亚硫酸镁的应用

2019/12/19 18:20:37

概述[1]

亚硫酸镁是氧化镁法烟气脱硫过程的中间产物,可进一步氧化后制取硫酸镁晶体,也可煅烧回收二氧化硫和氧化镁,还可处理植物纤维原料并制取纸浆。为了对上述工艺过程进行优化控制,需要利用高纯度的亚硫酸镁样品开展实验研究。但由于亚硫酸镁极易被氧化为硫酸镁,因而在其生产过程中就可能发生变质,且影响其氧化速率的因素很多,因而市场上没有高纯度的样品销售。

应用[3]

制备硫氧镁短纤维材料

将亚硫酸镁与氧化镁固体研磨至粒径尺寸为74μm,质量比为4:1混合,按液固比4:1向反应釜中加入去离子水,在300r/min搅拌速度下通入氧气,控制反应温度为120℃、氧气压力为0.2MPa,水热反应2h后进行固液分离,固体经干燥得到硫氧镁短纤维材料。该工艺过程得到的硫氧镁短纤维材料,长径比大于50,过滤后液体可以循环使用。

制备[2]

目前,已知的较高纯度亚硫酸镁的制备是利用其难溶性,将二氧化硫气体通入氧化镁的水溶液中,可得到亚硫酸镁的悬浊液,过滤后所得滤渣的主要成分即为亚硫酸镁。但此种方法实际操作过程复杂,且得到的亚硫酸镁样品含水率高,不易运输和保存。在较大规模的亚硫酸镁制备方面,可利用氧化镁法烟气脱硫工艺,将氢氧化镁浆液与烟气中的二氧化硫反应,再将形成的脱硫浆液絮凝沉淀并固液分离,可得到亚硫酸镁的晶体(专利号CN101254932A)。在此过程中需同时在脱硫塔中放置氧化抑制剂,用以将烟气中的氧气消耗掉,从而避免亚硫酸镁被氧化成硫酸镁。但由于烟气的成分复杂,细粉煤灰和抑制剂等杂质很容易混入亚硫酸镁沉淀,同时固液分离得到的亚硫酸镁的含水率较高,因此这种方法得到的亚硫酸镁的纯度不高。

(1)亚硫酸镁干燥:脱硫系统产生的含水8~20%的湿亚硫酸镁通过双螺旋送入旋转闪蒸干燥机,在旋转闪蒸干燥机内部,亚硫酸镁随着热气流上升,在上升的过程中实现物料的干燥,之后进入两级气固分离,将干燥后的亚硫酸镁回收到中间储仓以备煅烧使用,以实现干燥和煅烧工序的有机连接,保障系统的稳定运行。用于干燥的热量是利用煅烧分解段的余热,干燥热风温度200~350℃,去除亚硫酸镁内99%以上的自由水和10~50%的结晶水,以降低煅烧分解段的热量耗量。旋转闪蒸干燥机可以有效避免亚硫酸镁结块和堵塞问题,干燥后的亚硫酸镁颗粒细小,无需再破碎。

(2)亚硫酸镁分解:中间储仓内的亚硫酸镁通过给料机送入外加热式回转窑的窑头,随着回转窑的转动,亚硫酸镁不断向窑尾移动并不断的分解为氧化镁和二氧化硫,到达窑尾前亚硫酸镁基本分解完全,获得活性较高的氧化镁粉料从窑尾排出,浓度高达20~60%的二氧化硫气体从窑头排出。燃料可以选用煤或天然气,煅烧温度控制在700~900℃,停留时间控制在20~60min,以满足亚硫酸镁完全分解的需要。当采用原煤直接燃烧作为回转窑的热源时,排放烟气中含有大量的烟尘,不能直接用于亚硫酸镁的干燥,需要增加换热器将空气加热后用于干燥系统;当采用煤制气或天然气燃烧作为回转窑的热源时,排放烟气可以调节温度后直接用于亚硫酸镁的干燥。

主要参考资料

[1] 邱玉桂, & 颜春芝. (1997). 亚硫酸镁盐法浆氧气漂白的研究. 造纸科学与技术(4).

[2] 张军礼. (2010). 亚硫酸镁盐苇浆AKD施胶工艺研究. (Doctoral dissertation, 湖北工业大学).

[3] 吕天宝. (2017). 利用亚硫酸镁制硫酸与氧化镁技术. 硫酸工业(4).

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