[發明專利]一種電廠煙氣氨法脫碳工藝

無效

• 申請號: 201210187777.4
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102688676A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 蔣紹堅;鐘偉;彭銳;彭好義;張軍;蔣勇
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/62
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一種脫碳工藝，特別是涉及一種電廠鍋爐煙氣處理的工藝，具體指一種電廠煙氣氨法脫碳工藝。

背景技術

現代工業快速發展，大量化石燃料的使用，導致CO₂排放日益增多，而CO₂是導致氣候變化和全球氣候變暖的主要原因。2009年我國確定了到2020年單位國內生產總值溫室氣體排放比2005年下降40％—45％的行動目標。

以氨水作為吸收液的化學吸收法具有吸收能力強、腐蝕性小、再生能耗低、補充成本低，不易被煙氣中其它組分降級，可同時脫除多種酸性氣體污染物等特點，成為脫碳工藝較為成熟的技術，國內外學者進行了大量的研究。

以氨法脫碳工藝應用于電廠煙氣還存在很多問題。吸收液的濃度越高，解吸過程中會出現解吸不完全，CO₂解吸率越低，導致再生液吸收能力差，同時容易造成氨的逸出，提高了工藝的成本。必須要提出一種合理的氨法脫碳工藝，保證工藝運行的可行性，降低運行成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種CO₂的解吸率高，同時吸收液循環利用過程中CO₂負載量保持不變，保證溶液對CO₂的吸收能力的電廠煙氣氨法脫碳工藝。

為了解決上述技術問題，本發明提供的電廠煙氣氨法脫碳工藝，煙氣經過脫硫、除塵冷卻到45～55℃后，進入脫碳吸收塔，與脫碳吸收塔內的吸收液逆流接觸，吸收液的總氨質量分數控制在3%～5%，煙氣中CO₂被吸收，將吸收CO₂后的吸收液送入再生塔中，對吸收液加熱解吸釋放CO₂，解吸溫度為85～95℃，然后返回到脫碳吸收塔開始新一輪吸收。

煙氣與從脫碳吸收塔上部噴淋而下的吸收液逆流接觸。

對加熱解吸釋放CO₂的吸收液補充新鮮氨水。

在吸收液中添加碳酸氫鈉或碳酸氫鉀，添加的碳酸氫鈉或碳酸氫鉀濃度為0.1～0.5mol/L。

該系統通過檢測吸收后煙氣中CO₂濃度得出溶液的吸收率以及CO₂負載量，對吸收液品質進行控制，吸收液的總氨質量分數控制在3%～5%。吸收CO₂后的吸收液失去了吸收CO₂的能力稱為富液，經過解吸、補充新鮮氨水后，加熱解吸釋放CO₂、補充新鮮氨水后又重新具備吸收CO₂的能力稱為貧液，貧液的CO₂負載量低，具有較高的CO₂吸收率，隨著吸收過程的進行，吸收率降低，CO₂負載量升高。生成的主要產物包括碳酸氫銨和碳酸銨，CO₂負載量越高，產物中碳酸氫銨比重增大。CO₂負載量的變化范圍從0～0.8mol·mol^-1，負載量過低，需要補充更多的新鮮氨水，提高了成本；負載量過高時，吸收效率過低，不能達到捕獲要求。最優范圍為0.2～0.6mol·mol^-1。

進一步，經過解吸、補充新氨水后貧液負載量為0.2mol·mol^-1，隨著吸收過程的進行，CO₂負載量逐漸增大，達到0.5～0.6mol·mol^-1時，富液泵送入再生塔進行蒸汽加熱解吸，解吸溫度為85～95℃。

該方案中吸收液流量與煙氣流量的液氣比控制在18～20L/m³。

如上所述的的電廠煙氣氨法脫碳工藝，吸收部分主要通過如下反應：

CO₂+2NH₃-NH₂COONH₄????????????????????（1）

解吸部分主要通過如下反應：