利用防止公害系统的硫酸镁的生产方法及系统.pdf

本发明涉及可用作肥料的硫酸镁(MgSO4)的生产方法及系统，其特征在于利用为了去除灰尘以及有害气体而设置的防止公害系统析出七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)而进行生产。本发明着眼于作为投入到湿式电集尘器的洗净水中的中和剂，使用氢氧化镁(Mg(OH) 2)时，能与废气中的硫酸盐发生反应而制造硫酸镁(MgSO4)的水合盐，在洗净水的循环使用之后产生的废水中溶解的硫酸镁(MgSO4)，只以冷却水为冷却介质，冷却至最为经济地析出七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)，从而达到再次利用废资源的硫酸镁的生产。

1.  一种利用防止公害系统的硫酸镁的生产方法，包括：大气污染物质去除步骤(第一工序)，将含有灰尘、有害气体等大气污染物质的废气导入湿式电集尘器中，用集尘板收集灰尘颗粒并通过洗涤去除，通过所述洗净水中含有的中和剂去除有害气体，之后以废水的形式排出；废水处理步骤(第二工序)，将所述洗净水循环使用后产生的废水依次通过中和、凝结、上浮、沉淀的方法进行处理，之后使其放流；硫酸镁的析出步骤(第三工序)，作为所述洗净水的中和剂使用氢氧化镁(Mg(OH)₂)，在洗净后产生的废水中溶解与有害气体中的硫酸盐反应的硫酸镁(MgSO₄)，在所述放流水的温度维持在最低50℃以上的状态下，将以水合物的形式溶解在所述放流水中硫酸镁(MgSO₄)移送至凝缩器中，以冷却水为冷却介质将凝缩器内的放流水温度冷却至20℃以下，析出七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)；和七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)的生产步骤(第四工序)，将析出的七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)脱水，干燥成可移送状态。

2.  一种利用防止公害系统的硫酸镁的生产系统，包括：湿式电集尘器(10)，用于去除灰尘及有害气体；氧化槽(20)，使作为中和剂投入氢氧化镁(Mg(OH)₂)的洗净水循环使用之后从湿式电集尘器(10)产生的废水流入，并利用投入的中和剂调整pH；过滤槽(30)，用于过滤从氧化槽(20)排出的废水中含有的渣滓(杂质)；均衡槽(40)，暂时储存从过滤槽(30)过滤的废水，根据系统的运营条件调整废水的状态使其均衡；凝结槽(50)，将从均衡槽(40)移送的废水中含有的淤渣，利用投入的凝结剂凝结成块状；沉淀槽(60)，将凝结的淤渣沉淀，分离成淤渣和上层水；淤渣固体化槽(70)，仅移送从沉淀槽(60)沉淀的淤渣而使其固体化；储存槽(80)，仅流入沉淀槽(60)的上层水而进行储存；凝缩器(90)，注入冷却水将从储存槽(80)放流的放流水冷却至20℃而进行凝缩；和脱水移送装置(91)，使通过凝缩器(90)析出的硫酸镁(MgSO₄)脱水，生产七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)。

3.  根据权利要求2所述的利用防止公害系统的硫酸镁的生产系统，其特征在于，在所述湿式集尘器(10)追加形成用于增加废气和洗净水的接触率的填料层(14)。

4.  根据权利要求2或3所述的利用防止公害系统的硫酸镁的生产系统，其特征在于，在所述湿式电集尘器(10)的废气流入部分设置利用高压喷射的洗净水增加有害气体的处理效率的文丘里洗涤塔(15)。

5.  根据权利要求2所述的利用防止公害系统的硫酸镁的生产系统，其特征在于，从所述淤渣固体化槽(70)产生的脱水液返回到所述均衡槽(40)，从所述凝缩器(90)产生的凝缩水为了用作所述湿式电集尘器(10)的清洗水而流入到清洗水储存槽(92)中，同时从所述脱水移送装置(91)产生的脱水液为了循环用作所述湿式电集尘器(10)的洗净水而流入到循环水储存槽(93)。

6.  根据权利要求2或4所述的利用防止公害系统的硫酸镁的生产系统，其特征在于，为了使从所述脱水移送装置(91)生产的七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)产品化，追加设置移送装置(94)、干燥装置(95)、包装装置(96)。

利用防止公害系统的硫酸镁的生产方法及系统
技术领域
本发明涉及利用为了去除灰尘以及有害气体而设置的防止公害系统的硫酸镁(MgSO₄)的生产方法及系统，具体来说其特征在于利用冷却水冷却湿式电集尘器清洁后产生的废水中含有的硫酸镁(MgSO₄)，析出七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)而进行生产。
背景技术
通常硫酸镁(MgSO₄)是易溶于水的无色晶体，吸收水后产生化学反应成为水合物的形式，最终形成七水盐(MgSO₄·7H₂O)，所以通常所说的硫酸镁是指七水盐，可以通过将镁的氧化物·水合物·碳酸盐等与硫酸反应，并将其溶液蒸发·浓缩而得到。
此时，七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)结晶可以利用适当的热转换成一水硫酸镁(MgSO₄·H₂O)，但这种方法经济上不合理，所以通过在反应初期根据要制造的水合物调整液体/固体之间的摩尔比来制造七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)或一水硫酸镁(MgSO₄·H₂O)。
因此，即使只按七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)进行生产，根据需要也可以容易生产一水硫酸镁(MgSO₄·H₂O)。
另一方面，这样的硫酸镁(MgSO₄)现有情况下以肥料为主广泛用于土壤改良剂肥料、树脂盐析剂、砖类制品的固着剂、合成洗涤剂的界面交联剂等，其需要量具有增加的趋势。
但是，现有硫酸镁(MgSO₄)的生产，从水盐矿床采取氧化镁(MgO)作为原料，粉碎成细粉后直接与硫酸(H₂SO₄)混合而制造，其中氧化镁(MgO)的粉碎技术是制造硫酸镁(MgSO₄)的水合物晶体的主要技术，通常要粉碎至325目(mesh)左右的大小，所以要求高难度的技术，而且需要具有92％以上纯度的氧化镁(MgO)，所以要求制造成本高且高难技术的制造工序，其经济性差，存在只能以高昂的代价进行生产的问题。
因此，最近提出了考虑经济性的方法，其以制铁工序后作为副产物产生的氧化镁(MgO)为原料，降低原料费用，但此时也并不容易得到具有必要纯度的氧化镁(MgO)，不能大幅度降低原料费用，而且得到的氧化镁(MgO)本身也因高难度的粉碎技术及制造工序而造成经济上的负担，所以仍然没有解决经济性差的问题。
发明内容
本发明着眼于作为投入到湿式电集尘器的洗净水中的中和剂，使用氢氧化镁(Mg(OH)₂)时，能与废气中的硫酸盐发生反应而制造硫酸镁(MgSO₄)的水合盐，将这样的硫酸镁(MgSO₄)的水合盐冷却凝缩时，硫酸镁(MgSO₄)以七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)的形式析出而可以进行生产，其目的在于利用洗净水的循环使用之后产生的废水生产硫酸镁(MgSO₄)，通过防止公害系统再次利用废资源，另一目的在于将七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)的回收后产生的水作为再利用水使用。
为此，在湿式电集尘器的洗净水中使用氢氧化镁(Mg(OH)₂)作为中和剂，使废水中的硫酸镁(MgSO₄)溶解，被溶解的硫酸镁只以冷却水为冷却介质，冷却至最为经济且可析出的温度20℃以下，生产七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)。
如上所述，根据本发明，可以通过从用于去除灰尘及有害气体而设置的防止公害系统的放流水中析出，生产用于肥料等多种用途的硫酸镁(MgSO₄)，从而可以实现废资源的再次利用。
附图说明
图1是本发明的工序图。
图2是表示本发明的实施例1的构成的系统流程图。
图3a是本发明的实施例2中防止公害部分的系统流程图。
图3b是本发明的实施例2中废水处理部分的系统流程图。
图3c是本发明的实施例3中硫酸镁生产部分的系统流程图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的理想的实施方式。
首先，图1是本发明的制造工序图，包括如下步骤而构成：大气污染物质去除步骤(第一工序)，将含有灰尘、有害气体等大气污染物质的废气导入湿式电集尘器中，用集尘板收集灰尘颗粒并通过洗涤去除，通过上述洗净水中含有的中和剂去除有害气体，之后以废水的形式排出；废水处理步骤(第二工序)，将上述洗净水循环使用后产生的废水依次通过中和、凝结、上浮、沉淀的方法进行处理，之后使其放流；硫酸镁的析出步骤(第三工序)，作为上述洗净水的中和剂使用氢氧化镁(Mg(OH)₂)，在洗净后产生地废水中溶解与有害气体中的硫酸盐反应的硫酸镁(MgSO₄)，在上述放流水的温度维持在最低50℃以上的状态下，将以水合物的形式溶解在上述放流水中硫酸镁(MgSO₄)移送至凝缩器中，以冷却水为冷却介质将凝缩器内的放流水温度冷却至20℃以下，析出七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)；和七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)的生产步骤(第四工序)，将析出的七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)脱水，干燥成可移送状态。
此时，作为上述洗净水中的中和剂使用氢氧化镁(Mg(OH)₂)是因为反应产物的硫酸镁(MgSO₄)对于水中生物非常安全，而且在放流时很少析出盐，所以在去除废气中含有的硫成分时，收集的硫酸盐(SO_x)量越多，越要考虑所产生的废水中含有的硫酸盐引起的的不利之处，在氢氧化镁(Mg(OH)₂)工序中产生的镁盐，通常与由于作为中和剂使用的氢氧化钠(NaOH)所产生的反应产物硫酸钠(Na₂SO₄)相比，对水中生物的安全程度为3倍以上。
因此，硫酸镁(MgSO₄)比硫酸钠(Na₂SO₄)在低温下的溶解度非常高，即使收集一样的硫酸盐(SO_x)盐的浓度也低，所以可以说是一种安全的化合物，析出此时被溶解的水合物状态的硫酸镁(MgSO₄)，可再次利用于土壤改良剂肥料、树脂的盐析剂、砖类制品的固着剂、合成洗涤剂的界面交联剂等多种领域。
另外，将放流水的温度维持在最低50℃以上是因为通常从上述湿式电集尘装置(10)中排出的废水温度为60℃左右，这样的废水经过多个步骤的处理工序期间开始冷却，达到50℃时出现可视的硫酸镁(MgSO₄)的析出现象。
从而，为了防止在上述硫酸镁(MgSO₄)的析出步骤之前析出硫酸镁(MgSO₄)，设置热供给装置等多种装置，通过在硫酸镁(MgSO₄)的析出步骤之前的步骤中将放流水的温度维持在最低50℃以上的放流水移送管的保温装置为代表的自动温度控制装置，可以自动供给热源。
另外，将流入到凝缩器内部的放流水温度冷却至20℃以下的原因是要考虑利用冷却水的热交换量，使从凝缩器的流入温度50℃的放流水冷却至最为经济且硫酸镁(MgSO₄)的析出最为廉价地进行的温度，即硫酸镁(MgSO₄)的溶解度为33摩尔(M)左右的20℃。
也就是说，是由于虽然越低于20℃七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)的析出量越多，但是考虑到了为了从50℃开始冷却要投入的冷却水量及效率，没有经济性。
上述的所有根据资料可以从下面的参考文献中的表1推导。
[表1]各种温度下的硫酸盐的溶解度