[发明专利]烟气CO2与磷石膏浆膜三相流化矿化方法

权利要求书

1.一种烟气CO₂与磷石膏浆膜三相流化矿化方法，其特征在于烟气与氨气形成的混合气由下往上通过双层结构的气-液-固浆膜三相流化矿化反应器，悬浮于气流中湍动的空心薄壳小球表面均布一层磷石膏浆膜，膜内含碳酸钙和磷石膏颗粒混合物总体积浓度5~15%、颗粒粒径1~50微米、膜厚80~800微米，浆膜比表面积150~600 m^-1，通过膜表面与气流中的CO₂及NH₃发生气-液-固三相连串反应

2NH₃ + CO₂ + SO₄^2- + Ca²⁺ + H₂O = CaCO3↓+ 2NH₄⁺ + SO₄^2-

使混合气通过下层床反应后CO₂及NH₃含量减少80%以上，NH₃的体积含量低于2%；上层床新布的浆膜内游离NH₃质量浓度不超过0.01%的条件下，通过上层床反应后混合气含NH₃体积含量低于0.8%；

烟气温度10~80℃、CO₂体积浓度8~30%，混合气配比氨气按NH₃/ CO₂摩尔比1.55~1.90；

磷石膏浆料的配比，按CaSO₄·2H₂O/NH₃摩尔比0.45~0.49，H₂O/NH₃摩尔比5.0~6.0；

磷石膏浆料在配浆槽平均停留时间15~25分钟，用旋流器将其分为溢流与底流，底流直接加入结晶转化器，溢流的体积流量是底流的2~3倍、含固体颗粒体积浓度2~10%、均匀淋洒加入磷石膏浆膜三相流化矿化反应器的上层床顶，自上而下通过双层流化床与混合气逆流反应后进入结晶转化器，在其中平均停留时间60~120分钟，使80%以上的烟气CO₂矿化为碳酸钙、96%以上的磷石膏CaSO₄·2H₂O转化为硫酸铵；

结晶转化器内的浆料通过磷石膏浆膜三相流化矿化反应器的下层床循环，循环浆料的体积流量与上层床降淋的体积流量之比为5~10；

循环浆料通过冷却器向外输出反应热，进冷却器浆料温度65~80℃、出冷却器浆料温度60~70℃，维持结晶转化器操作温度65~80℃

一种回收尾气微量氨的方法，其特征在于碳减排后的尾气含NH₃体积浓度低于0.8%、含CO₂体积浓度低于4.0%，从下往上流经双层磷石膏浆膜三相流化床构成的尾气氨回收反应器，在下层床浆膜表面瞬间完成回收尾气微量氨的反应，使常温下出口尾气含氨体积浓度小于10 ppm；

由磷石膏和工艺水配成磷石膏浆，磷石膏直接加入配浆槽，工艺水从尾气氨回收反应器的上层流化床顶部加入，自上而下流经双层流化床后进入配浆槽；

配浆槽内的浆料通过流化矿化反应器的下层床循环，循环浆料的体积流量是工艺水体积流量的8~10倍，其中含溶解的硫酸根摩尔流量超过尾气含氨摩尔流量。