[发明专利]一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置及方法

说明书

本发明涉及化工技术领域，公开了一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置，该工艺装置包括通过管道依次连接的制浆装置、氧化装置、蒸发装置、结晶装置以及收集装置，所述氧化装置内散装有颗粒型催化剂，催化剂在反应溶液中呈自由悬浮状态，氧化装置外侧设置有连通其底部和侧部的回流装置，用于对氧化装置内的反应溶液起到搅拌作用。本发明的工艺装置设计合理，各装置相互串联，能高效地将亚硫酸镁催化氧化生成硫酸镁，并通过蒸发浓缩和冷却结晶最终制得七水硫酸镁，运行效率高、耗能低；本发明提供的用于亚硫酸镁的催化氧化工艺方法简单易行，反应条件温和，耗能低，反应周期短，运行成本低，适合推广应用。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，更具体地，涉及一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置及方法。

背景技术

我国的燃煤锅炉吨位目前属世界最大，随着各地环保政策日趋严格以及节能减排战略的实施，锅炉烟气脱硫也显得越来越重要。在当前主流的烟气脱硫工艺中，氧化镁湿法烟气脱硫工艺因具有脱硫效率高、操作简单、不易结垢、运行维护费用低等优点，被大力推广使用。近年来，国内建设了为数众多的镁法烟气脱硫装置，这些装置利用我国丰富的镁资源对燃煤锅炉排放烟气中的二氧化硫进行脱除，实现了燃煤锅炉烟气二氧化硫的达标排放。

然而，镁法脱硫会产生大量的副产物-亚硫酸镁(MgSO₃)，亚硫酸镁直接应用的范围和用量都很有限，因此很多企业直接放弃回收亚硫酸镁，将其作为废渣处理或抛弃，不仅使镁资源大量浪费，而且也对环境造成二次污染。

实际上，亚硫酸镁氧化生成的硫酸镁经浓缩结晶后可以得到七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)，作为国内常用的镁肥，七水硫酸镁具有较高的经济价值，因此是亚硫酸镁回收利用的最佳产品，有利于提高回收价值。但传统工艺中的亚硫酸镁回收技术主要采用非催化强制氧化和提浓结晶的方法将亚硫酸镁氧化成硫酸镁，由于氧化速率较低，导致装置体积大、占地面积大、运行能耗高以及不能连续生产、回收成本高等问题。

因此，提出一种解决上述问题的用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置及方法实为必要。

发明内容

本发明所提供的一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置及方法，主要用于解决当前的锅炉烟气脱硫副产物-亚硫酸镁回收利用时存在的氧化速率低、装置体积大、运行能耗高以及不能连续生产、运行成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于亚硫酸镁的催化氧化工艺装置，该工艺装置包括通过管道依次连接的：

制浆装置，用于将亚硫酸镁原料加水制成亚硫酸镁浆液；

氧化装置，位于制浆装置下游，氧化装置与制浆装置之间设有相互连通的浆液输送管，浆液输送管上设置有浆液输送泵，氧化装置的外侧设有气体输送管，气体输送管用于为装置内提供氧化反应所需氧化空气，亚硫酸镁浆液经浆液输送管送入氧化装置中进行氧化反应，生成硫酸镁溶液；

蒸发装置，位于氧化装置下游，蒸发装置与氧化装置之间设有相互连通的溶液输送管，溶液输送管上设置有溶液输送泵，蒸发装置对来自氧化装置的硫酸镁溶液进行蒸发浓缩，形成硫酸镁浓缩液；

结晶装置，位于蒸发装置下游，结晶装置与蒸发装置设有相互连通的浓缩液输送管，浓缩液输送管上设置有浓缩液输送泵，结晶装置对来自蒸发装置的硫酸镁浓缩液进行冷却结晶，形成结晶混合物；

收集装置，位于结晶装置下游，收集装置对来自结晶装置的结晶混合物进行过滤分离，得到七水硫酸镁晶体，分离所得滤液送回蒸发装置重新蒸发浓缩；

所述氧化装置内散装有颗粒型催化剂，催化剂在装置内的反应溶液中呈自由悬浮状态，用于提高氧化反应速率；