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镁法脱硫产物亚硫酸镁的氧化实验研究与装置设计

周杰宇  
【摘要】:氧化镁脱硫工艺是一种使用氧化镁作为脱硫剂,吸收二氧化硫生成含水亚硫酸镁和少量的硫酸镁浆液的湿法脱硫技术。与钙法脱硫技术相比,镁法脱硫技术因其装置小型化,建设费用低,占地面积小,运行费用低等优势而多被用于中小型火电厂和工业锅炉的烟气脱硫。而其中,回收镁法脱硫技术由于其对副产物实现回收,提高经济效益而备受关注。本文针对回收法镁法脱硫工艺中的关键技术——对副产物亚硫酸镁的回收进行考察,研究亚硫酸镁的氧化方式,筛选合适的催化剂,并考察氧化过程中的操作条件对结果的影响,以此为基础,放大设计亚硫酸镁的氧化反应塔,以期为回收法镁法脱硫工艺的应用奠定基础。 利用D80mm*500mm的有机玻璃珠进行亚硫酸镁非催化氧化实验的研究,结果表明:亚硫酸镁的非催化氧化反应的宏观氧化速率近乎为直线,且在反应中,pH以及温度不随反应的进行而发生显著变化;硫酸镁的初始量对于反应速率没有显著影响;通入空气流量对于亚硫酸镁的氧化反应速率没有显著影响;亚硫酸镁非催化氧化的最佳pH为碱性;提高反应温度对亚硫酸镁的非催化氧化效率有一定效果。 利用D80mm*500mm的有机玻璃珠进行亚硫酸镁催化氧化实验的研究,结果表明:单质金属离子催化效果最好的是钴离子,其次是铝离子。将钴铝离子混合作联合催化剂同样具有良好的催化效果。当钴铝离子比为1:2,催化金属离子总浓度为0.01mol/l时,能够达到较好的催化效果;亚硫酸镁的初始加入量并不影响亚硫酸镁的催化氧化反应效率;增加空气流量有利于亚硫酸镁催化氧化反应效率的提高;亚硫酸镁催化氧化反应的最佳pH为8-8.5;提高反应温度有利于亚硫酸镁的催化氧化效率的提高;实际生产中,可以用循环催化氧化亚硫酸镁的方式来降低生产成品,提高经济效益。 课题在实验的基础上,利用实验结果,设计了更适于实际生产的放大的亚硫酸镁氧化反应塔。


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