酸性氣體到硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料的轉(zhuǎn)化的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由硫化氫制備硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料的方法。所述方法包括將含有大量硫化氫和空氣的氣流供給到爐中，在其中燃燒產(chǎn)生富集二氧化硫的氣流。然后將所述富集二氧化硫的氣流供給到反應(yīng)器中，產(chǎn)生硫酸流和含有二氧化碳、氮?dú)狻⒀鯕?、痕量雜質(zhì)和痕量未反應(yīng)的二氧化硫的廢氣流。最后，將所述硫酸流轉(zhuǎn)化為硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料。
【專利說明】酸性氣體到硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料的轉(zhuǎn)化
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由含硫化氫氣體的酸性氣體流制備硫酸鹽基和磷酸鹽基肥料的方法。所述酸性氣體流中的硫組分最終被轉(zhuǎn)化為具有商業(yè)價(jià)值有用肥料。
【背景技術(shù)】
[0002]由地下形成物生產(chǎn)的天然氣流含有相當(dāng)體積的各種酸性氣體級分，如硫化氫(H2S)、二氧化碳(CO2)等。該天然氣通常被稱為“酸氣”，在進(jìn)入市場之前，必須進(jìn)行純化，除去酸性氣體級分。除去這些酸性氣體級分的過程在工業(yè)上稱為“脫硫(sweetening)”天然酸氣流。
[0003]脫硫酸氣以除去其中的酸性氣體級分的方法有很多。最常用方法之一是從天然氣流中回收那些酸性氣體級分并將其在設(shè)備中處理以制備硫元素，或者替代地，將其注入地面下的井空間(well space)。這種做法是非常昂貴的，幾乎沒有金錢回報(bào)或利潤。該類型方法除成本之外，還對環(huán)境具有多層次的負(fù)面影響。
[0004]安全處理酸氣并除去其中的酸性氣體級分是某些烴回收項(xiàng)目可行性方面的一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)因素。在過去的希望除去天然氣流中的硫化氫及其他酸性氣體級分的情況下，過去使用的是例如溶劑吸收方法，從而將井場中的氣體流輸送到中央處理設(shè)備，在其中通過溶劑吸收或其他類似的技術(shù)除去硫化氫或其他經(jīng)確定的不希望的酸性氣體級分。
[0005]副產(chǎn)物H2S的另一個(gè)來源是來自諸如煤的烴的氣化。所述氣化是將煤或其他低價(jià)值的烴在大型化學(xué)反應(yīng)器中氣 化的方法。由此產(chǎn)生的合成氣體(合成氣)主要含有氫和一氧化碳，并且常規(guī)地進(jìn)行清洗，然后用于發(fā)動電動動力裝置。也可以將合成氣轉(zhuǎn)化成高價(jià)值的產(chǎn)品，諸如合成燃料或氨。在氣化過程中產(chǎn)生幾個(gè)副產(chǎn)物流，包括硫化氫氣體流。
[0006]很少有為由副產(chǎn)物硫化氫氣體生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品付出努力。硫酸是一個(gè)有這樣價(jià)值的產(chǎn)品:其可以由硫化氫進(jìn)一步生產(chǎn)得到，所述硫化氫為從烴的酸性氣體廢氣流回收的硫化氫。但是，因?yàn)橐恍└偁幖夹g(shù)，由硫化氫生產(chǎn)硫酸在商業(yè)上是有限的。
[0007]已經(jīng)做了一些有關(guān)將例如煤動力發(fā)電的煙道氣中的二氧化硫(SO2)轉(zhuǎn)化為硫酸的工作。也一直在努力開發(fā)通過用過氧化氫、鈉的硫酸和鐵的硫酸鹽處理而將硫化氫(H2S)轉(zhuǎn)化為硫酸的方法，但是這些被證明成本高且難以以大的工業(yè)規(guī)模實(shí)施。因此，希望找到一種經(jīng)濟(jì)、安全的方法，將原本廢棄的酸性氣體流轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的硫酸，然后可將其進(jìn)一步用于制備肥料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]提供了一種由酸性氣體流制備硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料的方法。所述方法包括，將含有至少50體積％硫化氫的酸性氣體流和空氣供給到爐中，并在空氣的存在下燃燒所述酸性氣體流，以產(chǎn)生含有二氧化硫、二氧化碳、氮?dú)?、水蒸氣和氧氣的氣流。然后將所述二氧化硫氣流供給到反應(yīng)器中以產(chǎn)生硫酸流、氣態(tài)廢物流和液態(tài)廢物流，所述硫酸流被轉(zhuǎn)化為磷酸鹽基肥料或硫酸鹽基肥料。[0009]提供的另一種方法是由廢酸性氣體制備硫酸鹽基肥料和磷酸鹽基肥料，包括將含有天然氣、其他烴和廢酸性氣體的酸性天然氣流供給到脫硫單元中，其中酸性氣體被從天然氣和其他烴中汽提出。然后將含有至少50體積％硫化氫的酸性氣體流與空氣一起供給到爐中并燃燒以產(chǎn)生含有二氧化硫、二氧化碳、氮?dú)狻⑺魵夂脱鯕獾臍饬?。任何其他的硫基化合物，如硫醇和羰基硫化物也被轉(zhuǎn)化為二氧化硫，而不需要任何專門的處理和分離技術(shù)。二氧化硫氣流被供給到反應(yīng)器中以產(chǎn)生硫酸流、氣態(tài)廢物流和液態(tài)廢物流。二氧化硫到硫酸的轉(zhuǎn)化是公知的技術(shù)并工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。然而，在本發(fā)明中，發(fā)生這種轉(zhuǎn)換的二氧化硫的來源是來自廢物流或副產(chǎn)物流的硫化氫，由此產(chǎn)生的硫酸被俘獲消耗并轉(zhuǎn)化為磷酸鹽基肥料或硫酸鹽基肥料。
[0010]因此，在一個(gè)方面中，本發(fā)明可以包括一種由廢酸性氣體制備硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料的方法。所述方法包括將含有天然氣、其他烴和廢酸性氣體的酸性天然氣流供給到脫硫單元中，在其中，酸性氣體被從天然氣和其他烴中汽提出。含有至少50體積％硫化氫的酸性氣體流與空氣一起供給到爐中并燃燒以產(chǎn)生含有二氧化硫、二氧化碳、氮?dú)?、水蒸氣和氧氣的氣流。使熱的二氧化硫氣流通過蒸汽發(fā)生器以產(chǎn)生蒸汽。然后如有必要，將冷卻的富集二氧化硫的氣體流進(jìn)行除濕，以產(chǎn)生干燥的、富集二氧化硫的氣流。將除濕并干燥的二氧化硫氣流供給到反應(yīng)器中以產(chǎn)生硫酸流。然后將硫酸流轉(zhuǎn)化為磷酸鹽基肥料或硫酸鹽基肥料。
[0011]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明可以包括一種由來自煤或其他低價(jià)值烴的氣化的H2S副產(chǎn)物流制備硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料的方法。所述方法包括將H2S氣流和空氣供給到爐中，在其中燃燒而產(chǎn)生含有二氧化硫、氮?dú)狻⑺魵夂脱鯕獾臍饬?。該氣化過程也可能產(chǎn)生氨，它可用在硫酸到肥料的轉(zhuǎn)化中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]現(xiàn)將參照以下附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中:
[0013]圖1是本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明方法的第二個(gè)實(shí)施方案的示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明方法的第三個(gè)實(shí)施方案的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明涉及一種利用廢棄的或副產(chǎn)物硫化氫制備肥料產(chǎn)品的方法。當(dāng)描述本發(fā)明時(shí)，文中未定義的所有術(shù)語具有其在領(lǐng)域公認(rèn)的一般含義。關(guān)于以下涉及本發(fā)明具體實(shí)施方案或具體使用的描述，其僅意在說明，而不是限制要求保護(hù)的發(fā)明。
[0017]概括而言，本發(fā)明提供了一種由含有硫化氫的廢物流或副產(chǎn)物流制備硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料的方法，所述方法包括:
[0018]a.由廢物流或副產(chǎn)物流產(chǎn)生給料流；
[0019]b.將給料流和空氣供給到爐中；
[0020]c.使酸性氣體流燃燒，以產(chǎn)生含有二氧化硫的氣流；
[0021 ] d.將所述二氧化硫氣流供給到反應(yīng)器，從而產(chǎn)生含有硫酸的流和氣態(tài)廢物流，和
[0022]e.將所述硫酸轉(zhuǎn)化為磷酸鹽基肥料或硫酸鹽基肥料。[0023]在本文中，廢物流或副產(chǎn)物流被定義為意欲產(chǎn)生另一產(chǎn)物的方法所產(chǎn)生的副產(chǎn)物流，或被認(rèn)為不含有任何經(jīng)濟(jì)價(jià)值產(chǎn)物的物流，或以某種方式常規(guī)丟棄的物流。所述廢物流或副產(chǎn)物流可為在酸氣脫硫過程中或煤氣化過程中產(chǎn)生的酸性氣體流。
[0024]用于所述方法的酸氣/酸性氣體給料可來自從天然氣或從加工石油礦物油或從礦石加工或從任何其他含有硫化氫氣體的源回收的酸性氣體。本文所用“酸性氣體”是在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下為氣態(tài)的并且當(dāng)溶于水時(shí)形成酸的物質(zhì)。硫化氫和二氧化碳兩者均是公知的酸性氣體。
[0025]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明可以包括煤氣化和肥料生產(chǎn)的組合方法，包括以下步驟:
[0026]a.將煤氣化，以產(chǎn)生合成氣、硫化氫和氨；
[0027]b.分離并利用所述硫化氫，以生產(chǎn)硫酸；和
[0028]c.分離并利用所述氨，以與所述硫酸反應(yīng)生成硫酸銨肥料。
[0029]許多方法均可用于將硫化氫轉(zhuǎn)化為硫酸，并且均涵蓋在本發(fā)明中。特別是，可以在無需預(yù)處理酸性氣體流以降低二氧化碳含量的情況下，將含有二氧化碳和其他污染物及硫化氫的酸性氣體流進(jìn)行轉(zhuǎn)化。該方法的經(jīng)濟(jì)性部分地取決于可用于轉(zhuǎn)化的硫化氫的量。在一個(gè)實(shí)施方案中，在酸性氣體給料流中，硫化氫的比例按體積計(jì)可大于約25%，優(yōu)選大于約30%，更優(yōu)選大于約40%。在一個(gè)實(shí)施方案中，給料流含有50%或更多體積的硫化氫。
[0030]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述酸性氣體給料流可含有多達(dá)約50%的二氧化碳。所述二氧化碳——不論是否過量存在——可與給料流中的硫化氫選擇性地分離，并在有二氧化碳的市場進(jìn)行出售。
[0031]對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案在圖1中進(jìn)行了示意說明，其中，含有二氧化碳和/或其他污染物及硫化氫的酸性氣體給料流(10)與空氣被供給到爐(12)中，硫化氫在其中燃燒產(chǎn)生二氧化硫，以及氮?dú)狻⑺魵夂脱鯕?。二氧化碳通過所述爐而未被轉(zhuǎn)化。在酸性氣體級分中可能以較小的量存在的其他硫化合物，例如硫醇和羰基硫化物，也燃燒形成二氧化硫。
[0032]然后使用常規(guī)和公知技術(shù)使富集二氧化硫的氣流(14)在硫酸設(shè)備(16)中反應(yīng)，形成硫酸(18)。也可能產(chǎn)生含有二氧化碳、氮?dú)夂蜕倭课捶磻?yīng)的二氧化硫的氣態(tài)廢物流
(20)，其可排放到大氣中。也可能產(chǎn)生液態(tài)廢物流，如果這樣的話，其可能主要含有稀亞硫酸。所述液態(tài)廢物流可以使用已知方式處理，或者可用氨對其進(jìn)行中和以形成具有潛在商業(yè)價(jià)值的氮基和硫基液態(tài)肥料。然后將所述硫酸(18)在肥料設(shè)備(34)中轉(zhuǎn)化為硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料(32)。
[0033]在一個(gè)實(shí)施方案中，通過使作為給料(30)的氮源與硫酸流(18)接觸而產(chǎn)生硫酸鹽基肥料。優(yōu)選地，所述氮源包括氨，所得肥料為硫酸銨肥料。
[0034]或者，可使硫酸流與一種或多種的任意數(shù)目的已知給料(30)接觸，以形成多種磷酸鹽基肥料或硫酸鹽基肥料。例如，可使硫酸與磷酸鹽源接觸，所述磷酸鹽源例如，但不限于含磷酸鹽的巖石和礦物。也可使硫酸與鉀源接觸，所述鉀源例如，但不限于鉀鹽、氯化鉀或氧化鉀。
[0035]所述氮源、磷酸鹽源和鉀源可以單獨(dú)使用或以任意結(jié)合而使用。
[0036]在一個(gè)實(shí)施方案中，硫酸可與碳源反應(yīng)，然后與氨反應(yīng)，產(chǎn)生碳硫酸銨(carbonammonium sulphate)肥料。這類方法和所得肥料的實(shí)例在 申請人:共有的PCT申請W0200802246中有說明，如果許可的話，該申請的全部內(nèi)容納入本文。經(jīng)無機(jī)酸、優(yōu)選硫酸浸潰的多孔碳基質(zhì)的固體組合物可用于對氨的化學(xué)吸收。在一個(gè)實(shí)施方案中，經(jīng)酸浸潰的碳基質(zhì)可通過對含碳生物質(zhì)材料施加硫酸，同時(shí)混合這兩種組分而形成。所述含碳生物質(zhì)材料可預(yù)先干燥至適宜的含水量，和/或研磨至適宜的粒度范圍。生物質(zhì)材料通過硫酸浸潰被轉(zhuǎn)化為高度多孔的碳基質(zhì)。然后，該多孔材料可用于對氨的化學(xué)吸收。在一個(gè)方面中，將用無機(jī)酸浸潰的碳基質(zhì)供給到反應(yīng)器，并使含氨的氣體流經(jīng)該反應(yīng)器。所述氨與硫酸反應(yīng)從而生成灌注在多孔碳基質(zhì)中的硫酸銨，本文中稱為“碳硫酸銨”。然后可將所述碳硫酸銨顆?；⒑Y分至所需的顆粒尺寸范圍，或在制丸機(jī)(pellet mill)中丸化至以實(shí)現(xiàn)所需的顆粒尺寸范圍。
[0037]所述含碳生物質(zhì)材料可包括生物質(zhì)，例如木材、泥炭、稻草、及本領(lǐng)域中公知的其他碳源，并涵蓋在本發(fā)明范圍內(nèi)。
[0038]在一個(gè)實(shí)施方案中，在將硫酸轉(zhuǎn)化為硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料的時(shí)候，也可添加微量營養(yǎng)物。適宜的微量營養(yǎng)物是本領(lǐng)域公知的，包括但不限于，錳、鋅、銅、硒、鎂、硼和鑰。微量營養(yǎng)物可以單獨(dú)添加或與一個(gè)或多個(gè)氮源、磷酸鹽源、鉀源或碳源一起添加。
[0039]在另一個(gè)實(shí)施方案中，在本文描述的任一方法中產(chǎn)生的硫酸均可與氧化物基微量營養(yǎng)物(oxide based micronutrients)反應(yīng)，以產(chǎn)生可納入肥料產(chǎn)品中的硫酸鹽基微量營養(yǎng)物。硫酸鹽基微量營養(yǎng)物可以表現(xiàn)出比氧化物基微量營養(yǎng)物更大的設(shè)備利用率。氧化物基微量營養(yǎng)物可包括，但不限于，金屬氧化物，例如氧化鐵、氧化鎂和氧化鋅。
[0040]也可向磷酸鹽基肥料或硫酸鹽基肥料中加入多種添加劑。合適的添加劑包括，但不限于分散劑、凝聚劑、涂布劑、增加壓碎強(qiáng)度的試劑、防止潮濕的試劑、灰塵控制劑和造粒保護(hù)劑。
[0041]在示意說明于圖2中的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括酸氣脫硫操作。在該實(shí)施方案中，酸性天 然氣(110)被供給到脫硫單元(112)，在其中將酸性氣體(114)從天然氣和其他烴中汽提出。然后將酸性氣體(114)與空氣一起供給到爐(116)中，在其中酸性氣體流中的硫化氫燃燒產(chǎn)生二氧化硫富集流(118)，所述氣流(118)還含有氮?dú)?、水蒸氣和氧氣。二氧化碳通過所述爐，而未發(fā)生轉(zhuǎn)化。以少量存在于酸性氣體級分中的其他硫化合物，例如硫醇和羰基硫化物，也燃燒產(chǎn)生二氧化硫。
[0042]然后二氧化硫富集流(118)在硫酸設(shè)備(120)中反應(yīng)形成硫酸(122)。還產(chǎn)生了含有二氧化碳、氮?dú)夂蜕倭课捶磻?yīng)的二氧化硫的氣態(tài)廢物流(124)，其可被排放至大氣中。可能產(chǎn)生液態(tài)廢物流，如果這樣的話，其將主要含有稀酸。所述液態(tài)廢物流可使用已知方式處理，或可用氨中和以形成具有潛在商業(yè)價(jià)值的氮基和硫基液態(tài)肥料。然后將所述硫酸
(122)供給到肥料設(shè)備(128)中，在其中將其轉(zhuǎn)化為硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料。
[0043]在一個(gè)實(shí)施方案中，硫酸(122)與諸如氨的氮?dú)庠捶磻?yīng)，生產(chǎn)硫酸銨肥料。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，硫酸首先被用于由生物質(zhì)材料產(chǎn)生多孔碳基質(zhì)，然后被用于對氨進(jìn)行化學(xué)吸收，以產(chǎn)生如上文所述的碳硫酸銨。
[0044]酸氣脫硫的多種方法均是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的并且包含在本發(fā)明中。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括胺單元，在其中酸性天然氣與胺接觸。這類胺是本領(lǐng)域公知的，可包括例如單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)和二異丙胺(DIPA)。已知胺能吸收酸性氣體，從而對天然氣和其他烴進(jìn)行脫硫而用于商業(yè)用途。然后，將胺和吸收的酸性氣體輸送到解吸單元，在其中將胺從酸性氣體中汽提出并再循環(huán)回胺單元。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)清楚理解的是，對胺單元和解析單元，以及對多種非基于胺的脫硫操作的常見改變均是適宜的，并且包括在本發(fā)明的實(shí)施方案中。這類脫硫操作通常在集中式設(shè)施中實(shí)施，必須將酸性天然氣傳輸?shù)皆撛O(shè)施中。
[0045]在一個(gè)替代的實(shí)施方案中，也可以從遠(yuǎn)離酸氣井場的酸性天然氣中回收酸性氣體級分。如 申請人:共同擁有的加拿大專利申請N0.2，683，983中所述，如果許可的話，其全部內(nèi)容通過引用納入本文，可以采用所述方法代替常規(guī)胺單元，并也涵蓋在本發(fā)明的實(shí)施方
案中 。
[0046]另一個(gè)替代的實(shí)施方案示意說明于圖3中。在該方法中，將含有天然氣和其他烴及廢酸性氣體的酸性天然氣流(210)供給到脫硫單元(212)，在其中將酸性氣體(214)從天然氣和其他烴中汽提出。優(yōu)選含有至少50體積％的硫化氫的所述酸性氣體流(214)與空氣一起被供給到爐(216)中。所述酸性氣體在空氣的存在下燃燒，產(chǎn)生二氧化硫富集流(218)，其也含有氮?dú)?、水蒸氣和氧氣。二氧化碳通過所述爐，而未發(fā)生轉(zhuǎn)化。以少量存在于酸性氣體級分中的其他硫化合物，例如硫醇和羰基硫化物，也發(fā)生燃燒，形成二氧化硫。
[0047]然后，熱的二氧化硫富集流(218)可通過蒸汽發(fā)生器(220)，由燃燒熱產(chǎn)生蒸汽。在一個(gè)替代實(shí)施方案中，然后從蒸汽發(fā)生器(220)產(chǎn)生的蒸汽(222)可用在電力的產(chǎn)生中。二氧化硫富集氣流(218)可通過當(dāng)其在蒸汽發(fā)生器中放出熱量時(shí)冷凝而部分地除濕。然后冷卻的二氧化硫富集流(224)可用補(bǔ)充水(226)沖洗，產(chǎn)生主要含有稀酸的液態(tài)廢物流(228)，所述稀酸可用氨中和形成具有潛在商業(yè)價(jià)值的基于氮和基于硫的液態(tài)肥料，或使用其他方法濃縮。然后可將經(jīng)沖洗的流(230)在干燥器單元(232)中進(jìn)行除濕，產(chǎn)生干燥的富集二氧化硫的氣流(234)。適宜的干燥劑是本領(lǐng)域公知的，例如分子篩或其他吸水性材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，來自硫酸設(shè)備(236)的硫酸可用作干燥劑，導(dǎo)致干燥單元(232)中存在稀硫Ife。
[0048]將經(jīng)除濕和沖洗的二氧化硫氣流(234)供給到硫酸設(shè)備(236)中，在其中其通過吸收過程而發(fā)生轉(zhuǎn)化，如本領(lǐng)域所公知的。該反應(yīng)的產(chǎn)物是硫酸(238)。還可能產(chǎn)生含有二氧化碳、氮?dú)夂秃哿课捶磻?yīng)的二氧化硫的蒸發(fā)廢氣流，其可被排放到大氣中。
[0049]最后將硫酸流(238)在肥料設(shè)備(240)中轉(zhuǎn)化為硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料(242)。在一個(gè)實(shí)施方案中，諸如氨的氮源(244)與該硫酸反應(yīng)形成硫酸銨肥料。在一更優(yōu)選的實(shí)施方案中，首先用硫酸由生物質(zhì)材料產(chǎn)生多孔碳基質(zhì)，然后將所述多孔碳基質(zhì)用于對氨進(jìn)行化學(xué)吸收，以產(chǎn)生如上文所述的碳硫酸銨。
[0050]在一個(gè)替代的實(shí)施方案中，由上文所述的、圖1-3的任意一個(gè)中說明的任一方法產(chǎn)生的硫酸也可與諸如含有含磷酸鹽的巖石的磷酸鹽源反應(yīng)，產(chǎn)生磷酸和硫酸鈣。而該磷酸又可轉(zhuǎn)化為磷酸鹽基肥料。穩(wěn)定且相對安全的硫酸鈣可通過本領(lǐng)域已知的方式處理。
[0051]在另一個(gè)實(shí)施方案中，上述任一方法中產(chǎn)生的硫酸可與氯化鉀反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸鉀和弱鹽酸。硫酸鉀是公知的有用肥料產(chǎn)品。
[0052]對組成和方法的詳細(xì)描述是用于說明本發(fā)明的某些實(shí)施方案。對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，在不偏離本發(fā)明范圍的情況下，可對本發(fā)明的組成和方法進(jìn)行多種改變，并且可利用多種替代的實(shí)施方案，本發(fā)明范圍僅由所附權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種由含硫化氫的廢物流或副產(chǎn)物流制備硫酸鹽基肥料或磷酸鹽基肥料的方法，所述方法包括: a.由廢物流或副產(chǎn)物流產(chǎn)生給料流； b.將所述給料流和空氣供給到爐中； c.使酸性氣體流燃燒，以產(chǎn)生含有二氧化硫的氣流； d.將所述二氧化硫氣流供給到反應(yīng)器，從而產(chǎn)生含有硫酸的流和氣態(tài)廢物流；和 e.將所述硫酸轉(zhuǎn)化為磷酸鹽基肥料或硫酸鹽基肥料。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述廢物流或副產(chǎn)物流為在酸氣脫硫過程或煤氣化過程中產(chǎn)生的酸性氣體流。
3.權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述硫酸與氮源、碳源、鉀源或磷酸鹽源反應(yīng)，以生產(chǎn)肥料。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述氮源包括氨，產(chǎn)生的硫基肥料為硫酸銨。
5.權(quán)利要求3所述的方法，其中煤氣化過程也產(chǎn)生氨，該氨之后被用作氮源從而與硫酸反應(yīng)。
6.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述硫酸與碳源反應(yīng)，產(chǎn)生經(jīng)硫酸浸潰的多孔碳基質(zhì)，所述多孔碳基質(zhì)之后對氨進(jìn)行化學(xué)吸收，以產(chǎn)生碳硫酸銨。
7.權(quán)利要求6所述的方法，其中所述碳源為一種或多種選自由木材、泥炭、稻草和其他生物質(zhì)源組成的群組的源。
8.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述磷酸鹽源包括含有磷酸鹽的巖石或礦物。
9.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述鉀源包括鉀鹽、氯化鉀或氧化鉀。
10.權(quán)利要求1所述的方法，其中在將硫酸轉(zhuǎn)化為硫酸鹽基肥料時(shí)，添加一種或多種微量營養(yǎng)物。
11.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述一種或多種微量營養(yǎng)物包括錳、鋅、銅、硒、鎂、硼或鑰。
12.權(quán)利要求1所述的方法，其中向所述磷酸鹽基肥料或硫酸鹽基肥料中添加一種或多種添加劑。
13.權(quán)利要求12所述的方法，其中所述一種或多種添加劑選自由分散劑、凝聚劑、涂布劑、增加壓碎強(qiáng)度的試劑、防止潮濕的試劑、灰塵控制劑和造粒輔助劑組成的群組。
14.權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟c)的所述硫酸流與磷酸鹽源反應(yīng)，形成磷酸，然后將該磷酸轉(zhuǎn)化為磷酸鹽基肥料和硫酸鈣。
15.權(quán)利要求13所述的方法，其中所述磷酸鹽源為含有磷酸鹽的巖石。
16.權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟c)的所述硫酸流與一種或多種氧化物基微量營養(yǎng)物反應(yīng)，生成一種或多種硫酸鹽基微量營養(yǎng)物。
17.權(quán)利要求16所述的方法,其中所述一種或多種氧化物基微量營養(yǎng)物包括氧化鐵、氧化鎂或氧化鋅。
18.權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟c)的所述硫酸流與氯化鉀反應(yīng)，生成硫酸鉀和弱酸性副產(chǎn)物。
19.權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟: a.使二氧化硫氣流通過蒸汽發(fā)生器，以產(chǎn)生蒸汽和冷卻的二氧化硫氣流；b.對所述冷卻的二氧化硫氣流進(jìn)行沖洗和除濕，以產(chǎn)生干燥的富集二氧化硫的氣流；和 c. 將經(jīng)除濕和沖洗的二氧化硫氣流供給到反應(yīng)器中，以產(chǎn)生硫酸流。
20.權(quán)利要求20所述的方法，其中由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽被用在電力生產(chǎn)中。
21.一種煤氣化和肥料生產(chǎn)的組合方法，包括以下步驟: a.將煤氣化，以產(chǎn)生合成氣、硫化氫和氨； b.分離并利用所述硫化氫，以生產(chǎn)硫酸；和 c.分離并利用所述氨，以與所述硫酸反應(yīng)生成硫酸銨肥料。
22.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述硫酸首先被用于使生物質(zhì)材料碳化以產(chǎn)生經(jīng)硫酸浸潰的多孔碳基質(zhì)，所述多孔碳基質(zhì)然后被用于對氨進(jìn)行化學(xué)吸收以產(chǎn)生經(jīng)硫酸銨浸潰的多孔碳基質(zhì)。
23.權(quán)利要求22所述的方法，其中對所述經(jīng)硫酸銨浸潰的多孔碳基質(zhì)進(jìn)行顆粒化以生成顆粒肥料產(chǎn)品，或進(jìn)行丸化以生成肥料丸劑。
【文檔編號】C05B11/08GK103547550SQ201280019228
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月20日
【發(fā)明者】S·埃爾, R·諾利, 埃里克·佩德森 申請人:蘇爾瓦里斯股份有限公司