一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于硫酸镁的制备方法，具体涉及一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶 凝材料原料的方法。
【背景技术】
[0002] 烟气脱硫技术是控制二氧化硫排放量的主要手段之一，目前，国内脱硫技术主要 以石灰石/石膏为主，副产物为CaS04 *2H20 (石膏），大部分地区脱硫石膏无法处理，直接抛 弃形成二次污染。部分地区能够销售但由于所产石膏品质差，价格低廉，导致运行成本高。 且需要排放废水，固废等污染物，存在二次污染问题。
[0003] 中国是一个硫磺矿匮乏国家，每年进口大量硫磺矿资源，来制备硫酸镁及硫酸镁 产品，传统MgS04 ? 7H20制备工艺，用1^04与MgO反应，生产MgSO4 ? 7H20。此方法消耗大量 H2S04&Mg0,生产成本较高。我国能源结构以煤炭为主，煤炭又为高S煤，排放导致环境污 染，国家在治理S02排放上投入巨大资金。采用以MgO为脱硫剂的脱硫方法称为氧化镁湿法 脱硫技术，该技术脱硫效率高，副产物为MgS04 ? 7H20。MgS04 ? 7H20附加值高、运用广泛。但 由于技术等问题，脱硫废液提取的七水硫酸镁为农业级，品质差难以销售。本专利中提及的 胶凝材料为硫氧镁水泥，该水泥的主要原料为氧化镁加七水硫酸镁及粉煤灰等填充物。采 用此发明生产出的脱硫副产物不用担心品质差等问题；真正做到连续化稳定生产。
[0004] 目前国内在氧化镁烟气脱硫回收脱硫废液技术，主要回收七水硫酸镁，通常采用 三效蒸发技术提取脱硫副产物中的硫酸镁。该技术均存在投资大、能耗高、回收成本高、产 品质量差，产量不足，回收硫酸镁越多，亏损越大，导致氧化镁脱硫企业目前普遍将脱硫产 物氧化处理后外排，既抛弃法，造成二次污染。
[0005] 此外，还有以中国专利申请号200810180890. 3为代表的硫酸氧化加酸碱中和法 回收硫酸镁和二氧化硫。该专利提供了一种脱硫后生成的亚硫酸镁通过加入硫酸，制备液 态so2，吸收塔浆液为亚硫酸镁晶体，对设备磨损严重，影响脱硫系统稳定运行；然后输送到 中和池，加入由氧化镁制备好的中和液，调节PH值，再经除渣，固液分离，结晶制成七水硫 酸镁。这种工艺实现了脱硫废液不需要蒸发而直接回收七水硫酸镁及液态S02该相对减低 了能耗，但存在以下缺点与不足：
[0006] 第一、亚硫酸镁晶体对设备及管道磨损非常严重，影响脱硫系统稳定运行。六合天 融公司在魏桥创业集团电厂项目采用工艺，导致脱硫系统磨损严重无法运行。
[0007] 第二、烟气中so2与氢氧化镁反应生成大量亚硫酸镁，亚硫酸镁通过真空皮带机过 滤脱水，脱水过程中少量亚硫酸镁氧化为硫酸镁在真空盒内结晶，堵塞真空盒及真空泵，系 统无法连续运行；大量亚硫酸镁堆放污染地下水；亚硫酸镁运输增加成本。
[0008] 第三、亚硫酸镁与硫酸反应生成502气体收集困难。
[0009] 第四、该工艺未解决脱硫固体废弃物问题。
[0010] 当前环境污染愈发严重，各项排放指标要求做到近零排放，循环经济成为一个发 展趋势。由此可见，采用氧化镁脱硫新技术彻底回收脱硫废液、废渣，真正做到零排放，并实 现低成本、连续、高效、高品、稳定生产，成为氧化镁脱硫技术当前的一个重要课题。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制 备胶凝材料原料的方法，该方法响应国家环保要求，真正做到零排放，零污染，循环经济；同 时提高了脱硫效率，节约了能源，降低了脱硫废液废渣回收成本，解决了脱硫设备磨损腐蚀 问题。
[0012] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
[0013] 一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法，包含以下步骤：脱硫及 氧化、中和及增浓、结晶、稠厚、固液分离、干燥；其中所述脱硫采用的是高效喷雾技术。
[0014] 进一步，所述的一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法，具体包 括以下步骤：
[0015] 步骤一、脱硫及氧化：烟气进入脱硫塔，与经高效雾化后的脱硫剂氢氧化镁溶液充 分反应，生硫酸镁和亚硫酸镁，浆液PH值为6-7,除去二氧化硫后的净烟气经烟筒排放，脱 硫废液废渣排入混配池；
[0016] 步骤二、中和及增浓：向脱硫废液废渣中加入废硫酸，于65~75°C下将废液废渣 中未完全反应的Mg(OH)2充分反应生成硫酸镁后，将浆液输送至反应罐，检测pH值小于等 于5,然后加入氧化镁调pH值至5~6,于65-70°C保温反应30min，得硫酸镁饱和溶液；
[0017]步骤三、结晶：将硫酸镁饱和溶液迅速降温至35~38°C，析出硫酸镁晶体；
[0018] 步骤四、稠厚：将含硫酸镁晶体的溶液输送至稠厚器进行稠厚；
[0019] 步骤五、固液分离：将稠厚后的料液通过离心进行固液分离，母液回送至所述混配 池中进行循环利用，固体输送至干燥系统；
[0020] 步骤六、干燥：将步骤六所得固体于50~55°C下干燥，即得胶凝材料原料。
[0021] 更进一步，所述步骤一中还包括采用强氧悬浮系统将亚硫酸镁强制氧化为硫酸 镁。
[0022] 更进一步，所述步骤一中脱硫废液废渣排入混配池时的浆液密度为1250mg/m3。
[0023] 更进一步，所述步骤二中和及增浓中在加入废硫酸的同时通入含氧空气，使少量 的亚硫酸镁氧化为硫酸镁。
[0024] 更进一步，所述步骤二中和及增浓中所述加入废硫酸的量由废硫酸中SO广的含 量以及脱硫废液中SO广的含量而定，加入的SO广的量为脱硫废液中硫酸镁达到饱和所需 S042_的量减去脱硫废液中存在的SO广的量。
[0025] 更进一步，所述步骤三中所述冷却水循环系统采用的是Oslo冷却结晶器。
[0026] 更进一步，所述混配池的材质为钢筋混凝土加玻璃鳞片；所述反应罐的材质为碳 钢加玻璃鳞片。
[0027]本发明的脱硫及氧化过程化学反应如下：
[0028]
【主权项】
1. 一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法，其特征在于，包含以下步 骤：脱硫及氧化、中和及增浓、结晶、稠厚、固液分离、干燥：其中所述脱硫采用的是高效喷 雾技术。
2. 根据权利要求1所述的一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法， 其特征在于，具体包括以下步骤： 步骤一、脱硫及氧化：烟气进入脱硫塔，与经高效雾化后的脱硫剂氢氧化镁溶液充分反 应，生硫酸镁和亚硫酸镁，浆液PH值为6-7,除去二氧化硫后的净烟气经烟筒排放，脱硫废 液废渣排入混配池； 步骤二、中和及增浓：向脱硫废液废渣中加入废硫酸，于65~75°C下将废液废渣中未 完全反应的Mg(OH) 2充分反应生成硫酸镁后，将浆液输送至反应罐，检测pH值小于等于5， 然后加入氧化镁调pH值至5~6,于65-70°C保温反应30min，得硫酸镁饱和溶液； 步骤三、结晶：将硫酸镁饱和溶液迅速降温至35~38°C，析出硫酸镁晶体； 步骤四、稠厚：将含硫酸镁晶体的溶液输送至稠厚器进行稠厚； 步骤五、固液分离：将稠厚后的料液通过离心进行固液分离，母液回送至所述混配池中 进行循环利用，固体输送至干燥系统； 步骤六、干燥：将步骤六所得固体于50~55°C下干燥，即得胶凝材料原料。
3. 根据权利要求2所述的一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法， 其特征在于，所述步骤一中还包括采用强氧悬浮系统将亚硫酸镁强制氧化为硫酸镁。
4. 根据权利要求2所述的一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法， 其特征在于，所述步骤一中脱硫废液废渣排入混配池时的浆液密度为1250mg/m3。
5. 根据权利要求2所述的一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法， 其特征在于，步骤二中和及增浓中在加入废硫酸的同时通入含氧空气，使少量的亚硫酸镁 氧化为硫酸镁。
6. 根据权利要求2所述的一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法， 其特征在于，步骤二中和及增浓中所述加入废硫酸的量由废硫酸中SO广的含量以及脱硫废 液中SO广的含量而定，加入的SO广的量为脱硫废液中硫酸镁达到饱和所需SO广的量减去 脱硫废液中存在的SO广的量。
7. 根据权利要求2所述的一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法， 其特征在于，步骤三中所述冷却水循环系统采用的是Oslo冷却结晶器。
8. 根据权利要求2所述的一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法， 其特征在于，所述混配池的材质为钢筋混凝土加玻璃鳞片；所述反应罐的材质为碳钢加玻 璃鳞片。
【专利摘要】本发明涉及一种利用氧化镁脱硫废液、废渣制备胶凝材料原料的方法，其包括以下步骤：采用高效喷雾技术使烟气中的二氧化硫、氧气与氢氧化镁溶液充分接触并氧化成硫酸镁，然后加入废硫酸中和未完全反应的氢氧化镁溶液转化为硫酸镁，之后加入氧化镁调pH至5～6，过量的废硫酸与氧化镁反应生成硫酸镁，以增加废液废渣中硫酸镁的浓度，使之达到饱和，然后将硫酸镁饱和溶液进行结晶、稠厚、固液分离，干燥即得终产品，离心后的上清液回输至混配池循环使用。本发明将脱硫废液废渣与胶凝材料完美结合，废液废渣的回收成本低、连续、高效、高品、稳定，真正做到零排放，零污染，循环经济，更适用于工业化生产。
【IPC分类】C01F5-40
【公开号】CN104843749
【申请号】CN201510257115
【发明人】金小弟, 刘小龙
【申请人】金小弟
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月19日