[發明專利]一種煙氣二氧化碳捕集利用一體化系統及方法

在審

• 申請號: 202110627435.9
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113171679A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 楊成龍;程廣文;楊嵩;郭中旭;姚明宇;蔡銘;李陽;趙瀚辰;付康麗
• 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;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

本發明公開一種煙氣二氧化碳捕集利用一體化系統及方法，在吸收塔底部連接氨罐和結晶罐，對脫硫煙氣的脫碳過程以及將碳銨溶液導流至結晶罐內，攪拌器將結晶罐內物質充分反應，結晶罐底部連接旋流器，實現混合漿液的分層，通過碳酸鈣排出泵，實現對碳酸鈣和硫酸銨的提取和利用，本系統結構合理，通過添加催化劑加速碳酸鈣的結晶反應，縮短反應時間，可以實現在線連續處理的效果；采用旋流器分層回收技術，減少催化劑的損耗，提高石膏的利用率，可獲得的高純度的碳酸鈣；同時采用脫硫石膏漿液為反應原料，不需要再進行預處理，反應產物碳酸鈣又返回脫硫系統作為脫硫原料，實現了脫硫系統的鈣循環，有效解決了脫硫原料來源和脫硫廢棄物處置的問題。

技術領域

本發明屬于大氣污染物凈化領域，涉及一種煙氣二氧化碳捕集利用一體化系統及方法。

背景技術

碳減排是煤電行業面臨的最現實挑戰，脫碳能力將成為今后燃煤機組的重要問題。

目前，燃煤機組煙氣脫碳主要為碳捕集、利用與存儲(CCUS)技術。利用有機胺作吸收劑，與煙氣中的CO₂反應生成水溶性鹽，再加熱吸收液，實現CO₂的釋放與捕集，同時再生吸收液，該技術存在能耗大、經濟效益低，及次生污染等問題，捕集的二氧化碳多用來地質封存及驅油，存在二次泄露的問題，因此，急需開發高效低成本的煙氣脫碳及資源化利用技術。

石膏的化學組成均為CaSO₄·2H₂O，由于品質低，產量大，難以資源化利用，通常采用堆放和填埋處理，既占用土地又污染環境，是亟待處理的一種工業固廢。一種基于CO₂直接礦化的煙氣脫碳新技術，實際是利用氨水(NH₃)和石膏(CaSO₄)與煙氣中的CO₂反應，生產硫酸銨(化肥)和碳酸鈣，從而實現煙氣脫碳并將其礦化。

煙氣CO₂直接礦化石膏聯產硫酸銨和碳酸鈣技術一直是研究熱點。目前現有技術是將石膏粉末與有機醇胺溶液混合后通入CO₂氣體生成碳酸鈣，該方法有機醇胺的作用是替代氨，最終有機醇胺生成有機胺硫酸鹽，需要通過電滲析技術再生利用，再生成本高，無法實現大規模應用。綜上所述，這些專利中都未涉及催化碳酸鈣結晶工藝技術開發，未涉及耦合濕法脫硫制漿系統的碳捕集、利用工藝技術開發，未涉及脫硫制漿系統鈣循環的工藝技術研究。

發明內容

針對現有技術中存在的石膏聯產硫酸銨和碳酸鈣技術中時間周期長和成本高的問題，本發明提供一種煙氣二氧化碳捕集利用一體化系統及方法。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種煙氣二氧化碳捕集利用一體化系統，其特征在于，包括吸收塔、結晶罐、旋流器和脫硫制漿系統；

所述吸收塔底部兩側分別設置有進氨口和漿料出口，進氨口依次連接氨補給泵和氨罐，漿料出口連接結晶罐的頂部進料口；

所述結晶罐內部設置有攪拌器，且底部輸出口依次連接結晶排出泵和旋流器的進料口，結晶罐中部側壁設置有催化劑進料口，且依次連接催化劑補給泵和催化劑罐；

旋流器側壁設置有中部出口，且依次連接碳酸鈣排出泵和真空皮帶機；

所述真空皮帶機設置有固體出口和濾液出口，固體出口連接碳酸鈣輸送機的輸入端，濾液出口連接蒸發結晶器的輸入端；

所述脫硫制漿系統的一端設置有脫硫石膏漿液管，且連接結晶罐中部側壁的輸入口。

進一步，所述結晶罐頂部設置有回流輸入口，旋流器上部的側壁設置有催化劑回流輸出口，催化劑回流輸出口通過催化劑回流泵連接結晶罐頂部的回流輸入口。

進一步，所述旋流器底部設置有石膏漿液出口，且通過石膏回流泵連接結晶罐頂部的回流輸入口。