[发明专利]制造硫酸镁的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造硫酸镁的装置与方法，尤其涉及一种氧化镁法脱硫废液塔外利用烟气余热制造硫酸镁的装置与方法。本发明的装置与方法尤其适用于燃煤锅炉、烧结机、球团、回转窑烟气等需要烟气脱硫的领域。

背景技术

采用氧化镁法脱硫工艺且将脱硫废液制备生成硫酸镁副产品，不仅解决了传统钙法脱硫产生的脱硫石膏处理问题，而且还可以通过硫酸镁副产品的销售冲抵部分脱硫装置的运行维护费用，从技术及经济角度都比传统钙法具有较大的市场应用优势。

由于传统的氧化镁法脱硫废液制造硫酸镁技术使用蒸汽作为蒸发、结晶、干燥的介质，所以造成采用脱硫废液制造硫酸镁的方法需要消耗较多的蒸汽，直接增加了脱硫运行费用。例如，CN1733656A公开了一种利用锅炉烟气制取七水硫酸镁肥料的方法，其中，利用硫酸镁在温度超过60℃时溶解度降低的特性对硫酸镁溶液进行浓缩结晶，这种高温结晶方式需要消耗更多的高品质蒸汽，而且会造成晶浆输送管路频繁堵塞，很难实现副产品的连续稳定生产。CN102745726A公开了一种利用脱硫废液生产七水硫酸镁的方法，所采用的结晶方法为“将所得液体送入蒸发器，浓缩后将浆料排出，蒸发温度为100～130℃，排出的浆料进行冷却结晶，温度为30～45℃，获得七水硫酸镁”，这种蒸发、结晶方法需要蒸汽品质较高，如果使用低品位蒸汽则消耗量增加。不论采用上述二种方法的任何一种，生产一吨硫酸镁需要耗费1.2～2吨左右的蒸汽，蒸汽价格以80元/吨计算，一吨硫酸镁的蒸汽消耗成本在96～160元左右。尽管镁法脱硫综合成本比钙法要低，但目前镁法脱硫塔外利用一效、二效或三效蒸发等工艺制造硫酸镁的方式仍然存在浪费蒸汽资源，脱硫运行费用仍然较高。

而塔内利用烟气热能在脱硫过程中同步直接制造硫酸镁的方法，虽然降低了成本，节约了蒸汽资源，但塔内增加了循环沉降槽、积液器等装置，这些装置安装在塔内，增加了运行维护这些设备的难度。另外，塔内直接蒸发浓缩制造硫酸镁生成的最终产品含有部分烟气中的杂质，后期分离有一定难度。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种制造硫酸镁的装置与方法，尤其提供一种氧化镁法脱硫废液塔外利用烟气余热制造硫酸镁的装置与方法。采用本发明的装置与方法，通过在烟道设置换热器进行蒸发浓缩，副产品生产过程中无需消耗蒸汽进行浓缩结晶，能够解决目前镁法脱硫后废液制造硫酸镁消耗蒸汽较多、吨矿生产成本较高和增加脱硫运行费用较多的问题，还能够解决塔内直接制造硫酸镁产品含杂质、系统维护保养难度较大等问题。

本发明提供一种制造硫酸镁的装置，其特征在于，包括：

(1)脱硫塔，其具有烟气进口，包括：

(a)吸收段，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液；

(b)浆液接纳段，用于接纳来自吸收段的含硫酸镁的浆液，并将所述含硫酸镁的浆液的一部分送至吸收段，另一部分经过滤后形成过滤后浆液，并将所述过滤后浆液送至位于脱硫塔外部的热交换设备；

(2)烟道，其与脱硫塔的烟气进口相通，用于提供烟气进入脱硫塔的外部通道；

(3)热交换设备，其位于至少一段烟道的外围，用于烟道内的烟气与热交换设备内的所述过滤后浆液热交换，使所述过滤后浆液在烟气余热作用下蒸发浓缩，形成含硫酸镁晶体的浓缩浆液，并将所述浓缩浆液送至结晶设备；

(4)结晶设备，用于接纳来自热交换设备的所述浓缩浆液，并使所述浓缩浆液中的硫酸镁进一步结晶，形成含硫酸镁晶体的晶浆；

(5)离心设备，用于将来自结晶设备的含硫酸镁晶体的晶浆离心分离，得到母液和含硫酸镁晶体的沉淀，并将所述母液送至浆液接纳段循环利用；

(6)干燥设备，用于干燥来自离心设备的含硫酸镁晶体的沉淀，以形成干燥后的硫酸镁成品。

根据本发明所述的装置，优选地，所述吸收段设有至少两级二氧化硫吸收喷淋层，用于采用氧化镁法脱除烟气中的二氧化硫，并形成含硫酸镁的浆液；所述浆液接纳段的含硫酸镁的浆液的一部分通过循环泵送至吸收段的所述至少两级二氧化硫吸收喷淋层。

根据本发明所述的装置，优选地，所述热交换设备设有烟道式换热器，其材质为合金钢或钛材。

根据本发明所述的装置，优选地，所述烟道式换热器为普通换热器或热管式换热器。

根据本发明所述的装置，优选地，所述烟道式换热器具有换热段与蒸发浓缩段分离的换热结构。

本发明还提供一种利用上述装置制造硫酸镁的方法，其特征在于，包括如下步骤：