[发明专利]联合脱除烟气中二氧化碳和二氧化硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化石燃料燃烧产生的烟气中CO₂的脱除和浓缩方法，尤其是进 一步脱除SO₂。属于联合脱除CO₂/SO₂技术领域。

背景技术

随着世界经济的发展，能源的消耗以及由此带来的温室气体的排放与日俱 增，地球变暖所产生的一系列效应也逐渐显现出来。限制各国温室效应气体排放 为目的的《京都议定书》于2005年正式生效。二氧化碳减排已成为各个国家的研 究热点。因此，研究和开发适用于电厂的二氧化碳减排技术显得尤其重要。燃烧 后烟气脱除二氧化碳技术在我国的研究和应用，具有广泛的市场前景。二氧化硫 一直是烟气中最主要的污染物之一，虽然目前，脱硫技术的应用已较为成熟，但 适应当前形势，能联合脱除烟气中CO₂和SO₂的方法在世界范围内，还只是一个 理论性的设想，在国内更是一个空白，未见任何报道。

利用碱金属基固体吸收剂在燃烧后脱除CO₂技术，由于其碳酸化温度低，再 生反应能耗少，吸收剂不易失活，循环利用率高，对设备腐蚀轻，无二次污染等 优点被认为最适用于已建电厂的脱碳技术。

美国Louisiana State University，Research Triangle Institute和Church&Dwight 在DOE的资助下，开展了相关研究，并申请了美国专利：第6387337B1 (2002.5.14.)、第6280503B1(2001.8.28.)等。韩国KyungpookNational University， Yeungnam University，Korea Electric Power Research Institute和Korea Institute of Energy Research在韩国科学技术部“21st Century Frontier Programs”的资助下也开 展了相关的研究。韩国电力公社在中国申请了专利：CN200410101564.0，在美 国申请了专利：USP20060148642。东南大学也针对该项技术开展了相关的研究 工作，并申请了中国专利CN200810024780.8、CN200810122644.2、 CN200820037600.5。

发明人在研究利用碱金属基吸收剂脱碳的过程中发现，在水蒸气存在的情况 下，同时通入CO₂和SO₂会发生如下几个化学反应：

2M₂SO₃+O₂→2M₂SO₄            (5)

其中，M代表Na或K

通过这些化学反应，可以将CO₂和SO₂会同时脱除。当温度升高到150-300 ℃时，重碳酸盐发生分解，可以将CO₂分离出来，亚硫酸盐不发生分解，将SO₂固定在固体吸收剂内，最后随失效物料一起排出。该方法操作方便，设备简单， CO₂/SO₂脱除效率高是投资和能耗较低的一种优化方案。

发明内容

技术问题：本发明旨在提供一种联合脱除烟气中二氧化碳和二氧化硫的方法， 该发明与碱金属基固体吸收剂联合脱除CO₂和SO₂的装置有机结合，适用于新建 电厂和已建电厂的联合脱碳脱硫，是投资和能耗较低的一种优化方案。

技术方案：本发明联合脱除烟气中二氧化碳和二氧化硫的方法为：使用碱金属 碳酸盐负载在载体上作为固体吸收剂，在60-100℃条件下，同时利用烟气吸收反 应器烟气中的水蒸气将CO₂和SO₂联合脱除，生成碱金属的重碳酸盐和亚硫酸 盐；对反应后的吸收剂进行升温至150-300℃，亚硫酸盐不发生分解，重碳酸盐 发生分解，生成碳酸盐、CO₂和水蒸气，冷凝后分离出高纯CO₂；生成的碳酸盐 作为吸收剂进行循环使用，SO₂被固定在碱金属碳酸盐吸收剂中，经过多次循 环后，随失效的物料排出。