烟气镁法脱硫副产品循环利用新工艺
摘要：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、可回收副产品和经济效益高等特点，正越来越受到人们的关注。本文以六合天融（北京）环保科技有限公司的锅炉烟气镁法脱硫工程实例为基础，阐述了镁法脱硫循环利用工艺，研究了镁法脱硫技术副产品工艺的特点和其优势所在，同时提供了目前国内最大机组镁法脱硫的工程案例和相应数据，为镁法脱硫工程的建设、循环经济建设和脱硫副产品工艺研究提供了理论和实践基础。
关键词：湿式镁法烟气脱硫 副产品回收利用 循环经济
1. 前言
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。随着工业持续快速地发展，我国因SO2排放造成的环境污染问题日益突出，西南、华南等地出现大面积的酸雨，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。
火电厂烟气脱硫方法多种多样，其中湿法烟气脱硫技术具有较高的脱硫效率，国际上已在火电厂中得到普遍应用。烟气脱硫技术按吸收剂的不同分为钙法脱硫、镁法脱硫和氨法脱硫等；已在实践中成熟可靠的湿法烟气脱硫技术主要包括湿式石灰石/石膏法、湿式镁法等。这些方法各有特色，均可获得90%以上的脱硫效率。
2. 最大机组镁法脱硫的工程案例和相应数据
山东滨化热力有限责任公司位于山东省滨州市东郊，隶属于山东滨化集团，其2×240t/h锅炉烟气脱硫工程由六合天融（北京）环保科技有限公司和韩国 Seoul Sharp公司联合总承包，合同范围为引风机出口至烟囱入口脱硫界区内的所有设计、施工、安装、调试及性能验收。
该工程是目前中国最大的镁法烟气脱硫项目，于2004年签订合同，采用先进的湿式镁法脱硫技术，两炉一塔设计，应用基含硫量2.2%，来源为新泰韩庄煤矿及河北、山西等煤矿。年总耗煤量约为59.2～64万吨，满负荷烟气量约为600000Nm3/h。目前该工程已经与2005年顺利通过验收，投产运行。
3. 镁法脱硫工艺流程
整个烟气脱硫系统主要分为六个子系统：吸收剂制备系统，烟气系统，SO2吸收系统，工艺水系统，电气仪表控制系统，副产品回收系统。
3.1氢氧化镁浆液制备系统
将氧化镁粉末运到氧化镁仓库储藏，使用时投入到稀释罐，稀释后的浆液泵到熟成罐进行熟化，同时用工艺水将其调整为一定浓度后输送到设置有搅拌装置的浆液储藏罐。根据烟气中二氧化硫浓度变化、脱硫指标及氧化池和集水池的pH变化，自动调节吸收剂注入量，通过浆液输送泵输送到集水池和氧化池。
3.2 烟气系统
从引风机后端引入的烟气，在脱硫设备的文丘里塔中进行预处理后进入吸收塔。脱硫设备入口烟道设置两个双百叶挡板门，有效适应各个锅炉的启动。从脱硫设备排出的烟气通过烟囱排放。在引风机出口烟道上设置旁路双百叶挡板门，当锅炉启动和烟气脱硫装置发生故障，脱硫设备停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放。
3.3 SO2吸收系统
高温烟气向下流入到文丘里塔进行降温、除尘等预处理，与同方向喷淋的水在小面积内气/液充分接触反应。烟气再进入吸收塔，与喷淋出的浆液充分反应，吸收烟气中的二氧化硫，脱硫废水进入集水池。氧化风机向集水池强制送风，在进行氧化的同时，使吸收剂充分混合，防止固体物质沉积。循环泵将集水池中的脱硫浆液打入吸收塔进行喷淋，脱硫浆液回流入集水池。电除雾器进一步去除剩余的水分、二氧化硫、微细粉尘、少量HCl和HF、SO3等其它有害物质。
3.4 工艺水系统
工艺水的用途：
蒸发用水；
吸收剂制备用水；
设备及管路冲洗水；
其他补充用水。
3.5电气仪表控制系统
脱硫控制系统采用DCS系统，并上传至电厂中控室。整个系统实现完全自动控制。
3.6副产品回收系统
我公司的副产品回收工艺按回收的副产品分为七水硫酸镁回收工艺和亚硫酸镁副产品工艺。每种工艺又可按业主现场情况的不同，因地制宜地选择不同的成熟工艺制得副产品。
3.6.1七水硫酸镁回收工艺流程
脱硫后产生的混合液经氧化池曝气增加混合液中硫酸镁的含量。再进入沉淀池，在沉淀池前端加入少量絮凝剂，以增进沉淀效率，减少混合液中的悬浮物(氢氧化镁、亚硫酸镁、氧化镁和杂质)，去除杂质。之后经过蒸发使得溶液得到浓缩，经保温过滤后进行冷却结晶，得到七水硫酸镁，后继的干燥系统可以得到纯度99%的七水硫酸镁，给电厂带来可观的经济效益。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。
3.6.2亚硫酸镁副产品工艺
循环浆液在经一定时间运行后会含有亚硫酸镁和硫酸镁，泵入脱硫废液供给系统后，经离心机浓缩可以得到一定含固量的亚硫酸镁混合物，含硫酸镁的清液返回到脱硫系统中，之后再经干燥可以得到少量水份的亚硫酸镁粉体。将亚硫酸镁粉体进行煅烧，产出氧化镁和二氧化硫气体。氧化镁可以作为脱硫吸收剂回用到脱硫系统中，节省原料的消耗和成本。二氧化硫气体可以富集制酸。整套工艺可靠性高，不产生废料，通过先进的循环工艺可以得到可观的经济效益，是我国循环经济发展的新亮点。
4.工程建设和项目管理
根据滨化项目的特点，充分利用我公司的项目管理和人力资源优势，组建了由中外方人员共同参加的高效、团结的项目经理部，遵循公司的项目管理制度，采用矩阵式组织结构对项目进行计划、组织、协调与控制。
项目经理部制定了严格的工程质量、技术、成本、进度、安全等目标，完善了分包管理制度、绩效考核制度等各项管理制度，工程实施过程中，采用Project项目管理软件进行计划与控制管理，合理配置人、机、料、法、环等各种资源。施工过程中克服了进口设备延迟交货造成的交叉施工等不利因素，整个安装工程于2005年9月全部完成，并顺利进入调试阶段。2005年底，脱硫系统顺利通过性能验收，系统运行稳定可靠，各项性能指标达到和超出合同和技术协议的要求，SO2脱除率最高可达99.6%，平均为99.3％，FGD出口SO2浓度平均值为19.2mg/Nm3，粉尘浓度＜20mg/Nm3。
5.脱硫工艺对比及本公司技术特点
与石灰石-石膏法烟气脱硫工艺相比，湿式镁法烟气脱硫工艺有以下特点：
（1）氧化镁是碳酸镁煅烧后的产物，价格相对低廉，用氧化镁制成的产物是仅次于石灰的廉价碱；
（2）氢氧化镁比碳酸钙与二氧化硫反应速度快，吸收率较高；
（3）氧化镁法脱硫工艺的系统(包括吸收
塔、循环浆量、工艺系统等)比石灰石/石膏法规模小，吸收剂用量少，设备占地面积小，投资费用相对较低；
（4）镁法脱硫工艺具有运行稳定可靠，不易堵塞的特点；
（5）在抛弃法中，其废水主要含MgSO3和MgSO4，经处理后可排放。若采用回收法，副产品可回收利用，产生可观的经济效益。
六合天融（北京）环保科技有限公司籍自己多年针对国内各种类型锅炉烟道工况的深入调研，并结合国际脱硫设备方面的先进经验，与国外具有丰富经验的镁法脱硫公司合作，推出针对国内工况设计的尖端脱硫设备，有效解决了国内急需的大型脱硫设备供应问题，该设备与传统设备相比具有以下优点：
(1)脱硫主体设备投资费用减少10%以上；
(2)脱硫剂资源丰富、耗量低；
(3)运行费用低，脱除单位重量SO2费用低；
(4)不产生二次污染，脱硫副产品实现循环使用或生成高效益肥料；
(5)脱硫效率高于95%；
(6)系统占地面积小；
(7)适用性强，适用范围大；
(8)优化了PH值、液/气比、镁/硫比、氧化空气量、浆液浓度、烟气流速等性能参数，保证FGD系统连续、稳定、经济运行。
6.结语
随着国家相应环保政策的出台，对火电厂烟气治理的要求日益严格，随之而来的是多种多样的脱硫工艺。镁法脱硫技术以其投资小、运行费用低、环保效益好、可回收副产品和产生一定的经济效益等特点，正越来越受到人们的关注，也将占据越来越大的脱硫市场。在国家大力倡导循环经济的今天，只有做到真正的副产品综合循环利用，才能真正的做到保护和关爱环境，从而为国家的可持续发展作出环保人的贡献。
参考文献：
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[5]Process for Desulphurisation of a Sulphur Dioxide-containing Gas Steam.EUROPEAN PATENT APPLICATION.Application number:89107811.5
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