[发明专利]烟道气碳酸化制碳酸钠溶液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤、天然气燃烧后产生烟道气的回收利用技术领域，尤其是一种用烟道气碳酸化制碳酸钠溶液的方法。

背景技术

煤、天然气燃烧后产生烟道气中的氮氧化物、二氧化碳、和一氧化碳等成分都是有毒有害气体，对环境造成污染，特别是烟道气中二氧化碳对大气引起的温室效应，已引起环保专家的重视。

入世后，随着国家整体经济发展的加快，近年来纯碱下游行业保持了较高的消费增长速度，价格也上涨了30％左右。

如何减少烟道气中的二氧化碳对大气的温室效应，同时又能利用它，成为大家一直关注的问题。北京化工大学李群生的《烟道气碳酸化制碳酸钠可行性分析》提供了一种解决方法，此工艺方法流程是，从烟道气出发，将其中的氮氧化物除去，将二氧化碳用氢氧化钠在碳化塔中吸收，制备碳酸钠。具体流程是：富含二氧化碳的烟道气可以直接通入碳化塔中。烟道气经压缩机压缩，从碳化塔的底部打入，碱液从碳化塔的顶部打。在碳化塔内，烟道气中的二氧化碳与碱液发生酸化反应，生成碳酸钠溶液。碱液和碳酸钠的混合物一起打入下一个碳化塔中，继续反应。生成的碳酸钠溶液通过三个碳酸钠结晶器生成碳酸钠晶体和碱液的混合物，经过滤机过滤后，剩余的碱液再加已利用，和结晶器中的混合物发生换热后，再打入碳化塔继续反应。碳酸钠晶体在预干燥机中干燥，由吊斗送往碱仓，再经过漂白器漂白后，在一水化物结晶器中结晶。经过滤后，在煅烧炉中煅烧，生成无水碳酸钠。但它存在以下的缺陷：第一、它的反应器选择了碳化塔，碳化塔制造成本高(不锈钢材质)；在放热或吸热反应中易产生温度梯度和浓度梯度，反应不均匀，产生的是碳酸氢钠和碳酸钠混合溶液。第二、碳化塔需要用二氧化碳压缩机做动力源，能耗高。第三、它不能生产不同浓度的碳酸钠溶液。第四、流程长、控制点多，能耗高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低和能耗低的烟道气碳酸化制碳酸钠溶液的方法。

烟道气碳酸化制碳酸钠溶液的方法，先在循环槽中配制需要的氢氧化钠溶液，用循环泵将配制的氢氧化钠溶液经换热器打入气液喷射器中与经过冷却器来的烟道气中的二氧化碳进行反应，配制的氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的温度在50-90℃之间，并进行循环反应，反应终止时，循环槽中游离碱浓度大于0％。

上述的烟道气碳酸化制碳酸钠溶液方法，其配制氢氧化钠溶液浓度是7-50％，二氧化碳浓度为8-45％，反应温度是65-85℃。

上述的烟道气碳酸化制碳酸钠溶液方法，其配制氢氧化钠溶液浓度10-30％。

上述的烟道气碳酸化制碳酸钠溶液方法，利用废碱或低浓度氢氧化钠溶液与固碱蒸发冷凝水配制氢氧化钠溶液，适合氯碱企业使用。

上述的烟道气碳酸化制碳酸钠溶液方法，煤或含硫天然气燃烧后的烟道气在冷却之前要经过净化装置处理，适合烟道气杂质多的企业使用。

上述的烟道气碳酸化制碳酸钠溶液方法，其气液喷射器可以是若干个。

因本发明采用气液喷射器代替碳化塔，一方面，反应均匀，可以得到碳酸钠溶液，且降低了成本，另一方面，省去了二氧化碳压缩机，降低了能耗。如果氯碱厂采用本发明，可直接利用氯碱厂的三废生产自己需要的外购精制剂，满足自用，年产烧碱20万吨的企业，装置投资不到20万元，可以节约130万元左右(不包括节约的排污环保收费)。本发明可广泛适用于煤、天然气燃烧后产生的烟道气碳酸化制取碳酸钠溶液，特别适合氯碱企业使用。

附图说明

下面将结合附图通过实施对本发明做进一步说明。

图1为本发明在氯碱行业利用烟道气碳酸化制碳酸钠溶液的方法的工业化装置的工艺流程图。

具体实施方式

参照图1，实施例1工艺流程：管道1来的氢氧化钠溶液在循环槽4中配制10％的氢氧化钠溶液，启动循环泵5把配制的氢氧化钠溶液经换热器6(根据工艺温度来控制对氢氧化钠溶液加热或冷却)打入三个气液喷射器8中与经过冷却器3来的烟道气中浓度9％的二氧化碳进行碳酸化反应；调整换热器6和冷却器3阀门开度，保持反应温度75℃，烟道气冷却到常温，循环吸收，当游离碱小于1％，终止反应，把生产的碳酸钠溶液通过管道9，打到一次盐水工序的碳酸钠高位槽待用；上述的氢氧化钠溶液可用废碱或低浓度氢氧化钠溶液(固碱冲洗设备水)与固碱蒸发冷凝水配制。

实施例2与实施例1不同之处在于反应温度在90℃，配制的氢氧化钠浓度7％，二氧化碳浓度8％，气液喷射器为一个。

实施例3与实施例1不同之处在于反应温度在60℃，配制的氢氧化钠浓度30％，二氧化碳浓度22％。