一种用于镁法脱硫的亚硫酸镁氧化氢氧化镁活化氧化镁水化装置的制作方法

1.本实用新型属于镁法脱硫固废资源化利用领域，具体涉及一种用于镁法脱硫的亚硫酸镁氧化氢氧化镁活化氧化镁水化装置。


背景技术：

2.随着环保政策以及节能减排战略的实施，燃煤锅炉烟气脱硫显得越来越重要。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。镁法烟气脱硫装置利用镁资源对燃煤锅炉排放烟气中的二氧化硫进行脱除，可实现燃煤锅炉烟气二氧化硫的达标排放。
3.镁法烟气脱硫是将氧化镁粉末与工艺水按一定比例混合配制成氢氧化镁浆液，使其与含有二氧化硫的烟气接触，发生化学反应，生成亚硫酸镁或亚硫酸氢镁，部分亚硫酸镁被空气氧化为硫酸镁的方法。该法脱硫剂为氢氧化镁，是仅次于石灰石的廉价的碱。低ph值、高硫酸根均有利于氢氧化镁的溶解，氢氧化镁溶解越多，颗粒半径越小，越有利于二氧化硫的吸收。然而生成的亚硫酸镁会包覆氢氧化镁，阻止氢氧化镁参与so2的吸收反应，降低了氢氧化镁的吸收效率。同时由于亚硫酸镁的包裹，氢氧化镁分子团不能在反应后脱离分子团，分子团内部的氧化镁不能水化形成氢氧化镁，进一步减少了氢氧化镁的反应量。实际生产过程中，大量氢氧化镁被亚硫酸镁包裹后，被当作固废处理，还造成了资源的浪费。而且镁法脱硫产生的大量副产物亚硫酸镁，由于其直接应用的范围和用量都很有限，很多企业放弃回收亚硫酸镁，将其作为废渣处理或抛弃，不仅使得镁资源大量浪费，还对环境造成二次污染。


技术实现要素：

4.本实用新型针对以上问题的提出，而研究设计一种用于镁法脱硫的亚硫酸镁氧化氢氧化镁活化氧化镁水化装置，来解决传统镁法脱硫时氢氧化镁不能有效利用、亚硫酸镁氧化为硫酸镁效果不理想、氧化镁水化率不足等问题。本实用新型采用的技术手段如下：
5.一种用于镁法脱硫的亚硫酸镁氧化氢氧化镁活化氧化镁水化装置，包括脱硫塔和塔磨机，所述塔磨机上设有浆料入口和溢流口，所述浆料入口和溢流口沿所述塔磨机的底部至顶部依次设置，所述浆料入口和溢流口能与所述脱硫塔连通，所述塔磨机内填充有研磨介质，所述研磨介质的填充高度低于所述溢流口的高度。
6.优选地，所述塔磨机上设有鼓气管道，所述鼓气管道与所述塔磨机的内部相通，所述鼓气管道上设有鼓风机。
7.优选地，所述鼓气管道与所述塔磨机的底部中心连通。
8.优选地，所述塔磨机上沿物料的旋转方向设置有溢流管，所述溢流管与所述塔磨机的横截圆面相切，所述溢流管的一端与所述溢流口连接，所述溢流管的另一端能与所述脱硫塔连接。
9.优选地，所述塔磨机上设有浆料入口管道，所述浆料入口管道的一端与所述浆料入口连接，所述浆料入口管道的另一端能与所述脱硫塔连接，所述浆料入口管道上设有浆料吸入泵。
10.优选地，所述研磨介质为钢球、玻璃球或陶瓷球。
11.与现有技术比较，本实用新型所述的一种用于镁法脱硫的亚硫酸镁氧化氢氧化镁活化氧化镁水化装置的有益效果为：本实用新型提供了一种镁法脱硫辅助装置，通过塔磨机对脱硫塔底部浆料搅拌研磨，去除氢氧化镁吸附剂表面的亚硫酸镁包覆层，缩小吸附剂粒径，缩小亚硫酸镁粒径，提高固液相间传质速率，使得未转化的氧化镁会继续水化为氢氧化镁。并且鼓入空气与研磨中的亚硫酸镁反应，使液体中小气泡数增加，增大气含率，增大塔磨机内气液相间传质速率，进而加速亚硫酸镁向硫酸镁的转化。即通过提高气液固三相传质速率，加速亚硫酸镁氧化为硫酸镁，去除氢氧化镁的亚硫酸镁包覆层，提升氢氧化镁利用率、氧化镁水化率，同时减小了吸附剂粒径，使吸附剂利用率增加明显、固废颗粒含量减少明显。
附图说明
12.图1是本实用新型的结构示意图。
13.图2是本实用新型中溢流管的安装示意图。
14.图3是本实用新型应用的工艺图。
15.图中，1、脱硫塔；2、塔磨机；3、浆料入口；4、溢流口；5、研磨介质；6、鼓气管道；7、鼓风机；8、溢流管；9、浆料入口管道；10、浆料吸入泵。
具体实施方式
16.如图1
‑
3所示，一种用于镁法脱硫的亚硫酸镁氧化氢氧化镁活化氧化镁水化装置，包括利用镁法脱硫的脱硫塔1，还包括塔磨机2。塔磨机2上设有浆料入口3和溢流口4，浆料入口3设置在靠近塔磨机2底部的一端，溢流口4设置在靠近塔磨机2顶部的一端。浆料入口3和溢流口4均通过管道与脱硫塔1连通，其中浆料入口3与脱硫塔1的底部浆料层连通，溢流口4与脱硫塔1内浆料液面以上的部位连通。脱硫塔1的底部浆料内含有未氧化完全的亚硫酸镁、未反应完全的氢氧化镁以及未水化完全的氧化镁，该浆料可由浆料入口3进入塔磨机2内，在塔磨机2内反应充分，之后经由溢流口4返回脱硫塔1内继续参与脱硫反应，提高资源利用率。塔磨机2内填充有提高搅拌效率的研磨介质5，研磨介质5的填充高度低于溢流口4的高度，防止研磨介质5堵塞溢流口4或者影响溢流口4的出料效率。
17.塔磨机2上设有鼓气管道6，鼓气管道6与塔磨机2的内部相通，鼓气管道6上设有鼓风机7。鼓风机7通过鼓气管道6向塔磨机2内鼓入气体，能够增加塔磨机2内气液间的传质速率，加速亚硫酸镁向硫酸镁的转换，提高亚硫酸镁氧化效率。
18.鼓气管道6与塔磨机2的底部中心连通，使得鼓入的气体能够快速到达塔磨机2内的旋转器处，加速气体在塔磨机2内中的分散。
19.塔磨机2上设有溢流管8，溢流管8的一端与溢流口4连接，溢流管8的另一端与脱硫塔1内浆料液面以上的部位连接。如图2所示，溢流管8与塔磨机2的圆截面相切，并且沿塔磨机2内物料的旋转方向(图中箭头方向)设置，便于塔磨机2内反应结束的浆料经由溢流管8
回到脱硫塔1。
20.塔磨机2上设有浆料入口管道9，浆料入口管道9的一端与浆料入口3连接，浆料入口管道9的另一端与脱硫塔1的底部浆料层连接，浆料入口管道9上设有便于转移浆料的浆料吸入泵10。
21.研磨介质5为耐磨的钢球、玻璃球或陶瓷球，材料成本较低、来源广泛，并且能够充分提高搅拌效果。
22.现有的利用镁法脱硫的脱硫塔1内容易沉积大量未反应完全的亚硫酸镁，造成了资源的浪费。而亚硫酸镁经氧化、浓缩结晶后可以得到硫酸镁，硫酸镁可作为常用的镁肥，具有较高的经济价值，是亚硫酸镁回收利用的最佳产品。但亚硫酸镁是一种难溶物质，对亚硫酸镁与水的混合液进行曝气氧化涉及到气、液、固三相的反应。即液相中亚硫酸镁与溶解氧的化学反应，亚硫酸镁由固态进入液态的扩散过程，以及氧气从气态进入液态的吸收过程。因此亚硫酸镁的非催化氧化速率受亚硫酸镁的固液传质速率、空气中氧气的气液传质速率，以及空气中氧气与亚硫酸镁的化学氧化速率即亚硫酸镁的本征氧化速率限定。并且，由三者中最小的一个速率决定。亚硫酸镁氧化不充分的原因实为传质速率不足，氢氧化镁没有完全利用是因为氢氧化镁被亚硫酸镁包裹，氧化镁没有完全水化是因为氢氧化镁无法脱离分子团，因此造成了亚硫酸镁氧化不充分、氧化镁没有完全水化、氢氧化镁活化不完全的问题。
23.本实用新型的工作原理为：通过浆料吸入泵10吸入脱硫塔1底部浆料，由浆料入口3送入塔磨机2内，由塔磨机2内的研磨介质5研磨。在搅拌研磨作用下，去除氢氧化镁吸附剂表面的亚硫酸镁包覆层，缩小吸附剂粒径，缩小亚硫酸镁粒径。由于粒径的不断缩小，固液相间传质速率提高，经过研磨后的浆料在塔磨机2内部分级作用下小粒径吸附剂由溢流口4回到脱硫塔1，大粒径吸附剂继续研磨，未转化的氧化镁会继续水化为氢氧化镁。由鼓风机7送入的空气经鼓气管道6进入塔磨机2内，与研磨中的亚硫酸镁反应，在搅拌作用与研磨介质5的阻挡下，减少了气泡的聚并，同时分割气泡，使液体中小气泡数增加，增大气含率。而气含率直接影响塔磨机2内气液相间传质速率，进而加速亚硫酸镁向硫酸镁的转换。相间传质速率的提升，吸附剂粒径的减小，使吸附剂利用率增加明显、固废颗粒含量减少明显。本实用新型可以加速亚硫酸镁氧化为硫酸镁，去除氢氧化镁的亚硫酸镁包覆层、提升氢氧化镁利用率、氧化镁水化率。
24.以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。