秦 茜，呂瑞宏，魏占鴻，邵志超，高澤磊

(金川集團股份有限公司化工廠，甘肅金昌 737100)

濕式氧化鎂法脫硫廢液提濃回收技術研究

秦 茜，呂瑞宏，魏占鴻，邵志超，高澤磊

(金川集團股份有限公司化工廠，甘肅金昌 737100)

介紹了濕式氧化鎂法煙氣脫硫廢液提濃回收七水硫酸鎂的工藝流程及工藝特點。脫硫廢液通過除雜過濾、蒸發(fā)提濃、冷卻結晶等單元操作回收七水硫酸鎂。其關鍵工藝指標有脫硫廢液pH值、蒸發(fā)提濃溫度、冷卻結晶溫度、干燥溫度等。該工藝技術通過實際生產驗證了其可行性。

硫酸生產 脫硫 廢液 蒸發(fā)提濃 回收 七水硫酸鎂

Abstract: Process and technical characteristics of flue gas desulphurization waste liquid concentration recycle MgSO4·7H2O by wet magnesium oxide method are described. Desulphurization waste liquid recycled MgSO4·7H2O through operation of impurity filtration, evaporation enrichment and cooling crystallization. The key process indicators were pH value in desulphurization waste liquid, evaporation enrichment temperature, cooling crystallization temperature, and drying temperature, etc. The process technology validate feasibility through actual production.

Keywords: sulphuric acid production; desulphurization; waste liquid; evaporate and concentrate; recycle; magnesium sulphate heptahydrate

近年，隨著我國煙氣脫硫事業(yè)的發(fā)展，濕式氧化鎂煙氣脫硫技術因具有脫硫效率高 (可達90%以上 )，可回收硫和可避免產生固體廢物等特點得到了廣泛的應用，但如何處理在治理過程中產生的脫硫廢液成為了一項亟需解決的難題。目前，存在三種方法對脫硫廢液進行治理，即再生法、拋棄法和回收法[1]。再生法鎂法脫硫技術的關鍵是必須對煙氣進行預先除塵和除氯，而在此過程中，約有8%的MgO會流失，造成二次污染，并且在煅燒過程中溫度必須得到嚴格控制，溫度過高會發(fā)生MgO燒結的現象，這部分燒結或燒硬的MgO不能再用作脫硫劑。拋棄法是指將含硫酸鎂的溶液直接外排，在浪費了資源的同時，也影響了生態(tài)環(huán)境?；厥辗ㄊ侵笇⒚摿驈U液經過氧化、除雜過濾、蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、離心分離、干燥后回收七水硫酸鎂晶體。七水硫酸鎂不僅可以作為肥料在農業(yè)中使用，還是重要的工業(yè)原料，也可以作為鎂法脫硫原料循環(huán)利用，具有較高的經濟價值[2]。

1 濕式氧化鎂法煙氣脫硫廢液處理工藝的選擇

針對濕式氧化鎂法煙氣脫硫技術的特點，通過脫硫廢液成分分析、運行成本估算和各類經濟指標的對比，最終選擇了回收法脫硫廢液處理工藝。選擇濕式氧化鎂法煙氣脫硫有以下主要優(yōu)勢：

1)實現脫硫廢液零排放，減輕環(huán)境負擔，變廢為寶，具有一定的經濟效益。

2)工藝成熟可靠，操作簡便。

3)可充分利用現有閑置設備進行生產，減少投資費用。

4)硫酸鎂市場前景可觀，市場需求量大，尤其在農用肥料方面存在無窮的潛在市場，具有廣闊的前景。

2 濕式氧化鎂法煙氣脫硫廢液處理工藝流程

濕式氧化鎂法煙氣脫硫廢液經氧化后，首先加入除雜劑除去重金屬離子，除雜后的脫硫廢液經過濾后進入雙效蒸發(fā)器進行蒸發(fā)提濃；待料液濃度達到過飽和度后，進行冷卻結晶；結晶后的料液進入離心機進行離心分離，分離出的固體顆粒經流化床干燥后包裝。濕式氧化鎂法煙氣脫硫廢液處理工藝流程見圖1。

3 關鍵工藝指標控制

3.1 脫硫廢液pH值

隨著脫硫反應的進行，脫硫塔底部循環(huán)槽內漿液的pH值不斷降低。當pH值降低至5.5時，對脫硫塔底部的循環(huán)槽進行排液。排液后的脫硫液進入除雜反應器進行除雜反應，反應后溶液的pH值一般在7.0～8.5。由于在不同的pH值下，金屬氫氧化物的溶度積相差較大，故反應時應嚴格控制其pH值[3]。在這一范圍內可使一些重金屬，如鐵、銅、鉛、鎳生成氫氧化物沉淀。 除雜前后脫硫液中重金屬含量對比表1。

圖1 濕式氧化鎂法煙氣脫硫廢液處理工藝流程

表1 除雜前后重金屬含量對比

由表1可見：除雜效果十分明顯，脫硫液中Cu2+的去除率達到99%以上。

3.2 蒸發(fā)提濃的溫度

硫酸鎂溶解度曲線見圖2。

由硫酸鎂溶解度曲線可以看出：硫酸鎂的溶解度隨溫度的升高而逐漸增大，在80 ℃時達到最大值。所以，在蒸發(fā)提濃過程中要嚴格控制反應溫度和反應時間[4]。

由于脫硫后的硫酸鎂廢液處理量較大，硫酸鎂沸點升高較低，為較大程度降低汽耗，采用雙效順流加熱的蒸發(fā)流程。一效蒸發(fā)器所產生的二次蒸汽的溫度、壓力比一次蒸汽的低，這部分二次蒸汽可作為二效蒸發(fā)器的熱源。一般情況下，當脫硫廢液的波美度達到36時，脫硫液已達到過飽和度，可啟動七水硫酸鎂結晶罐，對硫酸鎂進行冷卻降溫結晶。

圖2 硫酸鎂溶解度曲線

3.3 冷卻結晶的溫度

經蒸發(fā)提濃后的硫酸鎂過飽和溶液在結晶罐內結晶，結晶罐內的溫度在10～33 ℃左右時析出七水硫酸鎂；當過飽和溶液溫度提高時，析出的晶體中就含有六水合物。因此，需快速有效的降低結晶罐內的溫度， 實現結晶操作的連續(xù)運行。

3.4 干燥的溫度

離心分離出來的七水硫酸鎂晶體含水率約3%～5%。 由于七水硫酸鎂固體在溫度高于70 ℃時受熱分解，因此干燥流化床內的床層溫度不能高于70 ℃。七水硫酸鎂在流化床內受熱均勻，物料與熱風充分接觸，能夠達到較好的流化狀態(tài)，得到顆粒粒度較為均勻、含水率較低的七水硫酸鎂成品。

4 結論

通過該工程試驗證明，濕式氧化鎂煙氣脫硫廢液提濃回收七水硫酸鎂技術是完全可行的。該工藝使蒸發(fā)提濃與脫硫工序分離，解決了脫硫效率與硫酸鎂濃度之間的矛盾。該工藝的實施降低了企業(yè)在環(huán)保方面的經濟壓力，不會有任何外排固體及液體廢棄物，不會產生二次污染。

[1] 史利芳，潘利祥，趙良慶，等．鎂法脫硫副產物亞硫酸鎂處理現狀[J]．環(huán)境工程，2014，32(s1)：533-536．

[2] 王中原，王倆，宋寶華．氧化鎂濕法煙氣脫硫廢水處理技術探討[J]．中國環(huán)保產業(yè)，2010(3)：29-31．

[3] 許瑤，張立娟，望西萍，等．鎂法煙氣脫硫技術在工程中的應用及運行中若干問題的探討[J]．廣東化工，2009，36(6)：121-123．

[4] 王漢松.石油化工手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社.2007: 1003-1004.

Technicalresearchofdesulphurizationwasteliquidconcentrationrecoverybywetmagnesiumoxide

QINQian,LVRuihong,WEIZhanhong,SHAOZhichao,GAOZelei

(Chemical plant, Jinchuan Group Co., Ltd., Jinchang, Gansu, 737100, China)

TQ111.16；X701

B

1002-1507(2017)08-0044-03

2017-06-30。

秦茜，女，金川集團股份有限公司化工廠工程師，現從事硫酸生產管理工作。電話：15393566451。E-mail:hgqx@jnmc.com。