專利名稱：利用防止公害系統(tǒng)的硫酸鎂的生產(chǎn)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用為了去除灰塵以及有害氣體而設(shè)置的防止公害系統(tǒng)的硫酸鎂(MgSO4)的生產(chǎn)方法及系統(tǒng)，具體來說其特征在于利用冷卻水冷卻濕式電集塵器清潔后產(chǎn)生的廢水中含有的硫酸鎂(MgSO4)，析出七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)而進行生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
通常硫酸鎂(MgSO4)是易溶于水的無色晶體，吸收水后產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)成為水合物的形式，最終形成七水鹽(MgSO4·7H2O)，所以通常所說的硫酸鎂是指七水鹽，可以通過將鎂的氧化物·水合物·碳酸鹽等與硫酸反應(yīng)，并將其溶液蒸發(fā)·濃縮而得到。
此時，七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)結(jié)晶可以利用適當(dāng)?shù)臒徂D(zhuǎn)換成一水硫酸鎂(MgSO4·H2O)，但這種方法經(jīng)濟上不合理，所以通過在反應(yīng)初期根據(jù)要制造的水合物調(diào)整液體/固體之間的摩爾比來制造七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)或一水硫酸鎂(MgSO4·H2O)。
因此，即使只按七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)進行生產(chǎn)，根據(jù)需要也可以容易生產(chǎn)一水硫酸鎂(MgSO4·H2O)。
另一方面，這樣的硫酸鎂(MgSO4)現(xiàn)有情況下以肥料為主廣泛用于土壤改良劑肥料、樹脂鹽析劑、磚類制品的固著劑、合成洗滌劑的界面交聯(lián)劑等，其需要量具有增加的趨勢。
但是，現(xiàn)有硫酸鎂(MgSO4)的生產(chǎn)，從水鹽礦床采取氧化鎂(MgO)作為原料，粉碎成細粉后直接與硫酸(H2SO4)混合而制造，其中氧化鎂(MgO)的粉碎技術(shù)是制造硫酸鎂(MgSO4)的水合物晶體的主要技術(shù)，通常要粉碎至325目(mesh)左右的大小，所以要求高難度的技術(shù)，而且需要具有92％以上純度的氧化鎂(MgO)，所以要求制造成本高且高難技術(shù)的制造工序，其經(jīng)濟性差，存在只能以高昂的代價進行生產(chǎn)的問題。
因此，最近提出了考慮經(jīng)濟性的方法，其以制鐵工序后作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的氧化鎂(MgO)為原料，降低原料費用，但此時也并不容易得到具有必要純度的氧化鎂(MgO)，不能大幅度降低原料費用，而且得到的氧化鎂(MgO)本身也因高難度的粉碎技術(shù)及制造工序而造成經(jīng)濟上的負擔(dān)，所以仍然沒有解決經(jīng)濟性差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于作為投入到濕式電集塵器的洗凈水中的中和劑，使用氫氧化鎂(Mg(OH)2)時，能與廢氣中的硫酸鹽發(fā)生反應(yīng)而制造硫酸鎂(MgSO4)的水合鹽，將這樣的硫酸鎂(MgSO4)的水合鹽冷卻凝縮時，硫酸鎂(MgSO4)以七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)的形式析出而可以進行生產(chǎn)，其目的在于利用洗凈水的循環(huán)使用之后產(chǎn)生的廢水生產(chǎn)硫酸鎂(MgSO4)，通過防止公害系統(tǒng)再次利用廢資源，另一目的在于將七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)的回收后產(chǎn)生的水作為再利用水使用。
為此，在濕式電集塵器的洗凈水中使用氫氧化鎂(Mg(OH)2)作為中和劑，使廢水中的硫酸鎂(MgSO4)溶解，被溶解的硫酸鎂只以冷卻水為冷卻介質(zhì)，冷卻至最為經(jīng)濟且可析出的溫度20℃以下，生產(chǎn)七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以通過從用于去除灰塵及有害氣體而設(shè)置的防止公害系統(tǒng)的放流水中析出，生產(chǎn)用于肥料等多種用途的硫酸鎂(MgSO4)，從而可以實現(xiàn)廢資源的再次利用。


圖1是本發(fā)明的工序圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施例1的構(gòu)成的系統(tǒng)流程圖。
圖3a是本發(fā)明的實施例2中防止公害部分的系統(tǒng)流程圖。
圖3b是本發(fā)明的實施例2中廢水處理部分的系統(tǒng)流程圖。
圖3c是本發(fā)明的實施例3中硫酸鎂生產(chǎn)部分的系統(tǒng)流程圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明本發(fā)明的理想的實施方式。
首先，圖1是本發(fā)明的制造工序圖，包括如下步驟而構(gòu)成大氣污染物質(zhì)去除步驟(第一工序)，將含有灰塵、有害氣體等大氣污染物質(zhì)的廢氣導(dǎo)入濕式電集塵器中，用集塵板收集灰塵顆粒并通過洗滌去除，通過上述洗凈水中含有的中和劑去除有害氣體，之后以廢水的形式排出；廢水處理步驟(第二工序)，將上述洗凈水循環(huán)使用后產(chǎn)生的廢水依次通過中和、凝結(jié)、上浮、沉淀的方法進行處理，之后使其放流；硫酸鎂的析出步驟(第三工序)，作為上述洗凈水的中和劑使用氫氧化鎂(Mg(OH)2)，在洗凈后產(chǎn)生的廢水中溶解與有害氣體中的硫酸鹽反應(yīng)的硫酸鎂(MgSO4)，在上述放流水的溫度維持在最低50℃以上的狀態(tài)下，將以水合物的形式溶解在上述放流水中硫酸鎂(MgSO4)移送至凝縮器中，以冷卻水為冷卻介質(zhì)將凝縮器內(nèi)的放流水溫度冷卻至20℃以下，析出七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)；和七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)的生產(chǎn)步驟(第四工序)，將析出的七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)脫水，干燥成可移送狀態(tài)。
此時，作為上述洗凈水中的中和劑使用氫氧化鎂(Mg(OH)2)是因為反應(yīng)產(chǎn)物的硫酸鎂(MgSO4)對于水中生物非常安全，而且在放流時很少析出鹽，所以在去除廢氣中含有的硫成分時，收集的硫酸鹽(SOx)量越多，越要考慮所產(chǎn)生的廢水中含有的硫酸鹽引起的的不利之處，在氫氧化鎂(Mg(OH)2)工序中產(chǎn)生的鎂鹽，通常與由于作為中和劑使用的氫氧化鈉(NaOH)所產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物硫酸鈉(Na2SO4)相比，對水中生物的安全程度為3倍以上。
因此，硫酸鎂(MgSO4)比硫酸鈉(Na2SO4)在低溫下的溶解度非常高，即使收集一樣的硫酸鹽(SOx)鹽的濃度也低，所以可以說是一種安全的化合物，析出此時被溶解的水合物狀態(tài)的硫酸鎂(MgSO4)，可再次利用于土壤改良劑肥料、樹脂的鹽析劑、磚類制品的固著劑、合成洗滌劑的界面交聯(lián)劑等多種領(lǐng)域。
另外，將放流水的溫度維持在最低50℃以上是因為通常從上述濕式電集塵裝置(10)中排出的廢水溫度為60℃左右，這樣的廢水經(jīng)過多個步驟的處理工序期間開始冷卻，達到50℃時出現(xiàn)可視的硫酸鎂(MgSO4)的析出現(xiàn)象。
從而，為了防止在上述硫酸鎂(MgSO4)的析出步驟之前析出硫酸鎂(MgSO4)，設(shè)置熱供給裝置等多種裝置，通過在硫酸鎂(MgSO4)的析出步驟之前的步驟中將放流水的溫度維持在最低50℃以上的放流水移送管的保溫裝置為代表的自動溫度控制裝置，可以自動供給熱源。
另外，將流入到凝縮器內(nèi)部的放流水溫度冷卻至20℃以下的原因是要考慮利用冷卻水的熱交換量，使從凝縮器的流入溫度50℃的放流水冷卻至最為經(jīng)濟且硫酸鎂(MgSO4)的析出最為廉價地進行的溫度，即硫酸鎂(MgSO4)的溶解度為33摩爾(M)左右的20℃。
也就是說，是由于雖然越低于20℃七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)的析出量越多，但是考慮到了為了從50℃開始冷卻要投入的冷卻水量及效率，沒有經(jīng)濟性。
上述的所有根據(jù)資料可以從下面的參考文獻中的表1推導(dǎo)。
各種溫度下的硫酸鹽的溶解度

*參考文獻LANGE’S HANDBOOK OF CHEMISTRY，1995，P10～14，19因此，本發(fā)明的硫酸鎂的生產(chǎn)方法，通過作為在濕式電集塵器的洗凈水中投入的中和劑使用氫氧化鎂(Mg(OH)2)，在洗凈水循環(huán)后產(chǎn)生的廢水中溶解與廢氣中的硫酸鹽反應(yīng)生成的硫酸鎂(MgSO4)的水合鹽，溶解到該廢水中的硫酸鎂(MgSO4)通過凝結(jié)、沉淀等多個處理步驟，以放流水的狀態(tài)移送至凝縮器，在沒有其他冷卻手段而只利用冷卻水作為冷卻介質(zhì)的凝縮器中被冷卻而析出，從而可以實現(xiàn)利用冷卻水的經(jīng)濟且有效的硫酸鎂(MgSO4)的析出。
下面參照圖2所示的系統(tǒng)流程圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
如圖2所示，本發(fā)明的系統(tǒng)由如下裝置構(gòu)成濕式電集塵器(10)，用于去除灰塵及有害氣體；氧化槽(20)，使作為中和劑投入氫氧化鎂(Mg(OH)2)的洗凈水循環(huán)使用之后從濕式電集塵器(10)產(chǎn)生的廢水流入，并利用投入的中和劑調(diào)整pH；過濾槽(30)，用于過濾從氧化槽(20)排出的廢水中含有的渣滓(雜質(zhì))；均衡槽(40)，暫時儲存從過濾槽(30)過濾的廢水，根據(jù)系統(tǒng)的運營條件調(diào)整廢水的狀態(tài)使其均衡；凝結(jié)槽(50)，將從均衡槽(40)移送的廢水中含有的淤渣，利用投入的凝結(jié)劑凝結(jié)成塊狀；沉淀槽(60)，將凝結(jié)的淤渣沉淀，分離成淤渣和上層水；淤渣固體化槽(70)，僅移送從沉淀槽(60)沉淀的淤渣而使其固體化；儲存槽(80)，僅流入沉淀槽(60)的上層水而進行儲存；凝縮器(90)，注入冷卻水將從儲存槽(80)放流的放流水冷卻至20℃而進行凝縮；和脫水移送裝置(91)，使通過凝縮器(90)析出的硫酸鎂(MgSO4)脫水，生產(chǎn)七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)。
此時，為了防止硫酸鎂(MgSO4)的析出，上述儲存槽(80)內(nèi)的放流水溫度應(yīng)維持在最低50℃以上，由此需要具備自動溫度調(diào)整系統(tǒng)，為了防止冷卻至該溫度以下，需要具備燃燒器或加熱器等加熱裝置以及防止冬季放熱損失的保溫裝置。
此時，上述濕式電集塵器(10)為了收集利用電暈放電帶電成(+)電極的灰塵顆粒，形成帶電成(-)電極的集塵板(11)，還形成清洗水供給裝置(12)，在上述集塵板(11)上收集的灰塵顆粒上形成水膜，從集塵板(11)去除被收集的灰塵顆粒；以及洗凈水噴射裝置(13)，用于中和去除廢氣中含有的有害氣體。
此時，上述濕式集塵器(10)的集塵板(11)下端形成用于增加廢氣和洗凈水的接觸率的填料層(14)，可提高灰塵及有害氣體的處理效率，在濕式電集塵器(10)的廢氣流入部分形成文丘里洗滌塔(15)利用高壓噴射的洗凈水更有效增加有害氣體的處理效率的結(jié)構(gòu)而形成濕式電集塵器(10)。
這樣的有害氣體的處理效率的提高，最終會使洗凈水的硫酸鹽濃度增加，從而可以得到增加硫酸鎂析出量的另一效果。
另一方面，本發(fā)明系統(tǒng)的處理工序中，從上述淤渣固體化槽(70)產(chǎn)生的脫水液返回到上述均衡槽(40)，從上述凝縮器(90)產(chǎn)生的凝縮水為了用作上述濕式電集塵器(10)的清洗水而流入到清洗水儲存槽(92)中，同時從上述脫水移送裝置(91)產(chǎn)生的脫水液為了循環(huán)用作上述濕式電集塵器(10)的洗凈水而流入到循環(huán)水儲存槽(93)。
另外，為了使從上述脫水移送裝置(91)生產(chǎn)的七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)產(chǎn)品化，可以設(shè)置移送裝置(94)、干燥裝置(95)、包裝裝置(96)等多種附帶設(shè)備，此時，通常通過追加的工序，可以從以七水鹽的形式生產(chǎn)的硫酸鎂(MgSO4·7H2O)制造一水鹽的硫酸鎂(MgSO4·H2O)。
另外，流入到上述淤渣固體化槽(70)的淤渣，通過壓濾機等脫水裝置(71)固體化而成為餅狀之后被排出，這是通常的廢水處理步驟中公知的技術(shù)。
因此，如上述構(gòu)成的本發(fā)明的系統(tǒng)，在流入到濕式電集塵器(10)的廢氣中的有害氣體中含有的硫酸鹽與作為洗凈水的中和劑投入的氫氧化鎂(Mg(OH)2)反應(yīng)，從而硫酸鎂(MgSO4)以水合物的形式溶解到洗凈水中成為廢水，該廢水中含有的各種污染物質(zhì)從氧化槽(20)經(jīng)過儲存槽(80)的期間以淤渣的形式排出而被去除，同時放流水通過凝縮器(90)冷卻而以水合物的形式被溶解的硫酸鎂(MgSO4)以七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)的形式析出，析出的七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)可以直接用于作為肥料的土壤改良劑、樹脂的鹽析劑、磚制品的固著劑、合成洗滌劑的界面交聯(lián)劑等多種領(lǐng)域，所以使其產(chǎn)品化后出廠。
另外，在本發(fā)明的系統(tǒng)中產(chǎn)生的脫水液和凝縮水全部在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，從不形成向外部的放流，可以實現(xiàn)無放流系統(tǒng)。
另一方面，圖3表示本發(fā)明的另一實施例的系統(tǒng)，示出了根據(jù)所要處理的廢氣的處理容量及特性，多階段設(shè)置各設(shè)備，或追加設(shè)置有時需要的附帶設(shè)備等的另外的系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種利用防止公害系統(tǒng)的硫酸鎂的生產(chǎn)方法，包括大氣污染物質(zhì)去除步驟(第一工序)，將含有灰塵、有害氣體等大氣污染物質(zhì)的廢氣導(dǎo)入濕式電集塵器中，用集塵板收集灰塵顆粒并通過洗滌去除，通過所述洗凈水中含有的中和劑去除有害氣體，之后以廢水的形式排出；廢水處理步驟(第二工序)，將所述洗凈水循環(huán)使用后產(chǎn)生的廢水依次通過中和、凝結(jié)、上浮、沉淀的方法進行處理，之后使其放流；硫酸鎂的析出步驟(第三工序)，作為所述洗凈水的中和劑使用氫氧化鎂(Mg(OH)2)，在洗凈后產(chǎn)生的廢水中溶解與有害氣體中的硫酸鹽反應(yīng)的硫酸鎂(MgSO4)，在所述放流水的溫度維持在最低50℃以上的狀態(tài)下，將以水合物的形式溶解在所述放流水中硫酸鎂(MgSO4)移送至凝縮器中，以冷卻水為冷卻介質(zhì)將凝縮器內(nèi)的放流水溫度冷卻至20℃以下，析出七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)；和七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)的生產(chǎn)步驟(第四工序)，將析出的七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)脫水，干燥成可移送狀態(tài)。
2.一種利用防止公害系統(tǒng)的硫酸鎂的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括濕式電集塵器(10)，用于去除灰塵及有害氣體；氧化槽(20)，使作為中和劑投入氫氧化鎂(Mg(OH)2)的洗凈水循環(huán)使用之后從濕式電集塵器(10)產(chǎn)生的廢水流入，并利用投入的中和劑調(diào)整pH；過濾槽(30)，用于過濾從氧化槽(20)排出的廢水中含有的渣滓(雜質(zhì))；均衡槽(40)，暫時儲存從過濾槽(30)過濾的廢水，根據(jù)系統(tǒng)的運營條件調(diào)整廢水的狀態(tài)使其均衡；凝結(jié)槽(50)，將從均衡槽(40)移送的廢水中含有的淤渣，利用投入的凝結(jié)劑凝結(jié)成塊狀；沉淀槽(60)，將凝結(jié)的淤渣沉淀，分離成淤渣和上層水；淤渣固體化槽(70)，僅移送從沉淀槽(60)沉淀的淤渣而使其固體化；儲存槽(80)，僅流入沉淀槽(60)的上層水而進行儲存；凝縮器(90)，注入冷卻水將從儲存槽(80)放流的放流水冷卻至20℃而進行凝縮；和脫水移送裝置(91)，使通過凝縮器(90)析出的硫酸鎂(MgSO4)脫水，生產(chǎn)七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用防止公害系統(tǒng)的硫酸鎂的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，在所述濕式集塵器(10)追加形成用于增加廢氣和洗凈水的接觸率的填料層(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用防止公害系統(tǒng)的硫酸鎂的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，在所述濕式電集塵器(10)的廢氣流入部分設(shè)置利用高壓噴射的洗凈水增加有害氣體的處理效率的文丘里洗滌塔(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用防止公害系統(tǒng)的硫酸鎂的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，從所述淤渣固體化槽(70)產(chǎn)生的脫水液返回到所述均衡槽(40)，從所述凝縮器(90)產(chǎn)生的凝縮水為了用作所述濕式電集塵器(10)的清洗水而流入到清洗水儲存槽(92)中，同時從所述脫水移送裝置(91)產(chǎn)生的脫水液為了循環(huán)用作所述濕式電集塵器(10)的洗凈水而流入到循環(huán)水儲存槽(93)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的利用防止公害系統(tǒng)的硫酸鎂的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，為了使從所述脫水移送裝置(91)生產(chǎn)的七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)產(chǎn)品化，追加設(shè)置移送裝置(94)、干燥裝置(95)、包裝裝置(96)。
全文摘要
本發(fā)明涉及可用作肥料的硫酸鎂(MgSO
文檔編號C01F5/00GK1597521SQ20041008250
公開日2005年3月23日 申請日期2004年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月19日
發(fā)明者李根雨 申請人:漢城夏普重工業(yè)株式會社