[發(fā)明專利]通過使用正電性金屬還原煙道氣來實施節(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所 11105
• 代理人: 賈靜環(huán)

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及對包含硫氧化物和二氧化碳的煙道氣實施節(jié)能的組合脫硫和脫碳的方法和設(shè)備。碳基化石燃料提供大量能量，特別是電能、熱能或機械能。伴隨著發(fā)電，燃料燃燒產(chǎn)生多種反應產(chǎn)物，例如氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物。過去，容許不經(jīng)進一步處理就將來自電力設(shè)施和工業(yè)過程的煙道氣直接排放進大氣。然而，隨著關(guān)于環(huán)境遭破壞的證據(jù)的增多，指向例如由硫氧化物的排放而造成的大氣酸化，由溫室氣體排放所導致的全球變暖引起的不利氣候變化的風險，使用污染緩解技術(shù)減少排放物的煙道氣處理已經(jīng)變得更加重要，以符合規(guī)定和空氣質(zhì)量標準。用于煙道氣處理的現(xiàn)有技術(shù)涉及資源和能量消耗量大的方法(energy?intensive?processes)。

相應地，需要允許對煙道氣進行組合式節(jié)能脫硫和脫碳的方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于對包括硫氧化物和二氧化碳的煙道氣實施節(jié)能脫硫和脫碳方法，所述方法包括以下步驟：

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

(b)在放熱反應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，并由此產(chǎn)生經(jīng)還原的氣態(tài)碳產(chǎn)物和固體反應產(chǎn)物，同時進行冷卻；

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

(d)氧化在萃取步驟(c)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產(chǎn)物和經(jīng)氧化的含硫反應產(chǎn)物(suspended?carbon?containing?reaction?products?and?oxidized?sulphur?containing?reaction?products)的第二懸浮液；以及

(e)從懸浮的含碳反應產(chǎn)物分離所述含經(jīng)氧化的含硫反應產(chǎn)物。

本發(fā)明進一步提供應用于所述方法的脫硫設(shè)備和/或過程鏈(process?chain)，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，

(b)至少一個具有冷卻裝置的反應室(反應器、燃燒器)，其適用于在放熱反應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選擇性萃取(溶解/沉淀)反應室(b)的所述固體反應產(chǎn)物來產(chǎn)生包含懸浮的含碳反應產(chǎn)物和含硫反應產(chǎn)物的第一懸浮液的反應室；

(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產(chǎn)物和經(jīng)氧化的含硫反應產(chǎn)物的反應室；和

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

此外，本發(fā)明提供了應用于所述方法的閉路(closed?loop)脫硫設(shè)備，其包括：

(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，

(b)至少一個具有冷卻裝置的反應室(反應器、燃燒器)，其適用于在放熱反應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室(b)的所述固體反應產(chǎn)物來產(chǎn)生包含懸浮的含碳反應產(chǎn)物和含硫反應產(chǎn)物的第一懸浮液的反應室；

(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產(chǎn)物和經(jīng)氧化的含硫反應產(chǎn)物的反應室；

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

(f)至少一個適用于由經(jīng)分離的所述懸浮的含碳反應產(chǎn)物和/或經(jīng)分離的所述經(jīng)氧化的含硫反應產(chǎn)物再生正電性金屬的再生單元。

此外，本發(fā)明提供了包括所述脫硫設(shè)備或所述閉路脫硫設(shè)備的發(fā)電廠或煉鋼廠或鼓風爐或垃圾燃燒廠(waste?burning?plant)。

附圖說明

下文參照附圖描述了用于對煙道氣實施節(jié)能脫硫的方法的設(shè)備的可行實施方式。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的可行實施方式的實施例的用于對包含硫氧化物和二氧化碳的煙道氣進行節(jié)能脫硫的脫硫和脫碳設(shè)備的方框圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的可行實施方式的另一個實施例的用于對包含硫氧化物和二氧化碳的煙道氣進行節(jié)能脫硫的脫硫和脫碳設(shè)備的方框圖。

在這些附圖中，附圖標記表示以下組件：

EPM??正電性金屬

FG??煙道氣

1??引發(fā)步驟(a)和還原步驟(b)的反應室