將含有111.化g碳酸氨錠、 198.4kg芒硝和42kg復(fù)鹽。運不僅將復(fù)合鹽再循環(huán)的質(zhì)量流量提高10% (在單程基礎(chǔ)上），而 且還存在一種被再循環(huán)回到碳酸氨鋼沉淀步驟的產(chǎn)物(硫酸錠）。如果使運種復(fù)鹽污染持續(xù) (由不適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)水含量所致），則該過程的效率將劣化。
[0141] 將來自碳酸氨鋼結(jié)晶器和可能地來自碳酸氨鹽去除步驟或外部源的二氧化碳也 加入到復(fù)合鹽沉淀步驟W將陰離子電荷分?jǐn)?shù)推向右側(cè)。結(jié)合適當(dāng)?shù)乃{(diào)節(jié)，運有助于抑制 復(fù)鹽形成。
[0142] 實施例4
[0143] 從硫酸鋼和硫酸錠混合溶液生產(chǎn)純硫酸錠過程中設(shè)及到的化學(xué)平衡的說明。
[0144] 圖8顯示了適用于從含有硫酸鋼和硫酸錠的溶液生產(chǎn)高品質(zhì)硫酸錠過程中設(shè)及的 化學(xué)平衡的T-X(溫度-組成）圖。
[0145] 圖8的分析掲示了溶液的陽離子電荷分?jǐn)?shù)(Y軸）中非常輕微的變化可W使其從硫 酸錠飽和面變化到硫酸鋼或復(fù)鹽飽和面。運如果發(fā)生，將不可能產(chǎn)生高品質(zhì)的硫酸錠?，F(xiàn)有 技術(shù)不足W證明對圖8中所示運種體系的理解。運種不足使其非常難于控制過程變量W產(chǎn) 生陽離子電荷分?jǐn)?shù)落入硫酸錠飽和面的溶液。
[0146] 作為另一個實施例，研究了具有表5中所示組成的溶液。
[0147] 表5
[0148] 示例的硫酸錠/硫酸鋼溶液
[0149]
[0150] 按如下計算陽離子電荷分?jǐn)?shù)（圖7中Y軸）；陽離子電荷分?jǐn)?shù)=1.609/( I. 609 + 10.594)=0.13
[0151] 參考圖7,對于0.13的陽離子電荷分?jǐn)?shù)，只要溫度和水含量也得到恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)，貝U 溶液落在硫酸錠飽和面上。通過調(diào)節(jié)原料溶液從而使其落在硫酸錠飽和面上，去除適量的 水或冷卻有可能產(chǎn)生高純度的硫酸錠。如果上述溶液含有12化g的鋼而不是37kg，則鋼的摩 爾數(shù)將是5.43化g摩爾并且陽離子電荷分?jǐn)?shù)將是0.34。在運個陽離子電荷分?jǐn)?shù)下，將不可能 產(chǎn)生純的硫酸錠。假定溫度和水含量使得所述溶液落在剛好高于硫酸鋼/硫酸錠共沉淀線 的硫酸鋼飽和面上，將僅產(chǎn)生硫酸鋼直到碰到該線，在該點處將產(chǎn)生硫酸錠和硫酸鋼的混 合物(如果將水從體系中除去）。如果不是除去水而是使溶液冷卻，則硫酸鋼將發(fā)生沉淀直 到在硫酸鋼和復(fù)鹽將共沉淀的點處達(dá)到硫酸鋼/復(fù)鹽飽和線。在運里根本沒有硫酸錠產(chǎn)生。
[0152] 本發(fā)明巧妙地(elegantly)確保了從中沉淀出純硫酸錠的溶液落入硫酸錠飽和面 內(nèi)。運將通過復(fù)合鹽沉淀步驟、接著是控制溶液中鋼的量的復(fù)鹽沉淀步驟的獨特配置而完 成。
[0153] 雖然上文描述了本發(fā)明的具體實施方案，但其不限制于此并且對本領(lǐng)域技術(shù)人員 將明顯的是，許多修改形成本發(fā)明范圍內(nèi)的一部分，因為它們并不脫離本發(fā)明所描述和請 求保護的精神、本質(zhì)和范圍。
[0154] 煙道氣處理
[0155] 煙道氣可W作為化石燃料燃燒的副產(chǎn)物產(chǎn)生，并且W重量/重量為基準(zhǔn)基本上包 含如下成分:氮氣(化）（65-75% );氧氣(〇2) (5-10% );水蒸氣化2〇) (4-10% );和二氧化碳 (C02)(15-20%)。因此，煙道氣調(diào)節(jié)可提供如上所述用于生產(chǎn)肥料的硫酸鋼和硝酸鋼的來 源和用于制造碳酸氨鋼的二氧化碳的來源。然而，煙道氣還可含有各種空氣污染物質(zhì)例如： 二氧化硫(S化）；二氧化硫(S化）；鹽酸(HCl);氣化氨(HF); -氧化氮(NO);二氧化氮(N02);五 氧化二氮(化化）；隸化g);和，其它空氣毒物。本發(fā)明的一個實施方案是一種從煙道氣除去上 述空氣污染物的方法，最終產(chǎn)物是鋼基鹽或鐘基鹽，其構(gòu)成用于制造肥料的原料。
[0156] 對于處理，通常是指過程100,使煙道氣經(jīng)受包含化學(xué)反應(yīng)的一系列步驟。例如，本 發(fā)明可在至少=個步驟中利用煙道氣的熱能或熱量W促進從所述煙道氣除去污染物質(zhì)的 一系列化學(xué)反應(yīng)。煙道氣還可暴露于氧化壓力下W使不溶的污染物更加可溶。該方法還可 提供了用于從煙道氣中分離和去除C〇2的手段。
[0157] 在處理過程100的一個實施方案中，在第一步驟104中，煙道氣可W進入第一流體 料流102并用干吸收劑進行處理。該干吸收劑可具有10到90微米的粒徑。例如，在一個實施 方案中干吸收劑可W是堿，如碳酸氨鋼、碳酸鋼或它們的組合的鋼基吸收劑，或者碳酸氨 鐘、碳酸鐘或它們的組合的鐘基吸收劑，如化H0)3并且其可W具有小于20微米的粒徑從而 具有最佳回收性和反應(yīng)性，W及直接注入200和350° F之間的煙道氣的流體料流中。此外， 化H(X)3吸收劑可按與第一流體料流中測得的S02、S03、N0和N02反應(yīng)所需的化學(xué)計量比的 1.1-1.2倍過量注入。
[0158] 對于本公開的目的，S化和S〇3物質(zhì)可W統(tǒng)稱作SOx。此外，含氮的反應(yīng)性物質(zhì)例如 N0、N02、N2化和本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)知的其它含氮物質(zhì)可W統(tǒng)稱作NOx。
[0159] 煙道氣可將化H(X)3加熱至例如300°F，引起吸收劑的般燒從而按如下形成碳酸鋼 (Na3CO3):
[0160] 線I燃％奪熬分織《槪斗〇^寺絞汾
[0161] 般燒過程可W提高吸收劑的表面積從而提高反應(yīng)性。吸收劑的般燒還可有助于氧 化重金屬如化。如W下將要進一步討論的，氧化的化是可溶的，因此相比于元素化，可更容 易地從煙道氣中去除。
[0162] Na肥化的般燒可W使基本上所有Na肥化轉(zhuǎn)化為Na2C〇3?？蒞有殘留量的N址COsW與 煙道氣流反應(yīng)。Na肥0沸化2〇)3可W與煙道氣的SOx和NOx成分反應(yīng)，例如如下：
[0170] 本領(lǐng)域技術(shù)人員能意識到的是，可W操控吸收劑與SOx的化學(xué)計量比從而W化2S化 形式非常高度地除去S〇3,高達(dá)總S〇3的95-99.99%的S〇3可W去除。此外，實驗數(shù)據(jù)顯示出可 W去除煙道氣的總S〇2含量的40-90%。
[0171] 任何未反應(yīng)的化肥化可通過煙道氣的溫度般燒成化2〇)3。此外，干式注入反應(yīng)的副 產(chǎn)物例如:Na2S〇3、Na2S〇4、NaN〇3是可溶的并且在熱煙道氣的料流中煙霧化。運些副產(chǎn)物的溶 解性可降低對用來控制顆粒物質(zhì)的袋濾捕塵室或濕式靜電沉淀器的需要。
[0172] 上述干法的堿吸收劑注入步驟可在管道中進行，運對于采用本發(fā)明的各個位置是 合適的。此外，可W使用簡單的抽風(fēng)機或合適的替代物作為輸送煙道氣和煙霧化的反應(yīng)副 產(chǎn)物的手段，例如將煙道氣和煙霧化的反應(yīng)副產(chǎn)物直接導(dǎo)向濕式洗涂器和氧化設(shè)備106,見 圖9的實施例。
[0173] 濕式洗涂器和氧化設(shè)備可具有下部108和上部110。當(dāng)煙道氣和副產(chǎn)物通過下部 10別寸，它們可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的方法和設(shè)備暴露于Na2〇)3溶液112的含水噴霧中。
[0174] 來自第一步驟的任何過量的Na2〇)3可再循環(huán)到溶液中并且與煙道氣中任何未反應(yīng) 的SOx或可溶的NOx物質(zhì)反應(yīng)W形成上述化學(xué)式的可溶產(chǎn)物。所有可溶的副產(chǎn)物被從煙道氣 中除去并且進入原料料流120中。
[0175] 煙道氣，上述化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物和煙道氣的任何不溶污染物或其它成分可從下部 直接導(dǎo)向上部110。在上部內(nèi)煙道氣將與氧化劑114的料流反應(yīng)，去除N0x(主要是N0、N02或 其它二聚體的形式)和隸(單質(zhì)和氧化的）。濕式洗涂器108和氧化設(shè)備110可使用類似泡罩 板的塔板或分離容器來保持氧化劑料流與所述下部和在其中反應(yīng)的試劑分隔開。根據(jù)需 要，可增加傳質(zhì)表面例如另外的塔板、噴霧或填料。在上部和下部中的反應(yīng)后，接著將煙道 氣102洗涂并基本上不含所有的SOx和從煙道氣中除去高至99%或更多的隸和NOx?？蒞清 洗氧化劑料流116,或如果合適時可W直接使氧化劑料流導(dǎo)入W使原料料流增加另外的鋼 和氮基化合物(如圖9中點線118所示）。
[0176] 下面是用于捕集NOx和/或化或化化合物的合適氧化劑的非窮舉性列表:過氧化氨 化2化）；過氧化氨/硝酸溶液此化/HNO);過氧化氨/硝酸/鹽酸溶液化2〇2/刪化/肥1);氯酸鋼 溶液(化Cl化）；亞氯酸鋼溶液(NaCl〇2);次氯酸鋼溶液(化CIO);高氯酸鋼溶液(化Cl化）；氯 酸溶液化Cl〇3);過硫酸氨鐘制劑溶液(2KHS05-KHS04-K2S04S合鹽）；氯酸鐘溶液化CIO);亞 氯酸鐘溶液化Cl化）；次氯酸鐘溶液化CIO);高氯酸鐘溶液化Cl化）；高儘酸鐘化Mn化）；和高 車孟酸鐘/氨氧化鋼溶液(KMnCkAfeOH)。
[0177] 其中，所述氧化劑也可W選自下述選項：用硝酸酸化的次氯酸鋼溶液，pH為5.73的 次氯酸鋼溶液、用鹽酸酸化的次氯酸鋼溶液、用鹽酸酸化的次氯酸鋼溶液具有0.1 MNaClO摩 爾濃度并且pH為3.74、用鹽酸酸化的次氯酸鋼溶液具有5的抑、經(jīng)酸化具有6的抑的次氯酸 鋼溶液、高儘酸鐘和氨氧化鋼的溶液、0.25摩爾/升高儘酸鐘和2.5摩爾/升氨氧化鋼的溶 液。
[0178] 濕式洗涂器和氧化劑階段的一個實施方案可W是整體式反應(yīng)區(qū)，該反應(yīng)區(qū)使氧化 劑和反應(yīng)產(chǎn)物的水溶液流通從而從煙道氣中同時有效地除去所有NOx和大量Hg。
[0179] 在濕式洗涂器和氧化劑階段后，煙道氣可W直接導(dǎo)向碳酸化容器200。在該碳酸化 容器內(nèi)可存在基本上純化2(X)3源，結(jié)合碳酸化容器內(nèi)的煙道氣的溫度例如100°F-175°F，所 述Na2C〇3源將與煙道氣內(nèi)的C〇2反應(yīng)，按如下推動碳酸化反應(yīng)：
[0180] Na2C〇3+C〇2+出 0一 2NaHC〇3
[0181] 該反應(yīng)可W從煙道氣中吸收C〇2并且可W從煙道氣中除去總C〇2的40-92%的寬范 圍，或者例如85-90%的較窄范圍。由于先前的反應(yīng)步驟，碳酸化步驟中利用的基本上純的 化2〇)3可保持