氧化镁法脱硫方案 - 图文(2)

2019-05-24 14:00

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1.5 设计依据

·《工锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》(HJ462—2009) ·《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271—2001)

·《环境保护产品技术要求湿式烟气脱硫除尘装置》HJ/T288—2006) ·《钢结构设计规范》(GBJ17—88)

·《工业管道工程施工及验收规范》(GBJ235—82) ·《机械设备安装工程施工及验收规范》(TJ231—78)

·《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》(GB50275—98)·《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》(GB50212—2002) 《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)

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二、现有脱硫系统的工艺流程 2.1 氧化镁法工艺原理

利用硫酸镁化学和物理的稳定性达到脱硫目的,使用的脱硫剂是中国特产的镁矿石、氧化镁等。

氧化镁法脱硫的主要化学反应如下: 1)氧化镁浆液的制备

MgO(固)+H2O=Mg(OH)2(固)

Mg(OH)2(固)+H2O=Mg(OH)2(浆液)+H2O Mg(OH)2(浆液)=Mg2++2HO- 2)SO2的吸收 SO2(气)+H2O=H2SO3 H+2SO3→H+HSO3-

HSO3-→H++SO2-3

Mg2++SO2-3+3H2O→MgSO3·3H2O Mg2++SO2-3+6H2O→MgSO3·6H2O Mg2++SO2-3+7H2O→MgSO3·7H2O SO2+MgSO3·6H2O→Mg(HSO3)2+5H2O Mg(OH)2+SO2→MgSO3+H2O MgSO3+H2O+SO2→Mg(HSO3)2

Mg(HSO3)2+Mg(OH)2+10H2O→2MgSO3·6H2O 3)脱硫产物氧化

MgSO3+1/2O2+7H2O→MgSO4·7H2O

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MgSO3+1/2O2→MgSO4

吸收浆液的pH值通过加入Mg(OH)2浆液的量来控制,通常pH值控制在6.5~7.5之间。氧化反应通常需要有足够长的时间。氧化反应可以在单独的浆液罐中进行,也可以将浆液罐和碱液罐分开设置,使MgO浆液有足够的氧化时间。

含有MgSO4的循环洗涤吸收液经过进一步的浓缩结晶,可以生产肥料级的MgSO4·1H2O,也可以生产工业级的MgSO4·7H2O。 如果不进行氧化反应或抑制MgSO3氧化,可以通过再生的方法将洗涤吸收液中的MgSO3还原成MgO作为脱硫剂循环使用,并与此同时副产硫酸。 2.2镁法脱硫的工艺特点 1)工艺技术成熟

氧化镁(MgO)法是工艺技术十分成熟的烟气脱硫工艺之一。 2)脱硫效率高

MgO湿法脱硫的效率可达95%~98%,由于Mg2+的半径小于Ca2+的半径,MgO的反应活性要比CaO高,因此Mg(OH)2的碱性比Ca(OH)2的强。在脱硫反应中,CaO的颗粒与SO2反应生成的CaSO4是一层硬包膜,通常称此种现象为包裹现象。它阻碍了包膜内CaO的颗粒继续与SO2反应。而MgO法使用的氧化镁是由碳酸镁在较低温度下焙烧而成的,即所谓的“轻烧镁”。轻烧镁具有多孔性、活性强、反应度高的特点。其MgO颗粒与SO2反应生成的MgSO3、MgSO4很快就溶解于水(循环浆液)中,使得MgO颗粒外表面不断被更新并继续与SO2反应,直至该MgO颗粒全部反应完毕。实验表明在相同的操作条件

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下,用MgO作吸收剂比用CaCO3作吸收剂的吸收效率高。 3)脱硫剂的消耗量小,原料来源可靠

由于MgO的分子量是40,CaCO3的分子量是100,因此由化学反应平衡式可知,脱除等量的SO2消耗的MgO量仅为CaCO3量的40%。若以商品轻烧镁粉中MgO含量≥85%,商品碳酸钙粉中CaO(分子量56)的含量≥50%计,脱除等量的SO2消耗的轻烧镁粉量与消耗的碳酸钙粉量的42%。

我国氧化镁的储量十分丰富,目前已查明的储量约84亿吨,居世界首位,生产量居世界第一。我国的MgO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%。辽宁省营口市大石桥镇是世界四大镁矿之一(已探明储量25亿多吨),被誉为“中国镁都”。在辽宁海城(8.3亿吨)、山东萊州、河北邢台大河等地都有较大的储量和产出量。 4)运行可靠

氧化镁法一个十分突出的优点是其运行费用低、运行可靠。因此系统的运行可靠性提高,装置的运转率高,脱硫效果好。而钙法脱硫是石灰石浆液和石膏浆液循环,运行中要采取相应的措施防止结垢和堵塞。 5)工艺流程短

镁法脱硫工艺流程较钙法脱硫工艺流程短,一般不需要脱硫副产物的后处理设备,从而节省投资和场地。MgO工艺脱硫塔的排水经过调整pH值,沉淀和氧化曝气处理后,可以达到综合污水排放标准,

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一般排入锅炉水力除灰冲渣水沉淀池中或城市污水处理厂。 7)关键设备体积小,投资省

MgO工艺使用具有多孔板的板式塔和特殊结构形式的雾化喷嘴,通过的气速高,传质效率高,与钙法使用的喷淋塔相比,镁法所用的吸收塔体积小,重量轻,投资省。

8)副产物综合利用的市场前景好

MgO湿法脱硫后的副产物如果不经过氧化曝气则可把浆液脱水,生成湿渣,湿渣可作为农用肥料。可直接作基肥、追肥和叶面肥。植物正常发育的需镁量一般为干重5g/kg左右。施用镁肥不仅可以增加作物产量,而且可以改善产品的品质。例如施用镁肥对香蕉、烟叶的产量和品质都有良好作用。

据全国土壤普查表明,我国不少地区土壤缺镁比较严重。缺镁土壤面积巨大,约占全国土壤面积的5.8%。若对缺镁土壤施用镁肥,则全年需要镁肥的数量十分可观。因此,生产MgSO4肥或将MgSO4配制成复合肥料将有很好的市场前景。 2.3系统工艺流程 1)工艺流程简述

经除尘器净化后的烟气由塔底进入脱硫塔(烟囱),由于脱硫塔的直径比烟道的内径大,所以塔内烟气流速变缓,使烟气充分脱硫液接触。塔内布置四层喷淋装置(其中三层使用,一层预留)。

由于塔内提供了良好的气液接触条件,气体中的SO2被碱性液体吸收效果好。由于特殊的内部结构设计,决定了它是一种高效通用

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