热稳定盐脱除系统、二氧化碳回收系统及热稳定盐脱除方法_2

文档序号:8479582阅读:来源:国知局
将含有再生的氢氧化钠的氢氧化钠溶液122返回到阴离子脱除单元3,该废液109是从阴离子脱除单元3排出的。
[0038]脱硫单元I获取至少部分贫液110,该贫液110可以吸收二氧化碳并且循环通过二氧化碳回收系统100。更详细地,脱硫单元I获取至少部分吸收液,该吸收液从胺吸收液存储罐4排出并且提供给吸收塔6。作为其实例,根据实施方案的脱硫单元I获取胺吸收液104,该胺吸收液104是从吸收液冷却器5排出并且提供给吸收塔6的贫液110的一部分。
[0039]脱硫单元I使排放气体101中含有的硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)由被获取的胺吸收液104吸收。因此,将硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)从排放气体101脱除。脱硫单元I向吸收塔6提供硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)已经被脱除的脱硫脱硝排放气体102。在本文中,任何至少使硫氧化物(SOx)被胺吸收液104吸收的装置都可以用作脱硫单元I。
[0040]脱硫单元I使胺吸收液104以逆流方式与含有SOx或/和NOx的燃烧排放气体101接触,并且使燃烧排放气体101中的SOx或/和NOx被胺吸收液104吸收,作为硫酸根离子、亚硫酸根离子、硝酸根离子和亚硝酸根离子。
[0041]脱硫单元I将胺吸收液104循环通过冷却器2。因此,由胺吸收液104中二氧化碳衍生的胺氨基甲酸醋(amine carbamate)、碳酸根离子和碳酸氢根离子在排放气体101中作为二氧化碳释放,并且硫酸根离子、亚硫酸根离子、硝酸根离子和亚硝酸根离子与具有质子的(即质子化的)胺结合以使胺形成热稳定盐。将排放气体101作为脱硫脱硝排放气体102提供给吸收塔6。
[0042]因此,脱硫单元I可以向阴离子脱除单元3提供胺吸收液107,该胺吸收液107的二氧化碳含量足够低并且含有达到极限的硫酸根离子、亚硫酸根离子、硝酸根离子和亚硝酸根尚子。
[0043]此外,脱硫单元I监测脱硫单元I中胺吸收液的液面水平。例如,脱硫单元I向控制器CON输出表示液面水平的液面信号。因此,控制器CON可以基于液面信号检测脱硫单元I是否已经变空。
[0044]控制器CON打开阀Vl以使胺吸收液104流入脱硫单元I。当某一固定量的胺吸收液已经流入脱硫单元I,控制器CON控制阀Vl令其关闭。然后,控制器CON保持关闭阀Vl,同时胺吸收液在脱硫单元I和冷却器2之间循环,并且在循环之后以及将胺吸收液提供给阴离子脱除单元3之前,脱硫单元I变空。在基于液面信号检测到脱硫单元I已经对于胺吸收液变空的情况下,控制器CON控制阀Vl使之打开,并且因此新鲜的胺吸收液104流入脱硫单元1.
[0045]此外,控制器CON基于SOx浓度计SOS检测到的硫氧化物浓度(SOx浓度)来控制通路切换单元SW。具体地,当SOx浓度计SOS检测到的硫氧化物浓度(SOx浓度)为预定浓度或更低时,控制器CON维持第一通路以循环胺吸收液104。另一方面,当SOx浓度计SOS检测到的硫氧化物浓度(SOx浓度)超过该预定浓度时,控制器CON控制通路切换单元SW以使通路切换单元SW从第一通路切换到第二通路并且向阴离子脱除单元3排出胺吸收液104。
[0046]因此,当脱硫脱硝排放气体102中的SOx浓度为预定浓度(例如1ppm)或更低时,可使胺吸收液104循环通过冷却器2,并且从排放气体101中脱除SOx。
[0047]另一方面,当脱硫脱硝排放气体102中的SOx浓度开始增加并超过预定浓度(例如1ppm)时,可以认为胺吸收液104的SOx浓度已经饱和并且胺吸收液104再也不能吸收SOx0因此,通路切换单元SW将胺吸收液107从脱硫单元I提供给阴离子脱除单元3。
[0048]在本文中,要提供给阴离子脱除单元3的胺吸收液107的二氧化碳含量优选应该为0.1重量%或更低,并且更优选应该为0.01重量%或更低。
[0049]阴离子脱除单元3将阴离子从胺吸收液107脱除,并且将阴离子脱除后的吸收液提供给胺吸收液存储罐4,其中该胺吸收液107是在脱硫单元I使硫氧化物被吸收后得到的。
[0050]阴离子的实例包括硫酸根离子、亚硫酸根离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子以及有机酸离子。
[0051]阴离子脱除单元3的实例包括电渗析器、扩散渗析器以及阴离子交换树脂。在该实施方案中,作为实例,阴离子脱除单元3为电渗析器,在该电渗析器中,脱硫单元I对烟道气101脱硫后的胺吸收液107的流动通路夹在阴离子交换膜之间,如图2所示。此外,胺吸收液107含有带正电的胺。
[0052]例如,带正电的胺为叔胺。阴离子脱除单元3的详情将在后面进行说明。
[0053]阴离子脱除单元3向胺吸收液存储罐4提供再生胺液108,该再生胺液108是阴离子脱除后的胺吸收液。此外,阴离子脱除单元3向再生单元RN排出含有脱除的阴离子的废液 109。
[0054]再生单元RN通过将氢氧化物和阴离子脱除单元3排放的废液109中含有的钠盐(例如硫酸钠)进行混合来再生氢氧化钠,并且将含有再生氢氧化钠的氢氧化钠溶液122返回到阴离子脱除单元3。
[0055]因此,当阴离子脱除单元3为图2所示的电渗析器时,可再生并利用氢氧化钠。
[0056]图2是根据第一实施方案的电渗析器的示意性结构图,该电渗析器是阴离子脱除单元3的实例。电渗析器包括带负电的负电极NE和带正电的正电极PE。此外,电渗析器包括第一阳离子交换膜Cl,以及第一阴离子交换膜Al,负电极NE向第一阳离子交换膜Cl施加负电荷,并且第一阴离子交换膜Al与第一阳离子交换膜Cl配置成第一基室BS1。此外,电渗析器包括第二阴离子交换膜A2和第二阳离子交换膜C2,第二阴离子交换膜A2与第一阴离子交换膜Al配置成脱盐室DC,脱硫单元I对烟道气101脱硫后的胺吸收液107提供给该脱盐室DC,并且第二阳离子交换膜C2与第二阴离子交换膜A2配置成废液室WC。此外,电渗析器包括第三阴离子交换膜A3,正电极PE向第三阴离子交换膜A3施加正电荷并且第三阴离子交换膜A3与第二阳离子交换膜C2配置成第二基室BS2。
[0057]因此,第一基室BSl由作为一个分隔壁的第一阳离子交换膜Cl以及作为另一个分隔壁的第一阴离子交换膜Al分隔,含有氢氧化钠的氢氧化钠溶液122从再生单元RN提供给该第一基室BSl。
[0058]脱盐室DC由作为一个分隔壁的第一阴离子交换膜Al以及由作为另一个分隔壁的第二阴离子交换膜A2进行分隔,胺吸收液107在脱硫单元I对烟道气101脱硫后提供给该脱盐室DC。
[0059]废液室WC由作为一个分隔壁的第二阴离子交换膜A2以及由作为另一个分隔壁的第二阳离子交换膜C2分隔。将含有阴离子的废液109从废液室WC排放到再生室RN,其中该含有阴离子的废液109从脱盐室DC流经第二阴离子交换膜A2。
[0060]第二基室BS2由作为一个分隔壁的第二阳离子交换膜C2以及作为另一个分隔壁的施加有正电荷的第三阴离子交换膜A3分隔,其中将氢氧化钠溶液从再生单元RN提供给该第二基室BS2。
[0061]提供给脱盐室DC的胺吸收液107中的阴离子酸根_渗透通过第二阴离子交换膜A2,并且移动到废液室WC。此外,在脱盐室DC中,胺吸收液107中的质子化的胺与氢氧化钠中的已经渗透通过第一阴离子交换膜Al的氢氧根离子反应,以生成胺R3N和水。将含有胺R3N和水的再生胺液108由脱盐室DC排放到胺吸收液存储罐4。
[0062]此外,在废液室WC中,已经渗透通过第二阴离子交换膜A2并且已经由脱盐室DC移动到废液室WC的阴离子酸根_与氢氧化钠中已经渗透通过第二阳离子交换膜C2的钠离子形成钠盐。阴离子脱除单元3将钠盐作为废液109从废液室WC排放到再生单元RN。
[0063]在这种情况下,再生单元RN通过将氢氧化物和阴离子脱除单元3排放的钠盐中包含的硫酸钠进行混合来再生氢氧化钠,并且将含有再生氢氧化钠的溶液提供给第一基室BSl和第二基室BS2。
[0064]此时,再生单元RN通过以下反应中的至少任意一种反应由硫酸钠(Na2SO4)再生氢氧化钠(NaOH),硫酸钠(Na2SO4)在排放到再生单元RN的废液109中的钠盐中占大部分。
[0065]Na2S04+Ca (OH) 2— 2Na0H+CaS0 4 I
[0066]Na2S04+Ba (OH) 2— 2Na0H+BaS0 4 I
[0067]Na2S04+Sr (OH) 2— 2Na0H+SrS0 4 I
[0068]因此,根据第一实施方案的热稳定盐脱除系统130包括脱硫单元1,用来获取可以吸收二氧化碳并且循环通过二氧化碳回收系统100的胺吸收液的至少一部分,并在获取的胺吸收液中吸收排放气体中含有的硫氧化物,并且包括阴离子脱除单元3,用来从胺吸收液中脱除阴离子,该胺吸收液是在脱硫单元I使硫氧化物被吸收后获得的。
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