镁法脱硫系统说明

察哈尔右旗前旗热力公司

12W m3/h烟气镁法脱硫系统

使用说明

一、镁法脱硫技术的特点

氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有非常多的应用业绩，其中在日本已经应用了100多个项目，台湾的电站95%是用氧化镁法，另外在美国、德国等地都已经应用，并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。

氧化镁脱硫技术在脱硫行业内优势突出，该工艺成熟，投资少，结构简单，安全性能好，并且能够减少二次污染，脱硫剂循环利用，降低了脱硫成本，能够带来一定的经济效益。相对于钙法脱硫而言，避免了简易湿法存在着的一系列的问题，比如管路堵塞、烟温过低、烟气带水和存在二次水污染等等；同时与较为完整的石灰石/石膏法，占地面积小，运行费用低，投资额大幅减小，综合经济效益得到很大的提高

1、脱硫效率高

在化学反应活性方面氧化镁要远远大于钙基脱硫剂，并且由于氧化镁的分子量较碳酸钙和氧化钙都比较小。因此其它条件相同的情况下氧化镁的脱硫效率要高于钙法的脱硫效率。一般情况下氧化镁的脱硫效率可达到95~98%以上，而石灰石/石膏法的脱硫效率仅达到90~95%左右。

2、投资费用少

由于氧化镁作为脱硫本身有其独特的优越性，因此在吸收塔的结构设计、循环浆液量的大小、系统的整体规模、设备的功率都可以相应较小，这样一来，整个脱硫系统的投资费用可以降低20%以上。

3、运行费用低

决定脱硫系统运行费用的主要因素是脱硫剂的消耗费用和水电汽的消耗费用。氧化镁的价格比氧化钙的价格高一些，但是脱除同样的SO2氧化镁的用量是碳酸钙的40%；水电汽等动力消耗方面，液气比是一个十分重要的因素，它直接关系到整个系统的脱硫效率以及系统的运行费用。对石灰石石膏系统而言，液气比一般都在15L/m3以上，而氧化镁在5L/m3以下，这样氧化镁法脱硫工艺就能节省很大一部分费用。同时氧化镁法副产物的出售又能抵消很大一部分费用。

4、运行可靠

镁法脱硫相对于钙法的最大优势是系统不会发生设备结垢堵塞问题，能保证整个脱硫系统能够安全有效的运行，同时镁法PH值控制在6.0~6.5之间，在这种条件下设备腐蚀问题也得到了一定程度的解决。总的来说，镁法脱硫在实际工程中的安全性能拥有非常有力的保证。

5、综合效益高

由于镁法脱硫的反应产物是亚硫酸镁和硫酸镁，综合利用价值很高。镁法的副产品可以制硫酸和制七水硫酸镁两种。一方面也可以直接煅烧生成纯度较高二氧化硫气体来制硫酸，另一方面我们可以把副产物进行强制氧化全部生成硫酸镁，然后再经过浓缩、提纯生成七水硫酸镁进行出售。

6、无二次污染

常见的湿法脱硫工艺里面，不可避免的存在着二次污染的问题。对于氧化镁脱硫技术而言，对于后续处理较为完善，对SO2进行再生，解决了二次污染的问题。

二、镁法脱硫的基本原理

采用氧化镁作为脱硫吸收剂，将氧化镁通过浆液制备系统制成氢氧化镁，在脱硫吸收塔内与烟气充分接触，烟气中的二氧化硫与浆液中的氢氧化镁进行化学反应生成亚硫酸镁，脱除燃煤烟气中的SO2、SO3、HCl、HF等酸性物质，净化燃煤烟气。

三、镁法脱硫工艺流程

1、预除尘部分：从锅炉出来的烟气烟温大都在140℃以上，里面含有大量的二氧化碳、灰尘和二氧化硫，同时也包括氢氟酸、氢氯酸和三氧化硫等酸性气体。烟气首先进入除尘系统，通过静电除尘器或者布袋除尘器将99%以上的灰尘收集下来避免因为尘粒而堵塞喷头降低脱硫效率。

2、旁路部分：为了保证在脱硫塔内设备检修时不影响锅炉的正常运行，原排放系统烟道中增加一道可升降的闸门。通过闸门可以控制烟气的走向，用于保护脱硫系统，同时也不会对锅炉的运行产生任何不利的影响。

3、关键脱硫部分：经除尘后的烟气从脱硫塔底部进入脱硫反应塔，在脱硫塔烟气入口处设有喷水降温的装置，将烟气的温度降到比较适于SO2发生化学反应，在烟气进口上方装有一层旋流板，目的是减缓烟气流速增加反应时间以及达到烟气在塔内均匀分布的效果。在旋流板的上面有三层喷头不断的喷淋脱硫剂浆液，与从下而上的烟气进行逆向接触，充分的进行反应。这个阶段化学反应如下：

吸收反应：SO2+ H2O→H2SO3

中和反应：Mg(OH)2+ H2SO3→MgSO3+2H2O；MgSO3+ H2SO3→Mg(HSO3)2

特殊设计的多层喷咀组,保证脱硫剂在烟气流中的剧烈气液逆流接触,充分传质,传热反应,确保脱硫效率高于90%。

4、除雾与清洗：经洗涤后的烟气湿度比较大，需要对它进行脱水处理，一般是在吸收塔内喷淋层的上方安装两层除雾器。同时在除雾器的上面又安装了清水冲洗系统以便及时处理运行一段时间后除雾器上面的积灰，同时还作为脱硫循环水的补充用水。冲洗周期根据烟气特征和吸收剂确定，本系统冲洗频率为1日1-2次为宜。

5、烟气排放：从脱硫塔内出来的烟气温度一般在55~60℃左右，并且烟气中仍含有少许水分，一般要通过加热或换热方式将烟气温度提高后再进行排放，烟气升温的目的是为了降低烟气的含水率，利于从烟囱排出的烟气能够尽快扩散，避免烟囱的腐蚀。

浆液制备部分：外购氧化镁粒径如果符合脱硫要求，可以直接投入消化装置制成浓度在15%的浆液，本系统单只药箱有效容积3m2。药箱一备一用。

这个阶段化学反应为：MgO+H2O→Mg(OH)2。

浆液在搅拌器的作用下混合均匀后通过浆液输送泵（螺杆泵）送至吸收塔内，完成脱硫目的。因氧化镁粉不纯，并且氢氧化镁溶解度很低，就使得熟化后的浆液非常易于沉积，加药的同时适当予以搅拌避免管线与吸收塔底部产生沉淀。

6、强制氧化部分浆液在吸收塔内与二氧化硫反应后变成亚硫酸镁，由曝气鼓风机向池内强制提供大量压缩空气，使微溶于水的MgSO3氧化成易溶于水MgSO4。这个阶段化学反应为：MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4。

附脱硫塔喷淋层喷咀图：本系统采用的碳化硅涡流喷咀，在国内电厂吸收塔脱硫中广泛使用，具有雾化均匀,不易结垢、堵塞、耐磨性极好，使用寿命长的特点。

喷头喷水效果图：