專利名稱：一種電廠煙氣中二氧化碳的吸收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種燃煤電廠排放煙氣中二氧化碳吸收的方法工藝。
背景技術(shù)：
全球變暖帶來的環(huán)境災(zāi)難的顯現(xiàn)使目前各國達(dá)成了降低二氧化碳排放量的共識， 作為最大的發(fā)展中國家，我國二氧化碳排放量已經(jīng)處于世界第二位。伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，二氧化碳排放量也在迅猛增長。2009年起，我國開始明確提出二氧化碳減排目標(biāo)， 節(jié)能減排成為我國工業(yè)的發(fā)展目標(biāo)和準(zhǔn)則。火力發(fā)電是我國電力的主要來源，所以燃煤電廠是我國二氧化碳排放的主要行業(yè)之一，在2010年中，為了達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)的拉閘限電給廣大的企業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來了巨大的影響，急需適合傳統(tǒng)燃煤電廠煙氣二氧化碳處理的方法。燃煤電廠煙氣具有總體流量大，二氧化碳分壓低的特點。二氧化碳處理段一般設(shè)在除塵脫硫段之后。目前的針對燃煤電廠的二氧化碳吸收方法主要有醇胺法、熱鉀堿法、氨法、冷凍氨法等，相比于醇胺法和熱鉀堿法，氨法具有吸收能力強(qiáng)，吸收劑價格低廉，再生能耗低的優(yōu)點，但存在吸收劑易揮發(fā)造成二次污染的缺點，為了降低氨水吸收劑的揮發(fā)，前人多采用降低氨水濃度，采用較低的氨吸收劑的溫度和較低的煙氣溫度等方法。另外有針對氨法吸收缺點發(fā)展的冷凍氨法，使吸收過程控制在2°C左右進(jìn)行，這種方法存在制冷設(shè)備投入大，制冷能耗高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種兩步氨法吸收電廠煙氣中二氧化碳的方法。 相對于傳統(tǒng)氨法吸收過程中通過降低吸收劑濃度、降低反應(yīng)過程的溫度避免氨揮發(fā)，本發(fā)明利用氨水吸收劑易揮發(fā)的特點，在第一步吸收過程中，使用較高濃度的吸收劑，在吸收二氧化碳的同時吹出部分氨氣，和煙氣組成混合氣，混合氣進(jìn)入第二步以水做吸收劑的吸收過程。在第二步吸收過程中同時吸收二氧化碳和氨氣。本發(fā)明的電廠煙氣中二氧化碳的吸收方法，包括以下步驟1、第一步吸收流量為Am3/h的電廠煙氣經(jīng)脫硫段后進(jìn)入第一步吸收段，在第一步吸收段中與流量為(0.8 3. 5) AL/h、質(zhì)量濃度6%-10%的氨水吸收劑逆流接觸，吸收后排出的混合氣體中的二氧化碳的物質(zhì)的量和第一步吸收過程中吹脫出的氨的物質(zhì)的量比例為 0. 6 1. 5 ；2、第二步吸收第一步吸收后排出的氣體直接進(jìn)入第二步吸收段，以常溫下流量為(0. 6 1. 5)AL/h的水做吸收劑，逆流接觸吸收，吸收后的達(dá)標(biāo)氣體排空；3、吸收后的富液進(jìn)行熱再生或者作為生產(chǎn)氮肥的原料。所述的第一步吸收段使用理論塔板數(shù)為3 5的填料塔或板式塔(如圖幻，或采用復(fù)合塔下部理論板數(shù)為3 5的一段(如圖幻，理論塔板數(shù)優(yōu)選3。
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所述的第二吸收段采用理論塔板數(shù)為5 15的板式塔或填料塔(如圖幻，或采用復(fù)合塔上部理論板數(shù)為5 15的一段(如圖幻，理論塔板數(shù)優(yōu)選10。步驟1中所述的氨水吸收劑的溫度為低于30°C，優(yōu)選25°C。步驟2所述的吸收劑水溫度不超過25°C，優(yōu)選15°C。第一步吸收除了作為吸收段具有吸收功能外，還有控制第二步吸收排空氣體中二氧化碳和氨氣物質(zhì)的量比的功能，可根據(jù)實際對排放氣體的要求，調(diào)整第一步吸收的工藝條件，滿足第二步吸收段排放氣體的要求。第一步吸收是一個氨氣吹出和部分二氧化碳和氨水進(jìn)行反應(yīng)的過程，1號吸收塔一般選擇塔板數(shù)較少的塔器作為吸收塔，而在第二步吸收過程中，塔器設(shè)備塔板數(shù)的增加有利于增加反應(yīng)時間和擴(kuò)大接觸面積。吸收劑的溫度和流量要跟實際工藝情況進(jìn)行選擇，第二步吸收過程中的吸收劑溫度主要根據(jù)地下水溫度或當(dāng)?shù)貙嶋H環(huán)境溫度進(jìn)行選擇。同時根據(jù)第二步吸收過程中的處理能力，選擇第一步吸收中的氨水吸收劑濃度和溫度。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明利用氨水吸收劑的揮發(fā)性，使用兩步吸收的方法， 工藝相對冷凍氨法簡單，氨損失率僅是傳統(tǒng)氨法二氧化碳吸收過程氨損失率的1/6，并且吸收率也有一定的提高，在低濃度吸收劑吸收過程中水損失率也有一定的降低。該方法和傳統(tǒng)的氨法吸收工藝相比，由于能夠利用揮發(fā)出的氨氣，所以降低了對吸收劑溫度、濃度的要求，且從總體效果看來極高的降低了氨揮發(fā)率和提高了二氧化碳吸收率。


圖1.本發(fā)明兩步氨法吸收工藝流程圖。圖2.本發(fā)明采用雙塔進(jìn)行吸收的工藝流程圖。圖3.本發(fā)明采用復(fù)合塔進(jìn)行吸收的工藝流程圖。
具體實施例方式實施例11、第一步吸收如附圖2所示，1號吸收塔使用理論塔板數(shù)為3的填料塔；電廠煙氣為25°C、流量3m3/h的含有14%二氧化碳、86%氮?dú)獾哪M氣體，吸收劑為6%摩爾濃度的氨水，流量為5. 25L/h，溫度為25°C ；在1號吸收塔中模擬電廠煙氣與氨水吸收劑逆流接觸，吸收后排出的混合氣體中含有氨的物質(zhì)的量和二氧化碳的物質(zhì)的量比為1. 5 ；2、第二步吸收如附圖2所示，2號吸收塔采用理論塔板數(shù)為10的填料塔，根據(jù)第一步吸收后的混合氣中的二氧化碳和氨的流量，選擇吸收劑水的流量為5. 06L/h在2號吸收塔中進(jìn)行逆流接觸吸收。3、吸收后的二氧化碳富液進(jìn)行熱再生或者作為生產(chǎn)氮肥的原料。吸收過程中二氧化碳吸收率為85%，氨損失率為4. 2%。實施例21、第一步吸收如附圖2所示，1號吸收塔使用理論塔板數(shù)為3的填料塔；電廠煙氣為25攝氏度、流量3m3/h的含有14%二氧化碳、86%氮?dú)獾哪M氣體，吸收劑為8%摩爾濃度的氨水，流量為4. 2L/h，溫度為25攝氏度；在1號吸收塔中模擬電廠煙氣與氨水吸收劑逆流接觸，吸收后排出的混合氣體中含有氨的物質(zhì)的量和二氧化碳的物質(zhì)的量比為 1. 6 ；2、第二步吸收如附圖2所示，2號吸收塔采用理論塔板數(shù)為10的填料塔，根據(jù)第一步吸收后的混合氣中的二氧化碳和氨的流量，選擇吸收劑水的流量為5. OL/h在2號吸收塔中進(jìn)行逆流接觸吸收。3、吸收后的二氧化碳富液進(jìn)行熱再生或者作為生產(chǎn)氮肥的原料。吸收過程中二氧化碳吸收率為80%，氨損失率為6. 0%。實施例31、第一步吸收如附圖2所示，1號吸收塔使用理論塔板數(shù)為3的填料塔；電廠煙氣為25攝氏度、流量3m3/h的含有14%二氧化碳、86%氮?dú)獾哪M氣體，吸收劑為10%摩爾濃度的氨水，流量為10L/h，溫度為25攝氏度；在1號吸收塔中模擬電廠煙氣與氨水吸收劑逆流接觸，吸收后排出的混合氣體中含有氨的物質(zhì)的量和二氧化碳的物質(zhì)的量比為1.49 ；2、第二步吸收如附圖2所示，2號吸收塔采用理論塔板數(shù)為10的填料塔，根據(jù)第一步吸收后的混合氣中的二氧化碳和氨的流量，選擇吸收劑水的流量為5. OL/h在2號吸收塔中進(jìn)行逆流接觸吸收。3、吸收后的二氧化碳富液進(jìn)行熱再生或者作為生產(chǎn)氮肥的原料。吸收過程中二氧化碳吸收率為80%，氨損失率為6. 5%。實施例41、第一步吸收如附圖2所示，1號吸收塔使用理論塔板數(shù)為5的填料塔；電廠煙氣為25攝氏度、流量3m3/h的含有14%二氧化碳、86%氮?dú)獾哪M氣體，吸收劑為7%摩爾濃度的氨水，流量為5. 25L/h，溫度為25攝氏度；在1號吸收塔中模擬電廠煙氣與氨水吸收劑逆流接觸，2、第二步吸收如附圖2所示，2號吸收塔采用理論塔板數(shù)為10的填料塔，根據(jù)第一步吸收后的混合氣中的二氧化碳和氨的流量，選擇吸收劑水的流量為5. lL/h在2號吸收塔中進(jìn)行逆流接觸吸收。3、吸收后的二氧化碳富液進(jìn)行熱再生或者作為生產(chǎn)氮肥的原料。吸收過程中二氧化碳吸收率為82%，氨損失率為4. 5%。實施例51、第一步吸收如附圖3所示，復(fù)合吸收塔使用理論塔板數(shù)為13的板式塔，氨水進(jìn)料位置為第11塊塔板，吸收后的富液(側(cè)線全采出)出料位置為第10塊塔板；電廠煙氣為 25攝氏度、流量3m3/h的含有14%二氧化碳、86%氮?dú)獾哪M氣體，吸收劑為6%摩爾濃度的氨水，流量為5. 25L/h，溫度為25攝氏度；在第一步吸收段中電廠煙氣與氨水吸收劑逆流接觸；2、第二步吸收如附圖3所示，吸收劑水塔頂進(jìn)料，選擇吸收劑水的流量為5. lL/h 在第二步吸收段中進(jìn)行逆流接觸吸收。3、吸收后的二氧化碳富液進(jìn)行熱再生或者作為生產(chǎn)氮肥的原料。吸收過程中二氧化碳吸收率為85%，氨損失率為4. 2%。實施例61、第一步吸收如附圖3所示，復(fù)合吸收塔使用理論塔板數(shù)為13的板式塔，氨水進(jìn)料位置為第11塊塔板，吸收后的富液(側(cè)線全采出)出料位置為第10塊塔板；電廠煙氣為 25攝氏度、流量3m3/h的含有14%二氧化碳、86%氮?dú)獾哪M氣體，吸收劑為8%摩爾濃度的氨水，流量為4. 2L/h，溫度為25攝氏度；在第一步吸收段中電廠煙氣與氨水吸收劑逆流接觸；2、第二步吸收如附圖3所示，吸收劑水塔頂進(jìn)料，選擇吸收劑水的流量為5. OL/h 在第二步吸收段中進(jìn)行逆流接觸吸收。3、吸收后的二氧化碳富液進(jìn)行熱再生或者作為生產(chǎn)氮肥的原料。吸收過程中二氧化碳吸收率為80%，氨損失率為6. 0%。實施例71、第一步吸收如附圖3所示，復(fù)合吸收塔使用理論塔板數(shù)為13的板式塔，氨水進(jìn)料位置為第11塊塔板，吸收后的富液(側(cè)線全采出)出料位置為第10塊塔板；電廠煙氣為 25攝氏度、流量3m3/h的含有14%二氧化碳、86%氮?dú)獾哪M氣體，吸收劑為10%摩爾濃度的氨水，流量為10L/h，溫度為25攝氏度；在第一步吸收段中電廠煙氣與氨水吸收劑逆流接觸；2、第二步吸收如附圖3所示，吸收劑水塔頂進(jìn)料，選擇吸收劑水的流量為5L/h在第二步吸收段中進(jìn)行逆流接觸吸收。3、吸收后的二氧化碳富液進(jìn)行熱再生或者作為生產(chǎn)氮肥的原料。吸收過程中二氧化碳吸收率為80%，氨損失率為6. 5%。實施例81、第一步吸收如附圖3所示，復(fù)合吸收塔使用理論塔板數(shù)為15的板式塔，氨水進(jìn)料位置為第11塊塔板，吸收后的富液(側(cè)線全采出)出料位置為第10塊塔板；電廠煙氣為 25攝氏度、流量3m3/h的含有14%二氧化碳、86%氮?dú)獾哪M氣體，吸收劑為7%摩爾濃度的氨水，流量為5. 5L/h，溫度為25攝氏度；在第一步吸收段中電廠煙氣與氨水吸收劑逆流接觸；2、第二步吸收如附圖3所示，吸收劑水塔頂進(jìn)料，選擇吸收劑水的流量為5. lL/h 在第二步吸收段中進(jìn)行逆流接觸吸收。3、吸收后的二氧化碳富液進(jìn)行熱再生或者作為生產(chǎn)氮肥的原料。吸收過程中二氧化碳吸收率為85%，氨損失率為4. 3%。
權(quán)利要求
1.一種電廠煙氣中二氧化碳的吸收方法，其特征在于，包括以下步驟第一步吸收流量為Am7h的電廠煙氣經(jīng)脫硫段后進(jìn)入第一步吸收段，在第一步吸收段中與流量為(0. 8 3. 5)AL/h、質(zhì)量濃度6% -10%的氨水吸收劑逆流接觸，吸收后排出的混合氣體中的二氧化碳的物質(zhì)的量和第一步吸收過程中吹脫出的氨的物質(zhì)的量比例為 0. 6 1. 5 ；第二步吸收第一步吸收后排出的氣體直接進(jìn)入第二步吸收段，以常溫下流量為 (0. 6 1. 5)A L/h的水做吸收劑，逆流接觸吸收，吸收后的達(dá)標(biāo)氣體排空；吸收后的富液進(jìn)行熱再生或者作為生產(chǎn)氮肥的原料。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，第一步吸收段使用理論塔板數(shù)為3 5的填料塔或板式塔，或采用復(fù)合塔下部理論板數(shù)為3 5的一段。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，第二吸收段采用理論塔板數(shù)為5 15的板式塔或填料塔，或采用復(fù)合塔上部理論板數(shù)為5 15的一段。
4.按照權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于，第一步吸收段使用理論塔板數(shù)為3，第二吸收段采用理論塔板數(shù)為10。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟1中氨水吸收劑的溫度低于30°C。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟2的吸收劑水溫度不超過25V。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電廠煙氣中二氧化碳的吸收方法，屬于廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域。包括以下步驟第一步吸收流量為Am3/h的電廠煙氣經(jīng)脫硫段后進(jìn)入第一步吸收段，在第一步吸收段中與流量為(0.8～3.5)AL/h、質(zhì)量濃度6％-10％的氨水吸收劑逆流接觸，吸收后排出的混合氣體中的二氧化碳的物質(zhì)的量和第一步吸收過程中吹脫出的氨的物質(zhì)的量比例為0.6～1.5；第二步吸收第一步吸收后排出的氣體直接進(jìn)入第二步吸收段，以常溫下流量為(0.6～1.5)AL/h的水做吸收劑，逆流接觸吸收，吸收后的達(dá)標(biāo)氣體排空；吸收后的富液進(jìn)行熱再生或者作為生產(chǎn)氮肥的原料。本發(fā)明工藝簡單，氨損失率低，并且吸收率增加。
文檔編號B01D53/62GK102225311SQ20111011537
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者文利雄, 王川, 陳建峰 申請人:北京化工大學(xué)