[發明專利]一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳系統及方法

在審

• 申請號: 202110627434.4
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113171678A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 楊成龍;程廣文;姚明宇;蔡銘;李陽;趙瀚辰;付康麗;楊嵩;郭中旭
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/62
• 分類號: B01D53/62;B01D53/78;B01D53/80;C01F11/18;C01C1/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

1.一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳系統，其特征在于，包括三相流化床吸收塔(30)、硫酸銨結晶生成裝置(31)和碳酸鈣生成裝置(33)；

所述碳酸鈣生成裝置(33)包括碳酸鈣旋流器(10)、石膏漿液罐(12)和輸氨管；

所述三相流化床吸收塔(30)從下至上依次布置有硫酸銨濃縮噴淋區(301)、三相流化反應區(302)和除霧區(303)；

硫酸銨濃縮噴淋區(301)底部設置有漿液池，頂部設置有濃縮噴淋層(7)；漿液池連接硫酸銨結晶生成裝置(31)；

三相流化反應區(302)底部從下至上依次設置有氣體分布板(6)、補氨管柵(5)和石膏漿液管柵(4)，補氨管柵(5)的出口豎直向下且其輸入端接入輸氨管，石膏漿液管柵(4)的出口豎直向上且其輸入端連接石膏漿液罐(12)的底部輸出端；且三相流化反應區(302)上部側壁設置有碳酸鈣排出口并接入碳酸鈣旋流器(10)的側切入口；

除霧區(303)從下至上依次設置有除霧器(2)和工藝水噴淋層(1)。

2.根據權利要求1所述一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳系統，其特征在于，所述漿液池位于脫硫煙氣入口下方。

3.根據權利要求1所述一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳系統，其特征在于，所述硫酸銨結晶生成裝置(31)包括硫酸銨排出泵(21)、硫酸銨旋流器(18)和離心機(20)；

硫酸銨旋流器(18)的側切入口經硫酸銨排出泵(21)連接漿液池的硫酸銨結晶出口，底部出口連接離心機(20)的輸入端；

離心機(20)的液相出口與硫酸銨旋流器(18)的頂部出口合流，并經回流泵(19)接入漿液池的硫酸銨漿液回流口。

4.根據權利要求1所述一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳系統，其特征在于，所述碳酸鈣旋流器(10)的頂部出口依次連接蒸發除氨器(9)和真空皮帶機(11)，底部出口連接石膏漿液罐(12)的頂部輸入端。

5.根據權利要求4所述一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳系統，其特征在于，所述除氨器(9)的氨出口接入輸氨管，固相出口接入真空皮帶機(11)。

6.根據權利要求1或5所述一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳系統，其特征在于，所述輸氨管的輸入端連接有氨罐(15)。

7.根據權利要求4所述一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳系統，其特征在于，所述真空皮帶機(11)的濾液出口經濾液泵(17)接入漿液池。

8.根據權利要求1所述一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳系統，其特征在于，所述石膏漿液罐(12)側壁連接有脫硫石膏漿液管(13)，用于補充石膏漿液。

9.一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳方法，其特征在于，基于權利要求1-8所述任意一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳系統，包括以下步驟：

脫硫煙氣經脫硫煙氣入口進入硫酸銨濃縮噴淋區(301)，與噴淋液充分接觸放熱后進入三相流化反應區(302)，形成放熱脫硫煙氣；

三相流化反應區(302)中液相組分通過補氨管柵(5)補充的氨水，固相組分是通過石膏漿液管柵(4)補充的石膏顆粒，放熱脫硫煙氣穿過氣體分布板(6)時形成氣泡，氣泡中的CO₂與石膏漿液強烈混合進行反應，生成碳酸鈣顆粒；

由于碳酸鈣顆粒的密度小于石膏顆粒密度，碳酸鈣顆粒會集聚于三相流化反應區(302)上部，并通過碳酸鈣排出口排至碳酸鈣生成裝置(33)；

放熱脫硫煙氣中的二氧化碳在三相流化反應區(302)中被脫除產生凈煙氣，經過除霧器(2)和工藝水噴淋層(1)處理后實現凈排放。

10.根據權利要求9所述一種基于三相流化床直接礦化煙氣二氧化碳方法，其特征在于，所述三相流化反應區(302)通過進入氨氣的量進行pH的控制，控制范圍為8-10。