專利名稱：用硝酸銨尿素溶液洗除氨氣體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于在煙道氣洗滌中吸收氨的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用碳酸銨溶液洗除二氧化碳?xì)怏w是多年來已知的技術(shù)。吸收co2的一 種方法是使用碳酸銨溶液或混合i威溶液，所述混合石威溶液可以是碳酸銨與
碳酸鉀或碳酸鈉。然而，由于氨在捕集二氧化碳所需的pH值條件下具有 揮發(fā)性，為此如果要采用該方法清除煙道氣中的co2,則有必要從溶液中 捕集任何釋出的氨。因此需要一種在C02洗除系統(tǒng)中洗除氨蒸氣的方法及 裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明描述的是滿足在co2洗除系統(tǒng)中洗除氨蒸氣所需的 一種方法及 裝置。 一種吸收氨蒸氣的方法是使用尿素溶液，所述尿素溶液的pH值用 硝酸加以調(diào)節(jié)，從而形成了硝酸銨尿素溶液(UAN)。硝酸銨尿素由30-35 %重量的尿素、40-45 %重量的硝@吏銨和20-30%的水組成，是含氮28-32 %的月巴料。所述溶液的比重范圍是1.283至1.320， pH值為7-7.5。當(dāng)硝酸 與尿素以生成貧氨溶液的比例結(jié)合時(shí)，溶液的pH值為4-6，并且可以與適 當(dāng)?shù)膫髻|(zhì)裝置一起用于吸收氨。參照以下的描述、權(quán)利要求和附圖可以更 好地理解本發(fā)明上述以及其它的特征、方面及優(yōu)點(diǎn)。


圖l是顯示用于實(shí)施本發(fā)明的一些部件的工藝流程圖。圖2是描述本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明描述的是滿足在co2洗除系統(tǒng)中洗除氨蒸氣所需的一種方法及 裝置。如圖1所示，使碳酸銨或混合堿溶液102循環(huán)，以從含有C02、 H20、 02和N2的煙道氣流104中吸收C02。輸送該溶液通過再生器106，產(chǎn)生濃 縮C02流108用于存放。 一經(jīng)再生，使溶液循環(huán)返回C02捕集部分110以
吸收更多的C02。在吸收C02的過程中釋放出氨。釋放的氨量取決于吸收
條件和吸收溶液的組成，但通常為100-8000 ppm。 C02被捕集后，煙道氣 流向循環(huán)著濃硝酸銨尿素溶液的氨捕集傳質(zhì)部分112。用硝酸114把該溶 液的pH值調(diào)節(jié)到4至6，從而使溶液貧氨，并形成硝酸銨，如方程(l)所 示。
HN03 + NH3 — NH4N03 (1)
在NH3捕集112之前，或者在硝S吏銨形成之后，向溶液中添加尿素116, 用以維持待商業(yè)配送的濃硝S交銨尿素溶液118。
如圖2所示，把含C02的煙道氣流202送入使用碳酸銨溶液吸收C02 的吸收裝置部分204。通過C02與CO,的反應(yīng)使碳酸銨轉(zhuǎn)化成碳酸氫銨 208，如(2)所示
C02 + C032-+ H20 — 2HC03- (2)
把碳酸氫銨溶液引入到再生器210當(dāng)中進(jìn)行反應(yīng)(2)的逆反應(yīng)，產(chǎn)生可 用于存放或?qū)嵰嬗猛咎幚淼臐饪sC02流。把再生的溶液重新引入到吸收塔 204中以清除更多的C02。
由于碳酸銨溶液具有揮發(fā)性，煙道氣離開吸收裝置204時(shí)超過70%的 C02已被清除，還含有增添的氨蒸氣。這時(shí)貧C02的煙道氣212進(jìn)入氨蒸 氣回收部分214，從而在離開煙囪之前清除氨蒸氣。在氨蒸氣回收部分中， 向硝酸銨尿素(UAN)溶液中添加硝酸216，使pH值降低到小于6。 UAN在 氣液接觸器中吸收煙道氣中的氨蒸氣。當(dāng)UAN離開接觸器時(shí)， 一部分溶 液作為產(chǎn)品218被去除，可以作為肥料產(chǎn)品使用，而其余的被回收，返回至氨蒸氣回收部分214。添加另外的尿素220和HN03酸216以保持所需 的UAN比例并保持吸收NH3蒸氣的能力。
作為洗除C02氣體過程的一部分，利用UAN進(jìn)行氨吸收的優(yōu)點(diǎn)是
1. 能夠生產(chǎn)作為農(nóng)作物所需之主要植物營養(yǎng)的氮肥。
2. 能夠以最少的資金成本生產(chǎn)氮肥。由于在洗除C02氣體過程中需要 捕集氨，用于氮肥的生產(chǎn)只需要逐步增添設(shè)備，包括泵和倉儲(chǔ)，這樣可以 利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施。
雖然本文已經(jīng)描述了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例，^f旦以上的描述只是示例性 的。相應(yīng)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到可以對(duì)本文中所公開的發(fā)明做進(jìn)一步 的修改，并且所有這種修改被認(rèn)為是歸屬于由所附權(quán)利要求所界定的本發(fā) 明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在CO2清除過程中吸收氨的方法，包括的步驟有用碳酸銨溶液或混合堿溶液吸收氣流中的至少一些CO2，從而釋出氨；以及采用氨吸收方法吸收氨，所述氨吸收方法包括的步驟有提供硝酸銨尿素溶液；向硝酸銨尿素溶液中添加一定量的硝酸，從而使溶液貧氨；以及使氨與貧氨溶液接觸，從而吸收氨并制備富硝酸銨的溶液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中硝酸的添加量能有效地使所述pH值調(diào)到4至6之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括脫出所述硝酸銨尿素的步驟。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括在與氨接觸之前向所述硝 酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括在與氨接觸之后向所述硝 酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
6. —種在C02清除過程中吸收氨的方法，包括的步驟有用碳酸銨溶液或混合堿溶液吸收氣流中的至少 一些C02，從而釋出氨；以及采用氨吸收方法吸收氨，所述氨吸收方法包括的步驟有 提供硝酸銨尿素溶液；把硝酸銨尿素溶液的pH值調(diào)到4至6之間，從而使溶液貧氨；以及使氨與貧氨溶液接觸，從而吸收氨并制備富硝酸銨的溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中通過添加有效量的硝酸把所述pH值調(diào)到4至6之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括脫出所述硝酸銨尿素的步驟。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括在與氨接觸之前向所述硝 酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括在與氨接觸之后向所述 硝酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
11. 一種吸收氣流中的氨的方法，包括的步驟有 提供硝酸銨尿素溶液；向硝酸銨尿素溶液中添加一定量的硝酸，從而使溶液貧氨；以及 使氨與貧氨溶液接觸，從而吸收氨并制備富硝酸銨的溶液。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中硝酸的添加量能有效地使所述 pH值調(diào)到4至6之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括脫出所述硝酸銨尿素的 步驟。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括在與氨接觸之前向所述 硝酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括在與氨接觸之后向所述 硝酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
16. —種吸收氣流中的氨的方法，包括的步驟有 提供硝酸銨尿素溶液；把硝酸銨尿素溶液的pH值調(diào)到4至6之間，從而使容易貧氨；以及 使氨與貧氨溶液接觸，從而吸收氨并制備富硝酸銨的溶液。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中通過添加有效量的硝酸把所述
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括脫出所述硝酸銨尿素的步驟。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括在與氨接觸之前向所述硝酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括在與氨接觸之后向所述硝酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
全文摘要
一種在CO₂清除過程中洗除氨氣的方法，包括的步驟有用碳酸銨溶液或混合堿溶液吸收至少(204)氣流(202)中的一些CO₂，導(dǎo)致釋出＞的氨；再生(210)碳酸銨或混合堿溶液以產(chǎn)生濃縮CO₂流；用氨捕集傳質(zhì)裝置(214)與濃硝酸銨尿素溶液捕集氨；用硝酸把硝酸銨尿素溶液的pH值調(diào)到4至6之間；以及向硝酸銨尿素溶液中添加尿素，從而生產(chǎn)待商業(yè)配送的硝酸銨尿素(UAN)肥料產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B01D53/14GK101687137SQ200880024490
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者喬安娜·鄧肯, 弗朗西斯·阿利克斯 申請(qǐng)人:鮑爾斯潘公司