烟道气净化方法技术

本发明专利技术涉及由烟道气处理过程的副产物生产钾基肥料或氮基肥料的方法。此外，本发明专利技术涉及从烟道气流中分离肥料前体的方法。该方法包括干吸收剂操作、湿式洗涤操作和除去空气污染物的氧化步骤、二氧化碳捕集步骤和碳酸氢钠沉淀步骤。将涉及去除空气污染物的步骤用于分离前体，该前体用于肥料生产。此外，本发明专利技术涉及用于从烟道气流除去二氧化碳的方法。

【技术实现步骤摘要】
本申请是如下专利技术专利申请的分案申请：申请日为“2010年04月02日”，申请号为“201010224034.0”，专利技术名称为“烟道气净化方法”。
本专利技术涉及由烟道气处理的副产物生产钾基肥料或氮基肥料的方法。
技术介绍
净化烟道气的方法受到关注。虽然建议了许多方法，但许多产生非常有害的副产物或需要昂贵的投入。
技术实现思路
根据本专利技术的宽泛方面，提供了从含有SOx、HCl、HF和NOx化合物的烟道气流中分离肥料盐前体的方法，所述方法包含以下步骤：提供烟道气流；处理烟道气以形成原料，所述处理包括：干式注入洗涤操作；湿式洗涤操作；和二氧化碳捕集操作；通过转化步骤使所述原料转化从而形成碳酸氢钠沉淀，所述转化步骤包括：向原料添加含有碳酸氢铵和芒硝(Glauber’ssalt)的复合盐；将如下中的至少一种加入到原料中：二氧化碳和氨气；或碳酸氢铵；维持铵与钠之比不小于1；从来自步骤(iii)的溶液中除去所述碳酸氢钠沉淀；将来自步骤(c)(iv)的所述溶液与复盐混合；冷却来自步骤(d)的所述混合物以形成复合盐；使复合盐沉淀并从来自步骤(e)的溶液中除去该复合盐；从来自步骤(f)的溶液中除去残留的碳酸氢盐；将来自步骤(f)的所述溶液与由步骤(a)至(g)制得的母液混合，并进一步冷却以沉淀出并从中除去复盐并且由此浓缩和除去铵盐；冷却来自步骤(h)的混合物以使复盐沉淀；将来自步骤(i)的沉淀的复盐与溶液分开并再循环到步骤C；以及通过浓缩步骤(j)的溶液来回收铵盐。根据本专利技术的另一个宽泛方面，提供了从原料中除去二氧化碳的方法；包括：处理烟道气流以除去基本上所有的SOx、HCl、HF、汞和NOx污染物；冷却烟道气流至温度为100-175°F；在有水存在的环境中将烟道气暴露于基本上纯的碳酸钠从而从所述烟道气流中除去二氧化碳以产生碳酸化的碳酸钠；将所述产生的碳酸化的碳酸钠加热至200-350°F的温度以释放二氧化碳和水从而产生基本上纯的碳酸钠；以及将所述基本上纯的碳酸钠再循环回到步骤(a)以从烟道气流中除去二氧化碳。应当理解的是，由下面的详细描述，本专利技术的其它方面对于本领域技术人员将变得显而易见，其中以说明方式显示和描述了本专利技术的各种实施方案。将要认识到的是，本专利技术能够为其它的和不同的实施方案，并且其若干细节能够在各个其它方面进行修改，均不背离本专利技术的精神和范围。因此认为附图和详细描述在本质上是说明性的而非限制性的。附图说明参考附图，在图中以举例方式而不以限制方式详细地描述了本专利技术的若干方面，其中：图1是本专利技术的示意性流程图。图2是本专利技术一个实施方案的示意性流程图。图2A是本专利技术一个实施方案的示意性流程图。图3是本专利技术一个实施方案的示意性流程图。图3A是本专利技术一个实施方案的示意性流程图。图4是本专利技术一个实施方案的示意性流程图。图5和6是本专利技术一个实施方案中涉及碳酸氢钠沉淀步骤的化学平衡的Janecke图。图7是本专利技术一个实施方案中涉及复合盐沉淀步骤的化学平衡的Janecke图。图8是温度-组成相图，其表示涉及由含有铵、硫酸根和钠离子的溶液生产硫酸铵的化学平衡。图9是本专利技术一个实施方案的湿式洗涤器处理的示意性流程图。专利技术详述下面结合附图给出的详细描述意欲作为本专利技术的说明并且不意欲代表发明人所预期到的仅有的实施方案。所述详细描述包括具体细节以提供对本发明的全面理解。然而，对于本领域技术人员明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本专利技术。本专利技术是利用由来自烟道气处理的副产物组成的原料制造肥料的方法。在制造过程中，所述原料至少提供用于各种化学反应的硫酸钠、二氧化碳和硝酸钠反应物。原料还可以含有其它化合物例如亚硫酸钠、碳酸钠、氯化钠、氟化钠和亚硝酸钠。可以将原料预处理以提高反应物硫酸钠和硝酸钠的纯度。可以利用结晶处理从原料提取碳酸氢钠，所述该碳酸氢钠可在各种上游、预处理过程中使用。所得肥料可含有硫酸铵和硝酸铵。可以处理烟道气以除去化石燃料燃烧的副产物，例如空气污染物和包括但不限于汞的毒物。所述处理可以产生副产物，该副产物可包含用于肥料生产的可行的原料例如硫酸钠和硝酸钠。肥料制造在图1中，描述了根据第一实施方案的用于制造肥料的总过程并将其整体地作为数字10加以标注。以下还将讨论的是，原料120可通过通常标为100的过程进行预处理以除去烟道气生产过程的副产物。此外，在过程100后，可接着进一步处理原料以提高溶质浓度从而使原料变得饱和或者接近饱和以便使进料到结晶器的硫酸钠、硝酸钠和碳酸氢铵或者二氧化碳和氨的单程转化率最大化。在图2所示的流程图中，例如，简单蒸发12驱除水汽并因此提高硫酸钠和硝酸钠在溶液原料中的浓度。可以使用任何合适的方法来实现这种作用。该细节在实现原料100％转化为碳酸氢钠和用于肥料生产的反应物所需的循环料流的量的最小化方面是重要的。循环料流的量的最小化涉及结晶器中最佳的铵与钠之比，并且这可将反应物到碳酸氢钠的单程转化率从低至30％提高到高至65％。通过使单程转化率最大化，该过程的能量消耗可降低到原来的1/10。已发现，对于碳酸氢钠沉淀步骤最佳的铵与钠的原料比是使铵稍微过量的比率(1.01-1.10的比率)。虽然在单程基础上，铵与钠之比为0.912产生最大的到碳酸氢钠的单程转化率，但由过量的钠引起的大的循环料流的量迅速地使过程经济可行性劣化。硫酸钠和硝酸钠的制备可在容器12中进行，并且一旦制得，则将溶液转移到沉淀器14以使碳酸氢钠沉淀。通过将二氧化碳气体和氨液体或氨气或溶液中的碳酸氢铵与复合盐(产生自以下另外讨论的其它单元操作的碳酸氢铵和芒硝)一起以恰当的组合加入来完成这种沉淀过程从而获得先前讨论的最佳的铵与钠之比。在进一步的复合盐沉淀步骤18中，复合盐沉淀中的复盐污染物(含有硫酸铵产物)将通过降低碳酸氢钠结晶器的单程效率而将降低总过程效率。可意识到的是，复合盐沉淀步骤18可在沉淀器14或分离容器中进行。对于本领域技术人员而言，复合盐中的复盐夹杂物将Janecke(见图5和实施例1)上的反应物点拉向碳酸氢钠/碳酸氢铵溶解度线，这通过使用杠杆定律将降低单程处理的效率。此外，发现维持容器14中复合浆料的温度在95-104°F的碳酸氢钠沉淀的最佳范围内是最佳的。可以使用涉及碳酸氢钠沉淀步骤的化学平衡以在容器14中使到碳酸氢钠的单程转化率最大化。在碳酸氢钠沉淀器中使单程转化率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从含有SOx和NOx化合物的烟道气流中，或者用于从含有SOx和NOx化合物、和汞的烟道气流中分离肥料前体的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供烟道气流；(b)处理烟道气以形成原料，所述处理包括：(i)干式注入洗涤操作；(ii)湿式洗涤操作；和(iii)二氧化碳捕集操作；(c)通过转化步骤使所述原料转化从而形成碳酸氢钠沉淀，所述转化步骤包括：(i)向原料添加含有碳酸氢铵和芒硝的复合盐；(ii)将如下中的至少一种加入到原料中：(A)二氧化碳；(B)氨；和(C)碳酸氢铵；(iii)维持铵与钠之比不小于1；(iv)从来自步骤(iii)的溶液中除去所述碳酸氢钠沉淀；(d)将来自步骤(c)(iv)的所述溶液与复盐混合；(e)冷却来自步骤(d)的所述混合物以形成复合盐；(f)使复合盐沉淀并从来自步骤(e)的溶液中除去该复合盐；(g)从来自步骤(f)的溶液中除去残留的碳酸氢盐；(h)将来自步骤(f)的所述溶液与由步骤(a)至(g)制得的母液混合，并进一步冷却以沉淀出并从中除去复盐并且由此浓缩和除去铵盐；(i)冷却来自步骤(h)的混合物以使复盐沉淀；(j)将来自步骤(i)的沉淀的复盐与溶液分开并再循环到步骤C；和(k)通过浓缩步骤(j)的溶液来回收铵盐。...

【技术特征摘要】
1.一种用于从含有SOx和NOx化合物的烟道气流中，或者用于从含有
SOx和NOx化合物、和汞的烟道气流中分离肥料前体的方法，所述方法包括
以下步骤：
(a)提供烟道气流；
(b)处理烟道气以形成原料，所述处理包括：
(i)干式注入洗涤操作；
(ii)湿式洗涤操作；和
(iii)二氧化碳捕集操作；
(c)通过转化步骤使所述原料转化从而形成碳酸氢钠沉淀，所述转化步
骤包括：
(i)向原料添加含有碳酸氢铵和芒硝的复合盐；
(ii)将如下中的至少一种加入到原料中：
(A)二氧化碳；
(B)氨；和
(C)碳酸氢铵；
(iii)维持铵与钠之比不小于1；
(iv)从来自步骤(iii)的溶液中除去所述碳酸氢钠沉淀；
(d)将来自步骤(c)(iv)的所述溶液与复盐混合；
(e)冷却来自步骤(d)的所述混合物以形成复合盐；
(f)使复合盐沉淀并从来自步骤(e)的溶液中除去该复合盐；
(g)从来自步骤(f)的溶液中除去残留的碳酸氢盐；
(h)将来自步骤(f)的所述溶液与由步骤(a)至(g)制得的母液混合，并进
一步冷却以沉淀出并从中除去复盐并且由此浓缩和除去铵盐；
(i)冷却来自步骤(h)的混合物以使复盐沉淀；
(j)将来自步骤(i)的沉淀的复盐与溶液分开并再循环到步骤C；和
(k)通过浓缩步骤(j)的溶液来回收铵盐。
2.根据权利要求1所述的方法，其中铵盐为硫酸铵、硝酸铵或它们的组

\t合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中干式注入洗涤操作是将干吸收剂注
入烟道气以除去存在于烟道气中的95-99.99％的SO3、40-90％的SO2化合物
和大于50％小于99％的NOx化合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中湿式洗涤操作包括以下步骤：
(a)使烟道气穿过碳酸氢钠溶液以从烟道气中除去任何未反应的SOx
或可溶的NOx化合物并且产生可溶性硫酸钠和硝酸钠盐；以及
(b)通过暴露于氧化剂使烟道气氧化。
5.根据权利要求3所述的方法，其中干吸收剂为选自碳酸氢钠、碳酸钠
或它们的组合的钠基吸收剂。
6.根据权利要求3所述的方法，其中干吸收剂为选自碳酸氢钾、碳酸钾
或它们的组合的钾基吸收剂。
7.根据权利要求3所述的方法，其中干吸收剂为钠基吸收剂和钾基吸收
剂的组合。
8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，所述干吸收剂与SOx和O2反
应，生成硫酸钠。
9.根据权利要求5所述的方法，所述钠基吸收剂是由碳酸氢钠经烟道气
煅烧生成的碳酸氢钠和碳酸钠的混合物。
10.根据权利要求9所述的方法，所述碳酸氢钠具有小于20微米的粒径。
11.根据权利要求10所述的方法，所述碳酸氢钠与烟道气中SOx和NOx
反应所需的化学计量比为1.1-1.2。
12.根据权利要求6所述的方法，其中所述干式洗涤操作后还包括烟道
气的氧化过程，烟道气的氧化通过暴露于氧化剂来进行。
13.根据权利要求12所述的方法，其中氧化剂为次氯酸钠溶液。
14.根据权利要求13所述的方法，其中用硝酸来酸化次氯酸钠溶液。
15.根据权利要求14所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·A·默特森，
申请(专利权)人：爱邦中国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81