專利名稱：一種采用濕法礦化封存的燃煤電廠煙氣二氧化碳減排系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源與環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及對(duì)燃煤電廠煙氣中的ニ氧化碳進(jìn)行直接礦物碳酸化封存，以減少ニ氧化碳排放的一套系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃煤電廠是我國(guó)最大的ニ氧化碳(CO2)排放源，排放量約占全國(guó)總量的一半。特殊的資源稟賦決定了煤電在我國(guó)電カ結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位，隨著火電裝機(jī)容量的持續(xù)增長(zhǎng)，煤電CO2排放的絕對(duì)數(shù)量和相對(duì)比例還將進(jìn)ー步增加。因此，電カ行業(yè)尤其是煤電對(duì)我國(guó)CO2減排擔(dān)負(fù)著主要任務(wù)，也面臨著巨大壓カ。電カ行業(yè)CO2減排的主要措施有(I)調(diào)整電源結(jié)構(gòu)，提高低碳或無(wú)碳的清潔能源 電カ比例；(2)提高能源效率，減少煤炭的消耗量；(3)對(duì)燃煤電廠煙氣中的CO2進(jìn)行捕集與封存(CCS)。其中CO2捕集與封存被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)CO2減排最現(xiàn)實(shí)、最有效的手段。目前主要研究和采用的CO2封存方案有地質(zhì)封存、海洋封存、生態(tài)封存和礦化封存等。其中地質(zhì)封存和海洋封存受到明顯的地域、地質(zhì)條件限制，而且仍有CO2泄露重新釋放到大氣環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)；ー個(gè)500MW的燃煤電廠約需新增2000平方公里(300萬(wàn)畝)的森林來(lái)吸收其所排放的CO2，故此生態(tài)封存亦不可能作為主要封存方式；礦化封存避免了以上封存方式的問(wèn)題，擁有原料易得、原理簡(jiǎn)單、產(chǎn)物穩(wěn)定并可資源化等優(yōu)點(diǎn)，綜合環(huán)境效益最優(yōu)。研究表明碳酸鹽中的碳在各種形態(tài)碳中能態(tài)最低，富鎂礦石、水鎂石、硅灰石等富鎂或富鈣硅酸鹽礦在自然條件下即可發(fā)生碳酸化反應(yīng)，只是反應(yīng)速度極為緩慢，但是通過(guò)探索和研究，已在加速富鎂礦碳酸化反應(yīng)等方面取得了進(jìn)展，只要進(jìn)ー步要突破關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)出合適的捕集封存系統(tǒng)及裝置，CO2礦化封存技術(shù)將具有廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)有的CO2減排技術(shù)大部分是采用先捕集，再封存的分步式エ藝，如申請(qǐng)?zhí)枮?00810018343. 5的中國(guó)專利文件提出的ー種燃煤電廠煙氣中二氧化碳捕集方法和裝置，在該方法中，煙氣進(jìn)入CO2吸收塔，采用吸收液捕集CO2，吸收了 CO2的富液流入再生塔進(jìn)行吸收液再生，釋放出的CO2進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮至150bar運(yùn)送至處理場(chǎng)所，再進(jìn)行后續(xù)封存處理，其實(shí)質(zhì)是僅解決了 CO2的捕集問(wèn)題。申請(qǐng)?zhí)枮?00910063076的中國(guó)專利文件提出了ー種非分離煙氣中二氧化碳的直接礦化隔離方法，將鈣或鎂硅酸鹽礦物粉末置于填充有水的反應(yīng)器中，向反應(yīng)器內(nèi)通入煙氣，保持反應(yīng)器中的壓カ為I. O 6. OMPa，溫度為80°C 200°C，反應(yīng)時(shí)間60min，煙氣中的CO2與硅酸鹽礦物在水溶液中反應(yīng)得到碳酸鹽，該方法采用的鈣或鎂硅酸鹽礦物粉末需要高溫(30(T650°C處理3小吋)或酸液(2 10%酸溶液浸泡2飛小吋)預(yù)處理，増加了エ序，而且巨量的煙氣在反應(yīng)器中保持高溫高壓的條件極為苛刻，各個(gè)高溫過(guò)程所消耗熱量帶來(lái)的CO2排放增加大大抵消了有效的CO2減排量，反應(yīng)塔中的反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)60min，對(duì)于煙氣量巨大的燃煤電廠，即使為一臺(tái)300MW規(guī)模的機(jī)組，僅積累的煙氣體積就將達(dá)到150萬(wàn) 200萬(wàn)m3，反應(yīng)器體積則需要高達(dá)到數(shù)萬(wàn)至十萬(wàn)m3，在將來(lái)總裝機(jī)規(guī)模普遍都達(dá)數(shù)千MW的電廠基本上沒(méi)有操作的可能性，其離エ業(yè)化應(yīng)用還十分遙遠(yuǎn)。如何在簡(jiǎn)化工藝、降低反應(yīng)條件、提高原料循環(huán)利用率、降低能耗等基礎(chǔ)上一歩到位地將燃煤電廠煙氣CO2永久穩(wěn)定的封存起來(lái)，開(kāi)發(fā)出一套切實(shí)可行的系統(tǒng)及裝置是目前實(shí)現(xiàn)CO2實(shí)質(zhì)上的減排急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)礦化封存煙氣ニ氧化碳技術(shù)在電廠可操作性不足的現(xiàn)狀，提供一種在電廠或其他エ業(yè)鍋爐上切實(shí)可行的富鎂礦直接礦化封存燃煤電廠及其他エ業(yè)鍋爐煙氣CO2系統(tǒng)，該系統(tǒng)完整緊湊、操作簡(jiǎn)單，可對(duì)煙氣CO2的非分離永久穩(wěn)定封存，環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)異。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)的
一種采用濕法礦化封存的燃煤電廠煙氣CO2減排系統(tǒng)，包括富鎂溶液制備、CO2吸收反應(yīng)及輔助三個(gè)單元，主要裝置包括富鎂溶液制備塔和CO2吸收反應(yīng)塔，其特征是 濕式球磨機(jī)的出料ロ經(jīng)磨機(jī)漿液循環(huán)箱及旋流器，再經(jīng)漿液輸送泵連接富鎂溶液制備塔的進(jìn)液ロ ；富鎂溶液制備塔的塔頂設(shè)有催化劑或添加劑加料ロ及氨氣出氣ロ ；富鎂溶液制備塔的底部出ロ經(jīng)控制閥連接礦渣排漿旋流器，礦渣排漿旋流器的富鎂溶液出液ロ經(jīng)輸送泵連接CO2吸收反應(yīng)塔的進(jìn)液ロ，礦渣排漿旋流器的礦渣出料ロ經(jīng)脫水機(jī)連接富鎂礦渣倉(cāng)，脫水機(jī)排水進(jìn)入回收水箱；
CO2吸收反應(yīng)塔的頂部設(shè)有潔凈煙氣出氣口和催化劑或添加劑加料ロ，CO2吸收反應(yīng)塔還設(shè)有原煙氣進(jìn)ロ，該進(jìn)ロ經(jīng)導(dǎo)管連接至CO2吸收反應(yīng)塔內(nèi)下方，CO2吸收反應(yīng)塔底部出ロ經(jīng)控制閥連接菱鎂礦排漿旋流器，旋流器的漿液出ロ連接介質(zhì)溶液回收箱，礦渣出口經(jīng)脫水機(jī)接至菱鎂礦倉(cāng)。該發(fā)明的進(jìn)ー步設(shè)計(jì)在于，系統(tǒng)還設(shè)有礦石料倉(cāng)、給料機(jī)和儲(chǔ)液罐，礦石料倉(cāng)的出料ロ經(jīng)給料機(jī)連接所述濕式球磨機(jī)的進(jìn)料ロ，儲(chǔ)液罐的出ロ也連接濕式球磨機(jī)的進(jìn)料ロ。所述旋流器的漿液出ロ與漿液輸送泵之間管路還設(shè)有富鎂礦漿液箱。所述回收水箱經(jīng)泵連接CO2吸收反應(yīng)塔塔頂噴淋層進(jìn)液ロ。所述漿液輸送泵與富鎂溶液制備塔連接的管路上設(shè)有貧/富鎂溶液換熱裝置，礦渣排漿旋流器的富鎂溶液出ロ經(jīng)該換熱裝置后再輸送泵接至CO2吸收反應(yīng)塔，同時(shí)利用制備好的富鎂溶液的熱量預(yù)熱送入富鎂溶液制備塔的富鎂礦漿。所述輸送泵的進(jìn)液ロ ー側(cè)的管路上還設(shè)有冷卻裝置，以進(jìn)一歩冷卻富鎂溶液。所述脫水機(jī)采用真空皮帶脫水機(jī)。本發(fā)明型的有益效果體現(xiàn)在
I、本發(fā)明直接對(duì)燃煤電廠煙氣中的CO2進(jìn)行礦物碳酸化封存，省去了 CO2分離環(huán)節(jié)，大大筒化了 CO2捕集與封存過(guò)程；利用電廠余熱對(duì)設(shè)備供熱，減少了額外能量供應(yīng)。2、本發(fā)明的煙氣CO2減排系統(tǒng)可利用天然富鎂礦對(duì)0)2進(jìn)行封存，原料在自然界中儲(chǔ)量豐富、運(yùn)輸方便、成本低廉；該套煙氣CO2減排系統(tǒng)采用介質(zhì)溶液提取富鎂礦中的有效鎂元素，省去了原礦石的高溫、酸浸等預(yù)處理過(guò)程，且介質(zhì)溶液可循環(huán)利用，減少了能耗與物耗；富鎂礦主要成分是ニ氧化硅和鎂元素，還含有氧化鋁、氧化鈣等成分以及鐵、鎳、銅、鈷、鉬等伴生金屬元素，經(jīng)過(guò)提取有效鎂元素處理后，更易于礦渣中其他成分的綜合利用，仍有較高利用價(jià)值，可ー礦多用。3、封存后的CO2以固體碳酸鹽的形式永久穩(wěn)定地封存在礦物中，產(chǎn)物菱鎂礦可資源化利用，只要是用于540°C以下條件下，菱鎂礦都不會(huì)分解再次釋放CO2,安全可靠，具有最優(yōu)的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益和最低的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。4、本發(fā)明系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作容易，對(duì)燃煤電廠適應(yīng)性強(qiáng)，并且同樣適合于燃油、燃?xì)怆姀S及其他エ業(yè)鍋爐，對(duì)新廠建設(shè)和老廠改造均適用，エ業(yè)化應(yīng)用前景廣闊。


圖I為本發(fā)明采用濕法礦化封存的燃煤電廠煙氣CO2減排系統(tǒng)的示意圖。圖中1_富鎂溶液制備塔；2-C02吸收反應(yīng)塔；3-礦石料倉(cāng)；4_給料機(jī)；5_儲(chǔ)液罐；6-濕式球磨機(jī)；7_磨機(jī)漿液循環(huán)箱；8_旋流器；9_富鎂礦漿液箱；10漿液輸送泵；11_礦渣排漿旋流器；12_貧/富鎂溶液換熱裝置；13_泵；14_輸送泵；15_菱鎂礦排漿旋流器；16-脫水機(jī)；17_介質(zhì)溶液回收箱；18_介質(zhì)固體添加斗；19_脫水機(jī)；20_回收水箱；21_輸送機(jī)；22_富鎂礦渣倉(cāng)；23_輸送機(jī)；24_菱鎂礦倉(cāng)；51_原煙氣；52_潔凈煙氣；53_富鎂礦；54_介質(zhì)(銨鹽等，NH4+)溶液；55_介質(zhì)(銨鹽等，NH4+) ;56_富鎂礦漿液；57_富鎂溶液；58-氨氣；61_催化劑或添加劑；62、63_催化劑或添加劑；64_高溫低壓蒸汽；65_換熱后蒸汽；66_江河水。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，根據(jù)單元過(guò)程及主要設(shè)備對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，本發(fā)明的濕法礦化封存的燃煤電廠煙氣CO2減排系統(tǒng)包括富鎂溶液制備、CO2吸收反應(yīng)及輔助三個(gè)單元，主要裝置包括富鎂溶液制備塔和CO2吸收反應(yīng)塔。本套系統(tǒng)各部分組成如下
濕式球磨機(jī)6的出料ロ經(jīng)磨機(jī)漿液循環(huán)箱7及旋流器8，再經(jīng)漿液輸送泵10連接富鎂溶液制備塔I的進(jìn)液ロ ；旋流器8的漿液出口與漿液輸送泵10之間管路還設(shè)有富鎂礦漿液箱9。富鎂溶液制備塔I的塔頂設(shè)有催化劑或添加劑量61加料ロ及氨氣58出氣ロ；富鎂溶液制備塔I的底部出ロ經(jīng)控制閥連接礦渣排漿旋流器11，礦渣排漿旋流器11的富鎂溶液出液ロ經(jīng)輸送泵14連接CO2吸收反應(yīng)塔2的進(jìn)液ロ，礦渣排漿旋流器11的礦渣出料ロ經(jīng)脫水機(jī)19連接富鎂礦渣倉(cāng)22，脫水機(jī)19排水進(jìn)入回收水箱20 ；
CO2吸收反應(yīng)塔2的頂部設(shè)有潔凈煙氣52出氣口和催化劑或添加劑62加料ロ，CO2吸收反應(yīng)塔2還設(shè)有原煙氣51進(jìn)ロ，該進(jìn)ロ經(jīng)導(dǎo)管連接至CO2吸收反應(yīng)塔2內(nèi)下方，CO2吸收反應(yīng)塔2底部出ロ經(jīng)控制閥連接菱鎂礦排漿旋流器15，旋流器的漿液出ロ連接介質(zhì)溶液回收箱17，礦渣出口經(jīng)脫水機(jī)16接至菱鎂礦倉(cāng)24?；厥账?0經(jīng)泵連接CO2吸收反應(yīng)塔2塔頂噴淋層的進(jìn)液ロ。該系統(tǒng)還設(shè)有礦石料倉(cāng)3、給料機(jī)4和儲(chǔ)液罐5，礦石料倉(cāng)3的出料ロ經(jīng)給料機(jī)4連接所述濕式球磨機(jī)6的進(jìn)料ロ，儲(chǔ)液罐5的出口也連接濕式球磨機(jī)6的進(jìn)料ロ。漿液輸送泵10與富鎂溶液制備塔I連接的管路上設(shè)有貧/富鎂溶液換熱裝置12，礦渣排漿旋流器11的富鎂溶液出ロ經(jīng)該換熱裝置，后再輸送泵接至CO2吸收反應(yīng)塔2，同時(shí)利用制備好的富鎂溶液的熱量預(yù)熱送入富鎂溶液制備塔I的富鎂礦漿。輸送泵14的進(jìn)液ロー側(cè)的管路上還設(shè)有冷卻裝置，以進(jìn)一歩冷卻富鎂溶液。脫水機(jī)(16、19)可采用真空皮帶脫水機(jī)。以下按富鎂溶液制備單元、CO2吸收與反應(yīng)單元和輔助單元，對(duì)本發(fā)明詳細(xì)進(jìn)行描述
富鎂溶液?jiǎn)卧?br> ー個(gè)富鎂礦石料倉(cāng)3，存儲(chǔ)富鎂礦石，配備倉(cāng)頂除塵器；
一個(gè)稱重皮帶給料機(jī)4，輸送并控制進(jìn)入濕式球磨機(jī)的富鎂礦石量；
一個(gè)介質(zhì)溶液儲(chǔ)罐5 (臨時(shí))，用于首次加入介質(zhì)溶液(銨鹽等，NH4+)與富鎂礦石礦進(jìn)入球磨機(jī)；
ー個(gè)濕式球磨機(jī)6，將富鎂礦石磨至設(shè)計(jì)粒徑；
ー個(gè)磨機(jī)漿液循環(huán)箱7及旋流器8，用于富鎂礦原漿液循環(huán)，為富鎂礦漿液箱提滿足粒徑要求的富鎂礦漿液；
一個(gè)富鎂礦漿液箱9，存儲(chǔ)富鎂礦漿液；
一個(gè)漿液輸送泵10，為富鎂溶液制備塔供應(yīng)富鎂礦漿液56 ；
一個(gè)富鎂溶液制備塔1，富鎂溶液制備的主反應(yīng)設(shè)備；
一個(gè)富鎂礦渣排漿旋流器11，分離富鎂溶液(富含Mg2+)與礦渣。富鎂礦石料倉(cāng)采用外購(gòu)粒徑小于20_的富鎂礦石塊或富鎂礦石原礦經(jīng)過(guò)初次篩選和粉碎至粒徑小于20_，由車(chē)輛運(yùn)輸至卸料斗，經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)、斗式提升機(jī)等輸送至富鎂礦石料倉(cāng)。介質(zhì)溶液制備罐、介質(zhì)固體儲(chǔ)罐(臨時(shí))采用外購(gòu)エ業(yè)級(jí)介質(zhì)，以エ業(yè)水溶解，在介質(zhì)溶液制備罐中配制成設(shè)定質(zhì)量濃度的介質(zhì)溶液，用于首次與富鎂礦石礦進(jìn)入球磨機(jī)的需要。富鎂礦石稱重皮帶給料機(jī)采用變頻式稱重皮帶輸送機(jī)控制進(jìn)入濕式球磨機(jī)的富鎂礦石量。富鎂礦石濕式球磨機(jī)及原漿液循環(huán)根據(jù)進(jìn)入磨機(jī)的富鎂礦石量通過(guò)磨機(jī)進(jìn)ロ補(bǔ)充水管道上的流量調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)入磨機(jī)的介質(zhì)溶液量，首次加入時(shí)介質(zhì)溶液由介質(zhì)溶液儲(chǔ)罐引入，正式投運(yùn)后由介質(zhì)溶液回收箱引入；球磨機(jī)出口漿液流至磨機(jī)漿液循環(huán)箱，磨機(jī)漿液循環(huán)箱內(nèi)配置攪拌器，防止?jié){液在箱內(nèi)形成沉淀；通過(guò)磨機(jī)漿液循環(huán)泵泵入富鎂礦石原漿液旋流器，正常運(yùn)行時(shí)，滿足系統(tǒng)出力及細(xì)度要求的旋流器溢流進(jìn)入富鎂礦石漿液箱，底流返回磨機(jī)進(jìn)料ロ，參與濕磨制漿再循環(huán)。 富鎂礦石漿液箱富鎂礦石漿液箱作為介質(zhì)-富鎂礦石混合漿液進(jìn)入富鎂溶液制備塔前的儲(chǔ)備箱。富鎂礦石漿液箱中配置攪拌器，防止?jié){液在箱內(nèi)形成沉淀，并初步采用礦物剝層技術(shù)利用磨制一定粒徑的富鎂礦石礦自身的相互摩擦剝離惰性ニ氧化硅(SiO2)層。富鎂礦石漿液輸送泵富鎂礦石漿液(配制好的介質(zhì)-富鎂礦石混合漿液)通過(guò)富鎂礦石漿液輸送泵送入富鎂溶液制備塔中，在管道上安裝流量調(diào)節(jié)閥控制流量，調(diào)節(jié)進(jìn)入富鎂溶液制備塔中的介質(zhì)-富鎂礦石混合漿液量。富鎂溶液制備塔富鎂溶液制備塔是介質(zhì)溶液提取富鎂礦石中Mg2+的主要反應(yīng)場(chǎng)所。介質(zhì)溶液與富鎂礦石在低壓低溫(Γ數(shù)atm，80^200°C )條件下反應(yīng)，所需熱量由從汽輪機(jī)低壓缸抽取做功后的高溫低壓蒸汽提供；富鎂溶液制備塔配備快速攪拌器，采用礦物剝層原理利用富鎂礦石礦自身的相互摩擦作用剝離惰性ニ氧化硅(SiO2)層，并保證漿液在漿液池內(nèi)均勻分布，富鎂礦石礦與介質(zhì)溶液充分接觸反應(yīng)；由于加熱氨氣被釋放出來(lái)，通過(guò)管道導(dǎo)入CO2吸收反應(yīng)塔，通過(guò)熱氨氣的不斷移除，富鎂溶液制備塔內(nèi)混合液呈弱酸性環(huán)境，使得含鎂礦物與介質(zhì)(NH4+)的反應(yīng)平衡向生成鎂離子(Mg2+)的方向移動(dòng)，加速鎂離子從礦物晶格中釋放出來(lái)，形成活性富鎂溶液；預(yù)留添加催化劑或添加劑等加速鎂元素提取的エ藝改進(jìn)措施的裝置；富鎂礦石漿液在進(jìn)入富鎂溶液制備塔前，由從塔底分流出來(lái)的富鎂溶液進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)對(duì)富鎂溶液去往CO2吸收反應(yīng)塔前進(jìn)行冷卻。富鎂礦石礦渣排漿閥(管)與礦渣旋流器富鎂溶液制備塔底漿液由富鎂礦石礦渣排漿閥(管)引入預(yù)設(shè)參數(shù)的礦渣旋流器，正常運(yùn)行時(shí)，旋流器溢流清液為富鎂溶液(富含Mg2+)，通過(guò)富鎂溶液泵送往CO2吸收反應(yīng)塔；不參加反應(yīng)的惰性礦渣從富鎂礦石礦渣旋流器底部排至富鎂礦石礦渣真空皮帶脫水機(jī)。2吸收與反應(yīng)單元包括
ー個(gè)增壓風(fēng)機(jī)13，將原煙氣51引入CO2吸收反應(yīng)塔2，克服系統(tǒng)阻カ；
一個(gè)富鎂溶液泵14，將來(lái)自礦渣排漿旋流器11的富鎂溶液57輸入CO2吸收反應(yīng)塔2 ； ー個(gè)CO2吸收反應(yīng)塔2，煙氣CO2礦化封存的主反應(yīng)設(shè)備，配備煙氣噴淋層及除霧器；
一個(gè)菱鎂礦排漿旋流器15，分離貧鎂溶液(富含NH4+)與菱鎂礦。增壓風(fēng)機(jī)從脫硫塔出來(lái)的煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)入CO2吸收反應(yīng)塔。CO2吸收反應(yīng)塔經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓后的煙氣(エ況溫度，約50°C)通過(guò)煙氣布流器進(jìn)入CO2吸收反應(yīng)塔，并均勻地與混合液充分接觸，煙氣中的CO2溶解，與Mg2+結(jié)合，生成沉淀(MgCO3 · 3H20，菱鎂礦)，隨貧鎂溶液的導(dǎo)出而排出；預(yù)留有添加催化劑或添加劑等增大CO2溶解速度和溶解度、加速水合CO2與鎂離子(Mg2+)的碳酸化反應(yīng)速度的エ藝改進(jìn)措施的裝置；脫除CO2的凈煙氣經(jīng)過(guò)除霧器去除水霧后由塔頂排出，進(jìn)入煙道最后經(jīng)由煙囪排入大氣；在除霧器下方布置一組噴嘴(噴淋層)捕集NH3由富鎂溶液制備塔導(dǎo)入的NH3,防止由于凈煙氣上升氣流的作用將其帶出，造成逃逸損失和二次污染，保證其重新進(jìn)入溶液循環(huán)系統(tǒng)；由富鎂溶液制備塔輸入的富鎂溶液經(jīng)過(guò)兩級(jí)冷卻由富鎂溶液泵泵入塔內(nèi)，通過(guò)煙氣布流器與煙氣充分接觸、反應(yīng)；經(jīng)過(guò)充分反應(yīng)后CO2吸收反應(yīng)塔內(nèi)溶液已為貧鎂溶液(富含NH4+),在反應(yīng)塔底由菱鎂礦排漿泵與反應(yīng)生成的菱鎂礦沉淀一起引入菱鎂礦旋流器。菱鎂礦排漿閥(管)與菱鎂礦旋流器將CO2吸收反應(yīng)塔中富鎂溶液與煙氣中CO2反應(yīng)生成的菱鎂礦隨貧鎂溶液一起通過(guò)菱鎂礦排漿閥(管)按設(shè)定流量排出，進(jìn)入菱鎂礦旋流器，正常運(yùn)行時(shí)，旋流器溢流清液為貧鎂溶液(富含NH4+),返回介質(zhì)溶液回收箱，底流去往菱鎂礦真空皮帶脫水機(jī)。輔助單元包括
一個(gè)氨氣(NH3)轉(zhuǎn)移裝置，將富鎂溶液制備塔I中分解逸出的氨氣58轉(zhuǎn)移至CO2吸收反應(yīng)塔2重新進(jìn)入溶液循環(huán)；
ー個(gè)蒸汽加熱裝置，抽取對(duì)汽輪機(jī)做功之后的高溫低壓蒸汽64對(duì)富鎂溶液制備塔供熱，供熱后的蒸汽65返回蒸汽循環(huán)；
ー個(gè)貧/富鎂溶液換熱裝置12，進(jìn)入富鎂溶液制備塔I的富鎂礦石漿液與由礦渣排漿旋流器11輸往CO2吸收反應(yīng)塔2的富鎂溶液由換熱器進(jìn)行換熱；
兩個(gè)真空皮帶脫水機(jī)19、16，用于富鎂礦渣59和菱鎂礦60的沖洗與脫水；
一個(gè)介質(zhì)溶液回收箱17，用于回收來(lái)自菱鎂礦排漿旋流器15和菱鎂礦真空皮帶脫水機(jī)16的貧鎂溶液；
一個(gè)介質(zhì)固體添加斗18,向介質(zhì)溶液回收箱17補(bǔ)充損失的介質(zhì)55 ；
一個(gè)回收水箱20，用于回收來(lái)自富鎂礦渣真空皮帶脫水機(jī)的含鎂溶液；
一個(gè)エ業(yè)水箱25，為真空皮帶脫水機(jī)19、16提供沖洗水，同時(shí)補(bǔ)給溶液循環(huán)系統(tǒng)的水損失;
ー個(gè)冷卻水泵，抽取河(江、地下)水作為冷卻水65對(duì)進(jìn)入CO2吸收反應(yīng)塔2的富鎂溶液進(jìn)行冷卻；
兩個(gè)皮帶輸送機(jī)21、23，將富鎂礦渣、菱鎂礦送至尾礦倉(cāng)； 兩個(gè)礦倉(cāng)22、24，存儲(chǔ)富鎂礦渣、菱鎂礦。貧/富溶液換熱器富鎂溶液為加熱制備，CO2的吸收反應(yīng)要求在設(shè)計(jì)エ況溫度(約50°C)條件下進(jìn)行，進(jìn)入富鎂溶液制備塔的富鎂礦石漿液與輸往CO2吸收反應(yīng)塔的富鎂溶液由換熱器進(jìn)行換熱，分別對(duì)其預(yù)熱和冷卻，減少對(duì)外部供熱(冷)的消耗，降低能耗。
冷卻水泵抽取河(江、地下)水作為冷卻水對(duì)進(jìn)入CO2吸收反應(yīng)塔的富鎂溶液進(jìn)行進(jìn)一步冷卻。富鎂礦石礦渣真空皮帶脫水機(jī)從富鎂礦石礦渣旋流器來(lái)的富鎂礦石礦渣在真空皮帶機(jī)上用來(lái)自エ業(yè)水箱的エ業(yè)水進(jìn)行沖洗，脫水后的菱鎂礦送往菱鎂礦皮帶輸送機(jī)，沖洗水與脫除的鎂溶液進(jìn)入回收水箱。菱鎂礦真空皮帶脫水機(jī)從菱鎂礦旋流器底流來(lái)的菱鎂礦在真空皮帶機(jī)上用來(lái)自エ業(yè)水箱的エ業(yè)水進(jìn)行沖洗，提高菱鎂礦的純度與品質(zhì)，有利于外售和利用，脫水后的菱鎂礦送往菱鎂礦皮帶輸送機(jī)，沖洗水與脫除的貧鎂溶液返回介質(zhì)溶液回收箱?；厥账浼盎厥账酶绘V礦石礦渣真空皮帶脫水機(jī)脫除的富鎂溶液與清沖洗水全部收集到回收水箱，再通過(guò)回收水泵將回收水送往CO2吸收反應(yīng)塔中噴淋層用于捕集吸收由富鎂溶液制備塔中導(dǎo)入的NH3，防治逃逸并使其重新回到溶液循環(huán)中。介質(zhì)溶液回收箱及介質(zhì)溶液泵菱鎂礦旋流器溢流的貧鎂溶液、菱鎂礦真空皮帶脫水機(jī)脫除的貧鎂溶液與沖洗水全部收集到介質(zhì)溶液回收箱，再通過(guò)介質(zhì)溶液泵將回收的介質(zhì)溶液(貧鎂溶液及沖洗水)送往濕式球磨機(jī)用于富鎂礦石原漿液的制備；介質(zhì)溶液回收箱設(shè)置采樣ロ，監(jiān)控混合溶液的pH值及酸根離子濃度，通過(guò)介質(zhì)固體添加斗向介質(zhì)溶液回收箱中添加介質(zhì)固體，以保證介質(zhì)-富鎂礦石混合漿液配比。介質(zhì)固體添加斗根據(jù)對(duì)介質(zhì)溶液回收箱中pH及氯離子(CD濃度的分析，通過(guò)介質(zhì)固體添加斗向介質(zhì)溶液回收箱補(bǔ)充損失的介質(zhì)。エ業(yè)水箱及エ業(yè)水泵作為富鎂礦石礦渣及菱鎂礦沖洗水和系統(tǒng)補(bǔ)給水源，補(bǔ)充由富鎂礦石礦渣及菱鎂礦帶出、碳酸化反應(yīng)消耗、菱鎂礦結(jié)晶水和其它途徑損失的水分，ネト給水從富鎂礦石礦渣及菱鎂礦真空皮帶脫水機(jī)的沖洗進(jìn)入回收水箱和介質(zhì)溶液回收箱引入系統(tǒng)。富鎂礦石礦渣皮帶輸送機(jī)及富鎂礦石礦渣倉(cāng)從富鎂礦石礦渣真空皮帶脫水機(jī)脫水處理后的菱鎂礦通過(guò)皮帶輸送機(jī)送往富鎂礦石礦渣倉(cāng)儲(chǔ)存，礦渣外運(yùn)深度利用。菱鎂礦皮帶輸送機(jī)及菱鎂礦倉(cāng)從菱鎂礦真空皮帶脫水處理后的菱鎂礦通過(guò)皮帶輸送機(jī)送往菱鎂礦倉(cāng)儲(chǔ)存，菱鎂礦可外運(yùn)綜合利用。
權(quán)利要求
1.一種采用濕法礦化封存的燃煤電廠煙氣co2減排系統(tǒng)，分為富鎂溶液制備、co2吸收 與反應(yīng)和輔助三個(gè)單元，它主要包括富鎂溶液制備塔(1)和C02吸收反應(yīng)塔(2)，其特征是濕式球磨機(jī)(6)的出料口經(jīng)磨機(jī)漿液循環(huán)箱(7)及旋流器(8)，再經(jīng)漿液輸送泵(10) 連接富鎂溶液制備塔(1)的進(jìn)液口 ；富鎂溶液制備塔(1)的塔頂設(shè)有催化劑或添加劑(61) 加料口及氨氣(58)出氣口 ；富鎂溶液制備塔(1)的底部出口經(jīng)控制閥連接礦渣排漿旋流器 (11)，礦渣排漿旋流器(11)的富鎂溶液出液口經(jīng)輸送泵(14)連接C02吸收反應(yīng)塔(2)的進(jìn) 液口，礦渣排漿旋流器(11)的礦渣出料口經(jīng)脫水機(jī)(19 )連接富鎂礦渣倉(cāng)(22 )，脫水機(jī)(19 ) 排水進(jìn)入回收水箱(20);C02吸收反應(yīng)塔(2)的頂部設(shè)有潔凈煙氣(52)出氣口和催化劑或添加劑(62)加料口， C02吸收反應(yīng)塔(2 )還設(shè)有原煙氣(51)進(jìn)口，該進(jìn)口經(jīng)導(dǎo)管連接至C02吸收反應(yīng)塔(2 )內(nèi)下 方，C02吸收反應(yīng)塔(2)底部出口經(jīng)控制閥連接菱鎂礦排漿旋流器(15)，旋流器的漿液出口 連接介質(zhì)溶液回收箱(17 )，礦渣出口經(jīng)脫水機(jī)(16 )接至菱鎂礦倉(cāng)(24 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減排系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)還設(shè)有礦石料倉(cāng)(3)、給料機(jī) (4 )和儲(chǔ)液罐(5 )，礦石料倉(cāng)(3 )的出料口經(jīng)給料機(jī)(4 )連接所述濕式球磨機(jī)(6 )的進(jìn)料口， 儲(chǔ)液罐(5 )的出口也連接濕式球磨機(jī)(6 )的進(jìn)料口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減排系統(tǒng)，其特征是所述旋流器(8)的漿液出口與漿液輸送 泵(10 )之間管路還設(shè)有富鎂礦漿液箱(9 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的減排系統(tǒng)，其特征是所述回收水箱20經(jīng)泵連接C02 吸收反應(yīng)塔2塔頂噴淋層進(jìn)液口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減排系統(tǒng)，其特征是所述漿液輸送泵(10)與富鎂溶液制備 塔(1)連接的管路上設(shè)有貧/富鎂溶液換熱裝置(12)，礦渣排漿旋流器(11)的富鎂溶液出 口經(jīng)該換熱裝置后再輸送泵接至C02吸收反應(yīng)塔(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減排系統(tǒng)，其特征是所述輸送泵(14)的進(jìn)液口一側(cè)的管路 上還設(shè)有冷卻裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減排系統(tǒng)，其特征是所述脫水機(jī)采用真空皮帶脫水機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采用濕法礦化封存的燃煤電廠煙氣CO2減排系統(tǒng)，該系統(tǒng)完整緊湊、操作簡(jiǎn)單，可對(duì)煙氣CO2的非分離永久穩(wěn)定封存，環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)異。該系統(tǒng)包括富鎂溶液制備、CO2吸收反應(yīng)及輔助三個(gè)單元，主要裝置包括富鎂溶液制備塔1和CO2吸收反應(yīng)塔2，可分為富鎂溶液制備單元、CO2吸收與反應(yīng)單元和輔助單元。本發(fā)明型直接對(duì)燃煤電廠煙氣中的CO2進(jìn)行礦物碳酸化封存，省去了CO2分離環(huán)節(jié)，大大簡(jiǎn)化了CO2捕集與封存過(guò)程，同時(shí)利用電廠余熱對(duì)設(shè)備供熱，減少了額外能量供應(yīng)。
文檔編號(hào)B01D53/78GK102658014SQ20121010996
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者劉建民, 朱法華, 李輝, 管一明, 薛建明, 許月陽(yáng) 申請(qǐng)人:國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院, 國(guó)電科學(xué)技術(shù)研究院