[發(fā)明專利]通過使用正電性金屬還原煙道氣來實(shí)施節(jié)能脫硫和脫碳的方法和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380020545.2
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN104245091A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E.阿爾瓦尼提斯;M.鮑爾多夫;G.施密德;D.塔羅塔;F.瓦拉喬威克茲
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: B01D53/50
• 分類號: B01D53/50;B01D53/62;B01D53/83;B01D53/96;F23B90/04;F23G7/06;B01D53/78;C02F103/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 賈靜環(huán)

1.一種對包括硫氧化物和二氧化碳的煙道氣實(shí)施節(jié)能脫硫和脫碳的方法，所述方法包括以下步驟：

(a)在正電性金屬和所述煙道氣中的硫氧化物和二氧化碳之間引發(fā)反應(yīng)；

(b)在放熱反應(yīng)中用正電性金屬還原所述煙道氣中的硫氧化物和二氧化碳，并由此產(chǎn)生經(jīng)還原的氣態(tài)碳產(chǎn)物和固體反應(yīng)產(chǎn)物，同時進(jìn)行冷卻；

(c)在溶劑中萃取還原步驟(a)的所述固體反應(yīng)產(chǎn)物，以產(chǎn)生包含懸浮的含碳反應(yīng)產(chǎn)物和含硫反應(yīng)產(chǎn)物的第一懸浮液；

(d)氧化步驟(b)中所得到的所述第一懸浮液以產(chǎn)生包含懸浮的含碳反應(yīng)產(chǎn)物和經(jīng)氧化的含硫反應(yīng)產(chǎn)物的第二懸浮液；以及

(e)從所述懸浮的含碳反應(yīng)產(chǎn)物分離所述經(jīng)氧化的含硫反應(yīng)產(chǎn)物。

2.權(quán)利要求1的方法，其中在所述還原步驟(b)之后實(shí)施額外的冷卻步驟(b’)。

3.權(quán)利要求1的方法，其中在萃取步驟(c)和/或氧化步驟(d)中，已將所述懸浮的含碳反應(yīng)產(chǎn)物至少部分地從所述懸浮液中分離。

4.權(quán)利要求1的方法，其中由在還原步驟(b)中的所述正電性金屬的放熱反應(yīng)所提供的熱能用于驅(qū)動適于發(fā)電的發(fā)電機(jī)。

5.權(quán)利要求1的方法，其中在還原步驟(b)中產(chǎn)生一氧化碳作為產(chǎn)物。

6.權(quán)利要求1的方法，其中在萃取所述還原步驟(b)的反應(yīng)產(chǎn)物的萃取步驟(c)中產(chǎn)生乙炔作為產(chǎn)物。

7.權(quán)利要求1的方法，其中在所述分離步驟(e)中，于氧化步驟(d)之后所述經(jīng)氧化的含硫反應(yīng)產(chǎn)物基本全部溶解于溶劑中，而于所述步驟(d)之后使所述懸浮的含碳反應(yīng)產(chǎn)物基本全部沉淀。

8.權(quán)利要求1的方法，其中，所述分離步驟(e)之后，使溶解的經(jīng)氧化的含硫反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)受陽極氧化以產(chǎn)生可溶性的過二硫酸鹽，

其中通過添加過量的氯化鉀和/或氯化銨沉淀過二硫酸鹽陰離子以形成過二硫酸鉀和/或過二硫酸銨和正電性金屬的氯化物鹽和氯化鉀和/或氯化銨。

9.權(quán)利要求8的方法，其中使所生成的正電性金屬氯化物鹽和氯化鉀和/或氯化銨經(jīng)受用于電化學(xué)再生正電性金屬的當(dāng)氏法。

10.權(quán)利要求1的方法，其中所述正電性金屬從所述懸浮的含碳反應(yīng)產(chǎn)物和/或所述的經(jīng)氧化的含硫反應(yīng)產(chǎn)物中再生。

11.權(quán)利要求9或10的方法，其中來自可再生能源的電能用于所述正電性金屬的再生。

12.權(quán)利要求1的方法，其中通過使空氣或氧氣經(jīng)所述懸浮液鼓泡的方式來實(shí)施所述氧化步驟(d)。

13.應(yīng)用于權(quán)利要求1中所述方法的脫硫和脫碳設(shè)備，所述脫硫設(shè)備包括：

(a)至少一個啟動器，其用于引發(fā)正電性金屬和所述煙道氣中的硫氧化物和二氧化碳之間反應(yīng)，

(b)至少一個具有冷卻裝置的反應(yīng)室，其適于在放熱反應(yīng)中使用正電性金屬還原所述煙道氣中的硫氧化物和二氧化碳；

(c)至少一個適用于通過在溶劑中萃取反應(yīng)室(a)的固體反應(yīng)產(chǎn)物來產(chǎn)生包含懸浮的含碳反應(yīng)產(chǎn)物和含硫反應(yīng)產(chǎn)物的第一懸浮液的反應(yīng)室；

(d)至少一個適用于氧化所述第一懸浮液以產(chǎn)生包含懸浮的含碳反應(yīng)產(chǎn)物和經(jīng)氧化的含硫反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)室；和

(e)至少一個適用于從所述懸浮的含碳反應(yīng)產(chǎn)物分離所述經(jīng)氧化的含硫反應(yīng)產(chǎn)物的分離器。

14.權(quán)利要求13的脫硫和脫碳設(shè)備，其中所述反應(yīng)室(b)包括燃燒器。

15.權(quán)利要求13的脫硫和脫碳設(shè)備，其中將所述反應(yīng)室(c)和所述反應(yīng)室(d)、所述反應(yīng)室(c)和所述分離器(e)、所述反應(yīng)室(d)和所述分離器(e)、或所述反應(yīng)室(c)、所述反應(yīng)室(d)和所述分離器(e)組合成一個單元。

16.權(quán)利要求13的脫硫和脫碳設(shè)備，其進(jìn)一步包括：

陽極氧化階段，用于由經(jīng)所述分離器(d)提供的所述溶解的經(jīng)氧化的含硫反應(yīng)產(chǎn)物制造過二硫酸鹽。

17.權(quán)利要求13的脫硫和脫碳設(shè)備，其進(jìn)一步包括：

適用于由經(jīng)分離的所述懸浮含碳反應(yīng)產(chǎn)物再生正電性金屬的第一再生裝置，和/或

適于由經(jīng)分離的所述經(jīng)氧化的含硫反應(yīng)產(chǎn)物再生正電性金屬的第二再生裝置。