亚硫酸镁理化性质

请教,亚硫酸镁的理化性质.
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咨询者：刘明　咨询时间：2006-09-07　状态：已回复

亚硫酸镁的理化性：溶解度较大，比较稳定，又能生成氧化镁和二氧化硫，在以亚硫酸镁盐法制浆造纸和烟气氧化镁湿法脱硫中亚硫酸镁起很大的作用。
是采用芦苇为主要原料，以亚硫酸镁盐法制浆造纸的我国最大的书刊印刷纸生产企业。亚硫酸镁盐法浆短序无污染漂白
烟气氧化镁湿法脱硫技术及其资源化
1.1 我国大量燃煤、燃气工业锅炉、火电厂、工业窑炉都面临脱硫问题，脱硫任务十分艰巨。目前的脱硫技术或者设备投资大，运行费用高；或者由于技术不过关，脱硫效果不佳。若采用钙基脱硫剂，往往会造成管道堵塞、风机腐蚀等一系列问题，致使一般企业难以承担。因此找到一种低运行成本高脱硫率的技术，脱硫副产品又能资源化，商品化，并且还能盈利，这将极大地调动企业脱硫的积极性，必将使企业由被迫治理转为主动脱硫，这种技术就是烟气湿法氧化镁脱硫技术，这是一种十分成熟的脱硫技术［2，3］。
烟气湿法氧化镁脱硫技术能否实施的关键是脱硫副产品能否资源化，是否有市场。将从氧化镁烟气脱硫工艺、氧化镁原料生产、氧化镁脱硫副产品的用途和市场前景等方面来回答这些问题。
1.2 氧化镁湿法烟气脱硫工艺特点
1.2.1 氧化镁湿法脱硫工艺是以氧化镁为脱硫剂，该工艺系统简单，适应性好，因此近些年来在国外得到极为广泛的应用，并有逐步代替钙基脱硫的趋势。
1.2.2 镁基脱硫工艺比钙基脱硫工艺的优势：
1 脱硫剂消耗量少，脱除1 kg SO2消耗CaCO3 1.56 kg,消耗MgO 为0.64 kg,用量仅为CaCO3 的41%.
2 脱硫吸收剂制备过程简化，制备系统小得多。
3 氧化镁脱硫生成物硫酸镁、亚硫酸镁的溶解度比硫酸钙、亚硫酸钙的溶解度高100倍左右，因此没有沉淀、管道堵塞、结垢等问题，循环量减少，系统简化。
4 副产品为硫酸镁、亚硫酸镁，是重要的化工产品和化肥，具有较高的价值。钙基脱硫副产品二水石膏难以利用，目前均采用抛弃法，要筑库堆放，难以避免对地面水和地下水的污染。
5 亚硫酸镁十分稳定，在空气中不会分解，不会像亚硫酸钙那样，由于不稳定易分解，造成二次污染。

1.3 氧化镁脱硫运行成本估算
以我省中部某火电厂200MKW火电机组为例，对采用不同脱硫技术进行了初步技术经济比较。
1 成本估算的前提条件：
煤的含硫率3%，脱硫率大于90%，SO2排放浓度≤800 mg/Nm3
2 成本计算基础数据：
MgO（纯度85%）600元/t；电价0.3元/度；
汽价60元/t；水价1.0元/t；MgSO4价650元/t；
3 脱除每1吨的消耗为：MgO（纯度85%）0.92t/t；电335度/t；水10t/t；汽10t/t；人工费11元/ t ；维修费30元/t
大约锅炉燃烧21吨煤就要排放1吨SO2.
以一台20万kw火电厂各种脱硫方案比较的结果看出：
（1）采用燃烧低硫煤，脱硫设备投资为零，（含硫率小于1%）脱除1吨SO2费用1666元；
（2）采用湿法烟气石灰石/膏法，设备投资1.2亿，脱除1吨SO2费用711元；
（3）采用电子束技术，设备投资2.4亿，脱除1吨SO2费用1012元（已把脱硫副产品硫铵全部销售收入全部算入，售价按400元/吨计算,这是一种不成熟处在工业试验阶段的技术［见国家经贸委文件］）；
（4）采用湿法烟气氧化镁法，设备投资0.65亿，脱除1吨SO2费用，在计算脱硫副产品硫酸镁、亚硫酸镁的销售收入后，脱除1吨SO2将盈利300元。
1.4 氧化镁湿法脱硫工艺流程的特点
1 可以是除尘脱硫一体化装置，下部除尘，上部脱硫，结构简单，紧凑，占地小，运行可靠。如已有除尘设置，只需建脱硫设备。
2 采用可调式文丘里装置，根据烟气量的变化，烟气中含尘的粒径分布来确定文丘里塔的结构、压差和水/气比。文丘里装置采用独特的可调节喉部设计，使喉部截面随锅炉负荷的变化自动调节，保证在锅炉负荷变化时，文丘里装置的烟气量维持除尘效率所需的压力差。
3 烟气脱硫装置有各种不同类型，其喷嘴是一种可旋转耐腐蚀的特殊设计，不堵塞不结垢，除雾器不结垢，除雾后不带水等均采用特殊设计。
4 采用可编程；逻辑控制（PLC）系统，来监测和控制整个除尘脱硫系统，主要功能有：文丘里差压—喉部开度调节；分离塔灰水密度—排放量调节；分离塔灰水液位—补水量调节。
5 副产品亚硫酸镁以悬浮液形式从分离塔排出，经离心分离机分离，并经进一步氧化、干燥成为有商业价值的硫酸镁颗粒，装袋出售。
6 若副产品不能出售，也无需加工，可用Ca(OH)2使Mg(OH)2再生法循环使用，副产石膏则是高纯度的石膏。
7 烟气需加热到80℃从烟囱排出。
1.5 氧化镁湿法脱硫工艺的优点
1 由于系统简单，可以实现除尘、脱硫一体化，造价低。
2 脱硫剂反应性能好，无结垢运行可靠性高。脱硫率可高达95%以上。
3 反应吸收塔体积小，循环流量小，系统较简单。
4 适应性好，适应负荷变化；烟气成分变化；煤的含硫率变化；耗电量较小。
5 副产品亚硫酸镁是造纸工业的化工原料，亚硫酸镁/硫酸镁是重要的肥料，可以生产含镁复合肥，对水果、蔬菜、经济作物、油料作物、粮食作物的增产均有效，镁是植物叶绿素的有效成份；还可以作为水处理的絮凝剂。
1.6 烟气湿法氧化镁脱硫副产品有广阔的市场
1.6.1 贵州土壤中严重缺镁
镁是农作物生长的主要元素，贵州碳酸盐岩分布广泛，在碳酸盐岩石中镁、钙元素含量十分丰富，MgO的含量在1—20%,然而，在贵州土壤中镁的含量却十分贫乏，据研究，在土层中的含量为0.89%,在耕作土层中的含量则更少，仅为0.009%.据研究，黔南烤烟种植区50%以上缺镁。因此贵州是岩石中富镁、钙，土层严重贫镁、钙［4，5］。这一是因为我省地处亚热带湿润气候区，降雨量大，土壤中的钙、镁大量流失，也因为如此，贵州地下水主要为重碳酸钙、镁型水；二是由于贵州为酸性土壤，不利于镁的保存；三是长期施放的肥料中缺乏镁元素；四是贵州酸雨的淋溶作用，使土壤酸化加剧，并使土壤中的铝活化出来，使作物对镁的吸引受到抑止作用。
1.6.2 农作物对镁的需求量
镁是农作物生长所必需的主量元素，缺乏或过量对其产品质量均有影响，不同的作物对镁的最佳含量各异，据研究贵州烤烟中镁的最佳浓度为0.4%—1.5%［4］，增加土壤中镁的含量可以使作物增产，并大大提高作物品质，在浙江省使用含镁复合肥已取得明显增产效益。
1.7 我省有十分丰富的白云岩资源，可以作为生产氧化镁的原料
1.7.1 白云岩是以白云石为主要成分的碳酸盐岩，在我省广泛分布，资源极其丰富，仅贵阳附近，已探明的储量就有数千万吨。白云石的成分是CaMg(CO3)2，其中MgO的含量21.74%,CaO含量30.43%,CO2含量47.83%,常含有杂质，我省白云岩一般质量较好，MgO的含量在20%左右。
1.7.2 用碳化法生产“两镁一钙”是利用白云石的成熟工艺，在国内该工艺是成熟的，河北科技大学化工设计研究所对传统生产工艺进行了改进，增加了镁的回收率，工艺先进，环境污染小，生产成本大大降低［6，7］。
表1 烟气脱硫技术、经济比较
脱硫技术 石灰／石膏法 旋转喷雾法 炉内喷钙／尾部增湿 电子束 氧化镁法 NID法
脱硫剂 石灰石 石灰石 石灰石 氨 MgO 石灰
脱硫率% 85-98 70-80 50-80 80 80-98 70-80
当量比 1.1 1.5-1.8 2-2.5 0.8-0.95 0.9-1.1 1.3-1.6
主要优点 效率高
容量大
低钙／硫比 操作简便
运行费低
干排灰 造价较低
易于改造
占地少
干排灰 副产品可作化肥
无废液
可脱少量硝 造成价低
副产品价值高，系统简单，占地小，除尘脱硫一体化，运行可靠 造价较低
运行费用低
除尘／脱硫一体化
干排灰
实际应用 大量 较大量 少量 一台示范 大量 少量示范
主要缺点 高造价，高成本
需先除尘
石膏浆难处理
运行问题多结垢
烟气再热 造价较高
副产品难利用 要改造炉体本身
影响锅炉运行
高钙／硫比
固渣量大难利用 造价高
腐蚀、辐射防护
耗电大
氨泄漏
需预除尘 废水需处理
烟气再热 技术不成熟
难适应负荷变化
运行控制困难
副产品难利用
适用范围 煤硫≥3%大容量≥200MW新建电厂 中、低硫煤
中等容量新建 中、低硫煤
中、小容量
新／改建 中、低硫煤中、小容量新建 各种煤
中、小容量(最大325MW)新／改建 中、低硫煤
中、小容量
新／改建
造价(元)／KW 1000-1400 600-800 400-500 700-800 300-400 500-600
脱硫成本
元／tSO2 1200-1500 1500-2000 2000-2500 1500-2500 副产品回后可收盈利300 1500-2000
电费增加
元／KWh 0.03-0.04 0.02-0.03 0.02-0.025 0.02-0.04 0.0 0.02-0.03

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