[发明专利]一种基于钙循环的协同脱除CO2

说明书

本发明涉及环境污染物防治与清洁燃烧技术领域，具体涉及一种基于钙循环的协同脱除CO₂和NO的方法，所述方法为：(1)采用煤或生物质煅烧Mn改性CaO催化剂，并且产生未燃尽的煤焦或者生物质焦；(2)煤焦或生物质焦与烟气中的氧气反应生成CO和CO₂，焦炭被O₂和NO_x耗尽；NO在Mn改性CaO催化剂的催化下被CO还原成N₂；炉内的CO₂被Mn‑CaO吸收；空气将烟气中剩余的CO氧化成CO₂，CO₂被Mn‑CaO吸收。利用煤焦或者生物质焦氧化产生的CO作为还原剂，不需额外添加脱硝还原剂和另置脱硝反应器，将现有钙循环系统中的钙基吸收剂进行Mn改性处理，在钙循环的碳酸化反应器中实现燃煤电站烟气中CO₂和NO的同时高效脱除，脱硝效率高达99％，CO₂捕集效率高达88％。

技术领域

本发明涉及环境污染物防治与清洁燃烧技术领域，具体涉及一种基于钙循环的协同脱除CO₂和NO的方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

燃煤电站是化石能源相关CO₂排放的主要源头，针对燃煤电站的CO₂减排是全球碳减排工作的重中之重。钙循环技术即CaO循环煅烧/碳酸化技术是当前最有希望实现大规模CO₂捕集的技术之一，具有捕集效率高、成本低和与电厂耦合性好等优点。钙循环包括两个反应器，碳酸化反应器和煅烧炉反应器，均为流化床反应器。CaCO₃在800-950℃的煅烧炉中煅烧，分解生成CO₂和CaO(如(1)式所示)，煅烧炉由燃料燃烧供能；煅烧后的 CaO流入600-700℃的碳酸化炉，吸收烟气中的CO₂，生成CaCO₃(如(2)式所示)；最后CaCO₃返回至煅烧炉发生分解反应，释放CO₂并实现CaO再生。CaO在煅烧炉和碳酸化炉中循环流动，实现CO₂的捕集。煅烧炉排出的高浓度CO₂可以直接封存或利用。

CaCO₃→CaO+CO₂ (1)

CaO+CO₂→CaCO₃ (2)

煅烧炉中CaCO₃分解是吸热反应，通常采用煤或者生物质的富氧燃烧为煅烧炉供能。在煅烧后CaO流出煅烧炉时，煅烧炉内一些未燃尽的煤焦或生物质焦被CaO夹带流入碳酸化炉中，在碳酸化炉内这些焦炭与烟气中的O₂发生反应生成CO。受到焦炭类型、夹带量及烟气中O₂浓度影响，碳酸化炉内CO浓度约为0.1-1.2％。CO具有还原性，但当前未对碳酸化炉内的CO作出合理化利用，CO排放将导致能源浪费并对环境造成污染，有必要对该部分CO进行资源化利用。同时，钙循环中钙基吸收剂随着循环次数增多而导致其捕集 CO₂性能逐渐衰减，有必要制备高活性的复合钙基吸收剂。