[发明专利]一种电厂烟气氨法脱碳工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱碳工艺，特别是涉及一种电厂锅炉烟气处理的工艺，具体指一种电厂烟气氨法脱碳工艺。

背景技术

现代工业快速发展，大量化石燃料的使用，导致CO₂排放日益增多，而CO₂是导致气候变化和全球气候变暖的主要原因。2009年我国确定了到2020年单位国内生产总值温室气体排放比2005年下降40％—45％的行动目标。

以氨水作为吸收液的化学吸收法具有吸收能力强、腐蚀性小、再生能耗低、补充成本低，不易被烟气中其它组分降级，可同时脱除多种酸性气体污染物等特点，成为脱碳工艺较为成熟的技术，国内外学者进行了大量的研究。

以氨法脱碳工艺应用于电厂烟气还存在很多问题。吸收液的浓度越高，解吸过程中会出现解吸不完全，CO₂解吸率越低，导致再生液吸收能力差，同时容易造成氨的逸出，提高了工艺的成本。必须要提出一种合理的氨法脱碳工艺，保证工艺运行的可行性，降低运行成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种CO₂的解吸率高，同时吸收液循环利用过程中CO₂负载量保持不变，保证溶液对CO₂的吸收能力的电厂烟气氨法脱碳工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供的电厂烟气氨法脱碳工艺，烟气经过脱硫、除尘冷却到45～55℃后，进入脱碳吸收塔，与脱碳吸收塔内的吸收液逆流接触，吸收液的总氨质量分数控制在3%～5%，烟气中CO₂被吸收，将吸收CO₂后的吸收液送入再生塔中，对吸收液加热解吸释放CO₂，解吸温度为85～95℃，然后返回到脱碳吸收塔开始新一轮吸收。

烟气与从脱碳吸收塔上部喷淋而下的吸收液逆流接触。

对加热解吸释放CO₂的吸收液补充新鲜氨水。

在吸收液中添加碳酸氢钠或碳酸氢钾，添加的碳酸氢钠或碳酸氢钾浓度为0.1～0.5mol/L。

该系统通过检测吸收后烟气中CO₂浓度得出溶液的吸收率以及CO₂负载量，对吸收液品质进行控制，吸收液的总氨质量分数控制在3%～5%。吸收CO₂后的吸收液失去了吸收CO₂的能力称为富液，经过解吸、补充新鲜氨水后，加热解吸释放CO₂、补充新鲜氨水后又重新具备吸收CO₂的能力称为贫液，贫液的CO₂负载量低，具有较高的CO₂吸收率，随着吸收过程的进行，吸收率降低，CO₂负载量升高。生成的主要产物包括碳酸氢铵和碳酸铵，CO₂负载量越高，产物中碳酸氢铵比重增大。CO₂负载量的变化范围从0～0.8mol·mol^-1，负载量过低，需要补充更多的新鲜氨水，提高了成本；负载量过高时，吸收效率过低，不能达到捕获要求。最优范围为0.2～0.6mol·mol^-1。

进一步，经过解吸、补充新氨水后贫液负载量为0.2mol·mol^-1，随着吸收过程的进行，CO₂负载量逐渐增大，达到0.5～0.6mol·mol^-1时，富液泵送入再生塔进行蒸汽加热解吸，解吸温度为85～95℃。

该方案中吸收液流量与烟气流量的液气比控制在18～20L/m³。

如上所述的的电厂烟气氨法脱碳工艺，吸收部分主要通过如下反应：

CO₂+2NH₃-NH₂COONH₄                    （1）

解吸部分主要通过如下反应：