[发明专利]一种适用于亚硫酸镁快速氧化生成硫酸镁的处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及配合催化剂的使用，提升氧化效果的废水资源化技术，具体地说，是适用于将湿式镁法脱硫副产物亚硫酸镁快速催化氧化生成硫酸镁的工艺。应用于环保循环经济领域。

背景技术

湿式镁法脱硫的过程中会产生大量含有亚硫酸镁的混合态浆液，将浆液直接废弃或固液分离后废弃，均会产生大量污染物，造成二次污染，并且废弃脱硫产物会损失大量的硫元素与镁元素，而常规的末端治理技术具有难有效沉降与运行费用高的问题。如采用有效工艺将其进行回收，并加以处理，使脱硫产物中的亚硫酸镁转化为硫酸镁，则可产生较高的经济价值，同时降低了末端处理的运行成本。因此对于镁法脱硫产物亚硫酸镁的氧化处理具有较大的意义。使用传统的氧化工艺来氧化亚硫酸镁，不仅氧化不充分，而且氧化速率低，具有运行费用高，工艺效率低的问题。通过发明适合的催化剂和高效的氧化工艺，以提高亚硫酸镁的氧化效率，进而实现减小设备体积，加快反应速度，提高氧化后浆液品质，生产工业级七水硫酸镁的目的。

中国专利CN1565709A公开了一种烟气的脱硫产物的催化氧化工艺，在脱硫吸收液中加入适量可溶盐类催化剂后直接能够达到国家排放水的标准，此方法应用在脱硫吸收系统中，而在脱硫系统排出液体系中并不适用，主要是两种体系的PH值、反应供氧比例和反应条件不同。用此工艺治理可降低浆液中溶解亚硫酸盐的含量，但不能降低微溶性盐亚硫酸镁的含量，且无法回收利用生产硫酸镁。中国专利CN101244360A公开了亚硫酸钙的催化氧化工艺，是在脱硫浆液中加入可溶性亚铁盐、锰盐催化剂，促进了烟气中二氧化硫的吸收，降低系统结垢的可能性，但不能充分将亚硫酸盐氧化，也不适用于亚硫酸镁的催化氧化。

发明内容

本发明的目的在于针对镁法脱硫浆液的特点，提出一种适用于亚硫酸镁快速氧化成硫酸镁的处理工艺，既能快速、充分氧化亚硫酸镁，使其由微溶性固体转化为可溶性硫酸镁，解决脱硫副产物的排放问题，又能够生产合格硫酸镁溶液，产生较好的经济效益。

本发明的技术方案是如下实现的，一种适用于亚硫酸镁快速氧化生成硫酸镁的处理装置，包括催化剂供给罐、供氧装置、高效氧化器、凝聚剂供给装置、助凝剂供给装置、凝聚反应器、净化器、缓冲箱、蒸发浓缩系统，其工艺步骤包括氧化、凝聚、净化、蒸发浓缩，具体技术特征如下：

(1)将脱硫后温度50摄氏度、固体浓度15-20％的亚硫酸镁浆液打入高效氧化器中，在高效氧化器中加入0.001-0.003mol/L的催化剂，同时引入氧气，氧化1小时后，脱硫浆液中的亚硫酸镁固体基本完全氧化，成为含有亚硫酸镁、硫酸镁和其它杂质的混合浆液；

(2)送入凝聚反应器，加入凝聚剂及助凝剂，凝聚反应器设置有搅拌器，使得未氧化的亚硫酸镁和脱硫浆液中的二氧化硅等不易沉降的杂质凝聚成更易沉降的大颗粒固体；

(3)进入净化器中进行两相分离，去除溶液中的固体杂质，如未氧化亚硫酸镁和二氧化硅；净化器上层清液溢流至缓冲箱中，作为进一步生产七水硫酸镁的原液；

(4)缓冲箱中溶液通过蒸发浓缩系统的蒸发结晶反应，产出七水硫酸镁。

如上所述的高效氧化器，为半封闭容器，上部设有催化剂添加口，物料排出口，顶部其余位置设有盖板，内部设置有多功能筛板和供氧装置，多功能筛板即可以防止浆液中固体沉积在曝气微孔上，避免供氧微孔堵塞，还可以将含氧气泡进行有效破碎，提高氧化，同时还能够有效避免氧化器底部形成死区，沉淀结垢。

如上所述的高效氧化器中加入的催化剂为钴盐、铝盐、及铜盐的复配化合物，加入催化剂的总量为0.001-0.003mol/L。

如上所述的凝聚反应器，为半封闭容器，设有竖向搅拌器，凝聚剂为1-2‰氯化铁，助凝剂为1-2‰聚丙烯酰胺。

如上所述的净化器，为封闭容器，氧化后的浆液通过上部的进水口进入布水器，布水器为竖向布置，布水器出水口距离净化器底部600mm，浆液在净化器中通过沉降进行两相分离。净化后的溶液通过净化器顶部的溢流堰溢流至缓冲箱。

如上所述的缓冲箱，为常规封闭容器，储存溶液供蒸发浓缩系统使用。

如上所述的蒸发浓缩系统由三效蒸发器、冷却结晶器、离心机和包装机等常规设备组成。

催化剂可重复利用，且大部分均存在净化器底部的浓浆中，净化器中澄清的底流返回至高效氧化器中。