[發明專利]利用硫酸鈉和CO2

在審

• 申請號: 202111278147.3
• 申請日: 2021-10-30
• 公開（公告）號: CN113830795A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 周春松;李九林;李彩慧;王建榮;何海平
• 申請（專利權）人: 山西長林能源科技有限公司
• 主分類號: C01D7/12
• 分類號: C01D7/12;C01C1/24;C01C1/26
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 溫霞云

本發明公開了一種利用硫酸鈉和CO₂生產碳酸鈉和硫酸銨的設備及方法，屬于化工技術領域。包括硫酸鈉氨化液系統、碳酸氫鈉系統、純堿系統、硫酸銨系統；硫酸鈉氨化液系統包括依次連接的廢氨水儲罐、第一蒸氨塔、吸氨塔、母液儲罐、硫酸鈉溶解罐；碳酸氫鈉系統包括依次連接的壓縮機、過濾器、緩沖罐、碳化塔、尾氣吸收塔、預碳化塔、水洗塔；純堿系統包括依次連接的碳酸氫鈉稠厚器、離心機、煅燒爐和CO₂壓縮機；硫酸銨系統包括依次連接的第二蒸氨塔、第一反應釜、第二反應釜、和硫酸銨反應釜，所述的第二蒸氨塔通過再沸器形成循環。本發明減輕了環境污染，實現資源再生，可聯產碳酸氫銨、純堿和硫酸銨，成本和能耗低，經濟效益好。

技術領域

本發明屬于化工技術領域，涉及純堿生產，具體涉及一種利用工業固廢硫酸鈉和工業廢氣中CO₂生產碳酸鈉和硫酸銨的設備和方法。

背景技術

目前國內純堿生產工藝主要有氨堿法、聯合堿法和天然堿加工。其中三種方法分別存在以下缺陷：（1）天然堿加工主要是依靠天然堿礦物為原料制取純堿，雖然天然堿法對環境污染較小，相對成本偏低，但存在地域限制；（2）氨堿法對環境污染較大，且消耗大量的自然資源，原鹽的利用率較低，生產的副產品氯化鈣利用率較小，大部分作為廢渣處理；（3）聯堿法較氨堿法污染較小，原鹽利用率較高，但是需要與合成氨工業相互匹配，且副產品氯化銨作為肥料使用范圍有限。

現有碳酸氫銨生產工藝主要利用無煙煤經煤氣發生爐氣化制成半水煤氣，煤氣經過脫硫，脫碳后合成氨，合成的氨在碳化工段吸收煤氣中的二氧化碳，生成碳酸氫銨，但是存在工藝復雜，生產成本高，環境污染嚴重的問題。

焦化、冶金、發電廠、石灰窯等工業爐窯煙道氣中排放的大量二氧化碳是導致全球變暖的元兇之一。為了實現碳中和的國家“雙碳”戰略，落實國家“碳達峰”“碳中和”戰略部署，通過碳捕集方式，實現CO₂綜合利用，將其轉化成化工基礎產品純堿，是化工領域目前研究的熱點。

為了解決現有技術存在的上述缺陷，本發明研發了一種利用工業固廢硫酸鈉/元明粉；焦化、冶金、發電廠、石灰窯等工業爐窯高濃度CO₂；化工副產的氨水為原料，生產碳酸鈉和硫酸銨的工藝。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用工業固廢硫酸鈉和工業廢氣中CO₂生產碳酸鈉和硫酸銨的設備和方法，以達到減少CO₂排放，降低生產成本，解決固廢排放造成的環境污染問題。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種利用硫酸鈉和CO₂生產碳酸鈉和硫酸銨的設備，包括硫酸鈉氨化液系統、碳酸氫鈉系統、純堿系統、硫酸銨系統；

所述的硫酸鈉氨化液系統包括依次連接的廢氨水儲罐、第一蒸氨塔、吸氨塔、母液儲罐、硫酸鈉溶解罐,所述的吸氨塔通過換熱器連接硫酸鈉氨化液儲罐；

所述的碳酸氫鈉系統包括依次連接的第一CO₂壓縮機、過濾器、緩沖罐、碳化塔、尾氣吸收塔、預碳化塔、水洗塔；

所述的純堿系統包括依次連接的碳酸氫鈉稠厚器、離心機、煅燒爐和第二CO₂壓縮機，所述的離心機還連接有碳酸氫鈉母液儲罐；

所述的硫酸銨系統包括依次連接的第二蒸氨塔、第一反應釜、第二反應釜、和硫酸銨反應釜，所述的第二蒸氨塔通過再沸器形成循環；

所述的碳化塔分別與純堿系統的CO₂壓縮機和碳酸氫鈉稠厚器連接，所述的第二蒸氨塔分別與碳酸氫鈉母液儲罐和吸氨塔連接，所述的預碳化塔與吸氨塔連接。

進一步地，所述的吸氨塔的頂部通過第三CO₂壓縮機與預氨塔連接。

所述的硫酸銨系統的第一反應釜的底部依次連接第一離心機和第一母液罐，第一母液罐與第二反應釜連接，所述第二反應釜底部依次連接第二離心機和第二母液罐，所述的第二母液罐與硫酸銨反應釜連接。