脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统，其中，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中设置有超重力场烟气吸收塔以及硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置，在所述硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置中设置有混合器和反应罐。本实用新型专利技术提供的脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统所需设备简单、烟气脱碳效率高、投资少、运行费用低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统。
技术介绍
由于二氧化碳是造成“温室效应”的主要气体，温室效应加剧等问题使环境与经济可持续发展面临严峻的挑战。因此，引起温室效应和全球气候变化的烟气中二氧化碳减排技术成为各国关注的焦点。然而，目前大多数研究主要是探讨如何分离和浓缩二氧化碳，然后再加以贮存，并未达到真正脱除二氧化碳的目的，而且还存在建设成本高、运行成本高等弊病。为此，研究开发一种工艺设备简单、建设成本低、运行成本低，并能将二氧化碳转化成无机碳酸盐从而达到永久固定目的的系统，是近期内减缓二氧化碳排放并推动我国碳减排目标工作所迫切需要的。
技术实现思路
为了克服现有烟气脱碳技术的缺陷之一，本技术提供了一种脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统。脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统，其中，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中设置有超重力场烟气吸收塔以及硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置，在所述硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置中设置有混合器和反应罐。在某些实施方案中，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中还设置有硫酸铵复合肥回收装置以及轻质碳酸钙回收装置。在某些实施方案中，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中还设置有将所述超重力场烟气吸收塔中的副产物输送至所述硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置的吸收塔排放泵。在某些实施方案中，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中还设置有将硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙分离的旋流器。在某些实施方案中，在所述硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置中设置有至少两个间歇运转的反应罐。在某些实施方案中，在所述混合器为静态混合器。在某些实施方案中，在所述超重力场烟气吸收塔中设置有环形喷液管、多级叶轮和传动轴，所述多级叶轮安装在所述传动轴上。在某些实施方案中，在所述超重力场烟气吸收塔中设置有至少四级所述多级叶轮。在某些实施方案中，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统还设置有将所述反应罐中的产物输送至所述旋流器中的浆液泵。在某些实施方案中，在所述间歇运转的反应罐中还设置有搅拌器。本技术所提供的脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统至少具备以下优点之一I.系统中的吸收塔为动态吸收塔，使气液两相的传质和反应速率得到显著提高，比在传统的静态塔器中提高I至3个数量级；2.整个系统体积小、重量轻、占地面积小、运输安装简便、施工周期短；3.整个系统投资省、运行费用低，而脱碳效率高(彡85% );4.整个系统具有多种功能作用，能同时脱碳和脱水雾；5.脱碳过程无废液产生，副产物易处理，可产生可观的经济价值；以及6.整个系统可以进行模块化设计，运行维护管理方便，可实现自动化及智能化。附图说明图I为本技术一实施方案的脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统的流程示意图。图2为本技术一实施方案的脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中超重力场烟气吸收塔的轴向纵剖面结构示意图。具体实施方式本技术涉及脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统，其中，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中设置有超重力场烟气吸收塔以及硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置，在所述硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置中设置有混合器和反应罐。本技术的脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中所发生的化学反应为I.吸收反应(在超重力场烟气吸收塔中发生)烟气与脱碳吸收剂(稀氨水)在超重力场烟气吸收塔内有效接触，脱碳吸收剂从而吸收大部分CO2，具体反应如下C02+2NH3 H2O — (NH4) 2C03+H20(I)2.置换反应(在混合器和反应罐中发生)(NH4) 2C03+CaS04 — (NH4) 2S04+CaC03 (2)在某些实施方案中，在所述超重力场烟气吸收塔中设置有环形喷液管、多级叶轮和传动轴，所述多级叶轮安装在所述传动轴上。在某些实施方案中，在所述超重力场烟气吸收塔中设置有至少四级所述多级叶轮。在某些实施方案中，烟气经超重力场烟气吸收塔入口烟道喷淋冷却段进入超重力场烟气吸收塔，在喷淋冷却段烟气被水冷却至饱和温度，在塔内冷却烟气垂直向上流动穿过超重力场吸收反应区，在此烟气中的CO2被稀氨水吸收，除去大部分CO2的烟气通过烟囱排放。稀氨水由供液泵加压送至超重力场吸收塔里的环形喷液管，从喷液管喷出的稀氨水在高速旋转的多级叶轮所形成的超重力场中被切割成纳米级至丝级液膜，最大限度的增大了气液两相接触比表面积，形成气、液两相之间高速相对运动，变无序运动为有序运动，气液两相的传质和反应速率得到极大提高，比在传统的塔器中提高I至3个数量级。稀氨水吸收烟气中的CO2后，所得副产物碳酸铵盐液沿塔壁流至吸收塔底部。在某些实施方案中，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中还设置有将所述超重 力场烟气吸收塔中的副产物输送至所述硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置的吸收塔排放泵。在某些实施方案中，在所述混合器为静态混合器。在某些实施方案中，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中还设置有将硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙分离的旋流器。在某些实施方案中，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统还设置有将所述反应罐中的产物输送至所述旋流器中的浆液泵。在某些实施方案中，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中还设置有硫酸铵复合肥回收装置以及轻质碳酸钙回收装置。在某些实施方案中，吸收塔排放泵连续地把副产物碳酸铵盐液从吸收塔送到静态混合器及反应罐，在此CaSO4与(NH4)2CO3进行置换反应生成(NH4)2SO4和CaCO3,反应产物经反应罐浆液泵输送到旋流器进行分离，其中(NH4)2SO4上溢液被送至铵复合肥回收系统，CaCO3底流浆液被送至轻质碳酸钙回收系统。在某些实施方案中，在所述硫酸铵复合肥回收系统中主要设置有结晶造粒、干燥、包装单元。在某些实施方案中，在所述轻质碳酸钙回收系统中主要设置有水洗、脱水、干燥、包装单元。在某些实施方案中，在所述超重力场烟气吸收塔中主要设置有塔体、传动轴、供液管、导流罩、隔流环、多级叶轮、变频电机。供液管、传动轴和隔流环分别固定在塔体上，导流罩和多级叶轮安装在传动轴上，传动轴一端装有轴承固定于轴承座上，在传动轴的传动端装有联轴器，变频电机与传动轴的传动端通过联轴器传动带动主轴及固定在主轴上的导流罩和多级叶轮同步转动，主轴转速根据烟气含碳量变化由变频电机即时控制。在某些实施方案中，叶轮上有N组叶片组成叶栅，按环形阵列分布。在某些实施方案中，在所述硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置中设置有至少两个间歇运转的反应罐。在某些实施方案中，在所述间歇运转的反应罐中还设置有搅拌器。在某些实施方案中，稀氨水浓度为3% -10%, NH3 · H2O与CO2的摩尔比为I. 01，CaSO4与(NH4)2CO3的摩尔比为O. 9，吸收塔烟气流速< 50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统，其特征在于，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中设置有超重力场烟气吸收塔以及硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置，在所述硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置中设置有混合器和反应罐。2.根据权利要求I所述的脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统，其特征在于，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中还设置有硫酸铵复合肥回收装置以及轻质碳酸钙回收装置。3.根据权利要求I所述的脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统，其特征在于，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中还设置有将所述超重力场烟气吸收塔中的副产物输送至所述硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的发生装置的吸收塔排放泵。4.根据权利要求I所述的脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统，其特征在于，在所述脱除烟气中二氧化碳并制备硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙的系统中还设置有将硫酸铵复合肥和轻质碳酸钙分离的旋流器。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海清，于树斌，郭宏来，陈胜，张勃，
申请(专利权)人：中钢设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：