酸性气体中二氧化碳的脱除方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种酸性气体中二氧化碳的脱除方法及其装置。本发明专利技术的一个示例性实施方案提供一种酸性气体中二氧化碳的脱除方法，该方法包含：将焦炉煤气净化以准备酸性气体的步骤；所述酸性气体中加入氨后调节成全部混合气流中二氧化碳相对于所述氨的摩尔比大于等于0.5的步骤；对所述混合气流进行间接冷却以生成盐的步骤；将所述盐以浆体形式清除的步骤；通过加热使所述被清除的浆体中的盐分解成二氧化碳气体、氨气及水分的步骤；以及回收所述分解后的氨气的步骤。

Method and device for removing carbon dioxide from acidic gases

The invention relates to a method for removing carbon dioxide in acid gas and a device thereof. An exemplary implementation of the invention provides a method for the removal of carbon dioxide in an acid gas, which includes the steps of purifying the coke oven gas to prepare an acid gas; after adding ammonia to the acid gas, the molar ratio of carbon dioxide to the ammonia is greater than 0.5 in all mixing air. The process of indirectly cooling the mixture to produce salt; the steps to remove the salt in the form of a slurry; the steps of decomposition of the salt in the cleared slurry into carbon dioxide gas, ammonia and water by heating; and the steps for the recovery of the decomposed ammonia gas.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】酸性气体中二氧化碳的脱除方法及其装置
本专利技术涉及一种酸性气体中二氧化碳的脱除方法及其装置。
技术介绍
包含二氧化碳、硫化氢等的酸性气体是在燃烧、脱硫等产业中产生的气体，此时二氧化碳和硫气体的含量一般成反比。对于以二氧化碳为主要成分的燃烧气体，CCS(CarbonCaptureandStorage)技术得到了积极开发和应用，但是存在如下限制。用于捕获二氧化碳的胺类化合物、氨等碱性溶液、碳酸溶液、膜片(mebrane)等具有局限性，因为它们是在硫气体微量的条件下才有效的技术。这是因为，二氧化碳和硫气体都表现出酸性行为，对反应物的反应性类似，所以存在处理及反应物循环困难的问题。此外，对捕获用反应物的维持/管理及再生，还需要经济上的解决方案，而且存在有效利用(Utilization)被捕获的二氧化碳才会确保经济性的困难。因此，本专利技术意在提出经济上可行以及废气处理也容易的选择性脱除二氧化碳的技术。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在提供一种酸性气体中二氧化碳的脱除方法及其装置。技术方案本专利技术的一个示例性实施方案的酸性气体中二氧化碳的脱除方法可包含：将焦炉煤气净化以准备酸性气体的步骤；所述酸性气体中加入氨后调节成在全部混合气流中二氧化碳相对于所述氨的摩尔比大于等于0.5的步骤；对所述混合气流进行间接冷却以生成盐的步骤；将所述盐以浆体形式清除的步骤；通过加热使所述被清除的浆体中的盐分解成二氧化碳气体、氨气及水分的步骤；以及回收所述分解后的氨气的步骤。更具体地，在所述酸性气体中加入氨后调节成在全部混合气流中二氧化碳相对于所述氨的摩尔比大于等于0.5的步骤中，二氧化碳相对于所述氨的摩尔比小于0.5时可以加入氨。此外，所述氨能够以氨气和蒸汽的混合气体形式加入。在通过加热使所述被清除的浆体中的盐分解成二氧化碳气体、氨气及水分的步骤，可以利用高温氮气和蒸汽来加热，而且可在70℃以上的温度下实施。对所述混合气流进行间接冷却以生成盐的步骤的温度可为50℃以下，更具体地可为20℃至50℃。此时，所生成的盐可包含重碳酸铵((NH4)2CO3)，可包含如下述化学式1的反应。[化学式1]CO2+2NH3+H2O＝(NH4)2CO3通过所述将焦炉煤气净化以准备酸性气体的步骤，可以净化掉所述焦炉煤气中的硫化氢气体。在回收所述分解后的氨气的步骤中，所述氨气可由水分以氨水形式回收。然后，将所回收的氨水加热转换成氨气和蒸汽状态之后，可以再次用于所述酸性气体中加入氨后调节成在全部混合气流中二氧化碳相对于所述氨的摩尔比大于等于0.5的步骤。根据本专利技术的另一个示例性实施方案的酸性气体中二氧化碳的脱除装置可包含：将焦炉煤气净化得到的酸性气体和氨进行混合的气体混合器；对从所述气体混合器接收的混合气体进行冷却以生成盐的二氧化碳捕集器；将所述二氧化碳捕集器中所生成的盐制成浆体形式的反应器；对从所述反应器排出的浆体进行加热以分解成气体的热分解器；以及对由所述热分解器分解后的氨气喷水以回收氨水的氨洗涤塔。另外，通过将焦炉煤气净化得到的酸性气体和氨进行混合的气体混合器，可以调节成在全部混合气流中二氧化碳相对于所述氨的摩尔比大于等于0.5，所述氨可以是氨气和蒸汽被混合的形式。在对从所述反应器排出的浆体进行加热以分解成气体的热分解器中，可通过加热使所述浆体中的盐分解成二氧化碳气体、氨气及水分。此外，所述热分解器利用高温氮气和蒸汽，可以将所述浆体加热至70℃以上。通过对从所述气体混合器接收的混合气体进行冷却以生成盐的二氧化碳捕集器，可以将所述混合气体间接冷却至50℃以下，更具体地可以间接冷却至20℃至50℃。此外，可由所述二氧化碳捕集器生成重碳酸铵((NH4)2C03)盐。对由所述热分解器分解后的氨气喷水以回收氨水的氨洗涤塔之后，还可包含对所回收的氨水进行加热转换成氨气和蒸汽状态的氨溶液分解器，通过所述氨溶液分解器分解后的氨气，可以再次用于将焦炉煤气净化得到的酸性气体和氨进行混合的气体混合器。专利技术效果通过本专利技术的一个示例性实施方案的酸性气体中二氧化碳的脱除方法，可有效地分离出酸性气体中的二氧化碳。此外，通过减少后续气体净化工艺的负荷，可以增进工艺效率，并且可以提高工艺的经济性。再者，由于分离出的二氧化碳是高纯度气体，可以利用它生产高附加值产品，如转换成干冰、乙醇、其他化合物等。附图说明图1是关于从酸性气体选择性脱除二氧化碳气体的方法的概念图。图2示出了将根据本专利技术的一个示例性实施方案所生成的重碳酸铵溶解后以浆体形式清除的步骤。图3是将实施例1的重碳酸铵盐用X射线衍射法(XRD)分析的视图。具体实施方式参照附图和下述实施例就可以清楚地理解本专利技术的优点、特征及实现这些的方法。然而，本专利技术能够以各种不同的方式实施，并不局限于下面公开的实施例。提供下述实施例意在充分公开本专利技术以使所属领域的技术人员对
技术实现思路
有整体和充分的了解，本专利技术的保护范围应以权利要求书为准。通篇说明书中相同的附图标记表示相同的构成要素。因此，在一些实施例中，对众所周知的技术不再赘述，以避免本专利技术被解释得模糊不清。除非另有定义，否则本说明书中使用的所有术语(包含技术术语和科学术语)的含义就是所属领域的技术人员通常理解的意思。在通篇说明书中，某一部分“包含”某一构成要素时，除非有特别相反的记载，否则表示可以进一步包含其他构成要素，并不是排除其他构成要素。除非另有说明，否则单数形式也意在包含复数形式。本专利技术的一个示例性实施方案的酸性气体中二氧化碳的脱除方法可包含：将焦炉煤气净化以准备酸性气体的步骤；所述酸性气体中加入氨后调节成在全部混合气流中二氧化碳相对于所述氨的摩尔比大于等于0.5的步骤；对所述混合气流进行间接冷却以生成盐的步骤；将所述盐以浆体形式清除的步骤；通过加热使所述被清除的浆体中的盐分解成二氧化碳气体、氨气及水分的步骤；以及回收所述分解后的氨气的步骤。首先，可以实施所述将焦炉煤气净化以准备酸性气体的步骤。通过该步骤，可以净化掉所述焦炉煤气中的硫化氢气体，准备净化后产生的酸性气体作为原料。然后，可以实施所述酸性气体中加入氨后调节成在全部混合气流中二氧化碳相对于所述氨的摩尔比大于等于0.5的步骤。更具体地，二氧化碳相对于所述氨的摩尔比小于0.5时可以加入氨，所述氨可以是氨气和蒸汽的混合气体形式。更具体地，为了有效地脱除酸性气体中的二氧化碳加入氨气，可以根据二氧化碳的浓度变化加入氨。更加具体地，在加入氨之前，如果气流中二氧化碳相对于氨的摩尔比大于等于0.5，就没有必要加入氨。然后，可以实施对所述混合气流进行间接冷却以生成盐的步骤。更具体地，所述盐可包含重碳酸铵((NH4)2CO3)，通过该步骤，混合气流可被冷却至50℃以下。更具体地，可被冷却至20℃至50℃。此外，所述步骤可包含如下述化学式1的反应。再者，在下述的本申请实施例中，虽然采用了使反应器冷却的间接冷却方法，但不限于此。[化学式1]CO2+2NH3+H2O＝(NH4)2CO3更具体地，对所述混合气流进行间接冷却生成盐可能比通过使用冷却水等的直接冷却方法来生成盐有效。当通过直接冷却方法进行冷却时，由于二氧化碳之外的其他酸性气体的溶解，二氧化碳脱除效率可能会下降，而且可能会需要进行处理生成溶液的工艺。进一步地，所述温度范围是可使重碳酸铵盐顺利生成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其包含：将焦炉煤气净化以准备酸性气体的步骤；所述酸性气体中加入氨后调节成在全部混合气流中二氧化碳相对于所述氨的摩尔比大于等于0.5的步骤；对所述混合气流进行间接冷却以生成盐的步骤；将所述盐以浆体形式清除的步骤；通过加热使所述被清除的浆体中的盐分解成二氧化碳气体、氨气及水分的步骤；以及回收所述分解后的氨气的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.27 KR 10-2015-01674671.一种酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其包含：将焦炉煤气净化以准备酸性气体的步骤；所述酸性气体中加入氨后调节成在全部混合气流中二氧化碳相对于所述氨的摩尔比大于等于0.5的步骤；对所述混合气流进行间接冷却以生成盐的步骤；将所述盐以浆体形式清除的步骤；通过加热使所述被清除的浆体中的盐分解成二氧化碳气体、氨气及水分的步骤；以及回收所述分解后的氨气的步骤。2.根据权利要求1所述的酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其中，在所述酸性气体中加入氨后调节成在全部混合气流中二氧化碳相对于所述氨的摩尔比大于等于0.5的步骤中，二氧化碳相对于所述氨的摩尔比小于0.5时加入氨。3.根据权利要求2所述的酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其中，在所述酸性气体中加入氨后调节成在全部混合气流中二氧化碳相对于所述氨的摩尔比大于等于0.5的步骤中，所述氨以氨气和蒸汽的混合气体的形式加入。4.根据权利要求1所述的酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其中，在通过加热使所述被清除的浆体中的盐分解成二氧化碳气体、氨气及水分的步骤中利用高温氮气和蒸汽。5.根据权利要求4所述的酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其中，通过加热使所述被清除的浆体中的盐分解成二氧化碳气体、氨气及水分的步骤是在70℃以上的温度下实施。6.根据权利要求1所述的酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其中，在对所述混合气流进行间接冷却以生成盐的步骤中，所生成的盐包含重碳酸铵((NH4)2CO3)。7.根据权利要求6所述的酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其中，对所述混合气流进行间接冷却以生成盐的步骤的温度是50℃以下。8.根据权利要求7所述的酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其中，对所述混合气流进行间接冷却以生成盐的步骤的温度是20℃至50℃。9.根据权利要求8所述的酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其中，对所述混合气流进行间接冷却以生成盐的步骤包含如下述化学式1的反应。[化学式1]CO2+2NH3+H2O＝(NH4)2CO310.根据权利要求1所述的酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其中，通过所述将焦炉煤气净化以准备酸性气体的步骤来净化掉所述焦炉煤气中的硫化氢气体。11.根据权利要求1所述的酸性气体中二氧化碳的脱除方法，其中，在回收所述分解后的氨气的步骤中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文卿，朴具勇，崔惠吉，权雨泽，崔汉永，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：韩国,KR