烟气脱硫生产硫酸镁的装置与方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种烟气脱硫生产硫酸镁的装置与方法，尤其涉及一种氧化镁法脱硫 废液塔内直接结晶生产硫酸镁的装置及方法。本发明的装置及方法尤其适用于利用烧结 机、球团、回转窑等烟气脱硫后的废浆液制备硫酸镁。
【背景技术】
[0002]氧化镁法烟气脱硫技术逐步得到推广应用，市场份额从2005年不到1 %，至目前 超过6%，湿式氧化镁法脱硫技术得到了越来越多人的认可。采用氧化镁法脱硫工艺并将脱 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，从技术及经济角度都 比传统钙法具有较大的市场应用优势。
[0003] 由于传统的氧化镁法脱硫废液生产硫酸镁技术使用蒸汽作为蒸发、结晶、干燥的 介质，所以造成采用脱硫废液生产硫酸镁的方法需要消耗较多的蒸汽，直接增加了脱硫运 行费用。如公开号为CN1733656A的中国发明专利申请提供了一种"利用锅炉烟气制取七 水硫酸镁肥料的方法"，其中硫酸镁溶液采用浓缩结晶的方式，这种方式是利用硫酸镁在温 度超过60°C溶解度降低的特性进行结晶的，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。又如申请号为 201210100244. 8的中国发明专利提供了一种"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°C，排 出的浆料进行冷却结晶，温度为30?45°C，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。
[0004] 综上所述，不论采用上述二种方法的任何一种，生产一吨硫酸镁都需要耗费 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160元左 右。因此，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三效蒸发等工艺生 产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。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种烟气脱硫生产硫酸镁的装置与方 法，尤其提供一种氧化镁法脱硫废液塔内直接结晶生产硫酸镁的装置及方法。采用本发明 提供的装置和方法，能够解决目前镁法脱硫后废液生产硫酸镁消耗蒸汽较多、吨矿生产成 本较高和增加脱硫运行费用较多的问题。
[0006] 本发明提供一种烟气脱硫生产硫酸镁的装置，包括：
[0007] 烟气脱硫设备，其内部设有二氧化硫吸收喷淋区，用于采用氧化镁法脱除烟气中 的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液；
[0008] 浆液循环槽，用于接收来自烟气脱硫设备的所述含硫酸镁的浆液，并将所述含硫 酸镁的浆液循环至二氧化硫吸收喷淋区和蒸发浓缩区中；
[0009] 蒸发浓缩区，用于将所述含硫酸镁的浆液蒸发浓缩，以形成浓缩产物；和
[0010] 循环沉降设备，用于接收来自蒸发浓缩区中的浓缩产物，并将浓缩产物进行沉降， 以形成沉降产物；
[0011] 其中，所述蒸发浓缩区、循环沉降设备和浆液循环槽均设置在烟气脱硫设备内部。
[0012] 根据本发明的的装置，优选地，所述二氧化硫吸收喷淋区包括两个或更多个二氧 化硫吸收喷淋层；所述蒸发浓缩区位于二氧化硫吸收喷淋区的下部。
[0013] 根据本发明的的装置，优选地，所述装置还包括积液器，该积液器用于将所述二氧 化硫吸收喷淋区产生的浆液与蒸发浓缩区隔开。
[0014] 根据本发明的的装置，优选地，所述循环沉降设备位于所述蒸发浓缩区的下部；所 述浆液循环槽包括设置在烟气脱硫设备底部的浆液循环池。
[0015] 根据本发明的的装置，优选地，所述装置进一步包括：
[0016] 结晶设备，用于将来自循环沉降设备的沉降产物结晶，以形成结晶产物；
[0017] 离心设备，用于将来自结晶设备的结晶产物离心分离，以形成母液和硫酸镁产物； 和
[0018] 干燥设备，用于将来自离心设备的硫酸镁产物干燥。
[0019] 根据本发明的的装置，优选地，所述的烟气满足如下条件之一：
[0020] 1)所述的烟气为来自烧结机、球团、或窑炉的烟气；
[0021]2)所述烟气的二氧化硫含量为300mg/Nm3?20000mg/Nm3、并且氧气含量为8? 20vt%。
[0022] 本发明还提供一种利用上述装置生产硫酸镁的方法，包括如下步骤：
[0023] 烟气脱硫步骤：在烟气脱硫设备中采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成 含硫酸镁的浆液；
[0024] 浆液循环步骤：在浆液循环槽中接收来自烟气脱硫设备的所述含硫酸镁的浆液， 并将所述含硫酸镁的浆液循环至二氧化硫吸收喷淋区和蒸发浓缩区中；
[0025] 蒸发浓缩步骤：在蒸发浓缩区中将所述含硫酸镁的浆液蒸发浓缩，以形成浓缩产 物；
[0026] 循环沉降步骤：在循环沉降设备中接收来自蒸发浓缩区中的浓缩产物，并将浓缩 产物进行沉降，以形成沉降产物。
[0027] 根据本发明的方法，优选地，所述方法进一步包括
[0028] 结晶步骤，在结晶设备中将来自循环沉降设备的沉降产物结晶，以形成结晶产 物；
[0029] 离心步骤，在离心设备中将来自结晶设备的结晶产物离心分离，以形成母液和硫 酸镁产物；和
[0030] 干燥步骤，在干燥设备中将来自离心设备的硫酸镁产物干燥。
[0031] 根据本发明的方法，优选地，在所述循环沉降步骤中由循环沉降设备中溢出的浆 液经过滤后循环至蒸发浓缩区中；和/或
[0032] 在所述离心步骤中分离出的母液循环至蒸发浓缩区中。
[0033] 根据本发明的方法，优选地，沉降产物中的硫酸镁晶粒大于0.Imm;结晶产物中的 硫酸镁晶粒大于〇? 15mm〇
[0034] 本发明提供了一种以氧化镁作吸收剂，能够将烟气中的二氧化硫脱除，产生的浆 液经浓缩、结晶、排出等功能直接结晶生产硫酸镁的装置和生产工艺，尤其是提供了一种集 脱硫、浓缩、结晶、排出等功能于一体的塔内脱硫过程直接结晶生产硫酸镁的装置和工艺方 法。
[0035] 本发明采用多级吸收和循环蒸发浓缩相结合的方式，可在大量减少蒸汽消耗的条 件下，保证脱硫效率和副产品质量，并且较多地降低副产品生产系统的运行成本，减小脱硫 运行费用。
【附图说明】
[0036] 图1是本发明实施例的装置示意图。
[0037] 图1中：1为脱硫塔，2为循环沉降槽，3为蒸发浓缩喷淋层，4为积液器，5为溢流 口，6为循环沉降槽排出口，7为二级二氧化硫吸收喷淋层，8为三级二氧化硫吸收喷淋层，9 为除雾器，10为烟气出口，11为浆液循环池，12为蒸发浓缩循环泵，13为二级二氧化硫吸收 喷淋层循环泵，14为三级二氧化硫吸收喷淋层循环泵，15为超温应急降温装置循环泵，16 为结晶槽，17为离心机，18为干燥器，19为包装机，20为母液回蒸发浓缩喷淋层循环泵，21 为浆液池排出泵，22为过滤器，23为烟气进口，24为超温应急降温装置。
【具体实施方式】
[0038] 本发明所述的" ％ "，如无特殊说明，均为体积百分比。本发明所述的"vt% "表示 体积百分比。本发明所述的"装置"为一种产品，即各装置的系统集合。在本发明中，入口 与进口具有相同的含义，二者可以替换。
[0039] 根据本发明的一个实施方式，本发明的烟气可以为来自烧结机、球团、窑炉的烟 气。由于上述烟气中存在一定量的氧气以及二氧化硫含量适中，可以提高硫酸镁产物的纯 度。根据本