[发明专利]一种高效氨法脱碳的装置及方法

说明书

一种高效氨法脱碳的装置及方法，该装置包括增压设备、脱碳设备及氨脱除设备，其中脱碳设备设有鼓泡单元和溶液循环喷淋单元。含二氧化碳工艺气体通过增压设备进入脱碳设备，用氨作为吸收剂从气体中脱除CO₂，生产碳酸氢铵。将增压烟气通过鼓泡单元分散到铵盐溶液中，将碳酸铵和氨基甲酸铵，转化为碳酸氢铵。再通过上部喷淋装置，增加铵盐溶液与烟气接触面积与停留时间，强化转化反应，提高脱碳效率。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种高效氨法脱碳的装置及方法。

背景技术

目前各工业企业废气处理效率普遍偏低或仅仅通过脱硫除尘处理后就排入大气中，大量CO₂等温室气体排入环境中，造成了全球气候变暖加速等一系列环境问题。因此寻求一种积极有效的CO₂气体处理方法成为了各国亟待解决的问题之一。碳酸氢铵是一种速效氮素肥，分子式为NH₄HCO₃，易溶于水，易分解，适用于各种作物和各种土壤，而二氧化碳是制备碳铵的原料之一，将工业企业废气中的CO₂气体加工制成碳铵，不但能解决CO₂直接排入大气的问题，又能制得碳铵肥料，成为现有所属技术人员研究开发的课题。

专利申请CN201010125082.4公开一种利用CO₂废气合成碳铵肥料的生产方法，利用尾气除尘脱硫后CO₂废气与浓氨水采用逆流接触生成碳铵的工艺，并通过氨回收塔回收前道工序中的氨气，剩余的尾气直接排向大气。该工艺通过浓氨水与含CO₂气体逆流接触吸收生产碳铵，为了提高吸收效率低，减少氨逃逸，该工艺采用多个主脱碳塔并联再和副塔串联方式，投资成本高。

专利申请CN200880122376.2公开了一种处理烟道气流的多级CO₂去除系统和方法，其使用吸收器容器，在0-20℃低温条件下使烟道气流与含有氨的离子溶液接触，同时第一吸收级的溶液比第三吸收级的溶液具有更高的温度和更低的氨碳比。通过将离子溶液控制在较低温度，且控制第三级的离子溶液处于更低的温度可以减少氨逃逸，但该专利未提到如何高效节能的降温。

专利申请CN00123369.6公开了一种氨水吸收烟气中CO₂酸性气体的方法。a将烟气除尘降温；b加压后送气柜；c碳化塔顶注酸性气体吸收剂溶液，抽冷却烟气，加压后由塔底送入，用气体分布器充分反应，控温；d碳化塔中固液比1∶1～3时，从底部放液，同时保持从顶部放烟气；e将固液混合物静止陈化；再降温使结晶略大，分离；f分离后固体为复合氮肥，液体为离心上清液；g给步骤d烟气加压，由底部进清洗塔，除CO₂、NH₃后排入大气；由清洗塔上部加清水，再从底排出；h将清洗塔排出液体与从离心机分离液体混合备用；i取回收液提高氨浓度，补充其它成分构成酸性气体吸收剂备用。该方案以减排CO₂、SOx、NOx等酸性气体和温室气体为目标，生产的是复合氮肥，无法单独产碳酸氢铵，未考虑单独氨吸收二氧化碳的特性，无法高效除去烟气中CO₂。

发明内容

为解决上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高效氨法脱碳装置，包括增压设备、脱碳设备及氨脱除设备，其中脱碳设备至少包括鼓泡单元和循环喷淋单元；鼓泡单元与增压设备通过管道连接。

一般地，用含有铵盐的吸收循环液脱除气体中的二氧化碳，实现氨法脱碳生产碳酸氢铵，主要原理为：

在10-30℃、一个大气压情况下，CO₂与氨水反应主要产物是氨基甲酸铵和碳酸铵，此反应为可逆反应。

总化学反应式：

在实际的反应过程中，存在许多中间反应，大概过程如下：