[实用新型]除去烟气中二氧化硫并生产石膏的镁-钙基湿法脱硫系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及湿法烟气脱硫技术领域，特别是涉及一种除去烟气中二氧化硫并生产石膏的镁-钙基湿法脱硫系统和方法。

背景技术

目前，传统的湿法烟气脱硫方法使用的脱硫吸收剂主要有两种。一种是用氧化镁(MgO)经加水熟化生成的氢氧化镁(Mg(OH)₂)浆液为脱硫吸收剂，具有脱硫效率极高，脱硫运行电耗低，运行可靠，系统简单，造价低，易于维护等优点，故在邻近丰富的氧化镁产区的中国大陆东部以及中国台湾、韩国和日本得到了广泛应用。然而，绝大多数氧化镁脱硫系统产生的副产物硫酸镁(MgSO₄)溶液，经过处理后作为废液排放，因而脱硫耗水量大，而去除的二氧化硫(SO₂)中的硫资源含在废液中被抛弃，在治理大气污染的同时带来了水资源和硫资源的浪费，以及排放大量废液的环境污染问题；加之，氧化镁供应的地域局限和相对高价格更限制了纯氧化镁脱硫技术的更大发展。另一种常用的脱硫吸收剂为石灰(氧化钙CaO)或石灰石(碳酸钙CaCO₃)，其资源分布广泛，价格低廉，成为使用最广泛的脱硫剂原料，但有脱硫性能相对较低，运行电耗高，易结垢等不足。

随着湿法烟气脱硫工艺的不断进步，美国专利US5039499、US5084255、US5045807、US6572832及在中国专利ZL950146888、ZL961117214、ZL021465479中提出了在石灰中添加氧化镁或利用石灰中自然存在的氧化镁去除烟气中二氧化硫同时产生石膏副产物的湿法脱硫工艺，既保持了镁基优良的脱硫性能，又主要消耗相对廉价的石灰，结合了镁基和钙基脱硫的优点，改进了上述不足，镁-钙基脱硫已在工业上得到应用。

但是，现有的镁-钙基脱硫方法仍存在以下不足：

(1)作为脱硫剂原料的氧化镁和氧化钙在先前技术中是混合同时加入系统，其中的镁成分增加了石膏副产物中的镁含量，既降低了石膏品位，也流失了部分镁；

(2)在先技术在脱硫反应器中完成镁基脱硫吸收和镁-钙置换，排出含亚硫酸钙(CaSO₃)悬浮物的浆液，有工艺控制困难和易结垢等弊端；

(3)在先技术在脱硫反应器外对脱硫排出液中的亚硫酸钙和亚硫酸镁进行氧化，反应的PH值很低，易造成二氧化硫气体逸出；

(4)在先技术用石灰乳对氧化以后的硫酸镁进行镁-钙置换，再生氢氧化镁，其反应的PH值很高(约10～11)，其产生的石膏副产品碱性过强，副产品的质量不符合要求；

(5)除此之外，在先技术使用的石灰乳浆没有经过除砂净化处理，故原料中的杂质不仅带到副产品中，还增加了镁基固粒的尺寸而降低了分离效率，不利于镁成分的充分循环利用。

实用新型内容

本实用新型对先前技术的改进的第一个目的是将镁、钙脱硫剂分开加入，脱硫反应完全由性能优异的镁实现，置换再生反应产生石膏副产物完全由钙基进行；本实用新型的第二个目的是脱硫和氧化反应在溶液状态下进行，优化氧化和置换再生反应，并将固态物质的结垢可能降到最低；本实用新型的第三个目的是改善脱硫副产品石膏的品质，提高再生镁基物质的纯度和再生率。

为此，本实用新型所采用的技术方案为：一种除去烟气中二氧化硫并生产石膏的镁-钙基湿法脱硫系统，包括脱硫反应器(1)、氢氧化镁供给管(9)、氧化池(10)、置换反应器(16)、分离机(20)、过滤机(22)、沉淀池(25)以及回液罐(29)，其特征在于：在所述脱硫反应器(1)内腔的上部设置有喷嘴管组(8)，在脱硫反应器(1)内腔的底部设置有氧化池(10)；

含有二氧化硫的烟气从下往上通过所述脱硫反应器(1)，氢氧化镁浆液自氢氧化镁供给管(9)输入脱硫反应器(1)内，经脱硫反应器(1)上部的喷嘴管组(8)喷淋与所述烟气接触进行脱硫吸收反应，脱硫吸收反应所产生的含亚硫酸镁和亚硫酸氢镁的水性溶液落入所述氧化池(10)，被由主风机(11)送入氧化池(10)的空气或富氧空气氧化产生硫酸镁，所述硫酸镁则溶解在氧化池(10)的水性浆液中；

从所述氧化池(10)排出的一部分浆液由循环泵(13)泵经所述氢氧化镁供给管(9)，送入所述脱硫反应器(1)上部的喷嘴管组(8)，再次与烟气接触进行脱硫吸收反应；

从所述氧化池(10)排出的另一部分浆液由排浆泵(15)排往置换反应器(16)，与经输浆管(17)加入的石灰乳进行置换反应，生成石膏浆液和氢氧化镁水性浆液，再经石膏泵(19)排往所述分离机(20)；