CN104645808B - 烟气的处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了烟气的处理方法及系统，其中，烟气的处理方法包括：利用第一氨水对烟气进行第一净化处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气和脱硫后液，其中，脱硫后液中含有亚硫酸铵；利用第二氨水对所述含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气进行第二净化处理，以便得到含有氨气的第二净化烟气和负载二氧化碳的第二氨水；利用第三氨水对所述含有氨气的第二净化烟气进行第三净化处理，以便获得净化后的烟气和脱氨后液，其中，所述净化后的烟气中，氨体积浓度低于50ppm。利用该方法对烟气进行处理，可以避免氨水高挥发性所产生的氨大量逃逸引起的大量能量损耗，以及氨的挥发形成的结晶影响装置正常运行，并且节约能源、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，具体地，涉及烟气的处理方法及系统。
背景技术
温室气体的大量排放被认为是造成近年来观察到的冰川融化、海平面上升以及多种极端恶劣天气出现的原因。在所有已知的温室气体中，二氧化碳的排放量是最大的，因此二氧化碳减排是世界各国都必须承担的责任。
燃煤电厂是最主要的二氧化碳集中排放源，针对燃煤电厂烟气中二氧化碳的捕集技术主要可分为燃烧前捕集、燃烧后捕集以及富氧燃烧技术。其中，燃烧后捕集又包括化学吸收、物理吸附、膜分离以及低温分离等技术。其中化学吸收法具有技术成熟、适用于较低浓度二氧化碳处理等特点，被认为是最有应用前景的二氧化碳捕集技术。
采用化学吸收法捕集二氧化碳时，吸收剂的选择尤为重要。相比现今最常用和最成熟的吸收剂-乙醇胺(MEA)，氨水作为二氧化碳吸收剂具有诸多优点，包括吸收剂成本低廉、吸收能力强、再生能耗低、无降级、低腐蚀以及联合脱除多种污染物的潜力。然而，氨法脱碳技术的应用受氨水的高挥发性所限制。一方面氨的大量逃逸使得氨洗涤与氨再生系统需耗费大量能量；另一方面氨的挥发使得二氧化碳解吸过程中在冷凝器和气液分离器部分发生结晶，影响正常运行。
在燃煤电厂烟气中，另一种需要处理的污染物是二氧化硫，一般采用脱硫塔进行处理。现今应用最广泛的是石灰石-石膏法脱硫技术，这种脱硫方法要消耗大量的石灰石资源，且产生脱硫废水和大量副产石膏，而我国石膏资源丰富，因此副产品经济价值不高。此外脱硫塔出口气体中依然会含有一定浓度的二氧化硫，这部分二氧化硫会对随后的二氧化碳捕集系统造成影响，因而一般需要采用预处理设备进行二氧化硫的精脱除，显著增加了设备投资。
因此，烟气处理的方法和系统有待于进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出利用氨水联合脱除二氧化碳和二氧化硫的烟气处理方法和系统，适用于同时含有二氧化硫和二氧化碳烟气的净化处理，优化了氨法脱碳工艺，降低了二氧化碳和二氧化硫捕集系统的能耗。
因而，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种烟气的处理方法。根据本发明的实施例，该方法包括：利用第一氨水对烟气进行第一净化处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气和脱硫后液，其中，脱硫后液中含有亚硫酸铵；利用第二氨水对所述含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气进行第二净化处理，以便得到含有氨气的第二净化烟气和负载二氧化碳的第二氨水；利用第三氨水对所述含有氨气的第二净化烟气进行第三净化处理，以便获得净化后的烟气和脱氨后液，其中，所述净化后的烟气中，氨体积浓度低于50ppm。发明人惊奇的发现，利用该方法对烟气进行处理，可以避免氨水高挥发性所产生的氨大量逃逸引起的大量能量损耗，以及氨的挥发形成的结晶影响装置正常运行，并且节约能源、成本低。
另外，根据本发明上述实施例的烟气处理方法，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，该方法进一步包括：将所述脱硫后液进行第一降温处理，以便得到冷却的脱硫后液，并将所述冷却的脱硫后液用于所述第三净化处理，即第三氨水为冷却后的脱硫后液。由此，对脱硫后液进行冷却，以便提高第三净化处理的净化效果。将所述脱氨后液与所述脱硫后液进行第一换热处理，以便得到预热后的脱氨后液，并将所述预热后的脱氨后液用于所述第一净化处理。由此，通过换热实现脱氨后液的加热以及脱硫后液的冷却，实现热量的整合，节约能源。
根据本发明的实施例，该方法进一步包括：将所述负载二氧化碳的第二氨水进行解吸处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的混合气体和解吸后液；以及将所述解吸后液进行第二降温处理，以便得到冷却后的解吸后液，并将所述解吸后液用于所述第二净化处理。由此，负载二氧化碳的氨水中的二氧化碳得到释放，有利于氨水的循环利用。
根据本发明的实施例，在进行所述解吸处理之前，利用所述解吸后液对所述负载二氧化碳的第二氨水进行第二换热处理。由此，通过换热实现负载二氧化碳的第二氨水的加热，以及解吸后液的冷却，实现热量的整合，节约能源。
根据本发明的实施例，该方法进一步包括：对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理，以便得到二氧化碳气体，其中，所述二氧化碳气体中二氧化碳的纯度不低于95％。由此，利用第四净化处理对二氧化碳产物的进一步提纯，从而省去了冷凝器和气液分离器，在保证产物高纯度的同时解决了结晶问题。
根据本发明的实施例，将所述脱氨后液用于所述第一净化处理之前，进一步包括：利用所述脱氨后液对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理。由此，氨水可以反复重复利用，节约成本。
根据本发明的实施例，该处理方法进一步包括：当所述脱硫后液中亚硫酸铵达到饱和后，对所述脱硫后液进行氧化，获得硫酸铵溶液；以及对所述硫酸铵溶液进行蒸发结晶，以便获得硫酸铵晶体。由此，利用废弃的脱硫后液生产经济价值高的硫酸铵晶体。
根据本发明实施例，所述氧化通过所述脱硫后液与氧气接触进行的。由此，操作简单，氧化效果好。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种烟气的处理系统。根据本发明的实施例，该处理系统包括：第一净化装置，所述第一净化装置具有烟气入口、第一氨水入口、第一净化烟气出口和脱硫后液出口，所述第一净化装置适于利用第一氨水对烟气进行第一净化处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气和脱硫后液，其中，所述脱硫后液中含有亚硫酸铵；第二净化装置，所述第二净化装置具有第一净化烟气入口、第二氨水入口、第二净化烟气出口和负载二氧化碳的第二氨水出口，所述第一净化烟气入口与所述第一净化烟气出口相连，所述第二净化装置适于利用第二氨水对所述含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气进行第二净化处理，以便得到含有氨气的第二净化烟气和负载二氧化碳的第二氨水；第三净化装置，所述第三净化装置具有第三氨水入口、第二净化烟气入口、净化后的烟气出口和脱氨后液出口，所述第二净化烟气入口与所述第二净化烟气出口相连，所述第三净化装置适于利用第三氨水对所述含有氨气的第二净化烟气进行第三净化处理，以便获得净化后的烟气和脱氨后液，其中，所述净化后的烟气中，氨体积浓度低于50ppm。发明人惊奇的发现，利用该处理系统对烟气进行处理，可以避免氨水高挥发性所产生的氨大量逃逸引起的大量能量损耗，以及氨的挥发形成的结晶影响装置正常运行，并且节约能源、成本低。
根据本发明的实施例，该处理系统进一步包括：第一冷却装置，所述第一冷却装置分别与所述脱硫后液出口和第三氨水入口相连，所述第一冷却装置适于将所述脱硫后液进行第一降温处理，以便得到冷却的脱硫后液，并将所述冷却的脱硫后液用于所述第三净化处理；第一换热器，所述第一换热器设置在所述第一净化装置和所述第三净化装置之间，所述第一换热器适于将所述脱氨后液与所述脱硫后液进行第一换热处理，以便得到预热后的脱氨后液，并将所述预热后的脱氨后液用于所述第一净化处理。由此，通过换热实现脱氨后液的加热以及脱硫后液的冷却，实现热量的整合，节约能源。
根据本发明的实施例，该处理系统进一步包括：二氧化碳解吸塔，所述二氧化碳解吸塔具有负载二氧化碳的第二氨水入口、混合气体出口和解吸后液出口，所述负载二氧化碳的第二氨水入口与所述负载二氧化碳的第二氨水出口相连，所述二氧化碳解吸塔适于将所述负载二氧化碳的第二氨水进行解吸处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的混合气体和解吸后液；第二冷却装置，所述第二冷却装置具有解吸后液入口和冷却后解吸后液出口，所述解吸后液入口与解吸后液出口相连，所述冷却后解吸后液出口与第二氨水入口相连；所述第二冷却装置适于将所述解吸后液进行第二降温处理，以便得到冷却后的解吸后液，并将所述解吸后液用于所述第二净化处理；由此，负载二氧化碳的氨水中的二氧化碳得到释放，有利于氨水的循环利用。
根据本发明的实施例，该处理系统进一步包括：第二换热装置，所述第二换热装置设置在所述第二净化装置和所述二氧化碳解吸塔之间，且适于在进行所述解吸处理之前，利用所述解吸后液对所述负载二氧化碳的第二氨水进行第二换热处理。由此，通过换热实现负载二氧化碳的第二氨水的加热，以及解吸后液的冷却，实现热量的整合，节约能源。
根据本发明的实施例，该处理系统进一步包括：第四净化装置，所述第四净化装置具有混合气体入口、二氧化碳气体出口，所述混合气体入口与所述混合气体出口相连，所述第四净化装置适于对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理，以便得到二氧化碳气体，其中，所述二氧化碳气体中二氧化碳的纯度不低于95％。由此，利用第四净化处理对二氧化碳产物的进一步提纯，从而省去了冷凝器和气液分离器，在保证产物高纯度的同时解决了结晶问题。
根据本发明的实施例，所述第四净化装置设置在所述第一换热装置和所述第一净化装置之间，且适于将所述脱氨后液用于所述第一净化处理之前，利用所述脱氨后液对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理。由此，氨水可以反复重复利用，节约成本。
根据本发明的实施例，该处理系统进一步包括：氧化装置，所述氧化装置与所述第一净化装置相连，且适于当所述脱硫后液中亚硫酸铵达到饱和后，用于对所述脱硫后液进行氧化，获得硫酸铵溶液；以及蒸发结晶装置，所述蒸发结晶装置与所述氧化装置相连，用于对所述硫酸铵溶液进行蒸发结晶，以便获得硫酸铵晶体。由此，利用废弃的脱硫后液生产经济价值高的硫酸铵晶体。
根据本发明的实施例，所述氧化通过所述脱硫后液与氧气接触进行的。由此，操作简单，氧化效果好。
根据本发明的实施例，所述硫酸铵晶体用于制备化肥。由此，硫酸铵晶体的经济价值高。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的烟气的处理系统的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
烟气处理方法
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种烟气的处理方法。根据本发明的实施例，该方法包括：利用第一氨水对烟气进行第一净化处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气和脱硫后液，其中，脱硫后液中含有亚硫酸铵；利用第二氨水对所述含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气进行第二净化处理，以便得到含有氨气的第二净化烟气和负载二氧化碳的第二氨水；利用第三氨水对所述含有氨气的第二净化烟气进行第三净化处理，以便获得净化后的烟气和脱氨后液，其中，所述净化后的烟气中，氨体积浓度低于50ppm。
其中，需要说明的是，第一氨水、第二氨水和第三氨水的浓度不受特别的限制，只要能够有效地对烟气进行净化处理即可，在工业生产中，上述氨水的浓度为1％～10％。
发明人惊奇的发现，利用该方法对烟气进行处理，可以避免氨水高挥发性所产生的氨大量逃逸引起的大量能量损耗，以及氨的挥发形成的结晶影响装置正常运行，达到整体系统的氨平衡和碳平衡，降低系统能耗，节约能源，同时实现了二氧化硫的吸收和氨的再生，节约了设备建设成本。
根据本发明的具体实施例，该处理方法进一步包括：将所述脱硫后液进行第一降温处理，以便得到冷却的脱硫后液，并将所述冷却的脱硫后液用于所述第三净化处理，即第三氨水为冷却后的脱硫后液。由此，对脱硫后液进行冷却，以便提高第三净化处理的净化效果。将所述脱氨后液与所述脱硫后液进行第一换热处理，以便得到预热后的脱氨后液，并将所述预热后的脱氨后液用于所述第一净化处理。由此，通过换热实现脱氨后液的加热以及脱硫后液的冷却，实现热量的整合，显著降低系统能耗，减少设备投资，节约能源，降低成本。
根据本发明的一个实施例的烟气处理方法，可以进一步包括：将所述负载二氧化碳的第二氨水进行解吸处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的混合气体和解吸后液；以及将所述解吸后液进行第二降温处理，以便得到冷却后的解吸后液，并将所述解吸后液用于所述第二净化处理。由此，负载二氧化碳的氨水中的二氧化碳得到释放，有利于氨水的循环利用，进而实现系统的氨平衡和碳平衡。
根据本发明的具体实施例，在进行所述解吸处理之前，利用所述解吸后液对所述负载二氧化碳的第二氨水进行第二换热处理。由此，通过换热实现负载二氧化碳的第二氨水的加热，以及解吸后液的冷却，实现热量的整合，显著降低系统能耗，减少设备投资，节约能源，降低成本。
根据本发明的一个实施例，该处理方法进一步包括：对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理，以便得到二氧化碳气体，其中，所述二氧化碳气体中二氧化碳的纯度不低于95％。由此，利用第四净化处理对二氧化碳产物的进一步提纯，从而省去了冷凝器和气液分离器，在保证产物高纯度的同时解决了结晶问题。
根据本发明的具体实施例，将所述脱氨后液用于所述第一净化处理之前，进一步包括：利用所述脱氨后液对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理。由此，氨水可以反复重复利用，有利于实现系统的氨平衡，节约成本。
根据本发明的具体实施例，烟气的处理方法可以进一步包括：当所述脱硫后液中亚硫酸铵达到饱和后，对所述脱硫后液进行氧化，获得硫酸铵溶液；以及对所述硫酸铵溶液进行蒸发结晶，以便获得硫酸铵晶体。由此，利用废弃的脱硫后液生产经济价值高的硫酸铵晶体。
根据本发明的一个实施例，所述氧化通过所述脱硫后液与氧气接触进行的。由此，操作简单，氧化效果好。
根据本发明的一个实施例，所述硫酸铵晶体用于制备化肥。由此，硫酸铵晶体得到充分的利用，硫酸铵化肥的经济价值高。
烟气处理系统
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种烟气的处理系统。为了便于理解，下面参考图1，对烟气处理系统进行描述，根据本发明的实施例，该处理系统1000包括：第一净化装置100、第二净化装置200和第三净化装置300。
第一净化装置100，所述第一净化装置100具有烟气入口101、第一氨水入口102、第一净化烟气出口103和脱硫后液出口104，所述第一净化装置100适于利用第一氨水对烟气进行第一净化处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气和脱硫后液，其中，所述脱硫后液中含有亚硫酸铵。
第二净化装置200，所述第二净化装置200具有第一净化烟气入口201、第二氨水入口202、第二净化烟气出口204和负载二氧化碳的第二氨水出口203，所述第一净化烟气入口201与所述第一净化烟气出口103相连，所述第二净化装置200适于利用第二氨水对所述含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气进行第二净化处理，以便得到含有氨气的第二净化烟气和负载二氧化碳的第二氨水。
第三净化装置300，所述第三净化装置300具有第三氨水入口301、第二净化烟气入口302、净化后的烟气出口303和脱氨后液出口304，所述第二净化烟气入口302与所述第二净化烟气出口204相连，所述第三净化装置300适于利用第三氨水对所述含有氨气的第二净化烟气进行第三净化处理，以便获得净化后的烟气和脱氨后液，其中，所述净化后的烟气中，氨体积浓度低于50ppm。
其中，需要说明的是，第一氨水、第二氨水和第三氨水的浓度不受特别的限制，只要能够有效地对烟气进行净化处理即可，在工业生产中，上述氨水的质量浓度为1％～10％。
发明人惊奇的发现，利用该处理系统对烟气进行处理，可以避免氨水高挥发性所产生的氨大量逃逸引起的大量能量损耗，以及氨的挥发形成的结晶影响装置正常运行，达到整体系统的氨平衡和碳平衡，降低系统能耗，节约能源，同时实现了二氧化硫的吸收和氨的再生，节约了设备建设成本，并且该方法的。
根据本发明的具体实施例，该处理系统可以进一步包括：第一冷却装置600，所述第一冷却装置600分别与所述脱硫后液出口104和第三氨水入口301相连，所述第一冷却装置600适于将所述脱硫后液进行第一降温处理，以便得到冷却的脱硫后液，并将所述冷却的脱硫后液用于所述第三净化处理；第一换热器700，所述第一换热器700设置在所述第一净化装置100和所述第三净化装置300之间，所述第一换热器700适于将所述脱氨后液与所述脱硫后液进行第一换热处理，以便得到预热后的脱氨后液，并将所述预热后的脱氨后液用于所述第一净化处理。由此，通过换热实现脱氨后液的加热以及脱硫后液的冷却，实现热量的整合，显著降低系统能耗，减少设备投资，节约能源，降低成本。
根据本发明的具体实施例，该处理系统可以进一步包括：二氧化碳解吸塔400，所述二氧化碳解吸塔400具有负载二氧化碳的第二氨水入口401、混合气体出口403和解吸后液出口402，所述负载二氧化碳的第二氨水入口401与所述负载二氧化碳的第二氨水出口203相连，所述二氧化碳解吸塔400适于将所述负载二氧化碳的第二氨水进行解吸处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的混合气体和解吸后液；第二冷却装置800，所述第二冷却装置800具有解吸后液入口801和冷却后解吸后液出口802，所述解吸后液入口801与解吸后液出口802相连；所述第二冷却装置800适于将所述解吸后液进行第二降温处理，以便得到冷却后的解吸后液，并将所述解吸后液用于所述第二净化处理。由此，负载二氧化碳的氨水中的二氧化碳得到释放，有利于氨水的循环利用，进而实现系统的氨平衡和碳平衡。
根据本发明的实施例烟气处理系统，可以进一步包括：第二换热装置900，所述第二换热装置900设置在所述第二净化装置200和所述二氧化碳解吸塔400之间，且适于在进行所述解吸处理之前，利用所述解吸后液对所述负载二氧化碳的第二氨水进行第二换热处理。由此，通过换热实现负载二氧化碳的第二氨水的加热，以及解吸后液的冷却，实现热量的整合，显著降低系统能耗，减少设备投资，节约能源，降低成本。
根据本发明的一个优选实施例，该处理系统进一步包括：第四净化装置500，所述第四净化装置500具有混合气体入口503、二氧化碳气体出口501，所述混合气体入口503与所述混合气体出口403相连，所述第四净化装置500适于对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理，以便得到二氧化碳气体，其中，所述二氧化碳气体中二氧化碳的纯度不低于95％。由此，利用第四净化处理对二氧化碳产物的进一步提纯，从而省去了冷凝器和气液分离器，在保证产物高纯度的同时解决了结晶问题，并且降低设备投资成本。
需要说明的是，二氧化碳解吸塔400中可以进一步包括压力控制单元，在二氧化碳吸收解吸过程中，二氧化碳解吸塔400运行于加压条件下，以降低再生能耗。相应地，第四净化装置500也可以运行在加压条件下。液体在进入二氧化碳解吸塔400以及第四净化装置500之前均需要通过加压泵提高至相应压力，离开二者之后也需要通过减压阀降低压力。
根据本发明的一个实施例，所述第四净化装置500设置在所述第一换热装置700和所述第一净化装置100之间，且适于将所述脱氨后液用于所述第一净化处理之前，利用所述脱氨后液对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理。由此，氨水可以反复重复利用，有利于实现系统的氨平衡，节约成本。
根据本发明的具体实施例，该处理系统进一步包括：氧化装置1100，所述氧化装置1100与所述第一净化装置100相连，且适于当所述脱硫后液中亚硫酸铵达到饱和后，用于对所述脱硫后液进行氧化，获得硫酸铵溶液；以及蒸发结晶装置1200，所述蒸发结晶装置1200与所述氧化装置1100相连，用于对所述硫酸铵溶液进行蒸发结晶，以便获得硫酸铵晶体。由此，利用废弃的脱硫后液生产经济价值高的硫酸铵晶体。
根据本发明的优选实施例，所述氧化通过所述脱硫后液与氧气接触进行的。由此，操作简单，氧化效果好。
根据本发明的具体实施例，所述硫酸铵晶体用于制备化肥。由此，硫酸铵的经济价值高。
本发明的工艺能够对含有二氧化硫和二氧化碳的气体处理，与目前常用的烟气处理操作相比，至少具有以下的优点：
1、节省二氧化碳捕集能耗。常规氨法二氧化碳捕集系统的能耗主要来源于二氧化碳再生塔以及氨的再生装置。本发明的工艺通过引入二氧化硫强化逃逸氨的洗涤，通过二氧化碳净化塔回收二氧化碳再生塔出口气体的热量，同时实现二氧化碳产物的净化和氨洗涤液的升温，通过二氧化硫吸收塔利用高温烟气的热量，同时实现二氧化硫的吸收和氨的再生。整体效果使得在不增加能耗的条件下实现逃逸氨的洗涤和洗涤液的再生，达到整体系统的氨平衡和碳平衡。基于模拟结果，本发明的工艺能够使得整体系统的能耗下降约30％
2、解决了二氧化碳解吸塔顶的结晶问题。在常规氨法二氧化碳捕集系统中，含有二氧化碳负载的氨水在二氧化碳解吸塔中被加热，含有氨、二氧化碳、水蒸气的混合气体离开二氧化碳解吸塔，在冷凝器中被冷却，在气液分离器中实现气液分离，得到高纯度的二氧化碳产物，液体被打回二氧化碳解吸塔。在这个过程中，二氧化碳会与氨在水的参与下发生反应生产碳铵，在冷凝器形成的低温下，碳铵会从溶液中析出，从而在冷凝器和气液分离器及沿程管道里形成结晶，结晶不断积累将最终堵塞管道，造成设备停止运行。本发明的工艺采用二氧化碳净化塔进行二氧化碳产物的提纯，从而省去了冷凝器和气液分离器，在保证产物高纯度的同时解决了结晶问题。
3、环境友好。本发明的工艺能够有效脱除从二氧化碳吸收塔逃逸的氨，氨洗涤塔出口的氨体积浓度低于50ppm，可实现直接排放；本发明的工艺能够有效脱除二氧化硫，烟气中的二氧化硫经过二氧化硫吸收塔之后浓度极低，并进一步在二氧化碳吸收塔和氨洗涤塔中被脱除；本发明的工艺能够得到较高浓度的亚硫酸铵溶液，可以直接进行强制氧化后蒸发结晶，不产生废水。
4、经济性高。本发明的工艺通过二氧化硫吸收塔同时实现了二氧化硫的吸收和氨的再生，节约了设备建设成本。本发明的工艺副产化肥硫酸铵，具有较高经济价值。
下面参考具体实施例，对本发明进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。
实施例
利用图1所示的系统，对燃煤厂排放的含有二氧化碳和二氧化硫等杂质的烟气进行处理，烟气中二氧化碳体积浓度为6％-20％，二氧化硫体积浓度为200-3000ppm。
如图1所示，处理烟气的具体步骤如下：
脱除烟气中的二氧化硫：将上述烟气首先通入第一净化装置100内，同时向第一净化装置100内通入氨水，其中氨水的初始质量浓度为1％，利用氨水对上述烟气进行脱硫处理，氨水吸收烟气中的二氧化硫后排出第一净化装置100，同时在第一净化装置100内，被高温的烟气加热后蒸发的部分氨水随着脱除二氧化硫后烟气进入第二净化装置200内。
脱除烟气中的二氧化碳：将上述含有氨水和二氧化碳的烟气通入第二净化装置200，同时向第二净化装置200内通入氨水，其中，氨水质量浓度为5％，对含有氨水和二氧化碳的烟气进行脱碳处理，氨水吸收烟气中的二氧化碳后排出第二净化装置200，被脱除二氧化碳后的含有氨水的烟气从第二净化装置200内排出进入第三净化装置300内。
脱除烟气中的氨气：将上述含有氨水的烟气通入第三净化装置300，同时将从第一净化装置100内排出的含有二氧化硫的氨水经过第一冷却装置600降温处理后通入第三净化装置300，并利用其对含有氨水的烟气进行脱氨处理，即得净化后烟气(氨气浓度低于50ppm)，将净化后烟气(脱除了氨气、二氧化碳和二氧化硫)可以排放至大气。将进行脱氨处理后的含有二氧化硫的氨水从第三净化装置300排出经第一换热装置700与含有二氧化硫的氨水换热后返回第一净化装置100内进行脱硫处理。随着含有二氧化硫的氨水中氨和二氧化硫的不断积累(其中主要以亚硫酸铵为主)，将其排入氧化装置1100内与氧气接触，亚硫酸铵被氧化成硫酸铵，硫酸铵溶液进入蒸发结晶装置1200，得到硫酸铵晶体。该硫酸铵晶体可以用于制备化肥。
解吸氨水中的二氧化碳：将从第二净化装置200内排出的含有二氧化碳的氨水通入二氧化碳解吸塔400内，在二氧化碳解吸塔400内对氨水进行加热，以便使二氧化碳从氨水中脱除，同时部分氨水被蒸发，得到氨气和二氧化碳气体的混合气体和氨水，将氨水经过第二冷却装置800降温处理后返回第二净化装置200内继续用于脱除烟气中的二氧化碳。
净化二氧化碳：将二氧化碳解吸塔400内解吸得到的氨气和二氧化碳气体的混合气体通入第四净化装置500内，在第四净化装置500内被来自第三净化装置300内脱氨处理后的含有二氧化硫的氨水冷却，以便回收混合气体中氨气形成氨水，得到纯净的二氧化碳，将该氨水通入第一净化装置100内用于脱硫处理。
通过采用上述方法对燃煤厂排放的烟气进行处理，通过系统的中间产物换热，从而在不增加能耗的条件下实现氨的洗涤和洗涤液的再生，使烟气处理系统达到氨平衡和碳平衡，烟气处理系统能够节省约30％能耗；并且本处理系统采用第四净化装置500对二氧化碳产物进行纯化，避免了传统的冷凝器和气液分离器在纯化二氧化碳的过程中形成结晶，导致系统管道堵塞的问题；并且第一净化装置100产生的亚硫酸铵溶液，通过氧化装置1100和蒸发结晶装置1200进行氧化和蒸发结晶处理，既可以获得具有较高经济价值的硫酸铵化肥，又不产生工业废水。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (11)
1.一种烟气的处理方法，其特征在于，包括：
利用第一氨水对烟气进行第一净化处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气和脱硫后液，其中，脱硫后液中含有亚硫酸铵；
利用第二氨水对所述含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气进行第二净化处理，以便得到含有氨气的第二净化烟气和负载二氧化碳的第二氨水；
利用第三氨水对所述含有氨气的第二净化烟气进行第三净化处理，以便获得净化后的烟气和脱氨后液，其中，所述净化后的烟气中，氨体积浓度低于50ppm；
将所述脱硫后液进行第一降温处理，以便得到冷却的脱硫后液，并将所述冷却的脱硫后液用于所述第三净化处理；
将所述脱氨后液与所述脱硫后液进行第一换热处理，以便得到预热后的脱氨后液，并将所述预热后的脱氨后液用于所述第一净化处理；
将所述负载二氧化碳的第二氨水进行解吸处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的混合气体和解吸后液；
将所述解吸后液进行第二降温处理，以便得到冷却后的解吸后液，并将所述解吸后液用于所述第二净化处理；
对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理，以便得到二氧化碳气体，其中，所述二氧化碳气体中二氧化碳的纯度不低于95％。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，进一步包括：
在进行所述解吸处理之前，利用所述解吸后液对所述负载二氧化碳的第二氨水进行第二换热处理。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，将所述脱氨后液用于所述第一净化处理之前，进一步包括：
利用所述脱氨后液对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，进一步包括：
当所述脱硫后液中亚硫酸铵达到饱和后，对所述脱硫后液进行氧化，获得硫酸铵溶液；以及
对所述硫酸铵溶液进行蒸发结晶，以便获得硫酸铵晶体。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述氧化通过所述脱硫后液与氧气接触进行的。
6.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述硫酸铵晶体用于制备化肥。
7.一种烟气的处理系统，其特征在于，包括：
第一净化装置，所述第一净化装置具有烟气入口、第一氨水入口、第一净化烟气出口和脱硫后液出口，所述第一净化装置适于利用第一氨水对烟气进行第一净化处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气和脱硫后液，其中，所述脱硫后液中含有亚硫酸铵；
第二净化装置，所述第二净化装置具有第一净化烟气入口、第二氨水入口、第二净化烟气出口和负载二氧化碳的第二氨水出口，所述第一净化烟气入口与所述第一净化烟气出口相连，所述第二净化装置适于利用第二氨水对所述含有二氧化碳和氨气的第一净化烟气进行第二净化处理，以便得到含有氨气的第二净化烟气和负载二氧化碳的第二氨水；以及
第三净化装置，所述第三净化装置具有第三氨水入口、第二净化烟气入口、净化后的烟气出口和脱氨后液出口，所述第二净化烟气入口与所述第二净化烟气出口相连，所述第三净化装置适于利用第三氨水对所述含有氨气的第二净化烟气进行第三净化处理，以便获得净化后的烟气和脱氨后液，其中，所述净化后的烟气中，氨体积浓度低于50ppm，
第四净化装置，所述第四净化装置具有混合气体入口、二氧化碳气体出口，所述混合气体入口与所述混合气体出口相连，所述第四净化装置适于对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理，以便得到二氧化碳气体，其中，所述二氧化碳气体中二氧化碳的纯度不低于95％；
第一冷却装置，所述第一冷却装置分别与所述脱硫后液出口和第三氨水入口相连，所述第一冷却装置适于将所述脱硫后液进行第一降温处理，以便得到冷却的脱硫后液，并将所述冷却的脱硫后液用于所述第三净化处理；
第一换热器，所述第一换热器设置在所述第一净化装置和所述第三净化装置之间，所述第一换热器适于将所述脱氨后液与所述脱硫后液进行第一换热处理，以便得到预热后的脱氨后液，并将所述预热后的脱氨后液用于所述第一净化处理；
二氧化碳解吸塔，所述二氧化碳解吸塔具有负载二氧化碳的第二氨水入口、混合气体出口和解吸后液出口，所述负载二氧化碳的第二氨水入口与所述负载二氧化碳的第二氨水出口相连，所述二氧化碳解吸塔适于将所述负载二氧化碳的第二氨水进行解吸处理，以便得到含有二氧化碳和氨气的混合气体和解吸后液；
第二冷却装置，所述第二冷却装置具有解吸后液入口和冷却后解吸后液出口，所述解吸后液入口与所述解吸后液出口相连，所述冷却后解吸后液出口与所述第二氨水入口相连；所述第二冷却装置适于将所述解吸后液进行第二降温处理，以便得到冷却后的解吸后液，并将所述解吸后液用于所述第二净化处理；以及
第二换热装置，所述第二换热装置设置在所述第二净化装置和所述二氧化碳解吸塔之间，且适于在进行所述解吸处理之前，利用所述解吸后液对所述负载二氧化碳的第二氨水进行第二换热处理。
8.根据权利要求7所述的处理系统，其特征在于，所述第四净化装置设置在所述第一换热器和所述第一净化装置之间，且适于将所述脱氨后液用于所述第一净化处理之前，利用所述脱氨后液对所述含有二氧化碳和氨气的混合气体进行第四净化处理。
9.根据权利要求7所述的处理系统，其特征在于，进一步包括：
氧化装置，所述氧化装置与所述第一净化装置相连，且适于当所述脱硫后液中亚硫酸铵达到饱和后，用于对所述脱硫后液进行氧化，以便获得硫酸铵溶液；以及
蒸发结晶装置，所述蒸发结晶装置与所述氧化装置相连，用于对所述硫酸铵溶液进行蒸发结晶，以便获得硫酸铵晶体。
10.根据权利要求9所述的处理系统，其特征在于，所述氧化通过所述脱硫后液与氧气接触进行的。
11.根据权利要求9所述的处理系统，其特征在于，所述硫酸铵晶体用于制备化肥。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |