亞硫酸鎂理化性質

請教,亞硫酸鎂的理化性質.
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咨詢者：劉明　咨詢時間：2006-09-07　狀態：已回復

亞硫酸鎂的理化性：溶解度較大，比較穩定，又能生成氧化鎂和二氧化硫，在以亞硫酸鎂鹽法制漿造紙和煙氣氧化鎂濕法脫硫中亞硫酸鎂起很大的作用。
是采用蘆葦為主要原料，以亞硫酸鎂鹽法制漿造紙的我國最大的書刊印刷紙生產企業。亞硫酸鎂鹽法漿短序無污染漂白
煙氣氧化鎂濕法脫硫技術及其資源化
1.1 我國大量燃煤、燃氣工業鍋爐、火電廠、工業窯爐都面臨脫硫問題，脫硫任務十分艱巨。目前的脫硫技術或者設備投資大，運行費用高；或者由于技術不過關，脫硫效果不佳。若采用鈣基脫硫劑，往往會造成管道堵塞、風機腐蝕等一系列問題，致使一般企業難以承擔。因此找到一種低運行成本高脫硫率的技術，脫硫副產品又能資源化，商品化，并且還能盈利，這將極大地調動企業脫硫的積極性，必將使企業由被迫治理轉為主動脫硫，這種技術就是煙氣濕法氧化鎂脫硫技術，這是一種十分成熟的脫硫技術［2，3］。
煙氣濕法氧化鎂脫硫技術能否實施的關鍵是脫硫副產品能否資源化，是否有市場。將從氧化鎂煙氣脫硫工藝、氧化鎂原料生產、氧化鎂脫硫副產品的用途和市場前景等方面來回答這些問題。
1.2 氧化鎂濕法煙氣脫硫工藝特點
1.2.1 氧化鎂濕法脫硫工藝是以氧化鎂為脫硫劑，該工藝系統簡單，適應性好，因此近些年來在國外得到極為廣泛的應用，并有逐步代替鈣基脫硫的趨勢。
1.2.2 鎂基脫硫工藝比鈣基脫硫工藝的優勢：
1 脫硫劑消耗量少，脫除1 kg SO2消耗CaCO3 1.56 kg,消耗MgO 為0.64 kg,用量僅為CaCO3 的41%.
2 脫硫吸收劑制備過程簡化，制備系統小得多。
3 氧化鎂脫硫生成物硫酸鎂、亞硫酸鎂的溶解度比硫酸鈣、亞硫酸鈣的溶解度高100倍左右，因此沒有沉淀、管道堵塞、結垢等問題，循環量減少，系統簡化。
4 副產品為硫酸鎂、亞硫酸鎂，是重要的化工產品和化肥，具有較高的價值。鈣基脫硫副產品二水石膏難以利用，目前均采用拋棄法，要筑庫堆放，難以避免對地面水和地下水的污染。
5 亞硫酸鎂十分穩定，在空氣中不會分解，不會像亞硫酸鈣那樣，由于不穩定易分解，造成二次污染。

1.3 氧化鎂脫硫運行成本估算
以我省中部某火電廠200MKW火電機組為例，對采用不同脫硫技術進行了初步技術經濟比較。
1 成本估算的前提條件：
煤的含硫率3%，脫硫率大于90%，SO2排放濃度≤800 mg/Nm3
2 成本計算基礎數據：
MgO（純度85%）600元/t；電價0.3元/度；
汽價60元/t；水價1.0元/t；MgSO4價650元/t；
3 脫除每1噸的消耗為：MgO（純度85%）0.92t/t；電335度/t；水10t/t；汽10t/t；人工費11元/ t ；維修費30元/t
大約鍋爐燃燒21噸煤就要排放1噸SO2.
以一臺20萬kw火電廠各種脫硫方案比較的結果看出：
（1）采用燃燒低硫煤，脫硫設備投資為零，（含硫率小于1%）脫除1噸SO2費用1666元；
（2）采用濕法煙氣石灰石/膏法，設備投資1.2億，脫除1噸SO2費用711元；
（3）采用電子束技術，設備投資2.4億，脫除1噸SO2費用1012元（已把脫硫副產品硫銨全部銷售收入全部算入，售價按400元/噸計算,這是一種不成熟處在工業試驗階段的技術［見國家經貿委文件］）；
（4）采用濕法煙氣氧化鎂法，設備投資0.65億，脫除1噸SO2費用，在計算脫硫副產品硫酸鎂、亞硫酸鎂的銷售收入后，脫除1噸SO2將盈利300元。
1.4 氧化鎂濕法脫硫工藝流程的特點
1 可以是除塵脫硫一體化裝置，下部除塵，上部脫硫，結構簡單，緊湊，占地小，運行可靠。如已有除塵設置，只需建脫硫設備。
2 采用可調式文丘里裝置，根據煙氣量的變化，煙氣中含塵的粒徑分布來確定文丘里塔的結構、壓差和水/氣比。文丘里裝置采用獨特的可調節喉部設計，使喉部截面隨鍋爐負荷的變化自動調節，保證在鍋爐負荷變化時，文丘里裝置的煙氣量維持除塵效率所需的壓力差。
3 煙氣脫硫裝置有各種不同類型，其噴嘴是一種可旋轉耐腐蝕的特殊設計，不堵塞不結垢，除霧器不結垢，除霧后不帶水等均采用特殊設計。
4 采用可編程；邏輯控制（PLC）系統，來監測和控制整個除塵脫硫系統，主要功能有：文丘里差壓—喉部開度調節；分離塔灰水密度—排放量調節；分離塔灰水液位—補水量調節。
5 副產品亞硫酸鎂以懸浮液形式從分離塔排出，經離心分離機分離，并經進一步氧化、干燥成為有商業價值的硫酸鎂顆粒，裝袋出售。
6 若副產品不能出售，也無需加工，可用Ca(OH)2使Mg(OH)2再生法循環使用，副產石膏則是高純度的石膏。
7 煙氣需加熱到80℃從煙囪排出。
1.5 氧化鎂濕法脫硫工藝的優點
1 由于系統簡單，可以實現除塵、脫硫一體化，造價低。
2 脫硫劑反應性能好，無結垢運行可靠性高。脫硫率可高達95%以上。
3 反應吸收塔體積小，循環流量小，系統較簡單。
4 適應性好，適應負荷變化；煙氣成分變化；煤的含硫率變化；耗電量較小。
5 副產品亞硫酸鎂是造紙工業的化工原料，亞硫酸鎂/硫酸鎂是重要的肥料，可以生產含鎂復合肥，對水果、蔬菜、經濟作物、油料作物、糧食作物的增產均有效，鎂是植物葉綠素的有效成份；還可以作為水處理的絮凝劑。
1.6 煙氣濕法氧化鎂脫硫副產品有廣闊的市場
1.6.1 貴州土壤中嚴重缺鎂
鎂是農作物生長的主要元素，貴州碳酸鹽巖分布廣泛，在碳酸鹽巖石中鎂、鈣元素含量十分豐富，MgO的含量在1—20%,然而，在貴州土壤中鎂的含量卻十分貧乏，據研究，在土層中的含量為0.89%,在耕作土層中的含量則更少，僅為0.009%.據研究，黔南烤煙種植區50%以上缺鎂。因此貴州是巖石中富鎂、鈣，土層嚴重貧鎂、鈣［4，5］。這一是因為我省地處亞熱帶濕潤氣候區，降雨量大，土壤中的鈣、鎂大量流失，也因為如此，貴州地下水主要為重碳酸鈣、鎂型水；二是由于貴州為酸性土壤，不利于鎂的保存；三是長期施放的肥料中缺乏鎂元素；四是貴州酸雨的淋溶作用，使土壤酸化加劇，并使土壤中的鋁活化出來，使作物對鎂的吸引受到抑止作用。
1.6.2 農作物對鎂的需求量
鎂是農作物生長所必需的主量元素，缺乏或過量對其產品質量均有影響，不同的作物對鎂的最佳含量各異，據研究貴州烤煙中鎂的最佳濃度為0.4%—1.5%［4］，增加土壤中鎂的含量可以使作物增產，并大大提高作物品質，在浙江省使用含鎂復合肥已取得明顯增產效益。
1.7 我省有十分豐富的白云巖資源，可以作為生產氧化鎂的原料
1.7.1 白云巖是以白云石為主要成分的碳酸鹽巖，在我省廣泛分布，資源極其豐富，僅貴陽附近，已探明的儲量就有數千萬噸。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%,常含有雜質，我省白云巖一般質量較好，MgO的含量在20%左右。
1.7.2 用碳化法生產“兩鎂一鈣”是利用白云石的成熟工藝，在國內該工藝是成熟的，河北科技大學化工設計研究所對傳統生產工藝進行了改進，增加了鎂的回收率，工藝先進，環境污染小，生產成本大大降低［6，7］。
表1 煙氣脫硫技術、經濟比較
脫硫技術 石灰／石膏法 旋轉噴霧法 爐內噴鈣／尾部增濕 電子束 氧化鎂法 NID法
脫硫劑 石灰石 石灰石 石灰石 氨 MgO 石灰
脫硫率% 85-98 70-80 50-80 80 80-98 70-80
當量比 1.1 1.5-1.8 2-2.5 0.8-0.95 0.9-1.1 1.3-1.6
主要優點 效率高
容量大
低鈣／硫比 操作簡便
運行費低
干排灰 造價較低
易于改造
占地少
干排灰 副產品可作化肥
無廢液
可脫少量硝 造成價低
副產品價值高，系統簡單，占地小，除塵脫硫一體化，運行可靠 造價較低
運行費用低
除塵／脫硫一體化
干排灰
實際應用 大量 較大量 少量 一臺示范 大量 少量示范
主要缺點 高造價，高成本
需先除塵
石膏漿難處理
運行問題多結垢
煙氣再熱 造價較高
副產品難利用 要改造爐體本身
影響鍋爐運行
高鈣／硫比
固渣量大難利用 造價高
腐蝕、輻射防護
耗電大
氨泄漏
需預除塵 廢水需處理
煙氣再熱 技術不成熟
難適應負荷變化
運行控制困難
副產品難利用
適用范圍 煤硫≥3%大容量≥200MW新建電廠 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 各種煤
中、小容量(最大325MW)新／改建 中、低硫煤
中、小容量
新／改建
造價(元)／KW 1000-1400 600-800 400-500 700-800 300-400 500-600
脫硫成本
元／tSO2 1200-1500 1500-2000 2000-2500 1500-2500 副產品回后可收盈利300 1500-2000
電費增加
元／KWh 0.03-0.04 0.02-0.03 0.02-0.025 0.02-0.04 0.0 0.02-0.03

回復：李玉成　回復時間：2007-03-22