[发明专利]利用镁化合物和氨循环再生烟气脱硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用镁化合物和氨循环再生烟气脱硫的方法，利用镁化合物作为二氧化硫吸收剂进行烟气脱硫净化，所生成的亚硫酸镁或亚硫酸氢镁经过氧化并用氨水或铵盐再生后可循环使用，而硫酸铵则可以作为肥料使用。

背景技术

我国是世界上煤炭消耗量最大的国家，因燃煤所排放的二氧化硫总量位居世界第一，导致我国成为世界上二氧化硫及酸雨污染最严重的国家。因此，推行工业及电站燃煤锅炉的烟气脱硫技术在我国势在必行。

烟气脱硫方法有多种，其中以钙基湿法最为常用。但钙基湿法由于吸收剂氢氧化钙、碳酸钙及副产物硫酸钙的溶解度小易结垢堵塞管道设备；并且有大量的副产物硫酸钙生成——其利用和堆存仍存在问题，导致钙基湿法脱硫工艺存在很大的局限性。氨法烟气脱硫技术方法也广受重视，该法所得到的脱硫副产硫酸铵可作肥料出售，具有较好的经济效益。然而，氨法脱硫技术通常存在的问题有：由于氨的腐蚀性较强，对设备及管道腐蚀严重，加之氨的逃逸损失以及所形成的铵盐气溶胶粒子所造成二次污染问题，从而限制了该技术的推广。

镁法脱硫自1975年被开发以来在日本、美国等发达国家逐步得到推广，并逐渐成为钙基脱硫的取代工艺之一。镁法脱硫技术具有脱硫效率高、不易结垢、设备紧凑、脱硫液对设备腐蚀性低等优点。因而，该方法近年来得到广泛重视。然而，目前该方法所存在的问题有：脱硫剂的高温再生方法较复杂过程耗能过高。若将副产物作为硫酸镁回收，则存在副产物销路问题，且脱硫过程需要不断补充新的镁基原料，使脱硫成本增加。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用镁化合物和氨循环再生烟气脱硫的方法，能有效实现烟气脱硫净化，其中脱硫剂可以再生循环利用，降低脱硫成本，同时不存在二次污染问题。

为实现这样的目的，本发明将镁法和氨法脱硫技术有机结合起来，首先利用镁化合物(如氧化镁、氢氧化镁或碳酸镁等)作为脱硫剂，与水混合后配制成浆液，利用浆液泵输送到脱硫塔中，通过与烟气接触对其中的二氧化硫进行吸收，从而达到烟气脱硫净化目的。浆液不断循环使用，当浆液的pH值低于6.2时，放出一部分脱硫浆液去再生，同时补充一部分新鲜的脱硫浆液。

脱硫浆的再生可采用直接再生和氧化-再生的方法。直接再生法就是向需要再生的脱硫液中直接加入氨或铵盐，使其中的亚硫酸氢镁转化为亚硫酸镁、氢氧化镁或碳酸镁等沉淀，分离后送回脱硫塔循环使用。液相中的亚硫酸铵经曝气氧化后，进行浓缩结晶回收硫酸铵。

而氧化-再生法则是先经过曝气氧化，将其中的亚硫酸根或亚硫酸氢根氧化为硫酸根。之后，向脱硫液中添加适量的氨水或适当的铵盐，将浆液中的硫酸镁转化为氢氧化镁沉淀和硫酸铵。氢氧化镁经沉降分离后，送回脱硫塔循环使用。液相中的硫酸铵经浓缩结晶后，可作为肥料使用。

在上述吸收脱硫过程中，所涉及的部分化学反应如下：

二氧化硫的吸收反应：

MgO+SO₂+xH₂O→MgSO₃·xH₂O↓(1)

Mg(OH)₂+SO₂→MgSO₃↓+H₂O (2)

MgCO₃+SO₂+xH₂O→MgSO₃·xH₂O↓+CO₂ (3)

MgSO3+SO₂+H₂O→Mg(HSO₃)₂  (4)

直接再生过程中所涉及的化学反应为：

Mg(HSO₃)₂+2NH₃·H₂O→MgSO₃↓+(NH₄)₂SO₃+2H₂O  (5)

Mg(HSO₃)₂+2NH₃·H₂O→Mg(OH)₂↓+(NH₄)₂SO₃+H₂O (6)