[發明專利]預處理石灰窯尾氣及提高該尾氣中二氧化碳濃度的方法

有效

• 申請號: 201310006117.6
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN103143222A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 辛衛東;孫俊民;王文儒;孫振斌;張成偉;鄧忠貴;李旭;張先奇
• 申請（專利權）人: 大唐國際發電股份有限公司高鋁煤炭資源開發利用研發中心
• 主分類號: B01D50/00
• 分類號: B01D50/00;B01D53/75;B01D53/047
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 黃健

技術領域

本發明涉及濕法冶金及廢氣綜合利用領域，尤其涉及一種對石灰窯尾氣進行預處理及提高石灰窯尾氣中CO₂濃度的方法。

背景技術

隨著工業化進程的發展，含有CO₂等有害物的廢氣排放日益增多，給環境帶來了很大的危害，尤其是CO₂的過量排放對全球溫室效應的影響已經是眾所周知的。另一方面，CO₂是一種非常寶貴的碳資源，如能有效利用，不僅降低CO₂排放帶來的溫室效應，還可彌補因石油、天然氣大量消耗引起的“碳源危機”，實現了地球上CO₂的良性循環。因此對排放的CO₂進行回收、固定、利用及再資源化，已成為世界各國十分關注的問題。

高鋁粉煤灰預脫硅-堿石灰燒結法生產氧化鋁的鋁酸鈉溶液碳酸化分解過程，使用石灰窯尾氣提供CO₂來源，可以認為是綜合利用排放氣中CO₂的典型例子，該技術中，為了滿足碳酸化分解的需求，將石灰窯尾氣中CO₂的濃度由20%提高到40%左右，是關鍵因素之一。

傳統的提高工業廢氣中CO₂濃度的方法主要有溶劑法、膜分離法、精餾法及變壓吸附法，其中變壓吸附法由于無污染、操作方便而備受矚目。但是，變壓吸附法提濃CO₂對氣源純度要求較高。對于燃燒和礦石分解尾氣等排放氣，其中含有大量的粉塵、硫化物等礦物雜質，如果預處理不干凈，在使用變壓吸附法提濃CO₂時，會發生吸附劑積累性中毒、裝置失效的事故。

石灰窯尾氣成分復雜，CO₂含量為20%左右，N₂約占79%左右，還含有SO₂、氮氧化物等有害氣成分，還會夾帶一定量的粉塵（大約1-10g/Nm³），該粉塵主要成分為CaO、MgO、C等。此外，石灰窯尾氣的煙氣中還含有一定量的焦油。石灰窯尾氣組分中，CO₂是可利用成分，而SO₂、氮氧化物、粉塵及焦油則屬于危害較大污染物，國家對于其排放標準日益嚴格，這些都是石灰窯尾氣處理的關鍵。

由于石灰窯尾氣成分復雜且雜質含量高，目前關于利用變壓吸附技術提純石灰窯尾氣，富集CO₂的研究報道不多，全國尚無工業成功實例。

已經有報道和應用的石灰窯尾氣處理的工藝通常是將石灰窯尾氣先經旋風除塵后，再經噴淋、活性炭吸附、電除塵（布袋除塵）等，例如，授權公告號為CN201930680、名稱為“石灰窯氣凈化系統”的中國專利，公開了一種采用旋風除塵器+噴淋+焦炭過濾+電除塵的組合工藝，但該工藝的缺點是雜質處理工藝單一且深度不夠，即使可以滿足大氣排放標準，卻滿足不了利用變壓吸附法提純CO₂的工藝要求。另外，授權公告號為CN202460402、名稱為“一種石灰窯氣凈化塔”的中國專利，公開了一種采用水槽+石灰石填充層+噴淋+絲網除沫器的組合工藝，該工藝雖然粉塵處理效率較高，但對SO₂和焦油的去除效果不大；專利號為ZL200820016124.9、名稱為的“環保節能石灰窯爐脫硫除塵器”的中國專利，公開了一種采用多級石灰水對石灰窯氣處理的工藝，雖然SO₂處理效率較高，但小顆粒粉塵及焦油難以去除，排放至大氣中仍會造成環境污染，在回收利用時，會給后續的尾氣CO₂利用工序帶來困難。

為提高環保力度，對于氮氧化物排放的標準已經在出臺中，而目前有關石灰窯尾氣處理技術均未涉及針對降低和脫除氮氧化物的手段，即使按照上述技術處理石灰窯尾氣，也難以滿足氮氧化物的排放要求。

發明內容

本發明所解決的主要技術問題是提出一種實現預處理石灰窯尾氣的方法，通過科學有效的處理手段，使經預處理后的石灰窯尾氣中的焦油、SO₂、氮氧化物、粉塵等有害雜質被有效除去，從而能夠滿足變壓吸附技術提濃CO₂的要求。

本發明還提供了一種提高石灰窯尾氣中CO₂的方法，將前述預處理工藝與變壓吸附技術相結合，對石灰窯尾氣中CO₂進行有效的提純和分離，在實現石灰窯尾氣的綜合利用，也更提高了排放氣品質。

為實現上述目的，本發明提供了一種新型的預處理石灰窯尾氣的方法，該方法包括以下步驟：