一种除去烟气中二氧化碳的方法和设备的制造方法_4

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种方式中,第一容器40的下壁46所收集的气体和液体可以流入第二容器42中。
[0170]所述第二容器42的下壁50也具有排放口52,且可以选择性的与用于储存氨化溶液和/或碳酸氢铵溶液的一对罐54中一个或另外一个进行流体连通。一对罐54中一个或另外一个的选择可以通过控制阀组件(未显示)实现,后面将做描述。排放口 52设置于第二容器42的排放口 44的相对端。
[0171]排布所述罐54用来通过管道56、58使氨化溶液分别循环至第一容器40和第二容器42。罐54具有栗60以使氨化溶液在压力下循环至第一容器40和第二容器42。
[0172]管道56与沿第一容器40中心纵向轴线设置的喷雾管62流体连通。管道58与沿第二容器42中心纵向轴线设置的喷雾管64流体连通。喷雾管62、64分别配置有多个隔开的360°喷雾辐板(radials)以在第一容器40和第二容器42中分别提供氨化溶液的多个喷雾羽流。
[0173]在运行中,冷却的烟气通过入口38进入第一容器40中,并以与来自喷雾管62的一系列氨化溶液喷雾逆流的方向被引导至第一容器40的相对端。烟气与氨化溶液接触并混合,并通过排放口 44排放/流动至第二容器42中。
[0174]然后烟气以与来自喷雾管64的一系列氨化溶液喷雾逆流的方向从第二容器42的一端流向其相对端。烟气与氨化溶液接触并混合,并通过排放口 52排放/流动至罐54中。
[0175]虽然排放至罐54的溶液可以含有碳酸氢铵溶液,但是氨化溶液(与碳酸氢铵溶液混合的)通过喷雾管62、64进行不断地循环直到所述氨化溶液达到相对于二氧化碳的吸收容量。换句话说,罐中的氨化溶液通过喷雾管62、64循环直到其基本上转化成碳酸氢铵溶液。当所述氨化溶液达到其相对于二氧化碳的吸收容量时,控制阀组件可以选择性地切换到一对罐54中的另一个并继续该过程。氨化溶液相对于二氧化碳的吸收容量可以通过任何合适的能够检测溶液中二氧化碳、碳酸根或碳酸氢根浓度的传感器进行监控。
[0176]当氨化溶液达到了其相对于二氧化碳的吸收容量时,然后来自罐54中的第一个罐的碳酸氢铵溶液可以通过管道22被引导至第一反应器20。应当理解的是当罐54的第二个罐中的氨化溶液达到了其相对于二氧化碳的吸收容量时,同样地碳酸氢铵溶液通过管道22被引导至第一反应器20。
[0177]然后已经通过第一容器40和第二容器42而得到的处于罐54顶部空间的CO2耗尽的烟气可以通过管道66排放到大气中。
[0178]参见图4,来自气体-液体吸收区18的碳酸氢铵溶液可以通过管道22被引导至第一反应器20。硫酸盐源例如石膏可以使用混合器24与所述碳酸氢铵溶液混合以产生碳酸钙和硫酸铵溶液。所述碳酸钙可以使用分离器如压滤机(未显示)从硫酸铵溶液中分离出来。
[0179]然后硫酸铵滤液可以用作肥料产品的前体,如现在参见图5和6所描述的。
[0180]硫酸铵滤液可以被引导至第二反应器68并加热至约60°C。可以将所述第二反应器68配置在包括换热器72、栗74、装有冷却剂的冷却剂容器76和散热器78的加热回路70中。在一些实施方式中,换热器72可以与换热器16流体连通。或者,加热回路70的换热器72可以为换热器16。
[0181]所述第二反应器68具有用于将硫酸铵滤液和反应物混合的混合器80。在这种特定的实施方式中,所述反应物可以是钾盐,例如氯化钾或硝酸钾。所述钾盐是水溶性的并容易溶于已加热的硫酸铵滤液中,由此形成已加热的超饱和的硫酸钾溶液。
[0182]所述已加热的超饱和的硫酸钾溶液接下来被引导至图6所示的结晶容器82中。所述结晶容器82包括可视容器(pivotable vessel)84,可视容器84淹没于冷却水浴86中,或者处于与制冷剂热交换中。已加热的超饱和的硫酸钾溶液在结晶容器82中冷却。随着所述溶液的温度的下降,溶液中硫酸钾的溶解度也降低并结晶和/或开始形成硫酸钾固体。
[0183]当硫酸钾结晶完全时,可视容器84可以通过杠杆支点(leverfulCrum)88的方式旋转将硫酸钾溶液上清液倒出,本领域技术人员应该理解的是硫酸钾溶液上清液接下来可以用作其他肥料产品的前体。然后硫酸钾固体(结晶)可以从可视容器84中进行收集、干燥例如在旋转干燥器中,随后储存。
[0184]现参见图7,其示出了一种可选的实施方式的用于除去烟气中二氧化碳的设备10,。
[0185]烟气通过烟道102从发动机100’排出。烟气温度可以根据发动机100’中所使用的用于燃烧的燃料源以及空气-燃料源比值而变化,但是出于说明的目的,从发动机100’排出的烟气温度约为470°C。烟气穿过烟道102可以使烟气冷却至约170°C。烟道102可以设置为与空冷换热器(air-cooled heat exchanger) 11流体连通,排布空冷换热器11以将烟气从约170°C冷却至约80°C。设备10’进一步包括与空冷换热器11系列配置的水冷换热器13。烟气从空冷换热器11通过至水冷换热器13,从而通过水冷换热器13的冷却使烟气的温度进一步冷却至约23°C。
[0186]随后冷却的烟气穿过管道容器15,与来自氨制冷机21的冷氨混合。来自容器54的顶部空间的氨源通过管道25也可以与冷却的烟气混合。作为冷却烟气与氨中的组分的放热反应的结果,当烟气-氨混合物排出管道容器15时,烟气-氨混合物的温度升至约33°C。
[0187]随后烟气-氨混合物可以被引导至气体-液体吸收区18的入口38,其中,烟气-氨混合物与氨化溶液以产生碳酸氢铵溶液的方式接触。所述入口 38可以配置为分散烟气-氨混合物的羽流到所述气体-液体吸收区18中。
[0188]气体-液体吸收区18包括通过排放口44与第二水平设置的容器42流体连通的第一水平设置的容器40。所述排放口 44设置于第一容器40的入口 38的相对端。所述第二容器42位于所述第一水平设置的容器40下方且与其平行垂直对齐。排放口 44将所述第一容器40的下壁46与所述第二容器42的上壁48相互连接。在这种方式中,第一容器40的下壁46所收集的气体和液体可以流入第二容器42中。
[0189]所述第二容器42的下壁50也具有排放口52,且可以选择性的与用于储存氨化溶液和/或碳酸氢铵溶液的一对罐54中一个或另外一个进行流体连通。一对罐54中一个或另外一个的选择可以通过控制阀组件(未显示)实现。排放口 52设置于第二容器42的排放口 44的相对端
[0190]排布所述罐54用来通过管道56、58使氨化溶液分别循环至第一容器40和第二容器42。罐54具有栗60以使氨化溶液在压力下循环至第一容器40和第二容器42。
[0191]管道56与沿第一容器40中心纵向轴线设置的喷雾管(未显示)流体连通。管道58与沿第二容器42中心纵向轴线设置的喷雾管(未显示)流体连通。如前所述,喷雾管分别提供有多个隔开的360°喷雾辐板以在第一容器40和第二容器42中分别提供氨化溶液的多个喷雾羽流。
[0192]在运行中,冷却的烟气-氨混合物通过入口38进入第一容器40中,并以与一系列氨化溶液喷雾逆流的方向被引导至第一容器40的相对端。烟气与氨化溶液接触并混合,并通过排放口 44排放/流动至第二容器42中。典型地,离开第一容器40的气液混合物的温度约为
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[0193]然后烟气以与一系列氨化溶液喷雾逆流的方向从第二容器42的一端流向其相对端。烟气与氨化溶液接触并混合,并通过排放口52排放/流动至罐54中。典型地,离开第二容器的气液混合物的温度约为35°C。
[0194]虽然排放至罐54的溶液可以含有碳酸氢铵溶液,但是氨化溶液(与碳酸氢铵溶液混合的)通过管道56、58以及第一容器40和第二容器42进行不断地循环直到所述氨化溶液达到相对于二氧化碳的吸收容量。换句话说,罐中的氨化溶液通过管道56、58以及第一容器40和第二容器42循环直到其基本上转化成碳酸氢铵溶液。当所述氨化溶液达到其相对于二氧化碳的吸收容量时,控制阀组件可以选择性地切换到一对罐54中的另一个并继续该过程。氨化溶液相对于二氧化碳的吸收容量可以通过任何合适的能够检测溶液中二氧化碳、碳酸根或碳酸氢根浓度的传感器进行监控。
[0195]罐54中的碳酸氢铵溶液的温度可以保持为低于30°C。在图7所示的实施方式中,罐54中的碳酸氢铵溶液可以通过循环所述溶液经过换热器19与制冷剂进行换热而冷却,优选为来自氨制冷机21的氨制冷剂。氨制冷机21可以通过管道23提供氨气至管道容器15。
[0196]当氨化溶液达到了其相对于二氧化碳的吸收容量时,来自罐54中的第一个罐的碳酸氢铵溶液随后可以通过管道22被引导至第一反应器20。应当理解的是,当罐54中的第二个罐的氨化溶液达到了其相对于二氧化碳的吸收容量时,同样地碳酸氢铵溶液通过管道22被引导至第一反应器20。
[0197]然后已经通过第一容器40和第二容器42而得到的处于罐54顶部空间的CO2耗尽的烟气可以通过管道66排放到大气中。应当理解的是,所述CO2耗尽的烟气可以在排放到大气之前通过洗涤器。
[0198]可以使用混合器24将硫酸盐源例如石膏与所述碳酸氢铵溶液在第一反应器20中混合以产生碳酸钙和硫酸铵溶液。碳酸钙-硫酸铵溶液可以通过液体输送栗17输运至分离器如压滤机(未显示)。
[0199]从上述描述中可以很明显的得知,与处理烟气的传统技术相比,本发明的方法促进了温室气体(例如二氧化碳)排放的减少。
[0200]通过将化肥厂和烟气排放源(如工业电厂)并
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