专利名称：用碳酸铵洗涤二氧化碳和氨蒸气控制的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于从气流中除去二氧化碳的方法和设备。
背景技术：
将二氧化碳吸收到碳酸铵溶液中已研究了许多年，并且毫无疑问地，
碳酸铵溶液将会从包括烟道气的气流中捕获二氧化碳。参见Mellor, J.W., "A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry (无机化学 和理论化学全书)，"第II巻，1956。然而，在现有4支术中需要解决而尚未 解决的是(i)能控制和捕获氨蒸气以防止氨从烟道(stack)中释放吗，(ii) 能将碳S交铵有效分解回氨和二氧化碳吗，以及(iii)一旦释放，氨和二氧 化碳能被有效分离以使二氧化碳被认为准备好螯合并且使氨返回到其他 过程以重新-使用吗？
因此，所需要的是用于从气流中洗涤掉二氧化碳的方法和设备，所述 方法和设备控制氨蒸气并使氨试剂返回至碳酸铵溶液或其他过程以重新 使用。
发明内容
本发明是一种满足了从气流中洗涤掉二氧化碳的需求的方法和设备， 所述方法和设备控制氨蒸气并使氨试剂返回至碳酸铵溶液或其他过程以 重新使用。本发明是用于从气流中除去二氧化碳并控制氨蒸气的方法和设 备，包括以下步骤用碳酸铵溶液从气流中洗涤掉二氧化碳，从而产生氨 蒸气和碳酸氢铵；用碳酸氬铵从气流中除去一部分氨蒸气；和对烟道气精 加工(polish)以获得低于10ppmv的氨浓度。参考以下描述、权利要求和 附图将会更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。.
图l是显示本发明的二氧化碳洗涤方法的工艺流程图。
图2是根据本发明的洗涤设备方法的示意图。
具体实施例方式
本发明是用于从气流中除去二氧化碳并控制氨蒸气的方法和设备，包 括以下步骤用碳酸铵溶液从气流中洗涤掉二氧化碳，从而产生氨蒸气和 碳酸氢铵；用碳酸氢铵从气流中除去一部分氨蒸气；和对烟道气精加工以 获得低于10 PPM的氨浓度。
转到图1 ，烟道气通常包含S02、 NOx和C02。 S02和NOx优选通过 以下公开的方法和设备处理标题为SULFER DIOXIDE REMOVAL USING AMMONIA (使用氨除去二氧化硫)的美国专利第6,605,263号和 标题为NOx, Hg， AND S02 REMOVAL USING AMMONIA (使用氨除去 NOx、 Hg和S02)的美国专利第6,936,231号，这两个美国专利如同在此 完全再次书写一样由此通过引用并入。在本说明书中，这些工艺将被称 为，263工艺和，231工艺并在图中表示为102。虽然，263工艺或，231工艺提 供了对于在C02洗涤期间所释放的NH3蒸气进行洗涤的优选方法的溶液， 如将在本说明书中稍后说明，但是需要添加氨的其他工艺可用来代替，263 工艺和，231工艺并且将是本领域技术人员已知的。
C02洗涤工艺和设备可以与，263工艺或，231工艺的设备区(apparatus island)形成整体，或其可以在其专属的塔中，该塔具有使烟道气从一个塔 传输至另一个塔的管道系统。不管怎样，在，263工艺或，231工艺102之后， 用碳酸铵溶液洗涤掉C02104。所述洗涤产生氨蒸气和碳酸氢铵，并且洗涤 溶液变成碳酸铵/碳酸氬铵溶液。 一部分该溶液被抽取至再生步骤110。
该溶液的另一部分连同含有较少C02的剩余的烟道气一起被抽取至第
一氨蒸气回收步骤106。然而，不期望碳酸铵溶液能够回收所有的在C02 洗涤期间所释放的氨。因此，第二氨捕获段108是必需的以将NH3释放降低至小于10ppmv。
第二氨步骤用来自，263工艺或，231工艺的上部环路的溶液或者来 自，263工艺的下部环路的溶液从烟道气中除去或捕获任何剩余的氨蒸气 108。随烟道气排放的氨蒸气浓度为〈10ppm。在，263工艺和，231工艺中， 上部环路需要添加氨以除去S02和NOx，并且在< 10 ppm的氨逸散 (ammonia slip)下运行。除了对其在低氨逸散下运行的能力以外，对于将 氨添加至'263工艺和，231工艺的上部环路的要求将使C02洗涤以及，263 工艺或，231工艺能够协同运行而没有氨逸散。该步骤被称为精加工步骤或 NH3捕获步骤。
当C02洗涤步骤104与，263工艺连合使用时，下部环路溶液可用于在 烟道气排放至大气前从烟道气中除去剩余的NH3蒸气。在本段中对氨的要 求没有对，263工艺的上部环路的要求高，并因此将会具有对NH3蒸气较小 的容量，但较低的pH将是更有效的NH3洗涤液并因此降低捕获氨蒸气所 需的传质的量。'263工艺和，231工艺的输出是(NH4)2S04,其可被收集以 在化肥厂处转化成肥料112，或可用于精加工步骤108。
一种根据本发明的设备显示在图2的示意图中。该图显示了一种通 过，263工艺的改进从烟道气中除去NOx、 S02和C02的方法，其总体显示 为部分202且包括反应器、下部环路206、上部环路208和WESP210。段 204被加入到该工艺，其与，771工艺区202形成整体(如图所示)或者是 具有使烟道气从一个塔传输至另一个塔并回传的管道系统的独立的塔。该 工艺的初始步骤是，771工艺的最初步骤(i)在反应器中将NOx转化为 N02， (ii)在下部环路中将烟道气流冷却至饱和，(iii)在吸收器的"上部 环路"中除去N02和S02,和(iv)使用湿式ESP ( "WESP")除去气溶胶。
设备还可改进为与总体显示为部分202且包括下部环路206和WESP 210的，231工艺连合运行。段204被加入到该工艺，其与，231工艺区202 形成整体(如图所示)或者是具有使烟道气从一个塔传输至另一个塔的管 道系统的独立的塔。该工艺的初始步骤是，231工艺的最初步骤(i)在下 部环路中将烟道气流冷却至饱和，(ii)在吸收器中除去S02，和(iii)使 用WESP除去气溶胶。为了捕获C02，需要另外的传质段并且总体显示为新的C02和NH3 吸收传质段204。该段将用于使用碳酸铵除去C02和NH3。 C02的去除212 和NH3捕获段214可以用液体再分布盘(liquid redistribution tray)分离以 使再生产物能够在C02传质段之前加入或者通过分离器盘(separatortray) 分离以使得用于捕获氨蒸气的液体能够被直接送至再生。洗涤溶液是碳酸 铵和碳酸氪铵的混合物并且优选地具有3 wt%-25 wt。/。之间的碳酸盐浓度。 碳酸铵/碳酸氢铵溶液进入NH3/C02去除段的顶部"贫NH3"或"富C02"， 因为该碳酸铵/碳酸氢铵溶液先前已用于吸收二氧化碳，增加了碳酸氢盐/ 碳酸盐的比并且降低了 pH。由于碳酸氢盐的增加和较低的pH，该溶液将 能够按照以下反应吸收NH3:
HC(V + NH3 — NH4+ + CO, (1)
一旦NH3被吸收，该溶液就将被捕获于液体再分布盘中并且将从再生步骤 加入NIVH20，所述再生步骤不是本说明书的一部分。NH3/H20的添加将 进一步降低碳酸氪盐/碳酸盐的比(含义是该溶液是"富NH3"或"贫C02"
的)并将能够从烟道气流中吸收C02。
虽然本文描述了本发明的优选实施方案，但以上描述仅仅是举例性 的。本文所公开的发明的进一步的改造将会被相关领域技术人员想到，并 且所有这些改造被视为是在如所附的权利要求所限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种从气流中除去二氧化碳并控制氨蒸气的方法，所述方法包括以下步骤提供包括二氧化碳和SO2的气流；用碳酸铵从所述气流中洗涤掉所述二氧化碳，从而产生碳酸氢铵和氨蒸气；用碳酸氢铵从所述气流中除去一部分所述氨蒸气；和使用硫酸氢铵溶液来进一步捕获在烟道气中的氨蒸气以获得低于10ppmv的氨蒸气浓度并且从硫酸氢铵产生硫酸铵。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述气流还包括NOx。
3. 根据权利要求2所述的方法，其还包括在所述二氧化碳洗涤步骤之 前的以下步骤用氧化装置将所述气流中的至少一部分NO氧化为N02;用包括氨的氨洗涤溶液从所述气流中洗涤掉至少一部分S02、 NO和 N02;和用气溶胶去除装置从所述气流中除去由所述S02、 NO和N02洗涤步 骤所产生的任何氨气溶胶的至少 一部分。
4. 根据权利要求1所述的方法，其还包括在所述二氧化碳洗涤步骤之 前的以下步骤用包括氨的氨洗涤溶液从所述气流中洗涤掉至少一部分S02;和用气溶胶去除装置从所述气流中除去由所述so2洗涤步骤所产生的任 何氨气溶力交的至少 一部分。
5. 根据权利要求2所述的方法，其还包括从所述NH3捕获步骤至所述 S02、 NO和N02洗涤步骤的添加硫酸铵的步骤，从而使工艺协同运行而没 有氨逸散。
6. 根据权利要求3所述的方法，其还包括从所述NH3捕获步骤至所述S02洗涤步骤的添加硫酸铵的步骤，从而使工艺协同运行而没有氨逸散。
7. 根据权利要求3所述的方法，其中所述S02、 NO和N02洗涤步骤产生硫酸铵和-克酸氢铵。
8. 根据权利要求4所述的方法，其还包括将所产生的硫酸铵收集用于肥料的步骤。
9. 根据权利要求4所述的方法，其还包括以下步骤提供至少一些所产生的硫酸铵用于所述NH3捕获步骤。
10. 根据权利要求1所述的方法，其还包括在所述二氧化碳洗涤步骤之前的以下步骤在反应器中将NOx转化为N02;冷却至饱和，从而产生气溶胶；在所述吸收器的上部环^f各中除去N02和S02;和用湿静电沉淀器除去所述气溶胶。
11. 根据权利要求1所述的方法，其还包括在所述二氧化碳洗涤步骤之前的以下步骤在具有上部环3各和下部环路的吸收器的下部环路中将所述烟道气流冷却至饱和，从而产生气溶胶；在所述吸收器中除去S02;和用湿静电沉淀器除去所述气溶胶。
12. 根据权利要求1所述的方法，所述二氧化碳洗涤步骤使用具有在3 wt。/。和25 wt。/。之间的总碳酸盐浓度的碳酸铵和碳酸氢铵的洗涤溶液。
全文摘要
一种通过以下步骤从气流中除去二氧化碳并控制氨蒸气的方法用碳酸铵从气流中洗涤掉二氧化碳，从而产生氨蒸气和碳酸氢铵；用碳酸氢铵从气流中除去一部分氨蒸气；和对烟道气精加工以获得低于10PPM的氨浓度。
文档编号B01D53/74GK101678269SQ200880014881
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月9日 优先权日2007年5月9日
发明者乔安娜·邓肯, 克里斯托弗·麦克拉诺恩, 弗朗西斯·阿利克斯 申请人:鲍尔斯潘公司