用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的处理单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的液态的清洗介质的处理单元(1，51)，所述处理单元包括用于将清洗介质的活性成分浓缩的蒸发级(2，2)，所述蒸发级具有蒸发器(3)和/或换热器(53)，以及所述蒸发级具有与蒸发器(3)和/或换热器(53)连接的收集容器(7)，其特征在于，收集容器(7)构成为结晶器(9)，所述结晶器用于通过使硫酸盐结晶、尤其使硫酸钾结晶来从清洗介质中去除硫氧化物。此外，本发明专利技术涉及一种用于二氧化碳的分离设备(61)，所述分离设备具有相应的处理单元(1，51)，以及涉及一种用于处理被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的方法，在所述方法中使用相应的处理设备(1，51)。

Processing unit for cleaning media contaminated with sulfur oxides and / or nitrogen oxides

The invention relates to a method for processing unit is cleaning medium liquid sulfur oxides and / or nitrogen oxide pollution of (1, 51), the processing unit includes for evaporation concentration of active ingredients will clean the medium (2, 2), the evaporation stage has the evaporator (3) and / or change the heat exchanger (53), and the evaporation level with the evaporator (3) and / or heat exchanger (53) connected to the collecting container (7), which is characterized in that the container (7) for a mold (9), the mold for the sulfate crystallization, especially sulfate the crystallization of potassium to remove sulfur oxides from the cleaning medium. In addition, the invention relates to an apparatus for separating carbon dioxide (61), the separation device has a corresponding processing unit (1, 51), and relates to a method for processing a cleaning medium of sulfur oxides and / or nitrogen oxide pollution, the use of appropriate processing equipment in the method (1 51).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的处理单元。此外，本专利技术涉及一种具有相应的处理单元的分离设备以及一种用于处理被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的方法。
技术介绍
在气候变化的背景下，全球目标是减少有害物质到大气中的排放。这尤其适用于二氧化碳(CO2)的排放，所述二氧化碳聚集在大气中，妨碍地球的热放射从而作为温室效应导致地球表面温度的提高。尤其在用于产生电能或者热的燃烧化石的发电厂中，由于燃烧化石燃料而产生含二氧化碳的烟气。为了避免或者为了减少二氧化碳到大气中的排放，必须将二氧化碳从烟气中分开。相应地，尤其在现有的燃烧化石的发电厂中探讨适当的措施，以便在燃烧之后将所产生的二氧化碳从烟气中分开(Post-Combustion-Capture(燃烧后捕获))。作为技术上的实现方案，对此，通过借助于清洗介质或者吸收介质的吸收-解吸工序将包含在烟气中的二氧化碳从相应的烟气流中清洗出来。除了二氧化碳外，在这种尤其含胺和碱性的清洗介质中也吸收其它酸性气体、尤其氮氧化物(NOx)和/或硫氧化物(SOx)。不同于二氧化碳，SOx例如与碱性的清洗介质还形成耐高温的盐，例如硫酸盐。因此，在使用含钾的清洗介质时，SOx与钾共同作为硫酸钾(K2SO4)沉淀，所述硫酸钾在解吸单元中不再能够回复原状。通过由此而引起的碱浓度的改变，这些耐高温的盐连续地降低清洗介质的用于吸收二氧化碳的能力。NOx由清洗介质吸收、在溶液中进行歧化反应并且在该处形成亚硝胺以及其它可溶的分解产物。为了去除这些污染物，通常对清洗介质进行两级的处理。对此，使用所谓的回收设备(Reclaimer，“回收器”)，所述回收设备具有用于去除SOx或硫酸盐的SOx回收级以及具有用于去除NOx、亚硝酸盐、硝酸盐和相应的副产品的NOx回收级。在SOx回收级、即SOx回收器中，例如分离出晶体形式的硫酸钾，在大规模的情况下通过冷却结晶装置进行分离。可溶的组成部分被回引到用于二氧化碳的分离工序中，并且被分开的硫酸钾被提供给其他应用，例如作为化肥添加剂或者作为用于专用化学产品的投料。NOx回收级、即NOx回收器，用于回收清洗介质的活性成分，即例如氨基酸盐。对此，清洗介质在蒸发级中增浓并且从该处起被泵送到NOx回收器的结晶器中。在此，氨基酸盐作为固体结晶出来。可溶的次要组成部分作为废物被分开并且输送给相应的废物处理。当然，并非在任何类型的发电厂中，SOx回收器和NOx回收器的使用都是同样经济的。因为，由发电厂排放的烟气尤其根据所使用的燃料而在其组成中极其不同，所以根据发电厂类型，不同的再生级是“占主导的”。在燃煤发电厂中，即使在烟气脱硫之后，典型地在清洗介质中也仍存在非常高的含硫量，使得例如能够以结晶形式分离硫酸钾并且随后能够出售。相应地，在燃煤发电厂中使用尤其基于冷却结晶的SOx回收器是经济的。在燃气发电厂中，情况是不同的：所引入的含硫量与在燃煤发电厂中相比是明显更少，使得从销售结晶出来的硫酸钾中所获得的收益相对于SOx回收器的运行成本是可忽略的。换言之，在燃气发电厂应用中使用SOx回收器并非是经济的。
技术实现思路
因此，本专利技术的第一目的是，提出一种在经济观点下相对现有技术改进的处理单元，借助于所述处理单元能够有效地从清洗介质中除去所包含的污染物。本专利技术的第二目的是，提出一种具有相应改进的处理单元的用于二氧化碳的分离设备。本专利技术的第三目的是，提出一种方法，所述方法在利用该改进的情况下可经济地执行。根据本专利技术，本专利技术的第一目的通过一种处理单元实现，所述处理单元包括用于将清洗介质的活性成分浓缩的蒸发级，所述蒸发级具有蒸发器和/或换热器，以及具有与蒸发器和/或换热器连接的收集容器，其特征在于，收集容器构成为用于通过使硫酸盐、尤其硫酸钾结晶来从清洗介质中去除硫氧化物的结晶器。在第一步骤中，本专利技术以上述事实为基础，即在燃气发电厂应用中，使用基于冷却结晶的SOx回收器来处理清洗介质是不经济的。经由烟气引入的含硫量小至，使得从出售硫酸钾中所获得的收益相对于SOx回收器的运行成本是可忽略的。在第二步骤中，本专利技术考虑：在清洗介质中的硫氧化物的含量小的情况下也需要可靠地进行去除。通过由硫氧化物形成的硫酸盐，并且尤其通过硫酸钾而产生如下危险：在NOx回收器的蒸发器中引起不受控的结晶并且引起相应的损害工序的结壳。在NOx回收器的蒸发器中，硫酸盐的、尤其硫酸钾的可溶性由于对于蒸发所必须的提高的温度而的确根本性地增加，其中在所述蒸发器中，所输送的清洗介质被浓缩到对于氨基酸盐的结晶所必需的水平上。当然，在蒸发器的内部，尤其硫酸钾的可溶性随水份额的下降而比例过大地下降，也就是说，随氨基酸盐浓度的提高是比例过大地下降。因此，无法排除硫酸盐的不期望的结晶。由此为了避免在处理工序的运行持续时间期间硫酸盐在清洗介质中不期望的浓缩，必然需要保证从清洗介质中消耗硫。由此，在燃气发电厂应用中也根本上无法弃用SOx回收工序。在考虑该问题的条件下，本专利技术在第三步骤中认识到：当使用如下处理单元时，可以以成本适宜且简单的方式实行清洗介质的所期望的处理或再生，在所述处理单元中，常用的NOx回收器被修改成，使得该NOx回收器除了将活性成分从清洗介质中分开之外同样实现硫的必要的消耗。对此，将收集容器与蒸发级的蒸发器和/或换热器连接，所述收集容器构成为结晶器，该结晶器用于通过使硫酸盐结晶、并且尤其通过使硫酸钾结晶而将硫氧化物从清洗介质中去除。由此，在NOx回收工序中将作为蒸发级的一部分使用的收集容器被修改为，使得所述收集容器满足为了去除硫酸盐并且尤其为了去除硫酸钾而期望的功能。处理单元以这种方式将常用的SOx回收器的功能和常用的NOx回收器的功能组合，使得所述处理单元尤其适合于具有少量的硫加载(Schwefelfrachte)的燃气发电厂应用。经典的SOx回收器的对于从主工序中消耗硫而至少必需的功能、即包含在清洗介质中的硫氧化物、例如呈硫酸钾形式的硫氧化物的受控的结晶，能够由明显不那么复杂的且更成本适宜的组合的处理单元承担。换言之，通过构成为结晶器的收集容器，将常用的SOx回收器的关键部件集成到NOx回收器中，使得能够弃用作为单独的子设施的SOx回收器。通过常用的在NOx回收工序中使用的蒸发器和/或换热器与构成为结晶器的收集容器的组合，提供了一种完备的蒸发结晶器，所述蒸发结晶器实现从清洗介质中以受控的方式使硫酸盐结晶。通过将结晶移置到蒸发结晶器的收集容器中，保护蒸发器防止覆面生长或者显著减少结壳和其出现可能性。在蒸发级中使用的蒸发器例如能够构成为降膜蒸发器或者薄层蒸发器。以蒸发器为基础，将在该蒸发器中增浓或浓缩的清洗介质导入到收集容器中。增浓通过将清洗介质的活性成分浓缩来进行，对此在蒸发器内部从清洗介质中除去水。如果在蒸发级中使用换热器，那么在该换热器中进行尤其载有颗粒的清洗介质的加热。被加热的清洗介质随后为了进行颗粒的分开而同样被导入到收集容器中。整体上，可通过具有换热器和收集容器的蒸发级将加热清洗介质的过程和用于使清洗介质增浓或浓缩的蒸发的过程彼此分开。作为换热器与相应的收集容器的组合，例如已知奥斯陆结晶器、导流管式结晶器或者FC(强制循环)结晶器。在用作为循环结晶器的FC结晶器中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的液态的清洗介质的处理单元(1，51)，所述处理单元包括用于将所述清洗介质的活性成分浓缩的蒸发级(2，52)，所述蒸发级具有蒸发器(3)和/或换热器(53)，以及所述蒸发级具有与所述蒸发器(3)和/或所述换热器(53)连接的收集容器(7)，其特征在于，所述收集容器(7)构成为结晶器(9)，所述结晶器用于通过使硫酸盐结晶、尤其使硫酸钾结晶来从所述清洗介质中去除硫氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 DE 102014207848.21.一种用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的液态的清洗介质的处理单元(1，51)，所述处理单元包括用于将所述清洗介质的活性成分浓缩的蒸发级(2，52)，所述蒸发级具有蒸发器(3)和/或换热器(53)，以及所述蒸发级具有与所述蒸发器(3)和/或所述换热器(53)连接的收集容器(7)，其特征在于，所述收集容器(7)构成为结晶器(9)，所述结晶器用于通过使硫酸盐结晶、尤其使硫酸钾结晶来从所述清洗介质中去除硫氧化物。2.根据权利要求1所述的处理单元(1，51)，其特征在于，所述收集容器(7)经由出口(22)与分开单元(21)连接。3.根据权利要求2所述的处理单元(1，51)，其特征在于，所述分开单元(21)构成为水力旋流器。4.根据上述权利要求中任一项所述的处理单元(1，51)，其特征在于，所述收集容器(7)包括分类装置(13)，所述分类装置用于根据结晶出的硫酸盐颗粒的颗粒大小来分开所述硫酸盐颗粒。5.根据权利要求4所述的处理单元(1，51)，其特征在于，所述分类装置(13)以分类区(14)的形式构成，所述分类区在所述结晶器(9)内部具有第一分类区域(15)和第二分类区域(16)，其中所述第一分类区域(14)经由所述收集容器(7)的第一出口(22)与所述分开单元(21)的入口(23)连接。6.根据权利要求2至5所述的处理单元(1，51)，其特征在于，所述分开单元(21)的出口(35)与附加的结晶器(37)连接，以回收所述清洗介质的所述活性成分。7.根据权利要求2至6中任一项所述的处理单元(1，51)，其特征在于，所述分开单元(21)的出口(35)与所述蒸发器(3)的入口(38)连接。8.根据上述权利要求中任一项所述的处理单元(1，51)，其特征在于，所述收集容器(7)经由出口(54)与所述收集容器(7)的入口(57)连接。9.根据权利要求2至8中任一项所述的处理单元(1，51)，其特征在于，所述分开单元(21)的出口(35)与所述收集容器(7)的入口(58)连接。10.根据权利要求2至9中任一项所述的处理单元(1，51)，其特征在于，所述分开单元(21)的出口(35)与用于二氧化碳的分离设备(61)的吸收单元(63)的入口(44)连接。11.根据上述权利要求中任一项所述的处理单元(1，51)，其中所述收集容器(7)连接有配量设备(45)，所述配量设备用于调节所述清洗介质中的碱浓度、尤其钾浓度。12.根据权利要求5至11中任一项所述的处理单元(1，51)，其特征在于，所述第二分类区域(15)经由所述收集容器(7)的出口(24)与用于沉淀出的硫酸盐、尤其用于硫酸钾的回收利用装置(29)连接。13.根据上述权利要求中任一项所述的处理单元(1，51)，其特征在于，将氨基酸盐、尤其含钾的氨基酸盐用作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：安斯加尔·库尔萨韦，斯特凡·豪克，拉尔夫·约，马尔库什·金兹尔，吕迪格·施奈德，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE