秦 茜，呂瑞宏，魏占鴻，邵志超，高澤磊

(金川集團(tuán)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(shù)研究

秦 茜，呂瑞宏，魏占鴻，邵志超，高澤磊

(金川集團(tuán)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(diǎn)。脫硫廢液通過(guò)除雜過(guò)濾、蒸發(fā)提濃、冷卻結(jié)晶等單元操作回收七水硫酸鎂。其關(guān)鍵工藝指標(biāo)有脫硫廢液pH值、蒸發(fā)提濃溫度、冷卻結(jié)晶溫度、干燥溫度等。該工藝技術(shù)通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證了其可行性。

硫酸生產(chǎn) 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(guó)煙氣脫硫事業(yè)的發(fā)展，濕式氧化鎂煙氣脫硫技術(shù)因具有脫硫效率高 (可達(dá)90%以上 )，可回收硫和可避免產(chǎn)生固體廢物等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，但如何處理在治理過(guò)程中產(chǎn)生的脫硫廢液成為了一項(xiàng)亟需解決的難題。目前，存在三種方法對(duì)脫硫廢液進(jìn)行治理，即再生法、拋棄法和回收法[1]。再生法鎂法脫硫技術(shù)的關(guān)鍵是必須對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)先除塵和除氯，而在此過(guò)程中，約有8%的MgO會(huì)流失，造成二次污染，并且在煅燒過(guò)程中溫度必須得到嚴(yán)格控制，溫度過(guò)高會(huì)發(fā)生MgO燒結(jié)的現(xiàn)象，這部分燒結(jié)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(fèi)了資源的同時(shí)，也影響了生態(tài)環(huán)境。回收法是指將脫硫廢液經(jīng)過(guò)氧化、除雜過(guò)濾、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)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(nóng)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(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。

1 濕式氧化鎂法煙氣脫硫廢液處理工藝的選擇

針對(duì)濕式氧化鎂法煙氣脫硫技術(shù)的特點(diǎn)，通過(guò)脫硫廢液成分分析、運(yùn)行成本估算和各類經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的對(duì)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(shì)：

1)實(shí)現(xiàn)脫硫廢液零排放，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，變廢為寶，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

2)工藝成熟可靠，操作簡(jiǎn)便。

3)可充分利用現(xiàn)有閑置設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，減少投資費(fèi)用。

4)硫酸鎂市場(chǎng)前景可觀，市場(chǎng)需求量大，尤其在農(nóng)用肥料方面存在無(wú)窮的潛在市場(chǎng)，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(jīng)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(jīng)過(guò)濾后進(jìn)入雙效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)提濃；待料液濃度達(dá)到過(guò)飽和度后，進(jìn)行冷卻結(jié)晶；結(jié)晶后的料液進(jìn)入離心機(jī)進(jìn)行離心分離，分離出的固體顆粒經(jīng)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(jiàn)圖1。

3 關(guān)鍵工藝指標(biāo)控制

3.1 脫硫廢液pH值

隨著脫硫反應(yīng)的進(jìn)行，脫硫塔底部循環(huán)槽內(nèi)漿液的pH值不斷降低。當(dāng)pH值降低至5.5時(shí)，對(duì)脫硫塔底部的循環(huán)槽進(jìn)行排液。排液后的脫硫液進(jìn)入除雜反應(yīng)器進(jìn)行除雜反應(yīng)，反應(yīng)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(yīng)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制其pH值[3]。在這一范圍內(nèi)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(duì)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(duì)比

由表1可見(jiàn)：除雜效果十分明顯，脫硫液中Cu2+的去除率達(dá)到99%以上。

3.2 蒸發(fā)提濃的溫度

硫酸鎂溶解度曲線見(jiàn)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(shí)達(dá)到最大值。所以，在蒸發(fā)提濃過(guò)程中要嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間[4]。

由于脫硫后的硫酸鎂廢液處理量較大，硫酸鎂沸點(diǎn)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(chǎn)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(dāng)脫硫廢液的波美度達(dá)到36時(shí)，脫硫液已達(dá)到過(guò)飽和度，可啟動(dòng)七水硫酸鎂結(jié)晶罐，對(duì)硫酸鎂進(jìn)行冷卻降溫結(jié)晶。

圖2 硫酸鎂溶解度曲線

3.3 冷卻結(jié)晶的溫度

經(jīng)蒸發(fā)提濃后的硫酸鎂過(guò)飽和溶液在結(jié)晶罐內(nèi)結(jié)晶，結(jié)晶罐內(nèi)的溫度在10～33 ℃左右時(shí)析出七水硫酸鎂；當(dāng)過(guò)飽和溶液溫度提高時(shí)，析出的晶體中就含有六水合物。因此，需快速有效的降低結(jié)晶罐內(nèi)的溫度， 實(shí)現(xiàn)結(jié)晶操作的連續(xù)運(yùn)行。

3.4 干燥的溫度

離心分離出來(lái)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(shí)受熱分解，因此干燥流化床內(nèi)的床層溫度不能高于70 ℃。七水硫酸鎂在流化床內(nèi)受熱均勻，物料與熱風(fēng)充分接觸，能夠達(dá)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(jié)論

通過(guò)該工程試驗(yàn)證明，濕式氧化鎂煙氣脫硫廢液提濃回收七水硫酸鎂技術(shù)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(shí)施降低了企業(yè)在環(huán)保方面的經(jīng)濟(jì)壓力，不會(huì)有任何外排固體及液體廢棄物，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。

[1] 史利芳，潘利祥，趙良慶，等．鎂法脫硫副產(chǎn)物亞硫酸鎂處理現(xiàn)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(shù)探討[J]．中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2010(3)：29-31．

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

[4] 王漢松.石油化工手冊(cè)[M].北京：化學(xué)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(tuán)股份有限公司化工廠工程師，現(xiàn)從事硫酸生產(chǎn)管理工作。電話：15393566451。E-mail:hgqx@jnmc.com。