專利名稱：一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脫除發(fā)電廠煙道氣中二氧化碳的工藝方法。
背景技術(shù)：
二氧化碳是主要溫室氣體，由化石能源燃燒產(chǎn)生，全球氣溫變暖將給人類帶來空前災(zāi)難，因此，迫切需要脫除發(fā)電廠燃煤鍋爐煙道氣中的二氧化碳。
溫室氣體二氧化碳的治理已受到全世界的重視，目前已報(bào)道的研究方法有吸收法、吸附法、冷凍法、膜分離法、生物法等。以上諸多方法主要途徑是將煙道氣中二氧化碳分離、濃縮、壓縮等工藝，然后在注入深海儲(chǔ)藏，或注入油田、煤礦的地下貯存。但當(dāng)遇到地震、海嘯等自然災(zāi)害時(shí)，這些儲(chǔ)藏在深層的二氧化碳又會(huì)釋放而出，并且潛藏著巨大的危害，并沒有真正意義上減少溫室氣體二氧化碳。
用氨水吸收煙道氣中的二氧化碳，并同時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鹽，不僅真正意義上脫除了溫室氣體二氧化碳，而且還可以產(chǎn)生化肥，實(shí)現(xiàn)資源回收利用。有關(guān)氨吸收法脫除煙道氣中二氧化碳的研究也有一些報(bào)道Bai H.等采用半連續(xù)法氨水鼓泡吸收二氧化碳模擬氣，Yeh J.T.等研究了煙道氣中其它成分對(duì)氨水鼓泡吸收二氧化碳的影響，由于二氧化碳濃度較低，常壓下二氧化碳不易溶解等原因，該方法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，吸收效率低。2003年James W.Lee等將氨氣和水蒸氣混合噴入模擬煙道氣中與二氧化碳反應(yīng)，由于氣相反應(yīng)速率極快，易生成氨基甲酸銨堵塞管道，NH4HCO3的收率較低；煙道氣中含有一定濃度的氧，存在爆炸的危險(xiǎn)。Scott S.等采用氨水噴灑填料塔吸收二氧化碳并生成碳酸氫銨，由于二氧化碳的溶解度低，存在溶解傳質(zhì)控制以及填料層堵塞問題。HuangH.P.等人研究了含有氨的雙堿法脫除二氧化碳以及氨的再生過程，該法工藝流程較長(zhǎng)。陳昌和等在篩板塔內(nèi)用氨水逆流、連續(xù)吸收煙氣中二氧化碳，采用五層篩板塔、氨水多次循環(huán)利用增加氣-液兩相的接觸幾率，并研究了溫度對(duì)二氧化碳脫除率的影響。施耀等人深入研究了混合銨鹽脫除煙道氣中二氧化碳和氨的再生循環(huán)過程。由于電廠鍋爐煙道氣流量大、二氧化碳分壓低、溫度高、含有大量惰性氣體N2、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，使得上述一些氨水吸收方法存在著二氧化碳脫除效率低、反應(yīng)速率慢等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種脫除效率高的脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法。
具體的工藝方法如下1、一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法，其特征在于包括下述工藝步驟A、將含有二氧化碳的煙道氣沿切向送入吸收反應(yīng)器的一端，使其從一端向另一端流動(dòng)；B、同時(shí)，將濃度為8％-16％的氨水從軸向中部噴入吸收反應(yīng)器，使氣、液兩相錯(cuò)流接觸反應(yīng)；C、反應(yīng)后的液體從吸收反應(yīng)器的底部流入密閉的中間貯槽，生成的固體物質(zhì)沉淀在中間貯槽底部，中間貯槽上部清液溢流入氨水罐；D、調(diào)整氨水罐中的氨水濃度為8％-16％，E、通過循環(huán)泵將氨水罐中的氨水再泵入吸收反應(yīng)器，如此循環(huán)；F、氣、液反應(yīng)后的氣體中二氧化碳的脫除率為86％-94％，且經(jīng)吸收反應(yīng)器的出氣口排出。
2、根據(jù)上述1所述的一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法，其特征在于所述氣、液兩相在反應(yīng)過程中錯(cuò)流接觸，保持氨和二氧化碳的摩爾比為0.9-1.06之間，吸收反應(yīng)器的轉(zhuǎn)速為820-970轉(zhuǎn)/分鐘。
3、根據(jù)上述1所述的一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法，其特征在于收集吸收反應(yīng)器的進(jìn)煙端和出氣端的氣體樣品，輸入二氧化碳在線檢測(cè)儀，測(cè)定煙道氣中二氧化碳濃度的變化。
4、根據(jù)上述1所述的一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法，其特征在于所述調(diào)整氨水罐中的氨水濃度為8-12％左右。
5、根據(jù)上述的一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法中的吸收反應(yīng)器，其特征在于所述吸收反應(yīng)器包括殼體6，殼體6為圓柱筒狀，其筒壁一端側(cè)壁設(shè)有切向進(jìn)煙口13，另一端側(cè)壁設(shè)有出氣口14；其筒壁下部、對(duì)應(yīng)中心轉(zhuǎn)軸9處設(shè)有排液口中7；其中部軸向設(shè)有中心轉(zhuǎn)軸9；中心轉(zhuǎn)軸9為圓柱管狀，與出氣口對(duì)應(yīng)端連接著進(jìn)液管1，與進(jìn)煙口對(duì)應(yīng)端連接著主動(dòng)軸，主動(dòng)軸伸到殼體6外，且通過聯(lián)軸器11連接著調(diào)速電機(jī)12；
中心轉(zhuǎn)軸9上均勻分布著8-16片環(huán)狀碟片8，中心轉(zhuǎn)軸9上、進(jìn)煙口段的管壁上分布著液體噴射孔。液體噴射孔直徑為Φ1-Φ3毫米。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是利用一定濃度的氨水常壓吸收電廠鍋爐煙道氣中二氧化碳并生成碳銨鹽類固體物質(zhì)，達(dá)到脫除二氧化碳的終端產(chǎn)物。本發(fā)明采用超重強(qiáng)化吸收工藝，有效增大了二氧化碳在氨水中的溶解度，極大提高了二氧化碳的脫除效率，其脫除效率可保持在86％-94％之間；同時(shí)，又避免了在反應(yīng)過程中生成的固體物質(zhì)堵塞現(xiàn)象發(fā)生。
本發(fā)明工藝中，中間貯槽中沉淀的碳銨鹽類固體物質(zhì)可作為氮肥使用，故本發(fā)明既減少了二氧化碳溫室氣體，又可變廢為寶，達(dá)到脫除二氧化碳的終端產(chǎn)物的目的。


圖1為本發(fā)明工藝路線圖。
圖2為本發(fā)明脫除煙道氣中二氧化碳的吸收反應(yīng)器。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法包括下述工藝步驟A、將含有二氧化碳的煙道氣沿切向送入吸收反應(yīng)器4的一端，使其從進(jìn)煙口5端向出氣口1端流動(dòng)；B、同時(shí)，將濃度為8％的氨水從軸向中部的中心轉(zhuǎn)軸上的通孔噴出，沿徑向從內(nèi)向外噴射入吸收反應(yīng)器4內(nèi)，使氣、液兩相錯(cuò)流接觸反應(yīng)；C、反應(yīng)后的液體從吸收反應(yīng)器4的底部的排液口6流入密閉的中間貯槽11，生成的固體物質(zhì)沉淀在中間貯槽11底部，中間貯槽11上部清液溢流入氨水罐10；D、在氨水罐10中添加適量濃氨水，調(diào)整氨水罐10中的氨水濃度為8％，中間貯槽11底部的固體沉淀物通過泵2抽入容器3中。
E、通過循環(huán)泵9、流量計(jì)8、調(diào)節(jié)閥7和氨水進(jìn)口12將氨水罐10中的氨水再泵入吸收反應(yīng)器4，如此循環(huán)；F、氣、液反應(yīng)后的氣體中二氧化碳的脫除率為86％-94％，且經(jīng)吸收反應(yīng)器的出氣口1排出。
經(jīng)吸收反應(yīng)后的煙道氣經(jīng)另一端除霧后排除；在吸收反應(yīng)器4的進(jìn)煙口5、出氣口1分別設(shè)有取樣孔，采樣氣體分別和二氧化碳連續(xù)在線檢測(cè)裝置連接，可以連續(xù)測(cè)定煙道氣中二氧化碳濃度的變化，見圖1。
由圖2可見，上述脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法中的吸收反應(yīng)器，包括殼體6，殼體6為圓柱筒狀，其筒壁一端側(cè)壁有切向進(jìn)煙口3，另一端側(cè)壁有出氣口4；其筒壁下部有排液口中7；其中部軸向安裝有中心轉(zhuǎn)軸9；中心轉(zhuǎn)軸9為圓柱管狀，與出氣口對(duì)應(yīng)端連接著進(jìn)液管1，進(jìn)液管1與殼體6裝有法蘭軟密封2，與進(jìn)煙口對(duì)應(yīng)端連接著主動(dòng)軸10，主動(dòng)軸10伸到殼體6外，且通過聯(lián)軸器11連接著調(diào)速電機(jī)12；中心轉(zhuǎn)軸9上均勻分布著8-16片環(huán)狀碟片8，中心轉(zhuǎn)軸9上、進(jìn)煙口段的管壁上分布著液體噴射孔。小孔直徑為Φ1-Φ3毫米。
中心轉(zhuǎn)軸9出氣口端徑向上安裝有支撐架5，支撐架5的上、下端分別固定連接著殼體6。
可將中間貯槽中沉淀的碳銨鹽類固體物質(zhì)收集起來，作為生產(chǎn)氨肥的原料。
實(shí)施例2調(diào)整氨水罐10中的氨水濃度為10％。其它工藝過程同實(shí)施例1。
實(shí)施例3調(diào)整氨水罐10中的氨水濃度為16％，其它工藝過程同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法，其特征在于包括下述工藝步驟A、將含有二氧化碳的煙道氣沿切向送入吸收反應(yīng)器的一端，使其從一端向另一端流動(dòng)；B、同時(shí)，將濃度為8％-16％的氨水從軸向中部噴入吸收反應(yīng)器，使氣、液兩相錯(cuò)流接觸反應(yīng)；C、反應(yīng)后的液體從吸收反應(yīng)器的底部流入密閉的中間貯槽，生成的固體物質(zhì)沉淀在中間貯槽底部，中間貯槽上部清液溢流入氨水罐；D、調(diào)整氨水罐中的氨水濃度為8％-16％，E、通過循環(huán)泵將氨水罐中的氨水再泵入吸收反應(yīng)器，如此循環(huán)；F、氣、液反應(yīng)后的氣體中二氧化碳的脫除率為86％-94％，且經(jīng)吸收反應(yīng)器的出氣口排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法，其特征在于所述氣、液兩相在反應(yīng)過程中錯(cuò)流接觸，保持氨和二氧化碳的摩爾比為0.9-1.06之間，吸收反應(yīng)器的轉(zhuǎn)速為820-970轉(zhuǎn)/分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法，其特征在于收集吸收反應(yīng)器的進(jìn)煙端和出氣端的氣體樣品，輸入二氧化碳在線檢測(cè)儀，測(cè)定煙道氣中二氧化碳濃度的變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法，其特征在于所述調(diào)整氨水罐中的氨水濃度為8-12％左右。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法中的吸收反應(yīng)器，其特征在于所述吸收反應(yīng)器包括殼體，殼體為圓柱筒狀，其筒壁一端側(cè)壁設(shè)有切向進(jìn)煙口，另一端側(cè)壁設(shè)有出氣口；其筒壁下部設(shè)有排液口；其中部軸向設(shè)有中心轉(zhuǎn)軸；中心轉(zhuǎn)軸為圓柱管狀，與出氣口對(duì)應(yīng)端連接著進(jìn)液管，與進(jìn)煙口對(duì)應(yīng)端連接著主動(dòng)軸，主動(dòng)軸伸到殼體外，且通過聯(lián)軸器連接著調(diào)速電機(jī)；中心轉(zhuǎn)軸上均勻分布著8-16片環(huán)狀碟片，中心轉(zhuǎn)軸上、進(jìn)煙口段的管壁上分布著液體噴射孔。液體噴射孔直徑為Φ1-Φ3毫米。
全文摘要
本發(fā)明涉及脫除發(fā)電廠煙道氣中二氧化碳的工藝方法。所要解決的問題是提供一種脫除效率高的脫除煙道氣中二氧化碳的工藝方法。特點(diǎn)是包括如下工藝步驟將含有二氧化碳的煙道氣送入吸收反應(yīng)器；將濃度為8％－16％的氨水從軸向中部噴入吸收反應(yīng)器，使氣、液兩相錯(cuò)流接觸反應(yīng)；氣、液反應(yīng)后的氣體中二氧化碳的脫除率為86％－94％，且經(jīng)吸收反應(yīng)器的出氣口排出。本發(fā)明采用超重強(qiáng)化吸收工藝，有效增大了二氧化碳在氨水中的溶解度，極大提高了二氧化碳的脫除效率，同時(shí)，又避免了在反應(yīng)過程中生成的固體物質(zhì)堵塞現(xiàn)象發(fā)生。
文檔編號(hào)B01D53/62GK1833756SQ20051009515
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者陳明功, 張洪流, 董眾兵 申請(qǐng)人:陳明功