一、氧化鎂脫硫的化學(xué)反應(yīng)式
氧化鎂的水解產(chǎn)物溶解度和反應(yīng)活性都要優(yōu)于氧化鈣，因此在達(dá)到相同脫硫率的條件下，其脫硫劑與硫的摩爾比要低于石灰石或石灰。同時(shí)，由于氧化鎂的分子量低于石灰石或氧化鈣，即使在相同的脫硫效率下，其脫硫劑用量也要少于鈣脫硫劑，因此其運(yùn)行費(fèi)用較低。
吸收過(guò)程發(fā)生的主要反應(yīng)如下：
Mg(OH)2 + SO2 → MgSO2 + H2O
MgSO3 + SO2 + H2O → Mg(HSO3)2
Mg(HSO3)2 + Mg(OH)2 → 2MgSO3 + 2H2O
吸收了硫分的吸收液落入吸收塔底，吸收塔底部主要為氧化、循環(huán)過(guò)程。 氧化過(guò)程，由曝氣鼓風(fēng)機(jī)向塔底漿液內(nèi)強(qiáng)制提供大量壓縮空氣，使得造成化學(xué)需氧量的MgSO3氧化成MgSO4。這個(gè)階段化學(xué)反應(yīng)如下：
MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4
Mg(HSO3)2 + 1/2O2 → MgSO2 + H2SO3
H2SO3 + Mg(OH)2 → MgSO3 + 2H2O
MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4
循環(huán)過(guò)程即是將落入塔底的吸收液經(jīng)漿液循環(huán)泵重新輸送至吸收塔上部吸收區(qū)。塔底吸收液pH值由自動(dòng)噴注的20 %氫氧化鎂漿液調(diào)整，而且與酸堿計(jì)連鎖控制。當(dāng)塔底漿液pH低于設(shè)定值時(shí)，氫氧化鎂漿液通過(guò)輸送泵自動(dòng)補(bǔ)充到吸收塔底，在塔底攪拌器的作用下使?jié){液混合均勻，至pH達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止補(bǔ)充氫氧化鎂漿液。20 %氫氧化鎂溶液由氧化鎂粉加熱水熟化產(chǎn)生，或直接使用氫氧化鎂，因?yàn)檠趸V粉不純，而且氫氧化鎂溶解度很低，就使得熟化后的漿液非常易于沉積，因此攪拌機(jī)與氫氧化鎂溶液輸送泵必須連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，避免管線與吸收塔底部產(chǎn)生沉淀。
鎂法脫硫優(yōu)點(diǎn)
a.技術(shù)成熟。氧化鎂脫硫技術(shù)是一種成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝，氧化鎂脫硫工藝在世界各地都有非常多的應(yīng)用業(yè)績(jī)，其中在日本已經(jīng)應(yīng)用了100多個(gè)項(xiàng)目，臺(tái)灣的電站95%是用氧化鎂法，另外在美國(guó)、德國(guó)等地都已經(jīng)應(yīng)用，并且目前在我國(guó)部分地區(qū)已經(jīng)有了應(yīng)用的業(yè)績(jī)。
b.原料來(lái)源充足。在我國(guó)氧化鎂的儲(chǔ)量十分可觀，目前已探明的氧化鎂儲(chǔ)藏量約為160億噸,占全世界的80%左右。其資源主要分布在遼寧、山東、四川、河北等省，其中遼寧占總量的84.7%，其次是山東萊州，占總量的10%，其它主要是在河北邢臺(tái)大河，四川干洛巖岱、漢源，甘肅肅北、別蓋等地。因此氧化鎂完全能夠作為脫硫劑應(yīng)用于電廠的脫硫系統(tǒng)中去。
c.脫硫效率高。在化學(xué)反應(yīng)活性方面氧化鎂要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鈣基脫硫劑，并且由于氧化鎂的分子量較碳酸鈣和氧化鈣都比較小。因此其它條件相同的情況下氧化鎂的脫硫效率要高于鈣法的脫硫效率。一般情況下氧化鎂的脫硫效率可達(dá)到95-98%以上，而石灰石/石膏法的脫硫效率僅達(dá)到90-95%左右。
d.投資費(fèi)用少。由于氧化鎂作為脫硫本身有其獨(dú)特的優(yōu)越性，因此在吸收塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、循環(huán)漿液量的大小、系統(tǒng)的整體規(guī)模、設(shè)備的功率都可以相應(yīng)較小，這樣一來(lái)，整個(gè)脫硫系統(tǒng)的投資費(fèi)用可以降低20%以上。
e.運(yùn)行費(fèi)用低。決定脫硫系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的主要因素是脫硫劑的消耗費(fèi)用和水電汽的消耗費(fèi)用。氧化鎂的價(jià)格比氧化鈣的價(jià)格高一些，但是脫除同樣的SO2氧化鎂的用量是碳酸鈣的40%；水電汽等動(dòng)力消耗方面，液氣比是一個(gè)十分重要的因素，它直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的脫硫效率以及系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)石灰石石膏系統(tǒng)而言，液氣比一般都在10L/m3以上，而氧化鎂在2 L/m3以下，這樣氧化鎂法脫硫工藝就能節(jié)省很大一部分費(fèi)用。同時(shí)氧化鎂法副產(chǎn)物的出售又能抵消很大一部分費(fèi)用。
f.運(yùn)行可靠。鎂法脫硫相對(duì)于鈣法的最大優(yōu)勢(shì)是系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生設(shè)備結(jié)垢堵塞問(wèn)題，能保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)能夠安全有效的運(yùn)行，同時(shí)鎂法PH值控制在6.0-6.5之間，在這種條件下設(shè)備腐蝕問(wèn)題也得到了一定程度的解決?？偟膩?lái)說(shuō)，鎂法脫硫在實(shí)際工程中的安全性能擁有非常有力的保證。
工藝流程圖
