[发明专利]一种生产硫酸镁的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产硫酸镁的装置和方法，尤其涉及一种氧化镁法脱硫废液塔外利用硫酸和氧化镁反应使滤液中硫酸镁过饱和并析出结晶生产硫酸镁的装置和方法。

背景技术

采用氧化镁法脱硫工艺并将其脱硫废液制备生成硫酸镁副产品，不仅解决了传统钙法脱硫产生的脱硫石膏处理问题，而且还可以通过硫酸镁副产品的销售冲抵部分脱硫装置的运行维护费用，在技术和经济方面都比传统钙法具有较大的市场应用优势。例如，CN1733656A公开了一种利用锅炉烟气制取七水硫酸镁肥料的方法，其中，利用硫酸镁在温度超过60℃时溶解度降低的特性对硫酸镁溶液进行浓缩结晶，这种高温结晶方式需要消耗更多的高品质蒸汽，而且会造成晶浆输送管路频繁堵塞，很难实现副产品的连续稳定生产。CN102745726A公开了一种利用脱硫废液生产七水硫酸镁的方法，所采用的结晶方法为“将所得液体送入蒸发器，浓缩后将浆料排出，蒸发温度为100～130℃，排出的浆料进行冷却结晶，温度为30～45℃，获得七水硫酸镁”。这种蒸发、结晶方法需要蒸汽品质较高，如果使用低品位蒸汽则消耗量增加。不论采用上述二种方法的任何一种，生产一吨硫酸镁需要耗费1.2～2吨左右的蒸汽，蒸汽价格以80元/吨计算，一吨硫酸镁的蒸汽消耗成本在96～160元左右。尽管镁法脱硫综合成本比钙法要低，但目前镁法脱硫塔外利用一效、二效或三效蒸发等工艺制造硫酸镁的方式仍然存在浪费蒸汽资源，脱硫运行费用仍然较高。而塔内利用烟气热能在脱硫过程中同步直接制造硫酸镁的方法，虽然降低了成本，节约了蒸汽资源，但塔内增加了循环沉降槽、积液器等装置，这些装置安装在塔内，增加了运行维护这些设备的难度。另外，塔内直接蒸发浓缩制造硫酸镁生成的最终产品含有部分烟气中的杂质，后期分离有一定难度。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种氧化镁法脱硫废液塔外利用硫酸和氧化镁反应使滤液中硫酸镁过饱和并析出结晶生产硫酸镁的装置和方法。本发明的装置和方法尤其适用于来自燃煤锅炉、烧结机、球团、窑炉等的含二氧化硫的烟气的脱硫处理。

本发明提供一种生产硫酸镁的装置，包括：

烟气脱硫设备，其内部设置有：

吸收区，用于采用氧化镁法吸收烟气中的二氧化硫，形成含硫酸镁的吸收浆液；和

浆液循环区，用于接纳来自吸收区的含硫酸镁的吸收浆液，并将所述吸收浆液一部分输送至吸收区，另一部分输送至过滤设备；

过滤设备，用于将来自浆液循环区的含硫酸镁的吸收浆液过滤，形成过滤浆液；和

反应设备，用于接纳来自过滤设备的过滤浆液，通过在所述过滤浆液中加入氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁，使所述过滤浆液中的硫酸镁过饱和并析出，形成含硫酸镁晶体的结晶产物；

其中，所述反应设备位于所述烟气脱硫设备的外部。

根据本发明所述的装置，优选地，所述装置还包括：

氧化镁供给设备，用于向反应设备中供给氧化镁；和

硫酸供给设备，用于向反应设备中供给硫酸；

其中，所述氧化镁供给设备和所述硫酸供给设备均位于所述烟气脱硫设备的外部。

根据本发明所述的装置，优选地，在所述烟气脱硫设备的吸收区设置至少两级的二氧化硫吸收喷淋层。

根据本发明所述的装置，优选地，所述装置还包括：

离心设备，用于将来自反应设备的含硫酸镁晶体的结晶产物离心分离，得到母液和硫酸镁产物；和

干燥设备，用于将来自离心设备的硫酸镁产物干燥至成品。

本发明提供一种利用上述装置生产硫酸镁的方法，包括如下步骤：

湿法吸收步骤：在所述烟气脱硫设备的吸收区内，采用氧化镁法吸收烟气中的二氧化硫，形成含硫酸镁的吸收浆液；

浆液循环步骤：在所述烟气脱硫设备的浆液循环区内，接纳来自吸收区的含硫酸镁的吸收浆液，并将所述吸收浆液一部分输送至吸收区，另一部分输送至过滤设备；

过滤步骤：在所述过滤设备内，将来自浆液循环区的含硫酸镁的吸收浆液过滤，形成过滤浆液；

反应步骤：在所述反应设备内，接纳来自过滤设备的过滤浆液，通过在所述过滤浆液中加入氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁，使所述过滤浆液中的硫酸镁过饱和并析出，形成含硫酸镁晶体的结晶产物。

根据本发明所述的方法，优选地，所述方法还包括：

离心步骤：在所述离心设备内，将来自反应设备的含硫酸镁晶体的结晶产物离心分离，得到母液和硫酸镁产物；和

干燥步骤：在所述干燥设备内，将来自离心设备的硫酸镁产物干燥至成品。