[發(fā)明專利]一種高效氨法脫碳的裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210553356.2
• 申請(qǐng)日: 2022-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN114870600A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張軍;祁麗昉;王金勇;羅靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇新世紀(jì)江南環(huán)保股份有限公司;江南環(huán)保集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/78
• 分類號(hào): B01D53/78;B01D53/62
• 代理公司: 中國貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 夏正東

一種高效氨法脫碳的裝置及方法，該裝置包括增壓設(shè)備、脫碳設(shè)備及氨脫除設(shè)備，其中脫碳設(shè)備設(shè)有鼓泡單元和溶液循環(huán)噴淋單元。含二氧化碳工藝氣體通過增壓設(shè)備進(jìn)入脫碳設(shè)備，用氨作為吸收劑從氣體中脫除CO₂，生產(chǎn)碳酸氫銨。將增壓煙氣通過鼓泡單元分散到銨鹽溶液中，將碳酸銨和氨基甲酸銨，轉(zhuǎn)化為碳酸氫銨。再通過上部噴淋裝置，增加銨鹽溶液與煙氣接觸面積與停留時(shí)間，強(qiáng)化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，提高脫碳效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效氨法脫碳的裝置及方法。

背景技術(shù)

目前各工業(yè)企業(yè)廢氣處理效率普遍偏低或僅僅通過脫硫除塵處理后就排入大氣中，大量CO₂等溫室氣體排入環(huán)境中，造成了全球氣候變暖加速等一系列環(huán)境問題。因此尋求一種積極有效的CO₂氣體處理方法成為了各國亟待解決的問題之一。碳酸氫銨是一種速效氮素肥，分子式為NH₄HCO₃，易溶于水，易分解，適用于各種作物和各種土壤，而二氧化碳是制備碳銨的原料之一，將工業(yè)企業(yè)廢氣中的CO₂氣體加工制成碳銨，不但能解決CO₂直接排入大氣的問題，又能制得碳銨肥料，成為現(xiàn)有所屬技術(shù)人員研究開發(fā)的課題。

專利申請(qǐng)CN201010125082.4公開一種利用CO₂廢氣合成碳銨肥料的生產(chǎn)方法，利用尾氣除塵脫硫后CO₂廢氣與濃氨水采用逆流接觸生成碳銨的工藝，并通過氨回收塔回收前道工序中的氨氣，剩余的尾氣直接排向大氣。該工藝通過濃氨水與含CO₂氣體逆流接觸吸收生產(chǎn)碳銨，為了提高吸收效率低，減少氨逃逸，該工藝采用多個(gè)主脫碳塔并聯(lián)再和副塔串聯(lián)方式，投資成本高。

專利申請(qǐng)CN200880122376.2公開了一種處理煙道氣流的多級(jí)CO₂去除系統(tǒng)和方法，其使用吸收器容器，在0-20℃低溫條件下使煙道氣流與含有氨的離子溶液接觸，同時(shí)第一吸收級(jí)的溶液比第三吸收級(jí)的溶液具有更高的溫度和更低的氨碳比。通過將離子溶液控制在較低溫度，且控制第三級(jí)的離子溶液處于更低的溫度可以減少氨逃逸，但該專利未提到如何高效節(jié)能的降溫。

專利申請(qǐng)CN00123369.6公開了一種氨水吸收煙氣中CO₂酸性氣體的方法。a將煙氣除塵降溫；b加壓后送氣柜；c碳化塔頂注酸性氣體吸收劑溶液，抽冷卻煙氣，加壓后由塔底送入，用氣體分布器充分反應(yīng)，控溫；d碳化塔中固液比1∶1～3時(shí)，從底部放液，同時(shí)保持從頂部放煙氣；e將固液混合物靜止陳化；再降溫使結(jié)晶略大，分離；f分離后固體為復(fù)合氮肥，液體為離心上清液；g給步驟d煙氣加壓，由底部進(jìn)清洗塔，除CO₂、NH₃后排入大氣；由清洗塔上部加清水，再從底排出；h將清洗塔排出液體與從離心機(jī)分離液體混合備用；i取回收液提高氨濃度，補(bǔ)充其它成分構(gòu)成酸性氣體吸收劑備用。該方案以減排CO₂、SOx、NOx等酸性氣體和溫室氣體為目標(biāo)，生產(chǎn)的是復(fù)合氮肥，無法單獨(dú)產(chǎn)碳酸氫銨，未考慮單獨(dú)氨吸收二氧化碳的特性，無法高效除去煙氣中CO₂。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種高效氨法脫碳裝置，包括增壓設(shè)備、脫碳設(shè)備及氨脫除設(shè)備，其中脫碳設(shè)備至少包括鼓泡單元和循環(huán)噴淋單元；鼓泡單元與增壓設(shè)備通過管道連接。

一般地，用含有銨鹽的吸收循環(huán)液脫除氣體中的二氧化碳，實(shí)現(xiàn)氨法脫碳生產(chǎn)碳酸氫銨，主要原理為：

在10-30℃、一個(gè)大氣壓情況下，CO₂與氨水反應(yīng)主要產(chǎn)物是氨基甲酸銨和碳酸銨，此反應(yīng)為可逆反應(yīng)。

總化學(xué)反應(yīng)式：

在實(shí)際的反應(yīng)過程中，存在許多中間反應(yīng)，大概過程如下：