湿式氧化镁法脱硫废液提浓回收技术研究

秦 茜，吕瑞宏，魏占鸿，邵志超，高泽磊

(金川集团股份有限公司化工厂，甘肃金昌 737100)

湿式氧化镁法脱硫废液提浓回收技术研究

秦 茜，吕瑞宏，魏占鸿，邵志超，高泽磊

(金川集团股份有限公司化工厂，甘肃金昌 737100)

介绍了湿式氧化镁法烟气脱硫废液提浓回收七水硫酸镁的工艺流程及工艺特点。脱硫废液通过除杂过滤、蒸发提浓、冷却结晶等单元操作回收七水硫酸镁。其关键工艺指标有脱硫废液pH值、蒸发提浓温度、冷却结晶温度、干燥温度等。该工艺技术通过实际生产验证了其可行性。

硫酸生产 脱硫 废液 蒸发提浓 回收 七水硫酸镁

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，随着我国烟气脱硫事业的发展，湿式氧化镁烟气脱硫技术因具有脱硫效率高 (可达90%以上 )，可回收硫和可避免产生固体废物等特点得到了广泛的应用，但如何处理在治理过程中产生的脱硫废液成为了一项亟需解决的难题。目前，存在三种方法对脱硫废液进行治理，即再生法、抛弃法和回收法[1]。再生法镁法脱硫技术的关键是必须对烟气进行预先除尘和除氯，而在此过程中，约有8%的MgO会流失，造成二次污染，并且在煅烧过程中温度必须得到严格控制，温度过高会发生MgO烧结的现象，这部分烧结或烧硬的MgO不能再用作脱硫剂。抛弃法是指将含硫酸镁的溶液直接外排，在浪费了资源的同时，也影响了生态环境。回收法是指将脱硫废液经过氧化、除杂过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、干燥后回收七水硫酸镁晶体。七水硫酸镁不仅可以作为肥料在农业中使用，还是重要的工业原料，也可以作为镁法脱硫原料循环利用，具有较高的经济价值[2]。

1 湿式氧化镁法烟气脱硫废液处理工艺的选择

针对湿式氧化镁法烟气脱硫技术的特点，通过脱硫废液成分分析、运行成本估算和各类经济指标的对比，最终选择了回收法脱硫废液处理工艺。选择湿式氧化镁法烟气脱硫有以下主要优势：

1)实现脱硫废液零排放，减轻环境负担，变废为宝，具有一定的经济效益。

2)工艺成熟可靠，操作简便。

3)可充分利用现有闲置设备进行生产，减少投资费用。

4)硫酸镁市场前景可观，市场需求量大，尤其在农用肥料方面存在无穷的潜在市场，具有广阔的前景。

2 湿式氧化镁法烟气脱硫废液处理工艺流程

湿式氧化镁法烟气脱硫废液经氧化后，首先加入除杂剂除去重金属离子，除杂后的脱硫废液经过滤后进入双效蒸发器进行蒸发提浓；待料液浓度达到过饱和度后，进行冷却结晶；结晶后的料液进入离心机进行离心分离，分离出的固体颗粒经流化床干燥后包装。湿式氧化镁法烟气脱硫废液处理工艺流程见图1。

3 关键工艺指标控制

3.1 脱硫废液pH值

随着脱硫反应的进行，脱硫塔底部循环槽内浆液的pH值不断降低。当pH值降低至5.5时，对脱硫塔底部的循环槽进行排液。排液后的脱硫液进入除杂反应器进行除杂反应，反应后溶液的pH值一般在7.0～8.5。由于在不同的pH值下，金属氢氧化物的溶度积相差较大，故反应时应严格控制其pH值[3]。在这一范围内可使一些重金属，如铁、铜、铅、镍生成氢氧化物沉淀。 除杂前后脱硫液中重金属含量对比表1。

图1 湿式氧化镁法烟气脱硫废液处理工艺流程

表1 除杂前后重金属含量对比

由表1可见：除杂效果十分明显，脱硫液中Cu2+的去除率达到99%以上。

3.2 蒸发提浓的温度

硫酸镁溶解度曲线见图2。

由硫酸镁溶解度曲线可以看出：硫酸镁的溶解度随温度的升高而逐渐增大，在80 ℃时达到最大值。所以，在蒸发提浓过程中要严格控制反应温度和反应时间[4]。

由于脱硫后的硫酸镁废液处理量较大，硫酸镁沸点升高较低，为较大程度降低汽耗，采用双效顺流加热的蒸发流程。一效蒸发器所产生的二次蒸汽的温度、压力比一次蒸汽的低，这部分二次蒸汽可作为二效蒸发器的热源。一般情况下，当脱硫废液的波美度达到36时，脱硫液已达到过饱和度，可启动七水硫酸镁结晶罐，对硫酸镁进行冷却降温结晶。

图2 硫酸镁溶解度曲线

3.3 冷却结晶的温度

经蒸发提浓后的硫酸镁过饱和溶液在结晶罐内结晶，结晶罐内的温度在10～33 ℃左右时析出七水硫酸镁；当过饱和溶液温度提高时，析出的晶体中就含有六水合物。因此，需快速有效的降低结晶罐内的温度， 实现结晶操作的连续运行。

3.4 干燥的温度

离心分离出来的七水硫酸镁晶体含水率约3%～5%。 由于七水硫酸镁固体在温度高于70 ℃时受热分解，因此干燥流化床内的床层温度不能高于70 ℃。七水硫酸镁在流化床内受热均匀，物料与热风充分接触，能够达到较好的流化状态，得到颗粒粒度较为均匀、含水率较低的七水硫酸镁成品。

4 结论

通过该工程试验证明，湿式氧化镁烟气脱硫废液提浓回收七水硫酸镁技术是完全可行的。该工艺使蒸发提浓与脱硫工序分离，解决了脱硫效率与硫酸镁浓度之间的矛盾。该工艺的实施降低了企业在环保方面的经济压力，不会有任何外排固体及液体废弃物，不会产生二次污染。

[1] 史利芳，潘利祥，赵良庆，等．镁法脱硫副产物亚硫酸镁处理现状[J]．环境工程，2014，32(s1)：533-536．

[2] 王中原，王俩，宋宝华．氧化镁湿法烟气脱硫废水处理技术探讨[J]．中国环保产业，2010(3)：29-31．

[3] 许瑶，张立娟，望西萍，等．镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨[J]．广东化工，2009，36(6)：121-123．

[4] 王汉松.石油化工手册[M].北京：化学工业出版社.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，金川集团股份有限公司化工厂工程师，现从事硫酸生产管理工作。电话：15393566451。E-mail:hgqx@jnmc.com。