫酸镁。含硫酸镁的水连续循环使用于脱硫过程，当循环水中硫酸镁浓度达到一 定条件后由泵打入集水池内，接着送至硫酸镁脱杂系统。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。回收的七水硫酸镁经干燥后包装贮仓，水从七水 硫酸镁(MgS

13、O4?7H2O)分离回收后输送到脱硫塔循环使用。与上一过程相比，所不同的地方主要是：1、吸收系统为了提高硫酸镁的纯度在吸收塔的浆液槽内需要加强制氧化，因此吸收塔的结构与再生 氧化镁的塔体结构就有所不同，氧化的同时需要不停的搅拌，动力消耗也会相应提高。2、增加了除杂系统在吸收塔出来的浆液含有很多杂质，会影响硫酸镁的品质，因此需要增加除杂系统对硫 酸镁溶液进行提纯。3、浓缩系统提纯后的硫酸镁溶液需要进行浓缩，将溶液制成高浓度的浓溶液，然后再除去多余的水 分将硫酸镁溶液转化成带七个结晶水的硫酸镁，最后可以根据用户的不同要求选择不同的包 装方式进行成品处理就可以了。（三）抛弃法很多情况下，用户企业自身

14、的实际情况不允许对脱硫副产物进行处理，尤其是中小型锅 炉的脱硫，由于规模小，副产品发生量也小，大多采用抛弃法。抛弃法的烟气系统、吸收剂 制备系统、SO2吸收系统和烟气再热装置与上面两种方式基本相同，所不同的是将反应后的 浆液经过固液分离后回收大部分水并将固体抛弃。抛弃法可以大大减少系统的投资费用，工序也简单了很多，同时也可以避免设备结垢、 管路堵塞等一系列问题，后序部分的动力消耗也可以省去，只是脱硫剂的消耗费用较高，废 弃固体处理起来较麻烦，但集中处理后不会造成二次污染。四、结论通过上述分析，氧化镁脱硫是在理论上可行在实际应用中得到充分验证的一种比较适合 新老锅炉改造的脱硫方式，在部分地区特别

15、是富产氧化镁的地区有着很好的市场前景。由于 该方式对脱硫剂循环使用并且副产物也能够带来一定的经济效益，同时又避免了大型湿法的 诸多缺点，因此氧化镁脱硫技术将会逐步得到更广泛的应用。出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣 不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光 先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其 刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，

16、是以先帝简拔以遗陛下：愚 以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督： 愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时， 每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣， 愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也.。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于 败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之 明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲己足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝， 攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽 忠言，则攸之、祎、允之任也。愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责 攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。 臣不胜受恩感激。今当远离，临表涕零，不知所言。