从气体流去除酸性气体的制作方法

从气体流去除酸性气体的制作方法
【专利摘要】提供了从气流中去除酸性气体的装置、系统和方法。气流包括废气流或天然气气流。所述方法包括获得水性混合物中的次氯酸盐和碳酸盐或碳酸氢盐，以及将所述水性混合物与所述气流混合以从硫基酸性气体和氮基酸性气体产生硫酸盐或硝酸盐。本公开的一些实施方案涉及从气流中的CO2产生碳酸盐洗涤试剂和/或碳酸氢盐洗涤试剂。还公开了其他内容。
【专利说明】从气体流去除酸性气体
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年1月17日提交的第61 /928，965号美国临时申请的优先权。在 无放弃声明的情况下，特别将上述公开内容的全文通过引用并入本文。
[0003] 背景
[0004] A.发明领域
[0005] 本发明一般涉及从气流中去除酸性气体的领域。更具体地，本发明涉及通过从浓 缩的气流中吸收所述酸性气体，从而从气流中去除H 2S、N0x、S0x和其他污染物，然后分别生 成有用的副产物，包括碳酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐和/或硫酸盐。
[0006] B.相关技术描述
[0007] 如今世界上使用的大部分能源来自于含碳和氢的燃料的燃烧，所述燃料例如煤、 石油和天然气。除了碳和氢之外，这些燃料可以含有氧、水分、以及污染物，例如H 2S、在燃烧 中形成SOx的其他含硫化合物、在燃烧时形成NOx的含氮化合物、二氧化碳、汞和其他微量元 素。意识到燃烧中释放的或存在于未燃烧燃料中的酸性气体污染物的有害作用，启动执行 了对发电厂、精炼厂和其他工业过程的排放越发严格的限制。因此，由监管者和市场带来的 压力增大，以实现酸性气体污染物的接近零排放并减少CO 2的排放。
[0008] 已存在的胺法可以非选择性地从烟气气流去除c〇dra2s。几乎所有的胺法都试图 再生胺，基本上将它们用作催化剂;通常用于从天然气中洗涤CO 2和H2S的一种胺为二乙醇胺 (DEA)。许多胺法的缺点之一是，它们经受存在以热稳定胺盐(HSAS)形式的污染物的问题， 通过形成氯化物的盐、硫酸盐、甲酸盐、乙酸盐、草酸盐、氰化物的盐、硫氰化物的盐和硫代 硫酸盐，这降低了在系统中洗涤的效率。胺系统通常遇到的其他问题包括胺系统中的注射 化学品浓缩、系统中的烃类冷凝、以及胺系统中积聚的（不溶)微粒或悬浮固体。在不同品牌 下存在各种基于胺的系统，但多数在一定程度上具有上述列举的问题。
[0009] 为符合政府规定，去除诸如H2S和CO2的酸性气体是必要的，并且希望更加有效且以 更低成本来进行。
[0010] 概述
[0011 ]本公开的实施方案涉及设备、系统和方法，以用0.01%至12%浓度的漂白剂 (NaCl0)与0.01 %至12 %浓度的碳酸氢钠(NaH⑶3)的专有水性混合物，从气流中去除硫基 酸性气体和/或氮基酸性气体。所述系统能够靶向诸如H 2S的酸性气体，同时允许诸如甲烷 (CH4)和乙烷(C2H6)的有机物通过而不发生反应。使用这种系统，例如，可以通过在天然气精 炼厂、发电厂或其他加工工厂安装这种洗涤系统来净化含有酸性气体污染物的天然气气 流。
[0012]本公开内容的实施方案涉及设备、系统和方法，以去除在吸收塔中的硫基酸性气 体和/或氮基酸性气体。可以将在过程的不同部分生成的碳酸氢盐/碳酸盐流导入吸收塔， 并用作封存硫基酸性气体和氮基酸性气体的试剂。这类实施方案还可以包括用于生成氢氧 化物试剂的氯碱池，所述氢氧化物试剂可以直接用于封存C0 2,并且间接(通过使其与(：12反 应以产生次氯酸盐)用于封存硫基酸性气体和氮基酸性气体。
[0013] 本公开的一个方面涉及有效减少气流中污染物的系统，其包括:第一组混合设备， 其适于将氢氧化物与气流混合以产生第一混合物，其中所述气流中的二氧化碳和/或一氧 化碳可以与氢氧化物反应以产生第一液体流出物中的碳酸氢盐产物或者碳酸氢盐与碳酸 盐产物的组合；以及第二组混合设备，其适于将次氯酸盐和碳酸氢盐产物或者碳酸氢盐与 碳酸盐产物的组合与所述气流混合以产生第二混合物，其中氮基酸性气体或硫基酸性气体 可以与所述次氯酸盐和碳酸氢盐产物或者碳酸氢盐与碳酸盐产物的组合反应，以产生第二 液体流出物中的硝酸盐产物或硫酸盐产物，其中在至少一部分气流流经第一组混合设备之 前，所述气流流经第二组混合设备。
[0014] 本公开的另一个方面涉及有效减少气流中污染物的量的方法，其包括：（a)获得水 性混合物中的氢氧化物；（b)获得水性混合物中的次氯酸盐；（C)将所述氢氧化物与气流中 的二氧化碳混合，以产生第一混合物中的碳酸氢盐产物或者碳酸盐与碳酸氢盐产物的组 合，由此以矿产物形式封存二氧化碳；以及(d)将次氯酸盐和来自第一混合物的碳酸氢盐产 物或碳酸盐与碳酸氢盐产物的组合中的至少一部分与气流中的硫基酸性气体或氮基酸性 气体混合，以产生第二混合物中的硝酸盐产物或硫酸盐产物，由此封存酸性气体。
[0015] 本公开的另一个方面涉及洗涤天然气气流的方法，其中洗涤阶段由以下组成或基 本上由以下组成:将次氯酸盐氧化剂和碳酸氢盐吸收剂与天然气气流中的硫基酸性气体或 氮基酸性气体混合，以产生混合物中的硝酸盐产物或硫酸盐产物，由此封存酸性气体。
[0016] 如本文中所使用，短语"气流"包括含有至少一种酸性气体的气流。气流的实例包 括原料天然气气流和诸如烟气气流的废气流。气流可以由使用碳基燃料燃烧的发电过程、 制造过程、工业过程或天然储层开采过程产生。
[0017] 酸性气体可以是碳基、硫基和/或氮基的，并且可以包含!125、5(^、勵\和0) 2。氮氧化 物(NOx)包括勵、勵2、犯03、财) 5和相关的二聚体。硫氧化物（3(^)包括302和303。可以从所述实 施方案中去除的其他酸性气体包括HF和HCl。
[0018] 如本文中所使用，术语"碳酸盐"或"碳酸盐产物"通常定义为包含碳酸根基团 [CO3]2^的矿物组分。因此，该术语涵盖了碳酸盐/碳酸氢盐混合物以及仅含有碳酸根离子的 物质。术语"碳酸氢盐"和"碳酸氢盐产物"通常定义为含有碳酸氢根基团[H⑶ 3]P的矿物组 分。因此，该术语涵盖了碳酸盐/碳酸氢盐混合物以及仅含有碳酸氢根离子的物质。
[0019]如本文中所使用，术语"封存"通常用来指其中部分或全部的效果为从点排放源去 除C02,并将该CO2以一些形式进行储存以防止其返回大气的技术或实践。该术语的使用并不 排除将任何形式的所述实施方案认作是"封存"技术。
[0020] 如本文中所使用，术语"低压电解"和"LVE"用来指在电流密度低于约4kA/m2下的 电解。
[0021] 术语"联接"定义为连接的，但不一定是直接连接的，且不一定是机械连接的。如果 两个物体可以相互联接，则它们是"可联接的"，并且当联接时，它们仍可以表示为"可联接 的"。除非文中另外明确地要求，否则可联接的物体也是可去联接的，反之亦然。其中第一结 构与第二结构可联接的一个非限制性方式为将第一结构配置为联接(或配置为可联接)于 第二结构。
[0022]术语"一个/种(a)"和"一个/种(an)"定义为一个/种或多个/种，除非本公开另外 明确地要求。术语"另一个/种"定义为至少第二个/种或更多个/种。术语"基本上"和"约"定 义为至少接近于(且包括)给定的值或状态(优选为10%以内，更优选为1%以内，且最优选 为0.1%以内）。
[0023] 术语"基本上"、"近似"和"约"定义为大部分是但不一定完全是本领域普通技术人 员所理解的特定内容(且包括完全是特定内容）。在任何公开的实施方案中，术语"基本上"、 "近似"或"约"可以替换为特定内容的"[百分比]以内"，其中所述百分比包括0.1 m 5% 和 10%〇
[0024] 术语"有效的"，当该术语用于本说明书和/或权利要求书中时，意指适于达到期望 的、预定的或预期的结果。
[0025] 术语"包含"（以及其任何形式）、"具有"（以及其任何形式）、"包括"（以及其任何形 式)和"含有"（以及其任何形式)是开放式的连系动词。因此，"包含"、"具有"、"包括"或"含 有" 一个或多个要素的任何本文的设备、系统和方法具有该一个或多个要素，但不限于仅具 有该一个或多个要素。同样地，"包含"、"具有"、"包括"或"含有"一个或多个特征的设备、系 统或方法的要素具有这一个或多个特征，但不限于仅具有这一个或多个特征。另外，诸如 "第一"和"第二"的术语仅用于区别结构或特征，而并非将不同的结构或特征限于特定的次 序。
[0026] 此外，能够以某种方式执行功能或进行配置的结构，则能够以至少这种方式执行 功能或进行配置，但也可以以未列出的方式执行功能或进行配置。
[0027] 即使未经描述或说明，一个实施方案的特征可以应用于其他的实施方案，除非由 本公开明确禁止或由实施方案的性质明确禁止。
[0028] 任何本文的设备、系统和方法可以由或基本上由任何所述要素和/或特征和/或步 骤组成，而不是包含/包括/含有/具有任何所述要素和/或特征和/或步骤。因此，在任一权 利要求中，术语"由……组成"或"基本上由……组成"可以替代任何上文所记载的开放式的 连系动词，以便改变当使用所述开放式连系动词时给定权利要求的范围。
[0029] 下文提供了上述实施方案和其他实施方案的相关细节。
[0030] 附图简述
[0031] 以下附图以实例的方式说明而非限定。出于简洁和清楚的目的，给定结构的每个 特征可以不在出现该结构的每张图中标出。相同的参考编号不一定指代同一结构。然而，相 同的参考编号可用于指代类似的特征或具有类似功能的特征，同样地类似的特征或具有类 似功能的特征可以由不同的参考编号表明。
[0032] 图1为示出使用次氯酸盐和碳酸氢盐的酸性气体去除单元的一个实施方案的主要 特征的流程图。
[0033] 图2为示出酸性气体去除单元的一个实施方案的主要特征的流程图，其中所述酸 性气体去除单元具有使用次氯酸盐和碳酸氢盐的第一阶段和使用氢氧化钠制备碳酸氢盐 的第二阶段。该流程图还示出了如何整合所述单元使得一个单元的产物可以作为另一单元 的反应物。
[0034]图3a和图3b示出了 H2S去除的研究结果，即，分别为H2S去除百分比随时间变化的图 以及吸收液的温度随时间变化的图。
[0035]图4a和图4b分别示出了NOx去除研究的研究参数和研究结果。
[0036] 详细描述
[0037] 本发明涉及至少两个阶段的吸收过程，其中从气流中去除了酸性气体，如C02、H2S、 NOx和/或S0X，并将其转化为碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐或硝酸盐。本公开的方法和装置的实 施方案包括以下常规组成中的一个或多个：（1)水性脱碳过程，由此将气态CO 2吸收至水性 苛性混合物中，然后与氢氧化物反应以形成碳酸盐和/或碳酸氢盐产物；（2)分离过程，由此 从液体混合物中分离碳酸盐和/或碳酸氢盐产物；（3)盐水电解过程，用于产生在脱碳过程 中在吸收剂流体中使用的氢氧化钠；（4)水性氧化过程，由此将酸性气体吸收至水性氧化混 合物中，然后与次氯酸盐和碳酸氢盐反应以形成硫酸盐和/或硝酸盐产物；（5)分离过程，由 此从水溶液混合物中提取氧化过程中生成的硫酸盐和/或硝酸盐产物；（6)次氯酸盐生成过 程，用于产生用作部分水性氧化混合物的次氯酸盐；以及(7)对来自脱碳、氧化和电解过程 的副产物的另外的处理或利用，所述副产物包括氯气、氢气、盐酸、碳酸盐和碳酸氢盐、硝酸 盐、硫酸盐和漂白剂。下文更加详细地阐述了这些常规组成中的每一个。
[0038] 当本发明的许多实施方案消耗一些能源以实现从气流中吸收酸性气体并实现本 文描述的本公开实施方案的其他目的时，本公开的某些实施方案的一个优点是，它们提供 了优于现有技术的生态效率，同时吸收大部分或全部的酸性气体，包括CO 2、H2S、SOx和NOx的 至少一种或任何组合。
[0039] 不同于本领域的其他过程，某些实施方案将二氧化碳和其他酸性气体封存成为经 济上有用的化学物，并且同时产生有用的副产物，如碳酸钠、碳酸氢钠、次氯酸钠、氯气、盐 酸和氢气。由于所述过程的副产物是经济上有用的，其价值补偿了去除酸性气体的成本，并 且在适当设计的系统中，有可能使得封存过程自身是可盈利的。此外，不同于本领域的其他 过程，CO 2的封存生成了可用于封存其他酸性气体的副产物，这还加入至成本且提高了生态 效率。
[0040] 区别于其他的CO2去除过程，本公开的某些实施方案的另一个额外的益处是，在一 些市场条件下，相比所需的反应物或者净电力或厂房折旧成本，其产物是非常有价值的。换 言之，某些实施方案是可获利地生产氯-氢-碳酸盐产物以及硝酸盐和/或硫酸盐产物的工 业方法，同时实现对酸性气体显著去除。
[0041 ] I.流程图：使用次氯酸盐/碳酸氢盐吸收酸性气体
[0042]图1描述了例示本公开的装置和方法的常规示例性实施方案的简化流程图。提供 该图仅为例示性目的，因此其仅描述本公开的特定实施方案，且并非意在以任何方式限制 权力要求的范围。
[0043] 在图1所示的实施方案中，待洗涤的气流2在次氯酸盐/碳酸氢盐洗涤器105处进入 系统100。将洗涤器105配置为使用次氯酸盐和碳酸氢盐作为反应物从气流2去除（例如，降 低浓度)包含含硫化合物和/或含氮化合物的酸性气体。通过这种过程从气流2中去除的酸 性气体可以包括H 2S、N0x、S0x中的至少一种及其组合。洗涤器105中发生的可能的化学反应 的实例包括以下反应。
[0044] H2S:
[0045] H2S(g)+4NaC10(aq)^H2S〇4(aq)+4NaCl(aq) (1)
[0046] H2SO4 (aq) +2NaHC03 (aq) ^Na2SO4 (aq) +2C02 (aq)+2H20 (I) (2)
[0047] SOx:
[0048] 2S〇2(g)+2H2〇(l)+〇2(g)-2H2S〇4(aq) (3)
[0049] S〇3(g)+H2〇(l)-H2S〇4(aq) (4)
[0050] H2SO4 (aq) +2NaHC03 (aq) ^Na2SO4 (aq) +2C02 (g)+2H20 (I) (5)
[0051] NOx:
[0052] N0( g)+NaC10(aq) ^NaCl (aq)+N02(g) (6)
[0053] 2N0(g)+3NaC10(aq)+H20(l)-3NaCl(aq)+2HN03(aq) (7)
[0054] 2N〇2 (g) +NaClO (aq) +H2O (I) ^NaCl (aq) +2HN03 (aq) (8)
[0055] HNO3 (aq) +NaHCO3 (aq) ^NaNO3 (aq) +CO2 (g) +H2O (I) (9)
[0056] 2N〇2 (g)+2NaHC03 (aq) ^NaNO3 (aq) +NaNO2 (aq)+2C02 (g) +H2O (I) (10)
[0057] NaN〇2(aq)+NaC10(aq)-NaN〇3(aq)+NaCl (aq) (11)
[0058] 洗涤器105可以是适于引入气流2使其与含有次氯酸盐和碳酸氢盐的液相接触的 任何湿法洗涤配置，以便有效地降低气流2中存在的含氮化合物和含硫化合物的量。在所示 实施方案中，分别将碳酸氢盐和次氯酸盐反应物递送至洗涤器105,例如分别经由路线11和 路线30。在各种实施方案中，洗涤器105可以是填充或未填充的泡罩塔。在所示实施方案中， 洗涤器105包括一组降液管106,将降液管106配置为产生再循环回路以再循环含有次氯酸 盐和碳酸氢盐的液相。在一些实施方案中，系统100可以包括两个洗涤器105,并且气流2可 以选择性地导向至其中之一或进入两者。在一些实施方案中，在其中一个洗涤器105内的液 相可以基本上替换为新制的反应器溶液，同时气流2通过另一个洗涤器105。例如经由路线5 可以输送洗涤器105中产生的硝酸盐、硫酸盐和/或碳酸氢盐产物用于进一步处理或储存。 [0059] 如果需要，在进入洗涤器105之前，可以例如在分离罐103中处理气流2以去除任何 重金属、微粒和残余的水分。当气流为天然气或烟气气流时可能会需要这种处理。在各种实 施方案中，分离罐103可以配置为通过在混合有气流2的分离罐103中喷洒稀释的氢氧化物 溶液流来去除重金属、微粒。氢氧化物溶液的浓度可以为以重量计0.5%、1%、1.5%、2%、 2.5 %、3 %、3.5 %，或其间的任何值。一部分酸性气体，尤其是硫基酸性气体，也可以在该过 程中去除。在其他实施方案中，例如下文描述的图2中所示的一个实施方案中，分离罐103可 以位于洗涤器105之后，以便在气流2进入下文描述的塔110/111之前去除气流2中残余的含 硫的酸性气体和含氮的酸性气体。
[0060] II.流程图：二氧化碳和其他酸性气体的吸收
[0061] 图2描述了例示本公开的装置和方法的常规示例性实施方案的简化流程图。提供 该图仅为例示性目的，因此其仅描述本发明的特定实施方案，且并非意在以任何方式限制 权力要求的范围。
[0062] 在图2所示的实施方案中，待洗涤和待脱碳的气流2在次氯酸盐/碳酸氢盐洗涤器 1〇5(例如上文所述的洗涤器)处进入系统200。该洗涤过程的副产物C0 2(参见，例如反应式 (2)、（5)、（9)和（10))成为了离开洗涤器105的气流2的一部分。因此，在各种实施方案中，离 去气流2有可能包含气流中最初存在的CO 2和由洗涤器105中的过程而生成的CO2副产物两 者。在其他实施方案中，气流2可以仅包含CO 2副产物。
[0063] 可以将从洗涤器105流出的气流2区别地引入被串联配置的吸收/碳酸盐化塔110 或鼓泡/碳酸氢盐化塔111。在所述实施方案中，可以例如经由路线20将来自氯碱池 120的氢 氧化物输送至吸收/碳酸盐化塔110,以便根据由反应式12所表示的反应，与引入吸收/碳酸 盐化塔110的气流2的部分中存在的二氧化碳反应。在一些实施方案中，在引入氯碱池 120之 前，可以将氯碱池 120中生成的氢氧化物溶液的浓度稀释至优选的浓度。
[0064] 2NaOH+C〇2^Na2C03+H2〇 (12)
[0065] 例如经由路线10将一部分来自吸收/碳酸盐化塔110的包含碳酸钠的液相传输至 鼓泡/碳酸氢盐化塔111，以便通过与液相中残余的CO 2反应引发碳酸盐至碳酸氢盐的转化， 如反应式13所示。在所述实施方案中，例如根据反应(2 )、（ 5 )、（ 9)和（10 )，例如经由路线11 将在塔111中生成的至少一部分碳酸氢盐输送至洗涤器105进行消耗。
[0066] Na2C〇3+C〇2+H20^ 2NaHC03 (13)
[0067] 可以使用本领域技术人员所应用的化学、化学工程和/或材料科学以及例如美国 专利7，727，374(通过引用将其整体并入本文）中所教导的原理和技术，将吸收/碳酸盐化塔 110和鼓泡/碳酸氢盐化塔111中发生的脱碳过程进一步改进、优化和规模放大。
[0068] 在通过洗涤器105并且通过塔110和塔111之一或两者后，所述气流已显著降低了 酸性气体的水平。然后气流2可以进行下一步骤，这将取决于使用所述过程的具体应用。例 如，工业过程气流可能需要进一步清洗或直接排入大气。在其他实施方案中，例如在清洗天 然气气流的情况下，可以将该气流输送用于另一位点、用于发电或储存以便之后使用。 [0069]将辅助性过程和装置整合到系统200中以生成用于上述吸收过程的另外的反应 物，并且包括氯碱池120和次氯酸盐反应器130。氯碱池120使用电能以驱动反应式14所示的 反应。
[0070] 2NaCl+2H20^2Na0H+Cl2+H2 (14)
[0071] 例如经由路线20可以将在池 120中生成的氢氧化钠递送至吸收/碳酸盐化塔110和 次氯酸盐反应器130之一或两者。将至少一部分氯气(也是来自氯碱池120)例如经由路线22 递送至次氯酸盐反应器130和HCl燃烧器140之一或两者。
[0072] 在次氯酸盐反应器130中，至少一部分氯气与至少一部分碱金属氢氧化物接触(例 如，鼓入通过）以根据反应15产生次氯酸盐溶液。可以将至少一部分次氯酸盐溶液送入洗涤 器105,例如经由路线30。可以将洗涤器105不需要的次氯酸钠作为畅销的漂白剂运往市场。
[0073] 2Na0H+Cl2^Na0Cl+NaCl+H20. (15)
[0074] 为捕获在氯碱池120中生成且未用于次氯酸盐反应器130的氯气，可以例如分别经 由路线22和路线21将由氯碱池120产生的氯气和氢气递送至HCl燃烧器140,以产生氯化氢。 生成的HCl可以被移至用于储存的罐或经由路线40输送。净反应可以由反应式16表示：
[0075] C12+H2-2HC1 (16)
[0076]在所示实施方案中，在洗涤器105之后，例如在分离罐103中将气流2进行处理以去 除残余的SOx和NOx酸性气体。例如，分离罐103可以配置为通过在混有气流2的分离罐103中 喷洒稀释的氢氧化物溶液流来吸收残余的SO x和NOx。稀释的氢氧化物流的浓度可以为以重 量计0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%，或其间的任何值。在所述实施方案中，在稀 释的氢氧化物溶液中的氢氧化物是在氯碱池 120中生成的。
[0077] 可以将至少一部分来自洗涤器105的含有硝酸盐和/或硫酸盐（例如NaNO3和/或 NaSO4)的经反应的液相，例如经由路线5,输送至肥料生成单元150。在单元150中，来自洗涤 器105的液相可以根据下文提供的反应式17和18,与氨反应生成硫酸铵和/或硝酸铵。可以 例如经由路线50将反应式17和18的液相/固相产物输送用于进一步处理或储存。如同系统 100,系统200可以包括两个洗涤器105,并且气流2可以选择性地进入其中之一或进入两者。 在一些实施方案中，双洗涤器105可有助于将液相输送至单元150,并且有助于吸收流体的 补充。
[0078] 通过上述过程，由脱碳生成的碳酸氢盐副产物可以与次氯酸盐一同使用，以便在 洗涤器105中洗涤各种酸性气体的气流，并且因用碳酸氢盐洗涤而生成的CO 2可以被脱碳过 程再次捕获。另外，为了经济收益可以出售许多生成的副产物，例如次氯酸钠和碳酸氢纳。 硫酸盐和硝酸盐副产物可以容易地进行处理，或可以进一步处理生成肥料以获得经济收 益。
[0079] 可以使用本领域技术人员所应用的化学、化学工程和/或材料科学的原理和技术， 将这些方法和设备进一步改进、优化和规模放大。此类原理和技术在以下中有所教导：例 如，在美国专利申请公开2006/0185985和2009/0127127;于2005年9月22日提交的第7,727， 374号美国专利;于2005年9月20日提交的第60/718，906号美国临时专利申请;于2005年1月 10日提交的第60/642,698号美国临时专利申请;于2004年9月23日提交的第60/612,355号 美国临时专利申请；于2008年9月22日提交的第12/235,482号美国专利申请;于2007年9月 20日提交的第60/973，948号美国临时申请；于2008年2月29日提交的第61/032，802号美国 临时申请;于2008年3月3日提交的第61/033，298号美国临时申请;于2008年9月19日提交的 第PCT/US08/77122号国际申请；以及于2013年1月11日提交的第2013/0202516号美国专利 公开。在不放弃权利的情况下，通过引用将上述各个引用的公开的全文(包括任何附件)具 体地并入本文。
[0080] 包括上述实例以说明本发明的具体实施方案。然而，根据本公开，本领域的技术人 员应当认识到在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对所公开的具体实施方案进行多 种改变并仍然获得相同或类似的结果。
[0081] III.水性封存(吸收)气流中的酸性气体，并将其转化为硝酸盐和/或硫酸盐
[0082] 如上文所述，在某些实施方案中，本公开的装置和方法利用了水性封存过程，由此 将酸性气体吸收至水性苛性混合物中，然后在该处酸性气体与次氯酸盐和碳酸氢盐反应以 形成硫酸盐和/或硝酸盐产物。在本公开的实施方案中，将次氯酸钠和碳酸氢钠用作洗涤试 剂。当引入酸性气体接触次氯酸钠水溶液和碳酸氢钠水溶液时，获得的产物取决于气流的 组成。通常，所述产物包括硝酸钠(NaNO 3)和硫酸钠(Na2S〇4)。在本公开的一些实施方案中， 大部分硫基酸性气体和氮基酸性气体以这种方式反应，例如，有至少70 %、75 %、80%、 85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99·1%、99·2%、99·3%、 99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%或99.9%的酸性气体以这种方式反应。
[0083] 所述过程的条件和试剂的量可以根据气流的组成进行改变，不论是气流仅包含硫 基酸性气体，还是仅包含氮基酸性气体，或它们的一些组合。通常，次氯酸钠和碳酸氢钠的 浓度可以各自为以重量计0.1%至约12%，例如0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、1.5%、 2%、2·5%、3%、3·5%、4%、4·5%、5%、5·5%、6%、6·5%、7%、7·5%、8%、8·5%、9%、 9.5%、10%、10.5%、11%、11.5%，或其间的任何值或范围。例如，在某些实施方案中，次氯 酸钠的浓度为以重量计约0.5%至约6%、至约5%、至约4%、或至约3%。同样地，在某些实 施方案中，碳酸氢钠的浓度为以重量计约0.5%至约8%、至约7%、至约6%、至约5%、至约 4%、或至约3%。另外，在各种实施方案中，次氯酸盐与碳酸氢盐的摩尔比可以为约5:1至约 1:1，例如约4:1、3:1或2:1。例如，次氯酸盐与碳酸氢盐的摩尔比可以为约2:1至约5:1或至 约4:1。洗涤器105内液相的pH值可以是中性至碱性的，例如pH值为约7、7.5、8、8.5、9、9.5、 10、10.5、11或其间的任何值或范围。
[0084] 硝酸盐和/或硫酸盐产物的形成可以在宽范围的温度和压力内发生。关于温度，例 如，进入的气体可以为约20°C至约140°C，并且进入的液体试剂进料可以为约10°C至约100 °C。并且，例如，吸收塔内的顶部空间压力可以为约Iatm至约3atm。
[0085] 在各种实施方案中，洗涤器105可以为喷雾塔、填充或未填充的泡罩塔或其串联， 或者为适于引入吸收剂溶液有效地与气流接触的任何其他的混合配置。
[0086] 使用H2S与CO2的气态混合物，并将其鼓入通过次氯酸盐-碳酸氢盐溶液，从而进行 了用次氯酸盐-碳酸氢盐溶液封存H 2S的实验室规模研究。该研究的结果证明了功效，并且 对次氯酸盐与碳酸氢盐的浓度和相对比例如何影响封存提供了启示。在下文的表1和表2中 示出了测试的参数和结果。图3a绘出了H 2S去除百分比随时间变化的图，且图3b绘出了液相 温度的图。在2.5小时的运行时间后，从气体中去除的H2S百分比开始下降，同样温度也开始 下降。这可能是由于次氯酸盐的浓度降低，正如以批模式运行的测试中生成的数据。
[0087] 表1-4"塔组成
L 〇〇91 J 处利用贫WNO、N〇2、S〇2和/或CO2的谷柙气态混合物，开将该气体混合物鼓人通过 次氯酸盐-碳酸氢盐溶液，从而进行了用次氯酸盐-碳酸氢盐溶液封存NOx的实验室规模研 究。研究结果示出，不同组合的气体和不同浓度的次氯酸盐和碳酸氢盐可以极大地影响NO 分子的总体反应性，并且一定程度上可以由被处理的气流的组成来调整反应器的具体组成 使其适合。图4a和图4b的表中分别示出了该研究的测试参数和结果。该研究的结果证明了 功效，并且对次氯酸盐和碳酸氢盐的浓度和相对比例如何影响封存提供了启示。具有更高 含量漂白剂的溶液和更大的气流趋于捕获更多的N0,可能是由于漂白剂与NO具有更好的接 触。
[0092]虽然所述洗涤器105的实施方案使用次氯酸钠，但是普通技术人员应理解，可以使 用多种次氯酸盐或其混合物获得类似的化学过程和氧化反应，所述次氯酸盐包括但不限于 次氯酸钾、次氯酸钙和次氯酸镁。同样地，所述实施方案还使用碳酸氢钠，然而普通技术人 员应理解，可以使用多种碳酸盐、碳酸氢盐或者碳酸盐和/或碳酸氢盐的混合物获得类似的 化学过程和氧化反应，所述碳酸盐和碳酸氢盐包括但不限于碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳 酸氢钾、碳酸钙、碳酸氢钙、碳酸镁和碳酸氢镁。
[0093] IV.水性脱碳(吸收)气流中的CO2并将其转化为碳酸盐或碳酸氢盐
[0094] 如上文所述，在某些实施方案中，本公开的装置和方法利用了经由吸收/碳酸盐化 塔110和鼓泡/碳酸氢盐化塔111的水性脱碳过程，由此将气态CO 2吸收至水性苛性混合物 中，然后在该处CO2与氢氧化物反应以形成碳酸盐和碳酸氢盐产物。在本公开的许多实施方 案中，将氢氧化钠用作主要的吸收剂流体。已知各种浓度的氢氧化钠易于洗涤C〇2。当引入 二氧化碳接触氢氧化钠水溶液时，可以形成从纯的碳酸氢钠 （N a H C 0 3)到纯的碳酸钠 (Na2CO3)的一系列产物，并且可以产生将平衡驱向任一方向的不同条件。在本公开的一些实 施方案中，大部分或几乎全部的二氧化碳以这种方式反应。在一些实施方案中，反应可进行 至完全(或接近完全），并且可以获得所期望的碳酸盐产物的足够浓度(通过各种方式通过 过程化学或水的去除），以便引发碳酸氢盐、碳酸盐或两者的混合物的沉淀。
[0095] 在一些实施方案中，当引入二氧化碳接触氢氧化钠水溶液时，反应塔内的流体接 近反应式13所示的行为。发生的两个反应过程为：
[0096] 1.初始吸收阶段，其中CO2容易被吸收：随着CO2进入液体，其吸收至该流体中以形 成碳酸，然后碳酸与氢氧化物反应。随着MT浓度降低，流体的吸收能力下降，并且当(MT浓度 耗尽时吸收结束并且在一些情况下发生逆反。在这一部分过程中，上述反应式12中所示的 反应是放热的，并且几乎仅形成碳酸盐。
[0097] 2.第二转化阶段，其中⑶2被吸收，但不如前述步骤有利。随着CO2进入液体，CO 2形 成碳酸。然后该碳酸与进入的碳酸盐溶液反应，由以下净化学计量形成碳酸氢钠溶液：
[0098] Na2CO3 (aq) +H2O (I) +CO2 (aq) ^ 2NaHC03 (aq) (13)
[0099] 在各种实施方案中，如图2所例示的，碳酸氢盐的形成在两个单独的塔中发生，一 个塔用于产生碳酸钠，而另一个室用于产生碳酸氢钠。在各种实施方案中，各个室可以是喷 雾塔、填充或未填充的泡罩塔或其串联，或者是适于引入氢氧化物溶液或碳酸盐溶液有效 地接触气流的任何其他的混合配置，用于在塔110的情况下吸收成为碳酸盐以及在塔111的 情况下转化为碳酸氢盐。
[0100] 在本公开的各种实施方案中，在整个系统中可以产生宽范围量的碳酸氢盐/碳酸 盐/苛性产物/漂白剂/其他所期望的产物。然而，洗涤酸性气体所需的碳酸氢盐的量取决于 气流的组成。在某些实施方案中，较高浓度的硫基酸性气体和/或氮基酸性气体会需要更多 的碳酸氢钠被引导至洗涤器105,而相反地，较低浓度的酸性气体需要较少的碳酸氢钠。
[0101] 可以使用本领域技术人员所应用的化学、化学工程和/或材料科学的原理和技术， 将这些方法和设备进一步改进、优化和规模放大。此类原理和技术在如下进行教导：例如， 在于2005年9月22日提交的第7，727，374号美国专利；于2005年9月20日提交的第60/718， 906号美国临时专利申请;于2005年1月10日提交的第60/642，698号美国临时专利申请;于 2004年9月23日提交的第60/612,355号美国临时专利申请；于2008年9月22日提交的第12/ 235，482号美国专利申请；于2007年9月20日提交的第60/973，948号美国临时申请；于2008 年2月29日提交的第61/032，802号美国临时申请;于2008年3月3日提交的第61/033，298号 美国临时申请;于2008年9月19日提交的第PCT/US08/77122号国际申请和于2013年1月11日 提交的第2013/0202516号美国专利公开。在不放弃权利的情况下，通过引用将上述引用的 各个公开的全文(包括任何附件)具体地并入本文。
[0102] V ·分离产物
[0103]关于塔110和/或塔111的液流，碳酸氢钠(NaHCO3或碳酸氢钠）和碳酸钠(Na2CO 3或 苏打粉）的形成在宽范围的温度和压力下发生，并且对于给定不同的CO2分压力，提供了不 同的平衡终点。通过操作碱性浓度、试剂和/或气体流速、温度、压力和流体深度中的一种或 多种，可以发生碳酸盐沉淀和/或碳酸氢盐沉淀的形成。在各种实施方案中，可以改变试剂 流速和/或气体流速以便引发碳酸盐沉淀和/或碳酸氢盐沉淀的形成。此外，在一些实施方 案中，可以通过机械分离(例如，离心)和/或与进气的热能交换将碳酸盐/碳酸氢盐沉淀从 液相分离或干燥。可选地或另外地，在某些实施方案中，用于分离过程的热可以来源于最初 的电解中产生的氢气。
[0104] 根据吸收器/系统的设计，从塔110和/或塔111中离去的液流可以包括处于各种平 衡状态的水、NaHC03、Na 2C03和其他溶解气体。在一个实施方案中，为了对离去液流进行分 离/去除，例如，从碳酸盐(就该词的意义而言，"碳酸盐"意指碳酸盐与碳酸氢盐的混合物） 去除/分离水可以包括机械分离(例如离心分离)和/或增加热能以便从混合物蒸发水。在其 他实施方案中，然后可以将纯的碳酸盐、纯的碳酸氢盐、以及以平衡浓度和/或以淤浆形式 或浓缩形式的两者混合物定期地输送至储存罐和/或卡车/罐车。在其他实施方案中，可以 将液流转移至蒸发罐/蒸发场，在该处诸如水的所述液体可以通过蒸发移除。
[0105] 在根据本公开的某些实施方案的沉淀方法中，液相中的水结合二氧化碳，使气体 在接触时被吸收，基本上瞬间转化为碳酸根离子。反应链的此阶段可以受传质限制，使得一 旦二氧化碳被吸收，随后的离子反应迅速发生。然而，对于碳酸氢盐的形成，该反应受反应 速率限制。因此，如本文所述的分开这两个阶段的系统会是更加高效的，尤其是用于获得更 高纯度的沉淀物。
[0106] 关于洗涤器105的液流，从洗涤器105离去的液流的组成主要取决于气流的内含 物。离去液流可以包含以各种平衡的水、Na 2 S〇4、NaNO3、NaC I、NaOC I、NaHCO3和其他溶解气 体。
[0107] 在一个实施方案中，为了分离/处理离去液流，例如，从硝酸盐和硫酸盐中去除/分 离水，可以包括加热液体以蒸发水。在另一个实施方案中，可以通过使液流通过硫酸盐回收 过程，即从NaCl分离硫酸盐，然后加入CaCl 2以将Na2SO4转化成CaS〇4(其是沉淀)来分离硫酸 盐。同样地，在其他实施方案中，例如在肥料生成单元150中，水相可以与氨反应，以根据反 应式17和18生成硫酸铵和/或硝酸铵。以这种方式，可以再生碳酸氢盐。另外，硫酸铵和/或 硝酸铵产物可以用作肥料。
[0108] Na2 SO4 (aq) +2NH3 (aq)+2H20 (I)+2C〇2 (g) ^ (NH4) 2 SO4 (aq) +2NaHC03 (s) (17)
[0109] NaNO3 (aq) +NH3 (aq) +H2O (I) +CO2 (g) ^NH4NO3 (aq) +NaHCO3 (s) (18)
[0110] 在其他实施方案中，可以将液流转移至蒸发罐/蒸发场，在该处诸如水的液体可以 通过蒸发移除。
[0111] VI.在低能量下电解用于生产吸收剂流体
[0112] 如上文所述，在某些实施方案中，本公开的装置和方法使用氯碱池120来生产在脱 碳过程中用作吸收剂流体的氢氧化钠。氯碱电解是主要用于生产浓缩的氢氧化钠(苛性钠） 和氯气的电化学过程，并且在全文相关文献中通常由反应式14进行描述：
[0113] 2NaCl+2H20^2Na0H+H2+Cl2 (14)
[0114] 这种电解通常由以下三种常规类型的标准电解池来完成：隔膜池、汞池和膜式池。 这些类型的池中的每一种由相同的输入反应物产生了相同的输出产物。它们彼此的区别主 要在于反应物和产物相互分离的方式。
[0115] 在一个实施方案中，由于若干因素可以使用膜式池。第一，出于汞的环境考虑已减 少了对汞池的需求。第二，隔膜池会产生相对弱的苛性产物，其含有显著浓度的盐和氯离 子，并且需要大量的后续再处理/分离来从苛性物中去除显著的盐内含物。第三，氟化聚合 物技术的改进提高了膜式池技术的寿命和电效率，其中在工业市场中通常保证膜的寿命超 过5年。并且，在优选的实施方案中，每吨苛性物的功率效率超过了隔膜池和汞池两者。
[0116] 许多优选的实施方案可以使用以这种功能的膜式池。相比其他氯碱电解过程，膜 式池具有若干优点。首先，当与隔膜池和汞池相比时，膜式池既不含有也不产生任何环境敏 感的排放物(例如，汞），并且是电学有效的。膜式池还使用了浓缩的/稀释的/补充的NaCl回 路，使得其可以良好适于用作连续"盐回路"处理单元。其次，在膜式池中产生的NaOH不需进 一步蒸发/浓缩，其可以是自然合适的浓度水平用于脱碳过程（例如，以重量计30-33%的 NaOH)。通过加入小的增量单元，膜式池技术还可以容易地从实验室生产按比例放大至工厂 规模生产。
[0117] 并且，膜式池产生的氢气是"清洁的"，近似"电子级"，并且相对地不含NaCl或其他 污染物。因此，氢气可以进行压缩并储于罐中作为电子级出气，用于现场发电，例如与低级 煤混合燃烧，或用于燃烧技术获益。可选地，所述氢气可以用作分离过程的锅炉燃料。此外， 由膜式工艺产生的氯气比由其他标准电解过程产生的氯气具有较少的"湿度"。因此，一阶 段式压缩循环可足够用于生产水处理级的氯气。
[0118] 在某些实施方案中，在溶液被电解之前向其中加入了酸。所述酸可以是任何形式 的可对溶液提供质子化作用的酸，所述酸包括但不限于盐酸。普通技术人员应理解，可以使 用任何数量的酸或酸的混合物获得类似的化学过程和电解。在一些实施方案中，所述酸是 在燃烧器140中通过燃烧副产物HdPCl 2而生成的盐酸。加入溶液的酸的量可以基于最佳质 子化速率的确定，实现产生反应物的能量最低并且从产物回收的能量最高。
[0119]可以使用本领域技术人员所应用的化学、化学工程和/或材料科学的原理和技术， 将这些方法和设备进一步改进、优化和规模放大。此类原理和技术，包括使用低压电解 (LVE)来改进该工艺的热力学效率的技术，在以下中获得教导：例如，在于2005年9月22日提 交的第7，727，374号美国专利；于2005年9月20日提交的第60/718，906号美国临时专利申 请；于2005年1月10日提交的第60/642，698号美国临时专利申请；于2004年9月23日提交的 第60/612，355号美国临时专利申请;于2008年9月22日提交的第12/235，482号美国专利申 请;于2007年9月20日提交的第60/973，948号美国临时申请;于2008年2月29日提交的第61/ 032，802号美国临时申请;于2008年3月3日提交的第61/033，298号美国临时申请；于2008年 9月19日提交的第PCT/US08/77122号国际申请;和于2013年1月11日提交的第2013/0202516 号美国专利公开。在不放弃权利的情况下，通过引用将各个上述引用的公开的全文(包括任 何附件)具体地并入本文。
[0120] VII.生产次氯酸盐
[0121] 如上文所述，在某些实施方案中，本公开的装置和方法使用了次氯酸盐反应器 130。收集在池120中的氯碱过程中生成的氯气，并移至次氯酸盐反应器130和/或HCl燃烧器 140。递送至次氯酸盐反应器130的氯气与从氯碱池120直接或间接递送的氢氧化钠溶液接 触(鼓泡）。获得次氯酸钠溶液，并且其可以与转化/碳酸氢盐化塔111中生成的碳酸氢盐溶 液一同用作洗涤器105中的吸收剂溶液和/或被运往市场。
[0122] VIII.回收废热
[0123] 因为本公开的某些实施方案是在发电厂存在下、或是以由燃烧产生的烟气或其他 热气的形式大量排放CO2的情况下使用的，因此在电化学池的优化中存在足够的机会来利 用这种"废"热，这不同于标准的氯碱过程。例如，典型的进入烟气温度(例如，在静电沉淀处 理后)很可能是300°C。本公开的系统可以包括热交换器，其适于将所述烟气降低至小于300 °C的点，同时加热阳极液流体和阴极液流体(其中，对于LVE，通常应保持在>87.5°C )。这促 进了不存在与阳极液和阴极液加热器有关的电损耗的操作。
[0124] 通常，由于发电厂可得的烟气的离开温度为KKTC (通常经洗涤）、300°C (沉淀过程 后）和900°C (沉淀进入)或其他这类温度，通过与电回收循环进行热交换来冷却进入烟气， 从而引发大量的废热处理，所述循环的实例是氨-水循环(例如，"Kalina"循环）、蒸汽循环， 或任何这类完成同样的热力学方式的循环。由于本公开的一些实施方案依赖DC电来完成本 公开的试剂/吸收剂的制备，通过用于其他用途的在不存在与DC电转变为AC电相关的正常 变压器损耗的情况下完成的废热回收，可以对该过程进行部分地或全部地直接供电。并且， 通过废热至工作能源的使用，可以在根本不使用电生成步骤的情况下完成显著的效率。在 一些条件下，发现这些废热回收能量的量可以完全供动力于本公开的实施方案。
[0125] 同样地还可以利用系统中其他过程的废热回收，以在系统的其他点增加效率。
[0126] 上述说明和实例提供了结构的完整描述和示例性实施方案的用途。虽然上文以某 些程度的特殊性或引用一个或多个的单个实施方案来描述某些实施方案，但本领域的技术 人员能够在不偏离本公开范围的情况下对所公开的实施方案进行许多改变。因此，本文的 装置、系统和方法的例示性实施方案并非意在限制。相反，本文的设备、系统和方法包括落 入权利要求范围内的所有改进和替代，并且除所示实施方案之外的那些实施方案可以包括 所述实施方案的部分或全部特征。例如，组分可以合并为单一结构，和/或连接可以替代。而 且，当适当时，任何上述实施例的方面可以与任何其他所述实施例的方面合并，以形成具有 可比较的或不同的特性并解决相同或不同问题的另外的实施例。同样地，将理解上述益处 和优点可以涉及一个实施方案，或者可以涉及若干实施方案。
[0127] 权利要求不应被解释为包括方法加功能限制或者步骤加功能限制，除非分别使用 短语"……的方法"或"……的步骤"将此类限制明确记载在给定权利要求中。
【主权项】
1. 有效减少气流中污染物的量的方法，其包括： (a) 获得水性混合物中的氢氧化物； (b) 获得水性混合物中的次氯酸盐； (c) 将所述氢氧化物与所述气流中的二氧化碳混合，从而产生第一混合物中的碳酸氢 盐产物或碳酸盐产物与碳酸氢盐产物的组合，由此以矿产物形式封存所述二氧化碳;以及 (d) 将所述次氯酸盐和来自所述第一混合物的碳酸氢盐产物或碳酸盐产物与碳酸氢盐 产物的组合中的至少一部分与所述气流中的硫基酸性气体或氮基酸性气体混合，从而产生 第二混合物中的硝酸盐产物或硫酸盐产物，由此封存所述酸性气体。2. 如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)包括改变反应平衡以促进碳酸氢盐产物的生 产。3. 如权利要求1所述的方法，其中获得所述氢氧化物包括： 获得第1族的盐或第2族的盐； 将所述盐与酸和水、酸和蒸汽、或者酸、水和蒸汽混合，以产生质子化的盐溶液;并电解 所述质子化的盐溶液以产生所述氢氧化物、氢气和氯气。4. 如权利要求3所述的方法，其中获得所述次氯酸盐包括： 将所述氢氧化物与所述氯气混合以产生所述次氯酸盐。5. 如权利要求4所述的方法，其还包括:在所述气流在步骤（c)中混合之前以及所述气 流在步骤(d)中混合之后，获得第二水性混合物中的所述氢氧化物，并喷洒所述水性混合物 以与所述气流混合。6. 如权利要求4所述的方法，其还包括:在所述气流在步骤(c)和步骤(d)中混合之前， 在第二水性混合物中获得所述氢氧化物，并喷洒所述水性混合物以与所述气流混合。7. 如权利要求3所述的方法，其还包括使所述氢气与所述氯气反应以产生盐酸。8. 如权利要求7所述的方法，其中所述质子化的盐溶液包含所述盐酸的至少一部分。9. 如权利要求1所述的方法，其中所述气流为天然气气流或烟气气流。10. 如权利要求1所述的方法，其中所述酸性气体为NOx、SOx或H2S。11. 如权利要求10所述的方法，其还包括使硫酸盐产物或硝酸盐产物与氨和二氧化碳 反应以产生碳酸氢盐和硫酸铵或硝酸铵。12. 如权利要求1所述的方法，其中所述酸性气体为SOx或H2S。13. 如权利要求12所述的方法，其还包括从第二液体流出物中分离所述硫酸盐产物，并 将所述硫酸盐产物转化为硫酸钙。14. 如权利要求1所述的方法，其中所述酸性气体为NOx。15. 如权利要求14所述的方法，其还包括适于将所述硝酸盐产物转化为硝酸铵的第五 组混合设备。16. 如权利要求1所述的方法，其中将所述次氯酸盐和所述碳酸氢盐产物或碳酸盐与碳 酸氢盐产物的组合中的至少一部分混合包括，将包含以重量计〇. 5 %至约5 %的次氯酸盐和 以重量计约0.5%至约5%的碳酸氢盐的溶液或溶液的组合进行混合。17. 如权利要求16所述的方法，其中所述次氯酸盐与碳酸氢盐的摩尔比为约1:1至约5: 1〇18. 如权利要求1所述的方法，其中所述次氯酸盐是以次氯酸钠的形式，并且所述氢氧 化物是以氢氧化钠的形式。19. 洗涤天然气气流的方法，其中所述洗涤阶段基本上由以下组成： 将次氯酸盐和碳酸氢盐与所述天然气气流中的硫基酸性气体或氮基酸性气体混合以 产生混合物中的硝酸盐产物或硫酸盐产物，由此封存所述酸性气体。20. 如权利要求19所述的方法，其中所述次氯酸盐的浓度为以重量计0.5%至5%，并且 所述碳酸氢盐的浓度为以重量计〇. 5 %至5 %。21. 如权利要求20所述的方法，其中所述次氯酸盐与碳酸氢盐的摩尔比为约1:1至约5: 1〇22. 有效减少气流中污染物的系统，其包含： 第一组混合设备，其适于将氢氧化物与气流混合以产生第一混合物，其中所述气流中 的二氧化碳能够与氢氧化物反应从而产生第一液体流出物中的碳酸氢盐产物或碳酸氢盐 产物与碳酸盐产物的组合;以及 第二组混合设备，其适于将次氯酸盐和所述碳酸氢盐产物或碳酸氢盐产物与碳酸盐产 物的组合与所述气流混合从而产生第二混合物，其中氮基酸性气体或硫基酸性气体能够与 所述次氯酸盐和所述碳酸氢盐产物或碳酸氢盐产物与碳酸盐产物的组合反应，从而产生第 二液体流出物中的硝酸盐产物或硫酸盐产物， 其中在所述气流的至少一部分流经所述第一组混合设备之前，所述气流流经所述第二 组混合设备。23. 如权利要求22所述的系统，其还包括适于将所述液体流出物输送至所述第二组混 合设备以产生所述第二混合物的导管。24. 如权利要求22所述的系统，其还包括适于用质子化的盐水溶液电化学产生所述氢 氧化物的氯碱池，其中所述氯碱池与所述第一组混合设备流体连通。25. 如权利要求24所述的系统，其还包括适于将来自所述氯碱池的氢氧化物与来自所 述氯碱池的氯气混合的第三组混合设备，其中所述氯碱池与所述第三组混合设备流体连 通，并且其中所述第三组混合设备与所述第二组混合设备为流体连通。26. 如权利要求24所述的系统，其还包括适于在所述气流的至少一部分流经所述第一 组混合设备之前，将来自所述氯碱池的氢氧化物与所述气流混合的第四组混合设备。27. 如权利要求24所述的系统，其还包括适于燃烧来自所述氯碱池的氢气和氯气以产 生盐酸的燃烧器。28. 如权利要求25所述的系统，其中所述盐酸的至少一部分与所述氯碱池连通以使盐 水溶液质子化。29. 如权利要求22所述的系统，其中所述气流为天然气气流或烟气气流。30. 如权利要求22所述的系统，其中所述酸性气体为NOx、SOx或H2S。31. 如权利要求30所述的系统，其还包括适于将所述硫酸盐产物或硝酸盐产物转化为 硫酸铵或硝酸铵的第五组混合设备。32. 如权利要求22所述的系统，其中所述酸性气体为SOx或H2S。33. 如权利要求32所述的系统，其还包括适于从所述第二液体流出物中分离所述硫酸 盐产物并形成固体形式的硫酸钙的第五组混合设备。34. 如权利要求22所述的系统，其中所述酸性气体为NOx。35. 如权利要求34所述的系统，其还包括适于将所述硝酸盐产物转化为硝酸铵的第五 组混合设备。36. 如权利要求22所述的系统，其中所述第二混合物包含以重量计约0.5%至约5%的 次氯酸盐和以重量计约〇. 5 %至约5 %的碳酸氢盐。37. 如权利要求36所述的系统，其中所述次氯酸盐与碳酸氢盐的摩尔比为约1:1至约5: 1〇38. 如权利要求22所述的系统，其中所述第一组混合设备包含两个阶段： 第一阶段，适于将所述氢氧化物与离开所述第二组混合设备的一部分所述气流混合， 从而产生第一阶段液体流出物中的碳酸盐产物，以及 第二阶段，适于将所述第一阶段液体流出物与离开所述第二组混合设备的另一部分所 述气流混合，从而产生所述第一液体流出物中的碳酸氢盐产物。39. 如权利要求22所述的系统，其中所述次氯酸盐是以次氯酸钠的形式，并且所述氢氧 化物是以氢氧化钠的形式。
【文档编号】B01D53/62GK106061583SQ201580011514
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年1月16日 公开号201580011514.X, CN 106061583 A, CN 106061583A, CN 201580011514, CN-A-106061583, CN106061583 A, CN106061583A, CN201580011514, CN201580011514.X, PCT/2015/11765, PCT/US/15/011765, PCT/US/15/11765, PCT/US/2015/011765, PCT/US/2015/11765, PCT/US15/011765, PCT/US15/11765, PCT/US15011765, PCT/US1511765, PCT/US2015/011765, PCT/US2015/11765, PCT/US2015011765, PCT/US201511765
【发明人】艾·亚布隆斯基, 亚历山大·斯托拉, 亚当·热尔梅娜, 乔·大卫·琼斯
【申请人】斯凯约尼克公司