鎂法脫硫反應(yīng)機(jī)理

一、鎂基脫硫的意義和前景

隨著國家相應(yīng)環(huán)保政策的出臺，對火電廠煙氣治理的要求日益嚴(yán)格，隨之而來的是多種多樣的脫硫工藝。鎂法脫硫技術(shù)以其技術(shù)成熟、投資小、運行費用低、環(huán)保效益好、可回收副產(chǎn)品和產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益等特點，正越來越受到人們的關(guān)注，在世界各地都有很多的應(yīng)用業(yè)績，其中在日本已經(jīng)應(yīng)用了100多個項目，臺灣的電站95％是用氧化鎂法，美國、德國等地都已經(jīng)應(yīng)用，目前我國已開始推廣，并在一部分地區(qū)得到成功的應(yīng)用。在國家大力倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的今天，只有做到真正的副產(chǎn)品綜合循環(huán)利用，才能真正的做到保護(hù)和關(guān)愛環(huán)境，從而為國家的可持續(xù)發(fā)展作出環(huán)保人的貢獻(xiàn)。

二、鎂基脫硫的工藝流程

整個煙氣脫硫系統(tǒng)主要分為六個子系統(tǒng)：吸收劑制備系統(tǒng)，煙氣系統(tǒng)，SO2吸收系統(tǒng)，工藝水系統(tǒng)，電氣儀表控制系統(tǒng)，副產(chǎn)品回收系統(tǒng)。具體工藝流程如圖所示：

1. 氫氧化鎂漿液制備系統(tǒng)

將氧化鎂粉末運到氧化鎂倉庫儲藏，使用時投入到稀釋罐，稀釋后的漿液泵到熟成罐進(jìn)行熟化，同時用工藝水將其調(diào)整為一定濃度后輸送到設(shè)置有攪拌裝置的漿液儲藏罐。根據(jù)煙氣中二氧化硫濃度變化、脫硫指標(biāo)及氧化池和集水池的pH變化，自動調(diào)節(jié)吸收劑注入量，通過漿液輸送泵輸送到集水池和氧化池。

2. 煙氣系統(tǒng)

從引風(fēng)機(jī)后端引入的煙氣，在脫硫設(shè)備的文丘里塔中進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)入吸收塔。脫硫設(shè)備入口煙道設(shè)置兩個雙百葉擋板門，有效適應(yīng)各個鍋爐的啟動。從脫硫設(shè)備排出的煙氣通過煙囪排放。在引風(fēng)機(jī)出口煙道上設(shè)置旁路雙百葉擋板門，當(dāng)鍋爐啟動和煙氣脫硫裝置發(fā)生故障，脫硫設(shè)備停運時，煙氣由旁路擋板經(jīng)煙囪排放。

3. SO2吸收系統(tǒng)

高溫?zé)煔庀蛳铝魅氲轿那鹄锼M(jìn)行降溫、除塵等預(yù)處理，與同方向噴淋的水在小面積內(nèi)氣/液充分接觸反應(yīng)。煙氣再進(jìn)入吸收塔，與噴淋出的漿液充分反應(yīng)，吸收煙氣中的二氧化硫，脫硫廢水進(jìn)入集水池。氧化風(fēng)機(jī)向集水池強(qiáng)制送風(fēng)，在進(jìn)行氧化的同時，使吸收劑充分混合，防止固體物質(zhì)沉積。循環(huán)泵將集水池中的脫硫漿液打入吸收塔進(jìn)行噴淋，脫硫漿液回流入集水池。電除霧器進(jìn)一步去除剩余的水分、二氧化硫、微細(xì)粉塵、少量HCl和HF、SO3等其它有害物質(zhì)。

4. 工藝水系統(tǒng)

工藝水的用途：

蒸發(fā)用水；
吸收劑制備用水；
設(shè)備及管路沖洗水；
其他補(bǔ)充用水。

5. 電氣儀表控制系統(tǒng)

脫硫控制系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)，并上傳至電廠中控室。整個系統(tǒng)實現(xiàn)完全自動控制。

6. 副產(chǎn)品回收系統(tǒng)

我公司設(shè)計了兩種脫硫副產(chǎn)品回收利用工藝，前列種是七水硫酸鎂（MgSO4?7H2O）肥料生產(chǎn)工藝，另一種是氧化鎂回用生產(chǎn)工藝。

七水硫酸鎂生產(chǎn)工藝是脫硫污水經(jīng)脫雜設(shè)備去除雜質(zhì)之后，硫酸鎂溶液經(jīng)濃縮設(shè)備結(jié)晶出七水硫酸鎂。從脫雜設(shè)備產(chǎn)出的硫酸鎂（MgSO4）溶液透明，無粘性，溫度為35~40℃，雜質(zhì)含量為30mg/L以下。此溶液輸送到濃縮設(shè)備，脫水生成MgSO4?7H2O晶體?；厥盏钠咚蛩徭V經(jīng)干燥后包裝儲存。脫除的水輸送到脫硫系統(tǒng)循環(huán)使用。

氧化鎂回用生產(chǎn)工藝是脫硫漿液經(jīng)離心脫水、干燥設(shè)備提取出亞硫酸鎂（MgSO3），經(jīng)過處理后再經(jīng)煅燒制得氧化鎂（MgO）和二氧化硫（SO2），氧化鎂回用到脫硫系統(tǒng)中，二氧化硫氣體經(jīng)過富集制取硫酸。

三、鎂基脫硫的優(yōu)勢

與石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝相比，濕式鎂法煙氣脫硫工藝有以下特點：

1. 資源多，價格很低廉

我國已探明的氧化鎂儲藏量約為160億噸，占全世界的80%左右。其資源主要分布在遼寧、山東、四川、河北等省，其中遼寧占總量的84.7%，其次是山東萊州，河北邢臺大河，四川干洛巖岱、漢源，甘肅肅北、別蓋等地。氧化鎂是碳酸鎂煅燒后的產(chǎn)物，價格相對低廉，用氧化鎂制成的產(chǎn)物是僅次于石灰的廉價堿。

2. 投資小，占地面積小

氧化鎂法脫硫工藝的系統(tǒng)(包括吸收塔、循環(huán)漿量、工藝系統(tǒng)等)比石灰石/石膏法規(guī)模小，吸收劑用量少，設(shè)備占地面積小，投資費用相對較低。

3. 效益高，無二次污染

鎂基脫硫適用性強(qiáng)，適用范圍大；在拋棄法中，其廢水主要含MgSO3和MgSO4，經(jīng)處理后可排放。若采用回收法，副產(chǎn)品可回收利用，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

4. 效率高，運行成本低

氫氧化鎂比碳酸鈣與二氧化硫反應(yīng)速度快，吸收率較高；脫硫效率高于95%（鈣基脫硫理想可達(dá)到90%）；鎂法脫硫工藝具有運行穩(wěn)定可靠，優(yōu)化了PH值、液/氣比、鎂/硫比、氧化空氣量、漿液濃度、煙氣流速等性能參數(shù)，保證FGD系統(tǒng)連續(xù)、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運行不易堵塞的特點，降低人工成本和運行成本。

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