[发明专利]一种同步回收氨氮与二氧化碳的资源化方法

说明书

本发明公开一种同步回收氨氮与二氧化碳的资源化方法，包括如下步骤：1)利用余热资源，将氨氮与二氧化碳同步吸收液在余热的作用下分解为氨气与二氧化碳混合气体；2)之后再将混合气体通入脱硫石膏悬浊液中，得到硫酸铵液体与碳酸钙固体；3)在水中电离出少量钙离子和硫酸根离子，钙离子遇到碳酸根离子，结合生成难溶于水的碳酸钙，使钙离子浓度降低。本发明提出利用余热资源实现氨和二氧化碳同步吸收液的碳氮资源液相至气相转化，并利用硫酸钙废渣悬浊液对碳氮元素进行回收，建立脱硫石膏减量化、无害化、资源化处理，余热再利用，氨氮与二氧化碳同步资源化利用的可持续耦合系统。

技术领域

本发明属于废气中二氧化碳固定和污水中氮源回收的资源化利用技术领域， 具体涉及一种同步回收氨氮与二氧化碳的资源化方法。

背景技术

日益发展的工业在增长GDP的同时也带来了庞大的工业废渣，以脱硫石膏为 例，脱硫石膏是烟气脱硫(Flue Gas Desulfurization,FGD)伴生的副产品。FGD 过程是一项采用石灰石-石膏湿法去除燃煤或油烟气中的二氧化硫的技术。该技 术较成熟、稳定度高、效益好、脱硫效率高达95％以上，但不可避免会产生大量 脱硫石膏。为了满足日益严格的污染物排放标准，烟气处理技术的要求越来越高， 烟气脱硫设施的改进越来越完善。图1为2010-2018年中国脱硫石膏产量变化； 图2为2018年脱硫石膏主要生产行业及其产量。从图中可以看出脱硫石膏的产 量整体呈逐年缓慢下降趋势，但总体产量仍然很大。从行业来看电力、热力生产 和供应业产生的脱硫石膏是最多的，占全国脱硫石膏总产量的81.20％。

随着国家环保压力的增大，再加上脱硫技术的成熟，人们开始重视脱硫石膏 的处理处置。脱硫石膏的有效成分是二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)，含量≥93％，颗 粒细小、品位高、残余含水量在5-15％，粘性大，因含杂质外观一般呈灰色、灰 黄、浅黄等色。脱硫石膏作为一种工业副产品，可用于建材行业生产低附加值的 水泥缓凝剂、建筑石膏及纸面石膏板等，也可用作筑路路基和现浇墙体材料等。 除此之外，由于脱硫石膏具有独特的物理和化学性质，可用于农业生产和改良土 壤等方面。然而对脱硫石膏中具有高附加值的硫资源再提取及利用的研究非常少。 我国有关脱硫石膏的处理标准和技术要求尚未成文，相关企业凭借经验进行加工 处理，安全性能得不到保障，可能出现产品质量参差不齐的问题。我国脱硫石膏 目前还没有实现大宗利用，脱硫石膏杂质较复杂，含有碳酸钙、未完全氧化的亚硫酸钙及钠、镁、钾的硫酸盐或氯化物的可溶性盐等杂质。其中，氯离子对金属 有强腐蚀性，镁、钠、钾离子在潮湿环境下易析出晶体，使石膏制品表面出现返 霜现象。石膏制品中脱硫石膏掺量过多，容易引发膨胀开裂、碳化现象的发生， 影响耐久性。因此群众对脱硫石膏的接受程度较差，难以形成工业化规模。因此 需要开发出适合我国特色的、高价值的、能有效利用脱硫石膏的方法。

我国以煤炭为主的能源消费结构，这一特征在未来相当长的一段时间内无法 改变，其中电力行业是燃煤大户，二氧化硫年排放量占全国排放总量的40％以上。 电厂脱硫石膏数量巨大，多采用占地堆放，如不及时处理，势必侵蚀土地、占用 农田、破坏环境、污染空气和水。粗放的脱硫石膏管理和利用现状违背了国家对 固体废弃物“减量化、无害化、资源化”的控制政策。