氧化鎂脫硫工藝

氧化鎂脫硫工藝

氧化鎂脫硫工藝

一、工作原理

氧化鎂濕法脫硫工藝(簡稱:鎂法脫硫)與石灰-石膏法脫硫工藝類似,它是以氧化鎂(MgO)為原料,經熟化生成氫氧化鎂(Mg(OH)2)作為脫硫劑的一種

先進、高效、經濟的脫硫系統。在吸收塔內,吸收漿液與煙氣接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的氫氧化鎂進行化學反應從而被脫除,最終反應產物為亞硫酸鎂和硫酸鎂混合物。如采用強制氧化工藝,最終反應產物為硫酸鎂溶液,經脫水干燥后形成硫酸鎂晶體。

二、反應過程

1、熟化

MgO+H2O —>Mg(OH)2

2、吸收

SO2 + H2O—> H2SO3

SO3 + H2O—> H2SO4

3、中和

Mg(OH)2+ H2SO3 —> MgSO3+2H2O

Mg(OH)2+ H2SO4 —> MgSO4+2H2O

Mg(OH)2+2HCl—> MgCl2+2H2O

Mg(OH)2+2HF —>MgF2+2H2O

4、氧化

2 MgSO3+O2—>2MgSO4

5、結晶

MgSO3+ 3H2O—> MgSO3·3H2O

MgSO4+ 7H2O —>MgSO4 ·7H2O

三、系統組成

脫硫系統主要由煙氣系統、吸收塔系統、氫氧化鎂漿液制備系統、濃縮塔系統、副產品處理系統、廢水處理系統、公用系統(工藝水、壓縮空氣、事故漿液罐系統等)、電氣控制系統等幾部分組成。

四、工藝流程

鍋爐/窯爐—>除塵器—>引風機—>濃縮塔—>吸收塔—>煙囪

來自于鍋爐或窯爐的煙氣經過除塵后在引風機作用下進入濃縮塔、吸收塔,吸收塔為逆流噴淋空塔結構,集吸收、氧化功能于一體,上部為吸收區,下部為氧化區,經過除塵后的煙氣與吸收塔內的循環漿液逆向接觸。系統一般裝3-4臺漿液循環泵,每臺循環泵對應一層霧化噴淋層。當只有一臺機組運行時或負荷較小時,可以停運1-2層噴淋層,此時系統仍保持較高的液氣比,從而可達到所需的脫硫效果。吸收區上部裝二級除霧器,除霧器出口煙氣中的游離水份不超過75mg/Nm3。吸收SO2后的漿液進入循環氧化區,在循環氧化區中,亞硫酸鎂被鼓

入的空氣氧化成硫酸鎂晶體。同時,由吸收劑制備系統向吸收氧化系統供給新鮮的氫氧化鎂漿液,用于補充被消耗掉的氫氧化鎂,使吸收漿液保持一定的pH值。反應生成物漿液達到一定密度時先排至吸收塔前的濃縮塔,經濃縮后進入脫硫副產品系統,經過脫水形成硫酸鎂晶體。

五、工藝特點

1、反應性好,脫硫效率高

濕法脫硫的反應強度取決于脫硫劑堿金屬離子的溶解堿性。由于鎂離子的溶解堿性比鈣離子高數百倍,因而鎂基脫硫劑具有比鈣基脫硫劑高數十倍的脫硫反應能力。工業實踐證明,鎂基脫硫劑能比鈣基脫硫劑更高的脫硫效率,可達99%以上,同時采用鎂基脫硫所要求的噴淋水量僅相當于達到同樣脫硫效率的鈣基脫硫的1/3,耗電量也大為降低。

2、運行可靠性高

由于鎂基脫硫生成物的溶解度較高,其固體懸浮物為松散的結晶體,不易沉積,因此沒有鈣基濕法脫硫系統中存在的結垢、結塊、堵塞等現象,運行可靠,維護更容易。

3、造價低

由于反應強度高,鎂基噴淋反應吸收塔的高度只有鈣基脫硫的2/3左右,因此,鎂基脫硫的主體設備的造價要明顯低于鈣基吸收塔。

同時,由于氧化鎂的分子量(40)是氧化鈣(56)的73%,是碳酸鈣(石灰石,分子量為100)的40%,因此,去除等量的二氧化硫所需的氧化鎂要比鈣基

少得多,而且MgO又以粉狀供貨,脫硫劑供給系統也比鈣基脫硫大大簡化,降低了系統的造價。

比較表明,氧化鎂脫硫設備的造價一般可比石灰石/石膏法低10~15%左右。

4、運行費用低

由于鎂基工藝的耗電量比石灰石/石膏法低約一半,加上投資較低,雖然脫硫劑成本較高,但綜合脫硫成本一般比石灰石/石膏法低10~15%左右。

5、副產品回收的經濟效益高

鎂基工藝的直接副產物是亞硫酸鎂,經氧化后形成硫酸鎂。脫硫工藝實際產出的是含少量硫酸鎂的亞硫酸鎂副產物。只有經強制氧化產生主要成分為硫酸鎂的副產物。兩種脫硫副產物都具有市場利用價值,其處理和利用形式應該“因地制宜”,取決于技術經濟的比較和在特定項目中的可行性。

六、應用領域

燃煤發電鍋爐、熱電聯產鍋爐、集中供熱鍋爐、燒結機、球團窯爐、焦化爐、玻璃窯爐等煙氣脫硫。 注意:氧化鎂在我國儲量豐富,主要集中在遼寧、山東等地,采用該工藝時應考慮脫硫劑的運輸成本,對于產地周圍和沿海地區的脫硫項目,該脫硫工藝較其它脫硫工藝具有很大的優勢。

氧化鎂濕法脫硫工藝

氧化鎂濕法脫硫工藝

【信息時間: 2010-10-22 閱讀次數:

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一、工作原理

氧化鎂濕法脫硫工藝(簡稱:鎂法脫硫)與石灰-石膏法脫硫工藝類似,它是以氧化鎂(MgO)為原料,經熟化生成氫氧化鎂(Mg(OH)2)作為脫硫劑的一種

先進、高效、經濟的脫硫系統。在吸收塔內,吸收漿液與煙氣接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的氫氧化鎂進行化學反應從而被脫除,最終反應產物為亞硫酸鎂和硫酸鎂混合物。如采用強制氧化工藝,最終反應產物為硫酸鎂溶液,經脫水干燥后形成硫酸鎂晶體。

二、反應過程

1、熟化

MgO+H2O —>Mg(OH)2

2、吸收

SO2 + H2O—> H2SO3

SO3 + H2O—> H2SO4

3、中和

Mg(OH)2+ H2SO3 —> MgSO3+2H2O

Mg(OH)2+ H2SO4 —> MgSO4+2H2O

Mg(OH)2+2HCl—> MgCl2+2H2O

Mg(OH)2+2HF —>MgF2+2H2O

4、氧化

2 MgSO3+O2—>2MgSO4

5、結晶

MgSO3+ 3H2O—> MgSO3〃3H2O

MgSO4+ 7H2O —>MgSO4 〃7H2O

三、系統組成

脫硫系統主要由煙氣系統、吸收塔系統、氫氧化鎂漿液制備系統、濃縮塔系統、副產品處理系統、廢水處理系統、公用系統(工藝水、壓縮空氣、事故漿液罐系統等)、電氣控制系統等幾部分組成。

四、工藝流程

鍋爐/窯爐—>除塵器—>引風機—>濃縮塔—>吸收塔—>煙囪

來自于鍋爐或窯爐的煙氣經過除塵后在引風機作用下進入濃縮塔、吸收塔,吸收塔為逆流噴淋空塔結構,集吸收、氧化功能于一體,上部為吸收區,下部為氧化區,經過除塵后的煙氣與吸收塔內的循環漿液逆向接觸。系統一般裝3-4臺漿液循環泵,每臺循環泵對應一層霧化噴淋層。當只有一臺機組運行時或負荷較小時,可以停運1-2層噴淋層,此時系統仍保持較高的液氣比,從而可達到所需的脫硫效果。吸收區上部裝二級除霧器,除霧器出口煙氣中的游離水份不超過75mg/Nm3。吸收SO2后的漿液進入循環氧化區,在循環氧化區中,亞硫酸鎂被鼓

入的空氣氧化成硫酸鎂晶體。同時,由吸收劑制備系統向吸收氧化系統供給新鮮的氫氧化鎂漿液,用于補充被消耗掉的氫氧化鎂,使吸收漿液保持一定的pH值。反應生成物漿液達到一定密度時先排至吸收塔前的濃縮塔,經濃縮后進入脫硫副產品系統,經過脫水形成硫酸鎂晶體。

五、工藝特點

1、反應性好,脫硫效率高

濕法脫硫的反應強度取決于脫硫劑堿金屬離子的溶解堿性。由于鎂離子的溶解堿性比鈣離子高數百倍,因而鎂基脫硫劑具有比鈣基脫硫劑高數十倍的脫硫反應能力。工業實踐證明,鎂基脫硫劑能比鈣基脫硫劑更高的脫硫效率,可達99%以上,同時采用鎂基脫硫所要求的噴淋水量僅相當于達到同樣脫硫效率的鈣基脫硫的1/3,耗電量也大為降低。

2、運行可靠性高

由于鎂基脫硫生成物的溶解度較高,其固體懸浮物為松散的結晶體,不易沉積,因此沒有鈣基濕法脫硫系統中存在的結垢、結塊、堵塞等現象,運行可靠,維護更容易。

3、造價低

由于反應強度高,鎂基噴淋反應吸收塔的高度只有鈣基脫硫的2/3左右,因此,鎂基脫硫的主體設備的造價要明顯低于鈣基吸收塔。

同時,由于氧化鎂的分子量(40)是氧化鈣(56)的73%,是碳酸鈣(石灰石,分子量為100)的40%,因此,去除等量的二氧化硫所需的氧化鎂要比鈣基少得多,而且MgO又以粉狀供貨,脫硫劑供給系統也比鈣基脫硫大大簡化,降低了系統的造價。

比較表明,氧化鎂脫硫設備的造價一般可比石灰石/石膏法低10~15%左右。

4、運行費用低

由于鎂基工藝的耗電量比石灰石/石膏法低約一半,加上投資較低,雖然脫硫劑成本較高,但綜合脫硫成本一般比石灰石/石膏法低10~15%左右。

5、副產品回收的經濟效益高

鎂基工藝的直接副產物是亞硫酸鎂,經氧化后形成硫酸鎂。脫硫工藝實際產出的是含少量硫酸鎂的亞硫酸鎂副產物。只有經強制氧化產生主要成分為硫酸鎂的副產物。兩種脫硫副產物都具有市場利用價值,其處理和利用形式應該“因地制宜”,取決于技術經濟的比較和在特定項目中的可行性。

六、應用領域

燃煤發電鍋爐、熱電聯產鍋爐、集中供熱鍋爐、燒結機、球團窯爐、焦化爐、玻璃窯爐等煙氣脫硫。 友情提示:氧化鎂在我國儲量豐富,主要集中在遼寧、山東等地,采用該工藝時應考慮脫硫劑的運輸成本,對于產地周圍和沿海地區的脫硫項目,該脫硫工藝較其它脫硫工藝具有很大的優勢。

氧化鎂脫硫

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氧化鎂法(以下簡稱鎂法)煙氣脫硫技術是采用廉價、低品位的工業輕燒氧化鎂(含85%MgO)作為脫硫劑的濕法脫硫技術,按照副產物的處理方法不同可分為再生法、拋棄法與回收法三種工藝。鎂法煙氣脫硫早在上世紀80年代即已有商業運行。繼美國、日本、韓國、波蘭以及中國臺灣等地區之后,我國大陸近年來也有大量的工業應用。?

一.氧化鎂脫硫工藝的技術特點?

1、技術成熟。鎂法脫硫技術是一種成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝,鎂法脫硫工藝在世界各地都有非常多的應用業績,其中在日本已經應用了100多個項目,臺灣的電站95%是用鎂法,另外在美國、韓國等地都有應用。近幾年,在我國部分地區已經有了大量的業績。?

2、原料來源充足。在我國菱鎂礦的儲量十分可觀,目前已探明的菱鎂礦儲藏量約為160億噸,占全世界的80%左右。其資源主要分布在遼寧、山東、四川、河北等省,其中遼寧占總量的84.7%,其次是山東萊州,占總量的10%,其它主要是在河北邢臺大河,四川干洛巖岱、漢源,甘肅肅北、別蓋等地。?

3、脫硫效率高。在化學反應活性方面氧化鎂要遠遠大于鈣基脫硫劑,并且由于氧化鎂的分子量較碳酸鈣和氧化鈣都比較小,因此相同的條件下氧化鎂的脫硫效率要高于鈣法。一般鎂法的脫硫效率可達到95~98%以上,而鈣法的脫硫效率僅達到90~95%左右。?

4、投資費用少。由于氧化鎂作為脫硫本身有其獨特的優越性,因此在吸收塔的結構設計、循環漿液量的大小、系統的整體規模、設備的功率都可以相應較小,這樣一來,整個脫硫系統的投資費用可以降低20%以上。?

5、運行費用低。決定脫硫系統運行費用的主要因素是脫硫劑的消耗費用和水電汽的消耗費用。氧化鎂的價格比氧化鈣的價格高一些,但是脫除同樣的SO2氧化鎂的用量是碳酸鈣的40%;水電汽等動力消耗方面,石灰石-石膏系統液氣比一般都在15L/m3

以上,而鎂法在5?L/m3

以下。因此,鎂法脫硫工藝就能節省很大一部分費用。?

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6、運行可靠。鎂法脫硫相對于鈣法的最大優勢是系統不會發生設備結垢堵塞問題,能保證整個脫硫系統能夠安全有效的運行,同時鎂法PH值控制在6.0~6.5之間,在這種條件下設備腐蝕問題也得到了一定程度的解決。?

7、副產物利用前景廣闊。硫酸被稱為“化學工業之母”,二氧化硫是生產硫酸的原料,我國是一個硫資源相對缺乏的國家;另外,據全國土壤普查數據表明,我國不少地區土壤缺鎂狀況比較嚴重,缺鎂土壤面積達5.533?×104km2

,約占全國耕地面積的6?%左右,肥料級硫酸鎂的年需求量為515?kt/a。鎂法脫硫可充分利用了現有資源,推動

了循環經濟的發展。

氧化鎂法煙氣脫硫工藝介紹

氧化鎂法煙氣脫硫工藝介紹

1. 前言

我國是世界上SO2排放量最大的國家之一,年排放量接近2000萬噸。其主要原因是煤炭在能源消費結構中所占比例太大。煙氣脫硫(FGD)是目前控制SO2污染的重要手段。

濕法脫硫是應用最廣的煙氣脫硫技術。其優點是設備簡單,氣液接觸良好,脫硫效率高,吸收劑利用率高,處理能力大。根據吸收劑不同,濕法脫硫技術有石灰(石)—石膏法、氧化鎂法、鈉法、雙堿法、氨法、海水法等。

氧化鎂濕法煙氣脫硫技術,以美國化學基礎公司(Chemico-Basic)開發的氧化鎂漿洗—再生法發展較快,在日本、臺灣、東南亞得到了廣泛應用。近年,隨著煙氣脫硫事業的發展,氧化鎂濕法脫硫在我國的研究與應用發展很快。

2. 基本原理

氧化鎂煙氣脫硫的基本原理是用MgO的漿液吸收煙氣中的SO2,生成含水亞硫酸鎂和硫酸鎂。化學原理表述如下:

2.1氧化鎂漿液的制備

MgO(固)+H2O=Mg(HO)2(固)

Mg(HO)2(固)+H2O=Mg(HO)2(漿液)+H2O

Mg(HO)2(漿液)=Mg2++2HO-

2.2 SO2的吸收

SO2(氣)+H2O=H2SO3

H2SO3→H++HSO3-

HSO3-→H++SO32-

Mg2++SO32-+3H2O→MgSO3?3H2O

Mg2++SO32-+6H2O→MgSO3?6H2O

Mg2++SO32-+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

2.3 脫硫產物氧化

MgSO3+1/2O2+7H2O→MgSO4?7H2O

MgSO3+1/2O2→MgSO4

3. 工藝流程

整個脫硫工藝系統主要可分為三大部分:脫硫劑制備系統、脫硫吸收系統、脫硫副產物處理系統。圖1為氧化鎂濕法脫硫的工藝流程圖。

3.1脫硫劑制備系統

脫硫劑制備系統的攪拌、輸送設備均為標準設備,系統設計和工程應用有成熟的理論成果和可靠的實踐經驗,為一般性問題。

該工藝以外購的輕燒MgO粉為脫硫劑,脫硫用輕燒MgO的基本理化指標如下:

純度: 氧化鎂含量≥80%

粒度: 250目篩90%通過

燒失量: 3-8%

符合要求的MgO粉為白色細粉,用專用粉體罐裝車供至脫硫劑儲倉內。MgO經螺旋給料機送至熟化罐,用溫水(可從電廠冷卻塔引用)消化處理。再由脫硫劑輸送泵打入脫硫劑漿液罐,產生Mg(OH)2乳濁液經脫硫劑供給泵送入脫硫吸收塔。

MgO消化反應的效果與水溫及熟化罐的攪拌強度和攪拌時間有關。

3.2 脫硫吸收系統

3.2.1 脫硫塔結構

脫硫塔是煙氣脫硫工藝系統中的關鍵設備。由于進入脫硫系統的煙氣仍含有少量粉塵,脫硫劑也含有雜質(如硅、鈣鹽等),如果采用板式塔、填料塔等塔型,長期運行難免會出現結垢堵塞現象,所以該工藝宜采用多級噴淋塔。

工藝中煙氣進入吸收塔,自下而上流動,脫硫劑自上而下噴射。特殊設計的噴咀組,保證反應中的劇烈氣液逆流接觸,充分傳質、傳熱反應,確保脫硫效率高于90%。使用經驗證明,特殊設計制造的噴咀可以確保霧化均勻,又不會結垢、堵塞,耐磨性極好。

3.2.2 吸收液循環噴淋系統

在塔內經充分氣液接觸、傳質反應的脫硫漿液中含MgSO3、MgSO4及未反應完全的Mg(OH)2等物質。這些未完全反應的脫硫劑漿液經循環泵再次循環噴淋,與煙氣多次反應,使整個反應的當量比接近于1。如增加噴淋量,可以進一步提高脫硫效率。經多次循環的脫硫漿液,pH值下降,MgSO3、MgSO4含量逐漸增加,脫硫能力逐漸降低。

最終當pH值下降到某一特定數值時,脫硫劑漿液閥將打開,開始補充脫硫劑。而脫硫能力逐漸降低的混合漿液將在其濃度達到設定數值后外排。

3.2.3 煙氣系統

脫硫塔內與吸收漿液傳質反應后的煙氣,在排出吸收塔之前,經除霧器除去所帶細微液滴。除霧器為特殊設計的波紋板,其上下裝有自動控制的反沖洗噴嘴,以適時沖洗掉附在波紋板上的水膜,避免二次夾帶,提高除霧效率。

經過濕法工藝脫硫后的煙氣溫度在酸露點以下。若不經過再加熱而直接排入煙囪,則容易形成酸霧,腐蝕煙道和煙囪,也不利于煙氣擴散。所以系統有必要配置煙氣再加熱系統將煙氣再熱升溫至露點以上后排放。回轉式煙氣熱交換器(GGH)是最常用的煙氣換熱裝置。它是利用洗滌脫硫前的高溫煙氣來加熱脫硫后的清潔煙氣,不需外加其它熱源,結構緊湊。 為降低煙氣脫硫系統的一次性投資,也可以考慮利用一定比例的不進行脫硫處理的鍋爐原煙氣來摻混加熱脫硫后的低溫濕煙氣,至酸露點以上,而不配置換熱器。但這樣會犧牲系統的脫硫效率。

3.3 脫硫廢液和副產物處理系統

從脫硫塔內排出的失去脫硫能力的料漿中,脫硫副產物為含有MgSO3、少量MgSO4及其它雜質(主要來源于煙氣中的煙塵及氧化鎂脫硫劑中的雜質)的物料體系。其處理方法可以分為拋棄法和回收法。拋棄法流程簡單,基本沒有二次污染。回收法則可以使脫硫產物得到商業利用,抵消相當一部分運行成本,實現綠色循環經濟。

4. 副產物處理

4.1 拋棄法

MgO脫硫初級反應生成物中,以MgSO3為主,占約60-80%,MgSO3微溶于水,常溫下,在水中溶解度約0.8g/100gH2O,而且不如MgSO4穩定。因此,拋棄工藝設曝氣氧化池,通過鼓風使產物中的MgSO3氧化為MgSO4。MgSO4是一種穩定的化學物質,有很高的可溶性,其溶解度約為MgSO3的100倍。

我國現行污水排放標準體系中,對MgSO4、MgSO3、SO42-、SO32-、Mg2+排放濃度和總量均未作明確規定。因此脫硫后的副產物漿液沉淀后排入電廠灰場或污水處理管網,對污水處理工藝基本不產生影響,不會對環境造成污染,其排放是安全的。

4.2 回收法

MgO煙氣脫硫副產物有較高的商業利用價值。根據用途不同,有幾種成熟的回收工藝可供用戶選用。

4.2.1 農用鎂肥

脫硫產物中的MgSO4、MgSO3都是很好的農用鎂肥,經過濃縮、脫水后制成含水率10%以下的餅狀產物,可以直接運往農田做鎂肥。

4.2.2 制取高純度MgSO4

MgSO4是一種用途廣泛的化工原料,可應用于建材、醫藥、食品等行業。將脫硫產物曝氣氧化,洗滌過濾制得硫酸鎂溶液,再結晶提取高純度固體硫酸鎂,經濟效益更為明顯。

4.2.3 用作造紙紙漿軟化劑

用稀MgSO3溶液作為紙漿軟化劑是我國傳統造紙工藝之一。錦州、天津等地均有紙廠采用此種工藝,MgSO3耗量很大。將脫硫產物用作紙漿軟化劑也會產生理想的回報。

5. 我國的氧化鎂資源狀況

MgO是菱鎂礦石中的主要成分。菱鎂礦的化學分子式是MgCO3,理論MgO含量為47.81%。菱鎂礦被加熱至700-1000OC時,可得到輕燒鎂,又稱苛性鎂、α-鎂;在1400-1800OC 煅燒時,可獲得重燒鎂,又稱死燒鎂、β-鎂。輕燒鎂即是用于煙氣脫硫的氧化鎂。

我國的菱鎂礦資源極為豐富,產量和儲量居世界首位。據權威部門預測,全國資源總量約為84億噸,主要產于遼寧、山東、四川、新疆、。已探明最大的菱鎂礦分布在遼寧大石橋(已探明地質儲量25.3億噸,是世界四大鎂礦之一,被譽為“中國鎂都”)、海城和岫巖。山東最大的氧化鎂生產基地是萊州市。我國MgO出口量占世界市場總量近一半,且品位較高,完全可以滿足煙氣脫硫的要求。

因此,在我國發展氧化鎂煙氣脫硫技術具有獨特的資源優勢和可靠的資源保障。

氧化鎂脫硫工藝的技術特點

氧化鎂脫硫工藝的技術特點

1、技術成熟。

氧化鎂脫硫技術是一種成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝,氧化鎂脫硫工藝在世界各地都有非常多的應用業績,其中在日本已經應用了100多個項目,臺灣的電站95%是用氧化鎂法,另外在美國、德國等地都已經應用,并且目前在我國部分地區已經有了應用的業績。

2、原料來源充足。

在我國氧化鎂的儲量十分可觀,目前已探明的氧化鎂儲藏量約為160億噸,占全世界的80%左右。其資源主要分布在遼寧、山東、四川、河北等省,其中遼寧占總量的84.7%,其次是山東萊州,占總量的10%,其它主要是在河北邢臺大河,四川干洛巖岱、漢源,甘肅肅北、別蓋等地。因此氧化鎂完全能夠作為脫硫劑應用于電廠的脫硫系統中去。

3、脫硫效率高。

在化學反應活性方面氧化鎂要遠遠大于鈣基脫硫劑,并且由于氧化鎂的分子量較碳酸鈣和氧化鈣都比較小。因此其它條件相同的情況下氧化鎂的脫硫效率要高于鈣法的脫硫效率。一般情況下氧化鎂的脫硫效率可達到95~98%以上,而石灰石/石膏法的脫硫效率僅達到90~95%左右。

4、投資費用少

由于氧化鎂作為脫硫本身有其獨特的優越性,因此在吸收塔的結構設計、循環漿液量的大小、系統的整體規模、設備的功率都可以相應較小,這樣一來,整個脫硫系統的投資費用可以降低20%以上。

5、運行費用低。

決定脫硫系統運行費用的主要因素是脫硫劑的消耗費用和水電汽的消耗費用。氧化鎂的價格比氧化鈣的價格高一些,但是脫除同樣的SO2氧化鎂的用量是碳酸鈣的40%;水電汽等動力消耗方面,液氣比是一個十分重要的因素,它直接關系到整個系統的脫硫效率以及系統的運行費用。對石灰石石膏系統而言,液氣比一般都在15L/m3以上,而氧化鎂在5 L/m3以下,這樣氧化鎂法脫硫工藝就能節省很大一部分費用。同時氧化鎂法副產物的出售又能抵消很大一部分費用。

6、運行可靠。

鎂法脫硫相對于鈣法的最大優勢是系統不會發生設備結垢堵塞問題,能保證整個脫硫系統能夠安全有效的運行,同時鎂法PH值控制在6.0~6.5之間,在這種條件下設備腐蝕問題也得到了一定程度的解決。總的來說,鎂法脫硫在實際工程中的安全性能擁有非常有力的保證。

7、綜合效益高。

由于鎂法脫硫的反應產物是亞硫酸鎂和硫酸鎂,綜合利用價值很高。一方面我們可以進行強制氧化全部生成硫酸鎂,然后再經過濃縮、提純生成七水硫酸鎂進行出售,另一方面也可以直接煅燒生成純度較高二氧化硫氣體來制硫酸。

8、副產物利用前景廣闊。

我們知道硫酸被稱為“化學工業之母”,二氧化硫是生產硫酸的原料。我國是一個硫資源相對缺乏的國家,硫磺的年進口量超過500萬噸,折合二氧化硫750萬噸。另外硫酸鎂在食品、化工、醫藥、農業等很多方面應用都比較廣,市場需求量也比較大。鎂法脫硫充分利用了現有資源,推動了循環經濟的發展。

9、無二次污染

常見的濕法脫硫工藝里面,不可避免的存在著二次污染的問題。對于氧化鎂脫硫技術而言,對于后續處理較為完善,對SO2進行再生,解決了二次污染的問題。

反應機理

氧化鎂的脫硫機理與氧化鈣的脫硫機理相似,都是堿性氧化物與水反應生成氫氧化物,再與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液進行酸堿中和反應,氧化鎂反應生成的亞硫酸鎂和硫酸鎂再經過回收SO2后進行重復利用或者將其強制氧化全部轉化成硫酸鹽制成七水硫酸鎂。 字串2

脫硫過程中發生的主要化學反應有

MgO+H2O=Mg(OH)2

Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O

MgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2

MgSO3+1/2O2=MgSO4

氧化鎂再生階段發生的主要反應有

MgSO3 →MgO+SO2

MgSO4→MgO+SO3

Mg(HSO3)2→MgO+H2O+2SO2

SO2+1/2O2→SO3

SO3+H2O→H2SO4

當對副產物進行強制氧化制MgSO4·7H2O出售時 MgSO3+1/2O2→MgSO4

MgSO4+7H2O→MgSO4·7H2O

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