[发明专利]一种控制氨法脱碳系统氨逃逸的装置及方法

说明书

本发明公开了一种控制氨法脱碳系统氨逃逸的装置及方法，以氨为脱硫和脱碳剂，气体首先进入脱硫装置进行脱硫，生成硫酸铵化肥，脱硫后的气体进入脱碳装置中，脱除气体中的二氧化碳，生成碳酸氢铵化肥。脱碳后的气体中含有游离氨，用氨法脱硫的酸性硫酸铵液和酸性水洗液吸收气体中的游离氨。本发明有效地控制氨法脱碳系统的氨逃逸，同时，洗涤回收的氨还可在用于脱硫，节约了氨耗。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种控制氨法脱硫脱碳系统氨逃逸的装置及方法。

背景技术

近年来，温室效应逐渐成为了人类面对的最严峻的问题之一，二氧化碳是最重要的温室气体，化石能源使用是其主要的排放源，我国CO₂排放总量已位居世界第一，而且中国能源结构以煤为主的局面还将持续一段时间，煤炭能源仍将是新能源调峰及能源安全的基础，我国已向世界承诺2030年碳达峰，2060年实现碳中和。对排放烟气中CO₂进行捕集封存和资源化，对于控制和减少温室气体的排放，应对温室效应、全球变暖问题具有重要意义。

目前，世界范围内主要采用的碳捕集技术是有机胺法，但存在运行成本高、系统三废排放量大且难处理的等问题。国内外也一直积极探索新的脱碳技术，与有机胺法相比，氨法具有再生容易、运行成本低、脱碳的副产物即为重要的碳酸氢铵化肥。碳酸氢铵是一个典型的复合肥，可同时向植物提供氮肥和CO₂，特别适合于无土栽培的现代农业、大棚植物生长的需要，真正实现了CO₂的资源化利用，实现碳循环，可以避免碳地下储存可能造成的二次污染和CO₂环境事故。与有机胺脱碳产物相比，氨吸收CO₂的效率高、碳酸氢铵更容易再生，可大幅降低脱碳成本。

氨法脱碳技术一直是研究的重点，也是解决温室气体的最佳方法；但氨易挥发，脱碳需在偏碱性条件下进行，造成氨逃逸量增加。如不加以解决，大量的氨逃逸，不仅造成脱碳成本的增加，也造成二次污染。

专利CN113262625A提出一种脱硫脱碳一体化装置，用脱硫循环液进行洗涤，以减少工艺气体中部分游离氨，洗涤液返回脱硫塔用于脱硫的吸收剂。对于工艺气体中的游离氨，简单地使用脱硫循环液进行洗净，仍然会造成大量的氨逃逸。采用脱硫的循环溶液洗涤后，再用工艺水洗涤，会产生大量含氨溶液，返回脱硫功能区用做脱硫的吸收剂会破坏脱硫系统的水平衡，产生废水。

专利CN101600489B提出一种使用来自烟气的SO₂对氨进行酸洗的方法，借助于冷却液体来冷却工艺气体，并且将工艺气体的二氧化硫吸收到冷却液体中，从而获得包含着硫酸盐的冷却液体。使包含着氨的工艺气体与包含着硫酸盐的冷却液体接触而从已在CO₂吸收器中经过处理的工艺气体去除氨。冷却液体吸收二氧化硫后生成的主要应为亚硫酸盐，为达到除氨效果，还需要将硫酸添加到冷却液体以控制冷却液体的pH值，这大大增加了装置控制难度。而且该专利未将脱硫脱碳作为整体系统考虑其物料平衡，仅仅为了获得硫酸盐而部分的去除二氧化硫。

本发明针对上述问题，结合氨法脱硫脱碳运行经验，开发了一种控制氨法脱碳系统氨逃逸的装置及方法，以氨为脱硫和脱碳剂，气体首先进入脱硫装置进行脱硫，脱硫后的气体进入脱碳装置中，脱除气体中的二氧化碳。脱碳后的气体中含有游离氨，用氨法脱硫的酸性硫酸铵液和酸性水洗液吸收气体中的游离氨。本发明有效地控制氨法脱碳系统的氨逃逸，同时，洗涤回收的氨还可在用于脱硫，节约了氨耗。

发明内容