镁法脱硫技术(共24页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上目录工业锅炉镁法烟气脱硫改造实施方案摘要: 本文详细阐述了工业锅炉镁法烟气脱硫原理和潍坊基地4吨锅炉脱硫系统改造的具体实施方案。摘要：本文详细阐述了工业锅炉镁法烟气脱硫原理和潍坊基地4吨锅炉脱硫系统改造的具体实施方案。1 . 镁法烟气脱硫原理镁法烟气脱硫是与清华大学共同中标国家863计划“燃煤污染控制技术与设备”专题中的一个子课题。其原理为：用氧化镁浆液洗涤SO2烟气时，可生成含结晶水的亚硫酸镁和硫酸镁（由氧化副反应生成）。将生成物从吸收液中分离出来，进行干燥，除去结晶水，然后将氧化镁得以再生并制成浆液循环使用，释放出的浓缩的SO2高浓气体进一步回收。整个脱硫过程不产

2、生大量脱硫废渣，产物可得到有效回收，是一种清洁少废的闭环工艺。国内外的研究应用表明，Mgo再生法脱硫工艺能达到95%以上的脱硫效率。由于氧化镁的水解产物溶解度和反应活性都要优于氧化钙，因此在达到相同脱硫率的条件下，其脱硫剂与硫的摩尔比要低于石灰石或石灰。同时，由于氧化镁的分子量低于石灰石或氧化钙，即使在相同的脱硫效率下，其脱硫剂用量也要少于钙脱硫剂，因此其运行费用较低。2 . 项目介绍地4吨锅炉脱硫系统改造是镁法烟气脱硫中试试验的一部分，是为了进一步优化工艺参数和脱硫塔结构，完成亚硫酸镁热解再生的中试研究。项目改造内容主要包括脱硫系统整体改造；设计、加装脱硫预洗涤装置；改装引风机增大其功率和引

3、风量等。3 . 主要工作量3.1 脱硫系统的整体改造（1） 氧化曝气管制作。（2） 预洗涤器及配套水箱的制作、安装。（3） 预洗涤器用清水管道泵、供排水管道、阀门的安装。（4） 引风机出口至烟囱的烟道、热交换器与脱硫塔之间的烟道改造等。3.2 脱硫系统的整体维修、清理工作。（1） 脱硫吸收塔下部水封坑的清理。（2） 循环水池清理（排水、清淤等）。（3） 搅拌罐供水管修复、内部清理及与循环水管的连接。（4） 脱硫塔内部喷淋管的检修。（5） 4吨锅炉炉后引风机的改装、循环水泵、搅拌电机的检修。总计：钢材2.5吨安装阀门7个防腐面积74.5M2管道泵一台( 流量 25L/H ，扬程32 ) ，加药泵

4、一台 （ 400L/H ） 烟道拆除更换10.5米，水箱制作两个： 1.5×3×2，1×1.5×1， PH发送器一台，预洗涤装置一台，水管保温15米，安装水管16米。4 . 主要施工方案及措施4.1 制作、安装预洗涤装置预洗涤器是按照文丘里洗涤器原理设计的简易型洗涤装置，安装于系统热交换器与脱硫吸收塔之间。其内置数个喷淋孔，喷淋方向与烟气方向垂直。脱硫系统运行后，洗涤水先流入单独的循环池，再通过管道泵进入预洗涤器循环洗涤。其目的在于去CI和F以及必要的降温作用，以防在提高脱硫产物浓度时液相有害杂质温度过高；去除粉尘，降低脱硫液过滤装置的负荷。预洗涤器采用

5、Q235钢板，钢筒内外表面刷防锈底漆和氯磺化聚脂漆；设置滤网布24层，第一层使用25-28个孔/cm2，其余用46-54个孔 /cm2；使用软垫作边衬固定在凸圈（外径1000，内径980）两侧；尾部除雾器使用不锈钢折板，厚3 mm，宽为20mm，布置两层；采用小孔加强雾化以缓解冲击。安装要求：钢筒两端法兰结合良好，无贯穿性划痕，安装对接紧密平行，螺栓受力均匀，并露出螺帽23扣。法兰垫片符合设计要求和技术规范，法兰端面倾斜度<1MM。4.2 制作、安装预洗涤水箱及循环水泵集水箱水平截面积2M2，存水量不少于2M3, 使用Q235钢板，内涂防锈底漆和氯磺化聚脂漆。集水箱上设有循环泵进水口，洗

6、涤水外排口和自来水补充水口，外排口兼作排污口。预洗涤器出水届时通畅地排入集水箱，靠集水箱的液面高度形成水封。循环水泵选用脱硫专用管道泵，流量为25m/h，扬程为32M。4.3 吸收液循环系统改进在循环泵入口安装一个1.5×3×2立方的水箱，将加药泵直接注入循环泵入口管段内，在脱硫塔底出液入池口加引水槽至水箱上方，靠重心力形成一定的搅拌作用。在水箱上方脱硫塔底出口入水箱处，安装PH发送器，配套控制室内的PHG-217型酸度计检测循环液出口PH值。其目的是保证循环吸收液浆液组成及浓度比、入塔PH值稳定。4.4 安装曝气装置安装氧化曝气管，放入新增的1.5×3×

7、;2水箱中。曝气管使用一寸的塑料管3根，每根管子长约10米，在管排上打2-3MM的孔、两排、间距为10-20MM，分别与四通的三个口相连，另一口与空压机相连。空压机压头应在3050Kpa 。其目的在于尽可能的将一次产物MgSO3及时转化为MgSO4 ，防止循环浆液中MgSO3浓度过高，而影响脱硫效率；增加氧化槽，使循环液中以液相MgSO4为主，从而提高循环液组成和浓度的稳定性。4.5 安装施工措施4.5.1 组合吊装：（1）将预洗涤装置与换热器至脱硫塔的烟道用法兰组合连接，采用螺栓固定，中间加装衬垫。（2）根据现场的施工情况，采用8吨汽车吊吊装。将吊车布置在脱硫塔后的马路上，吊车为支腿全伸工作

8、状态。（3）为保证组合件的质量，采用专用吊具进行吊装。设备起吊前，校核钢丝绳或机具强度、起重工器具合格性。（4）起吊时，调整索具的长度，使吊点通过组合件的重心，处于平稳状态，拴结两根留绳，以确保起吊过程的安全与稳定性。（5）预洗涤器组合件吊至脱硫塔烟道水平段的正确位置，先点焊，再进行焊接，对口间隙满足2-3MM。焊接牢固后脱钩。4.5.2 脱硫系统整体调试措施（1） 检查控制回路正确性和接线端子压接牢固性。（2）在酸度计与PH发送器配套调试前，进行“两点校正法”整定。开启仪器电源，将电极放入PH 7的标准溶液中，将仪器的“斜率”顺时针方向旋到底，此时斜率为100%。然后调整仪器“定位”，仪器显

9、示缓冲溶液在该溶液温度下的PH值；把电极放入 PH 4的标准缓冲溶液中，调节“斜率”，仪器显示缓冲溶液在该溶液温度下的PH值，仪器的配套即告完成。（3）将所使用的烟气压力表、智能温度表等进行校验和定值整定。（4）用万用表测量就地一次元件，或用信号发生器加相应的模拟信号，观测二次仪表指示是否正确，并作好相应的记录。（5）用500V兆欧表检查绝缘，其绝缘电阻应大于1M。（7）将出口阀门关闭，随着水泵转动和出口压力增加慢慢将出口阀门打开。待出口阀门全开后，检查出口压力是否达到额定值，且是否稳定。检查泵转动声音是否正常，泵体内有无摩擦和冲击现象。检查盘根密封应良好不漏水。（8）检查阀门在全行程中的平稳

10、，灵活性，使之符合设计程序要求和行程时间要求。（9）将各检测仪表送电，循环水池注入适量水，开动搅拌电机、加药泵、保证循环水池的PH达到规定要求，开启循环水泵，依次切换主烟道阀门，脱硫烟道阀门，开启脱硫引风机，运行过程每半小时巡视PH酸度计的读数，正常读数应在6.5-7.5 之间，如果小于6.5，应及时补充MgO药剂。5 . 工期进度及劳动力组织工期：设备检修、烟道更换5天，预洗涤装置制作 7天，水箱制作3天， 设备吊装 1天，系统试运7天。人员配备：加工制作4人，仪表电气维修工 1人，安装工 2人， 协调 1 人，现场监督 1人，技术负责人1人。机械设备： 汽车吊一台，电焊机一台，空压机一台工

11、器具配备：磨光机一台，手锤一把，大锤一把，紫外线防护眼镜两付，绝缘手套2副，水平尺两根，500V兆欧表一块，万用表一块，信号发生器一台，对线灯一副，220V-380V施工电源，足够量的氧气、乙炔、0.7-0.8MPa压缩空气。6 . 结论通过炉后脱硫系统的改造，将达到1吨/时烟脱硫产物热解的试验要求，这将为优化工艺参数和脱硫塔结构，完成亚硫酸镁热解再生的中试研究，提供基础数据。镁法脱硫技术简介摘要: 镁法脱硫技术简介煤炭在我国的能源结构中所占比例很大，在我国的一次能源消费总最中,煤炭占75%,而国外平均为28%.在我国的电力构成中,火电占了80%,而火电中有95%以上烧煤.2000年,全国发电

12、总耗煤量为6亿吨,占煤炭总产量的60%,排放多万吨,占全国排放总量的40%以上.而我国火电行业的烟气脱硫才刚刚起步,具有脱硫设施的机组容量不到全部火电机组的5%.酸雨是当今世界三大环境问题之一。由于燃料燃烧产生的烟气中SO2是形成酸雨的主要原因，世界各国都把烟气脱硫作为控制SO2污染、防治酸雨危害的主要技术手段。随着工业现代化程度的提高,我国环境问题变得越来越严重。SO2的排放量不断增大,中国二氧化硫排放总量已居世界第一,超出大气环境容量的80%以上,西南、华南等地出现大面积的酸雨，酸雨区面积约占国土面积的1/3，已成为继北美、欧洲之后的世界第三大酸雨区。为控制以SO2排放为主造成的酸雨污染的

13、恶化趋势，我国新的大气污染防治法已颁布，二氧化硫排放收费制全面推行，研究、开发、推广应用各种脱硫技术已势在必行。烟气脱硫技术的发展日新月异，镁法脱硫技术以其投资小、运行费用低、环保效益好、脱硫效率高，可回收副产品和产生一定的经济效益等特点，同时又避免了大型湿法的诸多缺点，因此氧化镁脱硫技术将会逐步得到更广泛的应用，正越来越受到人们的关注。氧化镁脱硫技术，在世界各地都有很多的应用业绩，其中在13本已经应用了100多个项目，台湾的电站95是用氧化镁法，美国、德国等地都已经应用，目前我国已开始推广，并在一部分地区得到成功的应用。镁法脱硫技术的特点摘要: 镁法脱硫技术的特点氧化镁脱硫技术是一种前景较好

14、的脱硫技术，该工艺较为成熟，投资少，结构简单，安全性能好，并且能够减少二次污染，脱硫剂循环利用，降低了脱硫成本，能够带来一定的经济效益。相对于钙法脱硫而言，避免了简易湿法存在着的一系列的问题，比如管路堵塞、烟温过低、烟气带水和存在二次水污染等等；同时与较为完整的石灰石/石膏法，占地面积小，运行费用低，投资额大幅减小，综合经济效益得到很大的提高1、技术成熟氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有非常多的应用业绩，其中在日本已经应用了100多个项目，台湾的电站95%是用氧化镁法，另外在美国、德国等地都已经应用，并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。2、原料来

15、源充足在我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约为160亿吨,占全世界的80%左右。其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量的84.7%，其次是山东莱州，占总量的10%，其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃肃北、别盖等地。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于电厂的脱硫系统中去。3、脱硫效率高在化学反应活性方面氧化镁要远远大于钙基脱硫剂，并且由于氧化镁的分子量较碳酸钙和氧化钙都比较小。因此其它条件相同的情况下氧化镁的脱硫效率要高于钙法的脱硫效率。一般情况下氧化镁的脱硫效率可达到9598%以上，而石灰石/石膏法的脱硫效率仅达到9095%左右。 &

16、#160;                             4、投资费用少由于氧化镁作为脱硫本身有其独特的优越性，因此在吸收塔的结构设计、循环浆液量的大小、系统的整体规模、设备的功率都可以相应较小，这样一来，整个脱硫系统的投资费用可以降低20%以上。5、运行费用低决定脱硫系统运行费用的主要因素是脱硫剂

17、的消耗费用和水电汽的消耗费用。氧化镁的价格比氧化钙的价格高一些，但是脱除同样的SO2氧化镁的用量是碳酸钙的40%；水电汽等动力消耗方面，液气比是一个十分重要的因素，它直接关系到整个系统的脱硫效率以及系统的运行费用。对石灰石石膏系统而言，液气比一般都在15L/m3以上，而氧化镁在5L/m3以下，这样氧化镁法脱硫工艺就能节省很大一部分费用。同时氧化镁法副产物的出售又能抵消很大一部分费用。6、运行可靠镁法脱硫相对于钙法的最大优势是系统不会发生设备结垢堵塞问题，能保证整个脱硫系统能够安全有效的运行，同时镁法PH值控制在6.06.5之间，在这种条件下设备腐蚀问题也得到了一定程度的解决。总的来说，镁法脱硫

18、在实际工程中的安全性能拥有非常有力的保证。7、综合效益高由于镁法脱硫的反应产物是亚硫酸镁和硫酸镁，综合利用价值很高。一方面我们可以进行强制氧化全部生成硫酸镁，然后再经过浓缩、提纯生成七水硫酸镁进行出售，另一方面也可以直接煅烧生成纯度较高二氧化硫气体来制硫酸。8、副产物利用前景广阔我们知道硫酸被称为“化学工业之母”，二氧化硫是生产硫酸的原料。我国是一个硫资源相对缺乏的国家，硫磺的年进口量超过500万吨，折合二氧化硫750万吨。另外硫酸镁在食品、化工、医药、农业等很多方面应用都比较广，市场需求量也比较大。镁法脱硫充分利用了现有资源，推动了循环经济的发展。9、无二次污染常见的湿法脱硫工艺里面，不可避

19、免的存在着二次污染的问题。对于氧化镁脱硫技术而言，对于后续处理较为完善，对SO2进行再生，解决了二次污染的问题。镁法脱硫反应机理摘要: 镁法脱硫反应机理氧化镁的脱硫机理与氧化钙的脱硫机理相似，都是碱性氧化物与水反应生成氢氧化物，再与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应，氧化镁反应生成的亚硫酸镁和硫酸镁再经过回收SO2后进行重复利用或者将其强制氧化全部转化成硫酸盐制成七水硫酸镁。以普通工业氧化镁粉（纯度约85%90%）浆液作吸收剂，与烟气反应生成亚硫酸镁，如亚硫酸镁进一步氧化，可生成硫酸镁。(悬浮乳液) 熟化MgO+H2OMg(OH)2吸收SO2+ H2OH2SO3中和Mg(OH)2+

20、 H2SO3MgSO3+2H2OMgSO3+ H2SO3Mg(HSO3)2生成的亚硫酸镁一部分又作为吸收剂循环使用，同时未使用的另一部分可排放或进一步利用。(溶解状态) 氧化Mg SO3+1/2O2MgSO4此外，在Mg(OH)2相对SO2不足时则会：MgSO3+SO2+H2OMg(HSO3)2补足Mg(OH)2时Mg(HSO3)2+Mg(OH)22MgSO3+2H2O当副产品亚硫酸镁/硫酸镁采用焙烧方法制成氧化镁和硫酸回收时，则其化学过程如下（焙烧温度控制在850以下，如温度达到1200，氧化镁会被烧结，不能作为脱硫剂使用）：MgSO3 MgOSO2MgSO4MgOSO3Mg(HSO3)2M

21、gOH2O2SO2SO21/2O2SO3SO3H2OH2SO4当副产物亚硫酸镁经强制氧化，制成MgSO47H2O出售时，其化学过程如下：MgSO31/2O2MgSO4MgSO47H2OMgSO47H2O如脱硫副产品采用抛弃法，则由于亚硫酸镁极易氧化成硫酸镁，而硫酸镁又是重要的肥料，所以对环境没有危害。 镁法脱硫工艺流程摘要: 镁法脱硫工艺流程目前已经商业化运行的湿法脱硫工艺中氧化镁脱硫技术是一种前景较好的脱硫技术，该工艺较为成熟，投资少，结构简单，安全性能好，并且能够减少二次污染，脱硫剂循环利用，降低了脱硫成本，能够带来一定的经济效益。相对于钙法脱硫而言，避免了简易湿法存在着的一系列

22、的问题，比如管路堵塞、烟温过低、烟气带水和存在二次水污染等等；同时与较为完整的石灰石/石膏法，占地面积小，运行费用低，投资额大幅减小，综合经济效益得到很大的提高。镁法的整个工艺流程可以分为副产品制硫酸和制七水硫酸镁两种，以下分别将工艺叙述以下： （一）制硫酸从锅炉出来的烟气烟温大都在140以上，里面含有大量的二氧化碳、灰尘和二氧化硫，同时也包括氢氟酸、氢氯酸和三氧化硫等酸性气体。烟气首先进入除尘系统，通过静电除尘器或者布袋除尘器将99%以上的灰尘收集下来作为建筑材料出售给水泥厂等相关企业，既能增加企业收益又能避免因为尘粒而堵塞喷头降低脱硫效率。经除尘后的烟气从脱硫塔底部进入脱硫反应塔

23、，在脱硫塔烟气入口处设有喷水降温的装置，将烟气的温度降到比较适于SO2发生化学反应，在烟气进口上方装有一层旋流板，目的是减缓烟气流速增加反应时间以及达到烟气在塔内均匀分布的效果。在旋流板的上面有三层喷头不断的喷淋脱硫剂浆液，与从下而上的烟气进行逆向接触，充分的进行反应。为了减少设备的结构堵塞问题以及减小塔内压力损失过大保证烟气畅通，塔体内不设任何支撑或检修架。经洗涤后的烟气湿度比较大，需要对它进行脱水处理，一般是在吸收塔内喷淋层的上方安装两层除雾器。同时在除雾器的上面又安装了自动工艺水冲洗系统以便及时处理运行一段时间后除雾器上面的积灰。从脱硫塔内出来的烟气温度一般在5560左右，并且烟气中仍含

24、有少许水分，直接排放容易造成风机带水腐蚀风机叶片和烟囱。因此，在风机前面通过加热将烟气温度提高后再进行排放，这样就能避免风机的烟囱的腐蚀。为了保证在脱硫塔内设备检修时不影响锅炉的正常运行，增加一旁路系统，通过挡板门控制烟气的走向，用于保护脱硫系统，同时也不会对锅炉的运行产生任何不利的影响。对于氧化镁来说，在吸收塔内与二氧化硫反应后变成亚硫酸镁，部分被烟气中的氧气氧化变成硫酸镁。混合浆液通过脱水和干燥工序除去固体的表面水分和结晶水。干燥后的亚硫酸镁和硫酸镁经再生工序内对其焙烧，使其分解，可得到氧化镁，同时析出二氧化硫。焙烧的温度对氧化镁的性质影响很大，适合氧化镁再生的焙烧温度为660870。当温

25、度超过1200时，氧化镁就会被烧结，不能再作为脱硫剂使用。焙烧炉排气中的二氧化硫浓度为1016%，经除尘后可以用于制造硫酸，再生后的氧化镁重新循环用于脱硫。1、烟气系统烟气系统是指包括预除尘器、旁路、烟气升温装置和烟囱在内的若干处理烟气的体系。在该系统内烟气经过除尘降温处理将从锅炉出来的烟气调整到比较适宜的反应条件，同时在设备出现故障或系统运行不正常时烟气可从旁路通过，保证整个电厂系统的正常运行，烟气升温的目的是为了降低烟气的含水率，利于从烟囱排出的烟气能够尽快扩散。2、浆液制备系统外购氧化镁粒径如果符合脱硫要求，不需要粉碎可以直接进入消化装置制成浓度在1525%的浆液，然后通过浆液输送泵送至

26、吸收塔内，完成脱硫目的。3、SO2吸收系统脱硫塔是烟气脱硫工艺系统中的一项关键设备.由于进人脱硫系统的烟气仍含了粉尘,脱硫剂也含有杂质(如钙盐等),如果采用筛板塔,旋流板塔等非中空的塔型,长期运行会出现结垢现象,所以该工艺采用多级喷淋空塔吸收.该工艺中烟气进人吸收塔,自下而上流动,脱硫剂自上而下喷射.特殊设计的多层喷咀组,保证脱硫剂在烟气流中的剧烈气液逆流接触,充分传质,传热反应,确保脱硫效率高于90%.使用经验证明特殊设计制造的喷咀可以保证雾化均匀,又不会结垢,堵塞,耐磨性极好,可连续运行两年.4、浆液处理系统从吸收塔内出来的浆液主要是亚硫酸镁和硫酸镁溶液，在要求对氧化镁再生时首先应该将溶液

27、提纯，然后进行浓缩、干燥，干燥后的亚硫酸镁在850下，存在碳的情况下煅烧重新生成氧化镁和二氧化硫，煅烧生成的氧化镁再返回吸收系统，收集到纯度较高的二氧化硫气体被送入硫酸装置制硫酸。（二）制七水硫酸镁该工艺与上述工艺相差不大，只是在脱硫剂浆液的处理方式上有所不同。在脱硫塔内二氧化硫和氢氧化镁反应之后生成的亚硫酸镁进入吸收塔底浆液池，由鼓风机往浆液池强制送风，氧化成硫酸镁。含硫酸镁的水连续循环使用于脱硫过程，当循环水中硫酸镁浓度达到一定条件后由泵打入集水池内，接着送至硫酸镁脱杂系统。脱硫污水经脱杂设备去除杂质之后，硫酸镁溶液经浓缩设备结晶出七水硫酸镁。回收的七水硫酸镁经干燥后包装贮仓，水从七水硫酸

28、镁分离回收后输送到脱硫塔循环使用。与上一过程相比，所不同的地方主要是:1、吸收系统为了提高硫酸镁的纯度在吸收塔的浆液槽内需要加强制氧化，因此吸收塔的结构与再生氧化镁的塔体结构就有所不同，氧化的同时需要不停的搅拌，动力消耗也会相应提高。2、增加了除杂系统在吸收塔出来的浆液含有很多杂质，会影响硫酸镁的品质，因此需要增加除杂系统对硫酸镁溶液进行提纯。3、浓缩系统提纯后的硫酸镁溶液需要进行浓缩，将溶液制成高浓度的浓溶液，然后再除去多余的水分将硫酸镁溶液转化成带七个结晶水的硫酸镁，最后可以根据用户的不同要求选择不同的包装方式进行成品处理就可以了。(三)抛弃法很多情况下，用户企业自身的实际情况不允许对脱硫

29、副产物进行处理，尤其是中小型锅炉的脱硫，由于规模小，副产品发生量也小，大多采用抛弃法。抛弃法的烟气系统、吸收剂制备系统、SO2吸收系统和烟气再热装置与上面两种方式基本相同，所不同的是将反应后的浆液经过固液分离后回收大部分水并将固体抛弃。抛弃法可以大大减少系统的投资费用，工序也简单了很多，同时也可以避免设备结垢、管路堵塞等一系列问题，后序部分的动力消耗也可以省去，只是脱硫剂的消耗费用较高，废弃固体处理起来较麻烦，但集中处理后不会造成二次污染。镁法脱硫废液和副产物处理系统摘要: 镁法脱硫废液和副产物处理系统MgO湿法脱硫后的副产物最终反应产物可分为两种：（1）硫酸镁：氧化镁进行熟化反应生成氢氧化镁

30、，制成一定浓度的氢氧化镁吸收浆液。在吸收塔内氢氧化镁与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸镁。亚硫酸镁经强制氧化生成硫酸镁，分离干燥后生成固体的七水硫酸镁，目前每吨市场价已突破千元大关！经济效益可观。蒸发使用电厂自产蒸汽，干燥介质使用电厂加热后的纯净压缩空气。MgSO3+1/2O2MgSO4将氧化反应后的浆液泵入过滤机过滤（硫酸镁50时溶解度为33.5克），除去未反应的氢氧化镁和杂质，清液进行干燥脱水分离出硫酸镁或作为无害排放。（2）氧化镁再生：在吸收塔内氢氧化镁与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸镁的过程中抑制亚硫酸镁氧化，不使亚硫酸镁氧化生成硫酸镁。亚硫酸镁经分离、干燥、焙烧，最后还原成氧化镁和一定

31、浓度的二氧化硫富气，还原后氧化镁返回系统重复利用，二氧化硫富气被用来制造硫酸。对于化工、造纸，纺织、生物等领域的企业来说，采用亚硫酸镁煅烧产生的二氧化硫制硫酸比传统的硫磺制硫酸方法节省了大量的硫磺原料的进口，降低了生产成本，回收的副产品再用于本企业的生产形成了产业经济链，并实现了国家倡导的循环经济。   氧化镁法脱硫废水处理系统设计摘要: 随着我国对大气环境要求的提高，热电厂烟气脱硫改造项目日益增多，氧化镁湿法脱硫技术以其特有的优势受到业内普遍关注。本文仅就脱硫过程中产生的污水处理系统设计作以简述。1烟气脱硫技术概况氧化镁脱硫技术，在世界各地都有很多的应用业绩，其

32、中在13本已经应用了100多个项目，台湾的电站95是用氧化镁法，美国、德国等地都已经应用，目前我国已开始推广，并在少数地区得到应用。氧化镁法脱硫相对于钙法脱硫而言，避免了简易湿法存在的一系列问题，比如管路堵塞、烟温过低、烟气带水和存在二次水污染等；该工艺成熟度仅次于钙法，结构简单，占地面积小，原料来源充足，运行费用低，安全性能好，投资额大幅减小，并且能够减少二次污染，脱硫剂循环利用，降低了脱硫成本，综合经济效益得到很大的提高。电厂(2x225MW)机组烟气脱硫改造工程(FGD)采用氧化镁湿法脱硫技术，工艺系统主要由脱硫剂浆液制备系统、烟气系统、SO2吸收系统、脱硫塔排空系统、亚硫酸镁脱水系统、

33、工艺水系统、废水处理系统、杂用和仪用压缩空气系统等组成。整个FGD基本采用闭路水循环方式，废水主要来自脱硫塔脱硫工序，脱硫装置浆液内的水在不断循环的过程中，会富集重金属元素和F-,C1-，一方面加速脱硫设备的腐蚀，另一方面影响脱硫副产品的品质，因此，脱硫装置要排放一定量的废水明显具备高盐特性，其重金属离子、酸根离子、ss含量超标，同时pH值也不符合排放标准，需作针对性处理。本文仅对烟气脱硫改造工程废水处理系统设计进行简述。2设计水量及水质根据山东某电厂提供的资料，脱硫装置总排水量为144td，平均排水量为6th，连续排放，本装置设计处理能力为8th。脱硫废水水质：温度49，pH2-3，悬浮物5

34、900mgL，SO42-<10000mgL，C1-10000mgL，F-1000mgL。3设计原理31设计原理采用成熟、可靠的混凝沉淀处理技术，确保处理水的各项指标达到国家污水综合排放标准GB89781996一级排人标准；污水处理设施要具有占地面积小、工程投资省、运行能耗低、处理费用少，适宜热电厂改造工程；设计时应充分考虑配套设备的减振、降噪等措施，避免产生二次污染。32工艺流程从脱硫塔排出的浆液含固量为15，主要的固体成分是亚硫酸镁。排出的浆液必须脱水后才能进一步处理方可得到所要的副产品。在本项目中，脱水系统包括脱水供给罐、脱水供给泵、离心脱水机、干燥机以及其他相关设备。脱硫塔内的脱硫

35、浆液通过浆液排出泵送人脱水供应罐，再经离心脱水机将浓缩后的脱硫副产物用螺旋输送机输送至热空气干燥机，干燥机出口含水约10的副产品自流人一层副产物储存仓库。整个过程产生的废水进入处理系统，达标后排放。本工程脱硫废水处理工艺流程：中和、沉降、絮凝、澄清。中和：烟气脱硫产生的酸性废水由旋流分离器的废水泵提升进入中和箱，中和箱中设置pH调节系统，通过控制阀及变频装置控制石灰乳的投加量，以维持废水在中和箱中的pH值(88-90)，此时原废水中大量的重金属离子(如Zn2+、Mg2+等)均以氢氧化物的形式析出，为使废水能在中和箱中混合均匀，设置搅拌电机一台。沉降：中和箱中的废水重力流向沉降箱，其中废水大量M

36、g等重金属以非常细小的氢氧化物和络合物形式从废水中析出。同时为了确保废水中其它微量重金属离子析出，在沉降箱中投加有机硫化物，使其它重金属离子与硫离子反应，生成难溶的金属硫化物。由于形成的氢氧化物及金属硫化物颗粒细小，在废水中不易沉降下来，因此通过投加复合铁使废水中细小颗粒形成絮凝体。为混合均匀，沉降箱中设置搅拌电机，废水通过重力流入絮凝箱。絮凝：在絮凝箱中投加(PAM)，通过搅拌细小的矾花形成较大的絮凝体，确保在澄清器中能完成固液分离。絮凝箱中设置搅拌电机。澄清：由絮凝箱来的废水在澄清箱中进行固液分离，由于废水水量很小(5m3n)，澄清箱采用易安装维护的竖流式沉淀箱，运行稳定可靠，同时节约了一

37、套机械设备(旋转刮除机)。澄清器在重力浓缩作用下形成浓缩污泥，浓缩污泥通过污泥螺杆泵将污泥排出，清水由周边出水三角堰流入出水箱。澄清器中安装污泥浓度计，定时检测排泥。由于废水中pH较高(88-90)，因此出水箱中安装搅拌电机，并配备pH调节系统，pH调节系统控制HC1计量泵设加，以确保出水箱中水质达标排放(pH=69)，出水经卫生冲洗水管排到脱硫岛外。4工艺系统设计烟气脱硫工程废水处理系统设计主要分为三部分，即：废水处理系统、污泥脱水系统、化学加药系统。41废水处理系统废水先进人格栅井，在格栅井内格栅机对废水中的粗大悬浮物及漂浮物进行分离，然后经提升泵提升进入中和池，在中和池中自动检测pH值，

38、石灰乳投加同pH仪进行联动控制，采用压缩空气搅拌，使废水pH值调至中性，在中和池内废水与石灰乳充分混合，废水中SO42-、SO32-和F-与Mg2+充分反应生成难溶物MgSO3等，废水经过与石灰乳中和反应后进入反应池，反应池中投加絮凝剂，废水中的难溶物在絮凝剂作用下形成粗大的絮状体进入沉淀池进行固、液分离，上清液流入集水井后再泵入砂滤器进行过滤处理后进入电厂生产废水处理站清水池，在过滤器出水管处安装pH、悬浮物、和COD在线检测仪表对排放水进行实时检测。42污泥脱水系统沉淀排放污泥先进入污泥浓缩池进行浓缩处理，浓缩池上清液排回格栅池，澄清器的污泥利用污泥螺杆泵排泥，部分污泥回流到中和箱中，为中

39、和箱沉淀物析出提供晶核，以增加中和箱中的污泥浓度；剩余污泥由污泥螺杆高压泵打入板框压滤机进行脱水处理，污泥经过压滤机处理后外运。43化学加药系统化学加药系统包括：加盐酸装置(调整pH值在6-9之间，并用于pH电极的定期清洗)；加复合铁装置；加有机硫装置；加凝聚剂装置；加石灰装置。所有装置均设低液位报警。5处理效果分析经污水处理系统的处理出水，可达到国家污水综合排放标准)GB89781996的第二类污染物最高允许排放浓度中相应的一级排放标准，出水的取样和分析均按照国标进行1、2。污水处理站投入运行后，可每年削减SS排放量75t。序号项目处理前处理后标准值备注1PH236969达标2温度，49常温

40、达标3CODcr,mg/L250100100达标4SS,mg/L59007070达标5SO42-,mg/L100001.01.0达标6Cl-,mg/L100001.01达标7F-,mg/L10001010达标 湿式镁基与钙基脱硫的比较和应用摘要: 本文着重介绍了湿式镁基与钙基脱硫的反应机理、系统构成及工艺优缺点，并以220t/h锅炉为例，对以上两种工艺进行了技术经济分析，从而说明在石化系统或有相关化工循环利用技术的企业内，采用镁基脱硫或许是一种有效可行的方法。一、概述进入二十一世纪，世界各国都在提倡建立“循环型社会”的构想，要对资源做到最充分的利用，尤其在环境污染治理中尽可能采用“绿

41、色技术”，做到环境效益、经济效益和社会效益的统一，实现可持续发展。现阶段，国内的许多“三废”治理措施，由于投入较多，产出很少，即只产生社会效益而无经济效益，致使许多企业缺乏治理环境污染的积极性，即使设置了环保设施，有些也只是个摆设，为应付检查而已。要改变这一被动状态，除政府加大环境执法力度外，各企业还应结合自己所在的行业特点，选择合适的环保治理措施，推行“绿色可循环利用技术”。只有逐步实现“三废”治理的资源化、效益化，才能极大地调动政府和企业治理“三废”污染的积极性，有力地促进环保产业的健康发展，同时也会极大地提高企业的经济效益和社会效益。锅炉尾部烟气中的二氧化硫是形成酸雨的主要来源，世界范围

42、内对二氧化硫的脱除工作，正在如火如荼的进行。目前国内外的烟气脱硫方法种类繁多，但主要分为:干法（或半干法）和湿法两大类。就干法而言目前国内的主流工艺为循环悬浮法烟气脱硫技术，该技术的优点是系统简单，投资相对较低。缺点是脱硫副产品为干态亚硫酸钙，性态不稳定，较难综合利用，存在二次污染；系统本身还需进一步优化、完善。因此，目前该工艺只在较小烟量的脱硫工程中得到应用，对在较大烟气量中的应用，有待进一步研究。湿法烟气脱硫工艺，技术比较成熟。该技术根据吸收剂种类的不同，又可分为：石灰（石）-石膏法（使用最多）、双碱法、氧化镁法、氨法、海水法、钠碱法等，由于海水法、双碱法、氨法、钠碱法等受到地理位置、脱硫

43、副产品处理、脱硫剂来源及价格等因素影响，常常应用在区域性较强、烟量相对较小或工艺要求简单的脱硫工程中。石灰（石）-石膏法则因其成熟的工艺技术，在大型电厂和工业锅炉的脱硫工程中得到广泛的应用。而镁基脱硫技术，由于具有系统简单，投资省，不易结垢、副产品利用价值相对较高等优势，近些年来在国外得到极为广泛的应用，并有逐步替代钙基脱硫的趋势。下面着重对钙基和镁基脱硫工艺进行比较和评述。二、化学反应机理比较1.湿式钙基脱硫湿式钙基脱硫的脱硫剂可采用石灰石（CaCO3）或石灰（CaO），所以化学反应也因脱硫剂的不同而略有不同。由于石灰石的市场价格低于石灰，所以，湿式钙基脱硫多采用石灰石-石膏法。1）石灰石-

44、石膏法工艺原理是利用含固30%左右的石灰石浆液与含SO2的烟气在吸收塔内相互接触、传质、传热、吸收、氧化生成CaSO4。脱硫产物CaSO4浆液或抛弃或经浓缩脱水后，制成石膏出售。SO2 + H2O H2SO3 吸收 CaCO3 + H2SO3 CaSO3 + CO2 + H2O 中和 CaSO3 + 1/2 O2 CaSO4 氧化 CaSO3 + 1/2 H2O CaSO31/2H2O 结晶 CaSO4 + 2H2O CaSO4 2H2O 结晶2）石灰-石膏法主要工艺原理与石灰石-石膏法相似，只是增加了石灰消化过程。CaO+H2OCa(HO)2消化SO2

45、+H2OH2SO3吸收Ca(HO)2+H2SO3CaSO3+2H2O中和CaSO3+1/2O2CaSO4氧化CaSO3+1/2H2OCaSO31/2H2O结晶CaSO4+2H2OCaSO42H2O结晶3）原则性系统图 2.湿式镁基脱硫以普通工业氧化镁粉（纯度约85%90%）浆液作吸收剂，与烟气反应生成亚硫酸镁，如亚硫酸镁进一步氧化，可生成硫酸镁。MgO+H2OMg(OH)2(悬浮乳液)熟化SO2+H2OH2SO3吸收Mg(OH)2+H2SO3MgSO3+2H2O中和MgSO3+H2SO3Mg(HSO3)2中和生成的亚硫酸镁一部分又作为吸收剂循环使用，同时未使用的另一部分可排放或进一步

46、利用。MgSO3+1/2O2MgSO4(溶解状态)氧化此外，在Mg(OH)2相对SO2不足时则会：MgSO3+SO2+H2OMg(HSO3)2补足Mg(OH)2时Mg(HSO3)2+Mg(OH)22MgSO3+2H2O当副产品亚硫酸镁/硫酸镁采用焙烧方法制成氧化镁和硫酸回收时，则其化学过程如下（焙烧温度控制在850以下，如温度达到1200，氧化镁会被烧结，不能作为脱硫剂使用）：MgSO3MgOSO2MgSO4MgOSO3Mg(HSO3)2MgOH2O2SO2SO21/2O2SO3SO3H2OH2SO4当副产物亚硫酸镁经强制氧化，制成MgSO4·7H2O出售时，其化学过程如下：MgSO

47、31/2O2MgSO4MgSO47H2OMgSO4·7H2O如脱硫副产品采用抛弃法，则由于亚硫酸镁极易氧化成硫酸镁，而硫酸镁又是重要的肥料，所以对环境没有危害。二、主要工艺系统比较1.湿式钙基脱硫石灰石（石灰）/石膏湿法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、公用系统组成。1)烟气系统烟气系统包括烟道、烟气挡板、密封风机和气气加热器（GGH）等关键设备。2)吸收系统吸收系统的主要设备是吸收塔，它是FGD设备的核心装置，系统在塔中完成对SO2、SO3等有害气体的吸收。湿法脱硫吸收塔有多种结构，目前喷淋空塔是石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺中的主导塔型。喷淋空

48、塔主要由喷淋层、喷嘴、氧化空气管、除雾器以及搅拌器组成。3)浆液制备系统浆液制备通常分湿磨制浆与干粉制浆两种方式。浆液制备系统的任务是向吸收系统提供合格的石灰石浆液。通常要求粒度小于325目。4)石膏脱水系统石膏脱水系统包括水力旋流器和真空皮带脱水机等关键设备。真空皮带脱水机将经水力旋流器一级脱水后的石膏浆液进一步脱水至含固率达到90%以上的石膏饼。5)公用系统主要由事故浆箱、区域排水坑、冲洗排放管路、工艺水系统等组成。6)热工控制系统为了保证烟气脱硫效果和烟气脱硫设备的安全经济运行，系统装备了完整的热工测量、自动调节、控制、保护及热工信号报警装置。2.湿式镁法脱硫氧化镁湿法脱硫工艺系统主要有

49、：烟气系统、吸收氧化系统、水镁浆制备系统、脱硫浆液后处理系统、公用系统组成。1)烟气系统主要包括旁路烟道、烟气挡板、烟气加热器（如果需要）等。2)水镁液制备系统如果氧化镁粒径符合脱硫要求，可不经过粉碎直接进入熟化系统，制成浓度为1525%的浆液，然后输送至吸收塔进行脱硫。3)吸收系统吸收塔是二氧化硫的主要吸收场所，塔型主要有喷淋空塔和板式塔。塔底是浆液池（视脱硫产物的处理情况决定是否增加氧化系统），中间是反应层，上面是除雾器。浆液在塔内不断的循环，当达到一定浓度时排到浆液后处理系统中去进一步处理。4)脱硫浆液后处理系统从吸收塔出来的浆液主要是亚硫酸镁和硫酸镁，处理系统视脱硫产物的处理情况的不同

50、而不同。脱硫产物的处理方法主要有：回收氧化镁和制成硫酸、制七水硫酸镁以及抛弃法等。5)热工自控系统为了保证烟气脱硫效果和烟气脱硫设备的安全经济运行，系统装备了完整的热工测量、自动调节、控制、保护及热工信号报警装置。三、系统主要特点比较1.湿式钙基脱硫主要优点：1)技术最成熟，应用最多，技术可靠性好。2)石灰石资源丰富，价格便宜，目前市场售价约为200元/吨左右。3)脱硫效率达9095%。4)对煤种变化、负荷变化的适应性强主要缺点：1)系统结构相对复杂，占地面积大，投资费用较高。2)液气比高达1015L/m3，循环水量大，耗电量较高。3)脱硫副产品为脱硫石膏，品质不及我国富产的矿石膏，随着各大型

51、电厂湿式钙基脱硫装置的不断上马，石膏产量会过剩，若不综合利用，直接抛弃，则会对环境造成二次污染。4)由于脱硫原料及产物溶解度小，易造成设备的结垢、堵塞和磨损。2.湿式镁法脱硫主要优点：1)技术相对成熟。目前，氧化镁脱硫工艺在世界各地都已有非常多的应用业绩，其中在日本已有100多个项目，据说，台湾95%电站采用氧化镁法，另外在美国、德国等地也都有应用，我国部分地区已经有了应用的业绩。2)我国镁资源丰富，目前已探明的氧化镁储藏量约为160亿吨,占全世界的80%左右。主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省。3)工艺系统简单，占地面积较小，投资费用与石灰石/石膏法相比可降低20%左右。4)氧化镁化学反应

52、活性强，脱硫效率达9598%。5)对煤种变化、负荷变化、脱硫率变化等的适应性强。6)运行费用低。氧化镁尽管价格高于石灰石，但耗量少，在同等操作条件下，脱除等量的二氧化硫，消耗的氧化镁约为碳酸钙的40%。同时要达到95%的脱硫效率，镁基脱硫的液气比约5L/Nm3，钙基脱硫达15L/Nm3。由此产生的循环浆液量比、能耗比、循环泵的容量比等均是1:3左右。7)硫酸镁的溶解度较高，脱硫塔内是溶液水循环，不产生沉渣，不易结垢，同时镁基PH值控制在6.06.5之间，比钙基要高，由此，设备的腐蚀问题得到了一定程度的缓解，工艺运行的安全性和可*性也得到了一定提高。8)副产品亚硫酸镁极易氧化硫酸镁，而硫酸镁又十

53、分稳定，是重要的化工产品和化肥，具有较高的经济价值。远可弥补因氧化镁价格高而附加的运行成本。即使对脱硫产物采用抛弃法，也不会对环境造成二次污染。主要缺点：1)85%轻烧氧化镁市场价格约为380元/吨，高于石灰石。2)氧化镁产地主要分布于辽东半岛和山东半岛，所以其供应情况应予以考虑。四、以220t/h锅炉为例对以上两种工艺进行技术经济分析假设燃煤含硫量为1.7%，年运行7000小时，脱硫率90%，电费0.55元/度，人工费4×2万元/人·年，水费1.5元/方，石灰石200元/吨，石灰300元/吨，轻烧氧化镁（纯度约85%）380元/吨。脱硫产石膏销售价40元/吨，硫酸镁采用抛

54、弃法（若回收效益更好）。计算镁基脱硫同钙基脱硫的年运行费用和脱除1公斤SO2的费用。表一技术经济性对比表类型性能石灰石-石膏法石灰-石膏法氧化镁法技术成熟性成熟成熟成熟脱硫效率%909590959098液气比L/NM3151510脱硫剂价格 元/吨200300380（纯度约85%，200目）Ca(Mg)/S1.031.031.03一次性投资（元/KW）250250200运行可*性可*可*更可*循环池状态浆状浆状水溶液状脱硫剂货源分布全国分布全国集中辽宁、山东脱硫产物市场有饱和趋势有饱和趋势广阔注：氧化镁价格为石灰石的2倍左右，氧化镁耗量为石灰石的40%表二：运行费及效益对比表类型氧化镁法石灰石

55、-石膏法石灰-石膏法项目年耗量年费用年耗量年费用(万元）年耗量年费用(万元）(万元）脱硫剂（t）224785.395369107.38274582.35耗电量（KWh）94.33210.98189.48耗水量（m3）30.1822.3720.76人工费（人）484848直接费总计（万元）217.9348.7300.59脱硫副产物（万元）6580t26.326580t26.32削减SO2(吨)309430943094削减1kgSO2费用（元）0.71.130.97少交排污费（万元）371.28371.28371.28经济收益（万元）153.3822.5870.69通过以上对比分析，镁基脱硫的一次

56、投资、运行费均低于石灰石法。如再考虑亚硫酸镁/硫酸镁综合利用收益（按300元/脱1吨SO2），则一年的综合经济效益大约为246万左右。五、结论早期，西方发达国家由于镁资源少，氧化镁需从国外进口，增加了镁基脱硫的成本，同时石膏资源又不丰富，所以一般多采用钙基脱硫工艺，这直接导致了氧化镁脱硫工艺的应用业绩远少于钙基脱硫的事实。但由于镁基脱硫的一些特点，目前各国对镁基脱硫的应用已越来越重视。我国的脱硫项目起步时多采用国外技术，所以也延续了钙基脱硫的国外主流方法。但因为钙基脱硫投资高、能耗大、副产品难以处理，易造成二次污染等缺点，人们也在寻求其它可行的方法。镁基脱硫由于技术相对成熟、投资小、能耗小、副产品经济性好等特点正在逐渐受到人们的重视。对一些大型石化类企业，由于行业特色丰富多彩，对化工原料的综合循环利用水平较高，系统内又有数量繁多、型式各异的大小电厂及工业锅炉，相信只要因地制宜，利用现有设备和工艺技术，有效地处理好脱硫副产品的综合利用工作，镁基脱硫工艺一定会在石化行业得到广泛的应用。常用湿式脱硫工艺的综合比较摘要: 常用湿式脱硫工艺的综合比较随着我国经济飞速的发展，对电力需求也越来越大，据有关资料统计，从20032005年我国发电装机容量发展