[发明专利]镁-氨组合烟气脱硫脱碳及副产物回收的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种环境技术领域的脱硫脱碳耦合的方法，特别是一种镁-氨组合烟气脱硫脱碳及副产物回收的实现方法。

背景技术

我国是世界上煤炭年消耗量最大的国家，燃煤是我国主要的能源。燃煤所产生的二氧化硫十分巨大，造成酸雨污染。国家已经明确要求工业和电厂燃煤锅炉必须进行烟气脱硫处理。

燃煤烟气脱硫处理的方法有多种。其中以石灰石湿法最为常用，但是该方法需要消耗大量的石灰石和水，同时产生大量的副产物硫酸钙难以处理，所以基本上应用于大型电厂的燃煤锅炉。氨法脱硫和海水脱硫在我国也有应用，不过各有局限性。氨法脱硫对设备要求较高，同时氨的逃逸损失会造成二次环境污染；海水脱硫则主要局限于沿海地区应用，同时伴随需要大量的海水处理。

1975年以来，镁法脱硫在日本、美国等国家开始推广应用，而且逐步成熟并扩展到全世界。镁法脱硫技术具有脱硫效率高、不容易结垢、场地占用小等优点。我国是世界上最重要的氧化镁生产国之一，镁法脱硫技术有着广泛应用的先天优势。尤其是中小型锅炉或者脱硫设施场地比较小的情况下，该方法最适合应用。但是，该方法也有缺点。近年来，随着全世界范围内的原材料涨价，镁法脱硫技术的成本逐渐升高。脱硫过程需要持续补充镁基原料(主要是轻烧氧化镁粉)，使脱硫成本增加很多。为此，开发可经济回收的镁法脱硫工艺并考虑到二氧化碳捕集及利用的方法具有较大的技术优势。

发明内容

本发明针对现有镁法脱硫技术的不足，提供一种镁-氨组合烟气脱硫脱碳及副产物回收的实现方法。本发明在保证烟气脱硫效率前提下，可同时脱除烟气中的二氧化碳，还能得到碱式碳酸镁及硫酸铵肥料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括步骤如下：

(1)利用氧化镁或者碱式碳酸镁浆液对烟气进行脱硫，把脱硫后含有亚硫酸镁及亚硫酸氢镁的脱硫液导入氧化池中，加入Mg(OH)₂水溶液将pH中和至7，然后进一步鼓入空气并搅拌液体；将曝气氧化后的溶液用分离设备进行机械除杂，除去烟气中的固体烟尘，得到硫酸镁溶液；

(2)把纯净的硫酸镁溶液打入再生池中，补充水或者稀硫酸铵溶液稀释硫酸镁溶液，加入少量的絮凝剂后，在40℃～70℃温度下密闭搅拌脱碳反应2h～6h；

(3)当溶液中硫酸铵浓度超过40％时，经过固液分离后，得到固体的碱式碳酸镁，液相为硫酸铵溶液；

(4)用离心机设备分离，滤液静置析出硫酸铵晶体，收集，清液打入氧化池循环利用，同时提浓硫酸铵；得到的碱式碳酸镁固体沉淀物溶解于水中制备成脱硫浆液，循环用于脱硫。

步骤(1)中所述的脱硫，脱硫后废液的中和过程化学反应式为：

MgO+H₂O→Mg(OH)₂，

Mg(OH)₂+Mg(HSO₃)₂→2MgSO₃+H₂O。

步骤(1)中所述的曝气氧化，曝气氧化过程化学反应式为：

2MgSO₃+O₂→2MgSO₄。

步骤(2)中所述的脱碳过程化学反应式为：

NH₃·H₂O+CO₂→NH₄HCO₃。

步骤(2)中所述的脱碳，其吸收剂为5-25％的氨水溶液。

步骤(2)中所述的稀释硫酸镁溶液，硫酸镁溶液的浓度小于等于15％，否则反应过程会出现固体板结现象。

步骤(2)中所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或多种，每一立方米反应溶液加入50g，以与镁离子摩尔比为2.0-2.5的比例逐步加入碳酸氢铵溶液。

步骤(3)中所述的再生过程化学反应式为：

MgSO₄+2NH₄HCO₃→Mg(HCO₃)₂+(NH₄)₂SO₄，

4Mg(HCO₃)₂→3MgCO₃·Mg(OH)₂·xH₂O+5CO₂。