专利名称：除去二氧化硫并同时生产石膏的加镁石灰/石灰石洗涤系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种湿法烟气脱硫系统，特别是涉及一种在石灰和石灰石中添加氧化镁除去二氧化硫并同时生产石膏副产品的湿法烟气洗涤系统。
背景技术：
湿法烟气脱硫工艺具有脱硫效率高，对烟气和脱硫剂的适应性好，还可适于大容量的烟气净化等，故而应用最广，如钙基(采用氧化钙CaO，即石灰，或碳酸钙CaCO3，即石灰石)脱硫工艺等，但其缺陷是易于结垢，磨损甚至堵塞，从而降低了运行的可靠性。采用性能好的钠基(氢氧化钠NaOH，或碳酸钠Na2CO3，或碳酸氢钠NaHCO3)或镁基(氧化镁MgO，或氢氧化镁Mg(OH)2)脱硫剂，但其价格较贵。美国专利US3,919,393、US3,919,394、US3,914,378、US4,976,936以及美国发明者在中国的专利ZL95104688.8中提出的在石灰(CaO)中添加氧化镁(MgO)的工艺改进了钙基脱硫的不足，已在工业上得到应用。
本发明明显优于已有的上述专利。在先技术都是采用单级的吸收反应器，其排出的浆液要在反应器之外单独装设的氧化器中被氧化，产生硫酸盐，本发明系统则采用两级吸收反应器，将氧化器设在吸收反应器的下部，不仅使系统更加紧凑，而且便于分别控制脱硫吸收反应和氧化反应所要求的pH值。此外，本发明的另一个优点是可以使用石灰石(CaCO3)作脱硫剂，经济性更好，而所有现有技术都只用石灰(CaO)作脱硫剂。
发明内容
本发明的目的是提供这样一种烟气脱硫系统，它的脱硫效率高达99％，采用丰富价廉的脱硫剂，生产副产品完全回收利用，运行可靠，造价低于同性能的其它工艺。
该系统主要包括圆桶形脱硫吸收塔、浆液分配罐、副产品分离机、副产品脱水机、增稠器、回液箱等设备及相关的水泵、风机和连接管路。所述吸收塔内沿高度从上至下依次装有除湿栅、带喷咀反冲洗管、上部带喷咀管、分隔罩、下部带喷咀管，热烟气从下部一侧引入，从下往上流动，与脱硫浆液逆向混合进行降温、脱硫和氧化反应，经降温和净化的饱和烟气在顶部被除去湿份后排出。上部吸收反应形成的亚硫酸盐浆液从分隔罩的环形槽流出至浆液分配罐，也由加镁石灰和石灰石浆液组成的脱硫剂混合，保持pH值在5.5-6.5，一部份经泵送回上部喷咀管，进行循环喷淋，另一部份流向吸收塔下部的氧化池，其中的亚硫酸盐被由氧化风机送入的空气氧化成硫酸盐，池中浆液的pH控制在4-5.5范围内，经氧化的浆液由泵排出，一部份送回吸收塔下部喷咀管，进行循环喷淋，另一部份流向分离机，其中以硫酸钙(CaSO4)为主要成份的固粒被分离出来，排往脱水机被进一步脱水后成为石膏副产品(CaSO4·2H2O)被加以利用，在分离机中分离出来的含固粒很少的含镁(Mg)成份的液体被送往增稠器，其中的固粒杂质被进一步分离出来，澄清液则返回回液箱，与由脱水机分离出来的液体混合后被泵送至吸收塔上部喷咀组。
本发明系统的优点为1.采用资源丰富廉价的钙基(石灰和石灰石)为脱硫剂。
2.添加少量镁基(氧化镁或氢氧化镁)在钙基脱硫剂中，显著改进脱硫性能，脱硫效率可高达99％，并防止反应系统中的结垢，提高运行行可靠性。
3.脱硫吸收反应和副产物的氧化反应均在吸收塔中分别独立进行运行，易于控制，既保证高的脱硫效率，又保证副产品的质量，而且结构紧凑，占地小。
4.勿须大尺寸的反应浆液增稠器，也勿须专门的氧化器和为控制氧化反应向浆液添加硫酸降低pH值，系统简单，降低造价和运行费用。
四
图为本发明“除去二氧化硫并同时生产石膏的加镁石灰/石灰石洗涤系统”湿法烟气脱硫系统示意图。
如图所示，该系统的主设备为圆桶形脱硫吸收塔(1)，需净化的烟气由烟道(2)从圆桶形脱硫塔(1)的下部(3)的一侧进入，自下而上流径圆桶形吸收塔(1)的上部(4)，净化之后的烟气由顶部烟气排出管(5)排出，吸收塔(1)沿高度从上而下依次装有除湿栅(6)，带喷咀反冲洗管(7)，上部脱硫喷咀管(8)、分隔罩(9)、下部脱硫喷咀管(10)、碱性浆液供应管(15)和(21)分别接至上部喷咀管(8)和下部喷咀管(10)，以便将碱性浆液向下喷淋，热烟气通过烟道(2)进入吸收塔(1)的下部区(3)，与由下部喷咀管(10)喷淋的碱性浆液均匀混合后被冷却，同时烟气中的二氧化硫(SO2)与碱液进行吸收反应，然后经分隔罩(9)进入吸收塔(1)的上部(4)，再经上部喷咀管(8)喷淋的碱液混合反应，进一步提高脱硫效率，净化后的烟气往上流动经过除湿栅(6)被除去所携带的水份后经排出烟道(5)排出，上部脱硫反应后的浆液从分隔罩(9)经排出管(11)排至浆液分配罐(12)，罐内接收由脱硫吸收剂浆液管(13)输入的吸收剂浆液，在其中混合，并控制pH值为5.5-6.5，一部份经上部循环泵(14)和供应管(15)送至上部喷咀管(8)，另一部分经供应管(13)送至吸收塔下部的氧化池(17)，浆液在其中的pH被控制在4-5.5，并被由风机(18)输送的空气(19)中的氧气氧化，然后经下部循环泵(20)排出，一部份经管(21)排至下部喷咀管(10)，另一部份经排出管(22)排至分离机(23)，被分离出来的高固粒浓度浆液经下部排管(24)排往脱水机(25)，经进一步脱水的副产品石膏被排出管(26)排出，加以回收利用，由分离机(23)上部排出的低固粒浓度浆液经管路(28)排往增稠器(29)，增稠后的浆渣被排出管(30)排出，而澄清液经管道(31)排往回液箱(32)，同时接受自脱水机(25)过滤下来的液体(27)，返回液经泵(33)和回液管(34)被送往吸收塔(1)上部的吸收剂供给管(15)，实现脱硫排出液的循环使用。
脱硫反应的程序如下。
二氧化硫被水吸收反应在吸收塔内进行的反应主要包括镁基的脱硫吸收反应由氧化镁(MgO)经熟化后的氢氧化镁(Mg(OH)2)浆液进行同时由钙基浆液(石灰熟化后生成的氢氧化钙Ca(OH)2以及石灰石浆液)与上述产物进行再生反应
在吸收塔下部氧化池进行的氧化反应
在反应浆液中存在的主要固体物质为CaSO3和CaSO4。氧化之后的浆液中主要的固体物质为石膏(CaSO4·2H2O)，而主要的溶解物质为MgSO4。经过分离、脱水，石膏从浆液中被分离出来成为含湿量10％-15％的石膏副产品，而MgSO4溶液则返回脱硫吸收系统。
权利要求
1.一种除去二氧化硫并同时生产石膏的加镁石灰/石灰石洗涤系统，它包括圆桶形脱硫吸收塔(1)、浆液分配罐(12)、内置氧化池(17)、副产品分离机(23)、副产品脱水机(25)、回收液增稠器(29)以及回液箱(32)，其特征在于含有二氧化硫的烟气从下往上通过由分隔罩隔开的两级圆桶形脱硫吸收塔(1)；所述加镁石灰/石灰石浆液在所述吸收塔(1)上、下部分别经喷咀管喷淋与所述烟气接触进行吸收反应；在所述吸收塔(1)上部进行的所述吸收反应产生的浆液(11)被排入所述浆液分配罐(12)，并向罐中补充所述加镁石灰/石灰石浆液(13)；将所述浆液分配罐(12)的一部份浆液循环至所述吸收塔(1)上部脱硫喷咀管(8)，再次与烟气接触进行吸收反应；将所述浆液分配罐(12)的另一部份浆液排往所述吸收塔(1)下部的氧化池(17)，其中的亚硫酸钙和亚硫酸镁被送入的空气氧化，分别产生硫酸钙(石膏)和硫酸镁，所述石膏以固体状态悬浮于水性浆液中，而所述硫酸镁则溶解在所述水性浆液中；从所述氧化池(17)排出的浆液一部份循环至所述吸收塔(1)下部喷咀管(10)，再次与烟气接触进行吸收反应；从所述氧化池(17)排出的浆液的另一部份排往分离机(23)，将其石膏固粒分离出来，并经所述脱水机(25)脱水后产生石膏副产品；所述排出的浆液在除去所含固体物质后产生的澄清液在所述增稠器(29)中进一步澄清，主要含硫酸镁的澄清液与所述脱水机(25)排出液在所述回液箱(32)混合；所述回液箱(32)的澄清液与所述浆液分配罐(12)与碱性浆液供应管(8)汇合，直接进入所述吸收塔(1)的上部喷咀管(8)。
2.如权利要求1所述的洗涤系统，其特征在于所述吸收塔(1)上部的排出浆液的pH值在5.5-6.5范围内。
3.如权利要求1所述的洗涤系统，其特征在于所述吸收塔(1)下部氧化池(17)浆液的pH值在4-5.5范围内。
4.如权利要求1所述的洗涤系统，其特征在于所述吸收塔(1)的分隔罩(9)可以是一个，也可以是多个的组合体，其排出液从周边环形槽排出。
5.如权利要求1所述洗涤系统，其特征在于所述吸收塔(1)上、下喷咀管(8)(10)可以是只装一排，也可以装多排，每排可以在一系列喷咀管支管上装若干只喷咀，分布在同一平面上。
6.如权利要求1所述的洗涤系统，其特征在于所述脱硫剂浆液(13)包括石灰(CaO)或消化石灰(Ca(OH)2)和氢氧化镁(Mg(OH)2)的水性混合液，也可以包含石灰石(CaCO3)乳浆液。
7.如权利要求1所述的洗涤系统，其特征在于所述从吸收塔(1)上部排出的浆液(11)可以经一路，也可以经多路，被排入所述浆液分配罐(12)，接收补充的脱硫剂浆液(13)，并分两路分别经泵(14)排入所述吸收塔(1)的上部供应管(15)和经自然溢流至所述吸收塔(1)下部的氧化池(17)。
8.如权利要求1所述的洗涤系统，其特征在于所述排出浆液在经过分离、脱水、增稠等处理后所得的所述澄清液汇集到所述回液箱(32)，并返回所述吸收塔(1)上部的喷咀管(8)的供应管(15)。
全文摘要
本发明公开了一种采用在石灰和石灰石中添加氧化镁作为脱硫剂去除烟气中的二氧化硫，并生产高品质石膏副产品的湿法烟气脱硫系统。该系统的主要设备包括脱硫吸收塔、浆液分配罐、内置氧化池、副产品分离机、副产品脱水机、回收液增稠器、以及回液箱等。该吸收塔被分隔罩分成上、下两级，均装有由上向下喷淋的脱硫剂浆液喷嘴，烟气自下部进入被冷却并完成初脱硫，在上部被进一步脱硫，上部吸收了二氧化硫的反应浆液的pH值被控制在5.5－6.5内，排入下部氧化池，其pH值为4－5.5条件下被空气氧化成硫酸盐浆液，被排出至分离机和脱水机，生产出石膏，剩余溶液经增稠机分离固态杂质后返回吸收反应塔上部，所含镁离子组份起增强脱硫效果，使脱硫效率高达99％。
文档编号B01D53/79GK1491738SQ0214654
公开日2004年4月28日 申请日期2002年10月22日 优先权日2002年10月22日
发明者熊天渝 申请人:熊天渝