CN106232207B - 用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的处理单元 - Google Patents

用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的处理单元 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的液态的清洗介质的处理单元(1，51)，所述处理单元包括用于将清洗介质的活性成分浓缩的蒸发级(2，2)，所述蒸发级具有蒸发器(3)和/或换热器(53)，以及所述蒸发级具有与蒸发器(3)和/或换热器(53)连接的收集容器(7)，其特征在于，收集容器(7)构成为结晶器(9)，所述结晶器用于通过使硫酸盐结晶、尤其使硫酸钾结晶来从清洗介质中去除硫氧化物。此外，本发明涉及一种用于二氧化碳的分离设备(61)，所述分离设备具有相应的处理单元(1，51)，以及涉及一种用于处理被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的方法，在所述方法中使用相应的处理设备(1，51)。

Description

用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的处理单元
技术领域
本发明涉及一种用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的处理单元。此外，本发明涉及一种具有相应的处理单元的分离设备以及一种用于处理被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的方法。
背景技术
在气候变化的背景下，全球目标是减少有害物质到大气中的排放。这尤其适用于二氧化碳(CO2)的排放，所述二氧化碳聚集在大气中，妨碍地球的热放射从而作为温室效应导致地球表面温度的提高。
尤其在用于产生电能或者热的燃烧化石的发电厂中，由于燃烧化石燃料而产生含二氧化碳的烟气。为了避免或者为了减少二氧化碳到大气中的排放，必须将二氧化碳从烟气中分开。相应地，尤其在现有的燃烧化石的发电厂中探讨适当的措施，以便在燃烧之后将所产生的二氧化碳从烟气中分开(Post-Combustion-Capture(燃烧后捕获))。作为技术上的实现方案，对此，通过借助于清洗介质或者吸收介质的吸收-解吸工序将包含在烟气中的二氧化碳从相应的烟气流中清洗出来。
除了二氧化碳外，在这种尤其含胺和碱性的清洗介质中也吸收其它酸性气体、尤其氮氧化物(NOx)和/或硫氧化物(SOx)。不同于二氧化碳，SOx例如与碱性的清洗介质还形成耐高温的盐，例如硫酸盐。因此，在使用含钾的清洗介质时，SOx与钾共同作为硫酸钾(K2SO4)沉淀，所述硫酸钾在解吸单元中不再能够回复原状。通过由此而引起的碱浓度的改变，这些耐高温的盐连续地降低清洗介质的用于吸收二氧化碳的能力。NOx由清洗介质吸收、在溶液中进行歧化反应并且在该处形成亚硝胺以及其它可溶的分解产物。
为了去除这些污染物，通常对清洗介质进行两级的处理。对此，使用所谓的回收设备(Reclaimer，“回收器”)，所述回收设备具有用于去除SOx或硫酸盐的SOx回收级以及具有用于去除NOx、亚硝酸盐、硝酸盐和相应的副产品的NOx回收级。
在SOx回收级、即SOx回收器中，例如分离出晶体形式的硫酸钾，在大规模的情况下通过冷却结晶装置进行分离。可溶的组成部分被回引到用于二氧化碳的分离工序中，并且被分开的硫酸钾被提供给其他应用，例如作为化肥添加剂或者作为用于专用化学产品的投料。NOx回收级、即NOx回收器，用于回收清洗介质的活性成分，即例如氨基酸盐。对此，清洗介质在蒸发级中增浓并且从该处起被泵送到NOx回收器的结晶器中。在此，氨基酸盐作为固体结晶出来。可溶的次要组成部分作为废物被分开并且输送给相应的废物处理。
当然，并非在任何类型的发电厂中，SOx回收器和NOx回收器的使用都是同样经济的。因为，由发电厂排放的烟气尤其根据所使用的燃料而在其组成中极其不同，所以根据发电厂类型，不同的再生级是“占主导的”。在燃煤发电厂中，即使在烟气脱硫之后，典型地在清洗介质中也仍存在非常高的含硫量，使得例如能够以结晶形式分离硫酸钾并且随后能够出售。相应地，在燃煤发电厂中使用尤其基于冷却结晶的SOx回收器是经济的。
在燃气发电厂中，情况是不同的：所引入的含硫量与在燃煤发电厂中相比是明显更少，使得从销售结晶出来的硫酸钾中所获得的收益相对于SOx回收器的运行成本是可忽略的。换言之，在燃气发电厂应用中使用SOx回收器并非是经济的。
发明内容
因此，本发明的第一目的是，提出一种在经济观点下相对现有技术改进的处理单元，借助于所述处理单元能够有效地从清洗介质中除去所包含的污染物。
本发明的第二目的是，提出一种具有相应改进的处理单元的用于二氧化碳的分离设备。
本发明的第三目的是，提出一种方法，所述方法在利用该改进的情况下可经济地执行。
根据本发明，本发明的第一目的通过一种处理单元实现，所述处理单元包括用于将清洗介质的活性成分浓缩的蒸发级，所述蒸发级具有蒸发器和/或换热器，以及具有与蒸发器和/或换热器连接的收集容器，其特征在于，收集容器构成为用于通过使硫酸盐、尤其硫酸钾结晶来从清洗介质中去除硫氧化物的结晶器。
在第一步骤中，本发明以上述事实为基础，即在燃气发电厂应用中，使用基于冷却结晶的SOx回收器来处理清洗介质是不经济的。经由烟气引入的含硫量小至，使得从出售硫酸钾中所获得的收益相对于SOx回收器的运行成本是可忽略的。
在第二步骤中，本发明考虑：在清洗介质中的硫氧化物的含量小的情况下也需要可靠地进行去除。通过由硫氧化物形成的硫酸盐，并且尤其通过硫酸钾而产生如下危险：在NOx回收器的蒸发器中引起不受控的结晶并且引起相应的损害工序的结壳。
在NOx回收器的蒸发器中，硫酸盐的、尤其硫酸钾的可溶性由于对于蒸发所必须的提高的温度而的确根本性地增加，其中在所述蒸发器中，所输送的清洗介质被浓缩到对于氨基酸盐的结晶所必需的水平上。当然，在蒸发器的内部，尤其硫酸钾的可溶性随水份额的下降而比例过大地下降，也就是说，随氨基酸盐浓度的提高是比例过大地下降。因此，无法排除硫酸盐的不期望的结晶。
由此为了避免在处理工序的运行持续时间期间硫酸盐在清洗介质中不期望的浓缩，必然需要保证从清洗介质中消耗硫。由此，在燃气发电厂应用中也根本上无法弃用SOx回收工序。
在考虑该问题的条件下，本发明在第三步骤中认识到：当使用如下处理单元时，可以以成本适宜且简单的方式实行清洗介质的所期望的处理或再生，在所述处理单元中，常用的NOx回收器被修改成，使得该NOx回收器除了将活性成分从清洗介质中分开之外同样实现硫的必要的消耗。
对此，将收集容器与蒸发级的蒸发器和/或换热器连接，所述收集容器构成为结晶器，该结晶器用于通过使硫酸盐结晶、并且尤其通过使硫酸钾结晶而将硫氧化物从清洗介质中去除。由此，在NOx回收工序中将作为蒸发级的一部分使用的收集容器被修改为，使得所述收集容器满足为了去除硫酸盐并且尤其为了去除硫酸钾而期望的功能。
处理单元以这种方式将常用的SOx回收器的功能和常用的NOx回收器的功能组合，使得所述处理单元尤其适合于具有少量的硫加载(Schwefelfrachte)的燃气发电厂应用。经典的SOx回收器的对于从主工序中消耗硫而至少必需的功能、即包含在清洗介质中的硫氧化物、例如呈硫酸钾形式的硫氧化物的受控的结晶，能够由明显不那么复杂的且更成本适宜的组合的处理单元承担。
换言之，通过构成为结晶器的收集容器，将常用的SOx回收器的关键部件集成到NOx回收器中，使得能够弃用作为单独的子设施的SOx回收器。
通过常用的在NOx回收工序中使用的蒸发器和/或换热器与构成为结晶器的收集容器的组合，提供了一种完备的蒸发结晶器，所述蒸发结晶器实现从清洗介质中以受控的方式使硫酸盐结晶。通过将结晶移置到蒸发结晶器的收集容器中，保护蒸发器防止覆面生长或者显著减少结壳和其出现可能性。
在蒸发级中使用的蒸发器例如能够构成为降膜蒸发器或者薄层蒸发器。以蒸发器为基础，将在该蒸发器中增浓或浓缩的清洗介质导入到收集容器中。增浓通过将清洗介质的活性成分浓缩来进行，对此在蒸发器内部从清洗介质中除去水。
如果在蒸发级中使用换热器，那么在该换热器中进行尤其载有颗粒的清洗介质的加热。被加热的清洗介质随后为了进行颗粒的分开而同样被导入到收集容器中。整体上，可通过具有换热器和收集容器的蒸发级将加热清洗介质的过程和用于使清洗介质增浓或浓缩的蒸发的过程彼此分开。
作为换热器与相应的收集容器的组合，例如已知奥斯陆结晶器、导流管式结晶器或者FC(强制循环)结晶器。
在用作为循环结晶器的FC结晶器中，从收集容器中提取子流、即清洗介质中的硫酸钾的悬浮液，并且通过换热器的加热管泵送。在换热器中加热的悬浮液随后再次回引到收集容器中。由于收集容器中的负压，水在收集容器的边界面处蒸发。水蒸汽被抽出，由此在收集容器中产生过度饱和并且结晶出颗粒。结晶出的颗粒能够作为产品流抽出并且输送给回收利用装置。
在处理单元中，尤其能够将硫酸盐与碱金属分开。然而，由于使用含钾的清洗介质，尤其可行并且期望的是，使硫酸钾从清洗介质中结晶出来。
为了保证收集容器的结晶器功能，尤其符合目的的是：收集容器相对于在常用的NOx回收器中所使用的收集容器而设计为更大。为了使清洗介质或出自清洗介质的悬浮液和结晶出来的硫酸盐颗粒充分混合，收集容器配设有相应的搅拌器。替选地，为了进行充分混合，循环泵送也是可行的。
将待处理的清洗介质输送到收集容器中适当地通过所述收集容器与分离设备的解吸单元的耦联来进行，从所述分离设备起，清洗介质的富含硫的输入流被输送给处理单元。
在本发明的一个有利的设计方案中，收集容器包括用于形成硫酸盐颗粒的结晶室。优选地，在收集容器中也包括根据结晶出来的硫酸盐颗粒的颗粒大小来分开所述硫酸盐颗粒的分类装置。结晶出来的颗粒在此尤其是硫酸钾颗粒。在其中尤其形成硫酸钾颗粒的结晶室，在此优选由基本上柱形的容器构成，在所述容器中存在清洗介质和生长的硫酸盐颗粒。在分类装置中，根据所形成的硫酸盐颗粒的颗粒大小进行所述硫酸盐颗粒的分开。在此，大的硫酸盐颗粒尽可能与中等的和小的硫酸盐颗粒分开。
在本发明的另一优选的设计方案中，用于根据硫酸盐颗粒的颗粒大小来将所述硫酸盐颗粒分开的分类装置以如下分类区的形式构成，所述分类区在结晶器内部具有第一分类区域和第二分类区域。由此，其是内部的分类区，所述内部的分类区适当地设置在结晶器的边缘区域中。在此，分类区优选构成为同心的平静区，在所述平静区中例如使用所谓的平静板。收集容器和蒸发器由此是具有内部的分类功能的蒸发结晶器。
此外优选的是，收集容器与分开单元连接。分开单元用于将从收集容器或结晶器中抽出的悬浮液进行固液分开。由此首先在固液分开期间在分开单元中对清洗介质净化掉结晶出来的硫酸盐，其中所述清洗介质是为了将纯的活性成分分开而迄今为止直接从NOx回收器的所连接的收集容器或蒸发器中引入到SOx回收工序的结晶器中的清洗介质。分开单元的在此所产生的顶流是颗粒少的清流，所述清流随后能够不同地继续使用。
分开单元的所产生的底流包含在固液分开期间被分开的硫酸盐颗粒。为了能够在收集容器中将包含在底流中的分离颗粒作为结晶核来使用，分开单元的另一出口适当地与收集容器的入口连接。
基本上，为了在分开单元中进行固液分开能够使用不同的设备，所述设备允许以期望的方式将仍包含在输送给分开单元的悬浮液中的硫酸盐颗粒与清洗介质分开。有利的是，分开单元构成为水力旋流器。水力旋流器是用于液体混合物的离心力分离器，在所述离心力分离器中包含在悬浮液中的固体颗粒被分开或者被分类。在固液分开期间，在此，颗粒沉积在旋流器的壁处并且通过底流排出，而基本上没有颗粒的部分通过顶流溢出。
优选地，在分类装置的情况下，从收集罐的第一分类区域中抽出的悬浮液被输送给分开单元，所述悬浮液基本上仅包括中等大小的或者小的硫酸盐颗粒。
适当地，分开单元的出口与附加的结晶器连接，以回收清洗介质的活性成分。分开单元由此流体连接在构成为结晶器的收集容器和NOx回收器的结晶器之间，使得硫酸盐低且颗粒少的第一子流能够从分开单元转移到NOx回收器的结晶器中。第一子流在此适当地是分开单元的顶流的子流。
在结晶器中在回收包含在清洗介质中的活性成分、即例如钾-氨基酸盐的情况下进行处理，在冷却的同时，通过添加二氧化碳和在与之关联地下降清洗介质的pH值来进行。由此活性成分沉淀出来并且最后能够再次回引到工序中。其它的次要组成部分和降解产物，如尤其亚硝酸盐和硝酸盐以及分解产物也以溶解的形式作为废物流从工序中移除并且随后能够输送给回收利用装置。
尤其有利的是，分开单元的出口与蒸发器的入口连接。分开单元的顶流的第二子流，即主流，在此如迄今为止常见的那样到达蒸发器中，以便在该处为了浓缩清洗介质的活性成分和与其相关联地使清洗介质增浓而排出水。
在另一优选的设计方案中，收集容器经由出口与收集容器的入口连接。当蒸发级包括如下换热器时，这种设计方案是尤其有利的，所述换热器与收集容器连接。换热器适当地连接在收集容器的出口和收集容器的入口之间，使得所提取的清洗介质能够经由换热器在环路中引导。对清洗介质的加热在蒸发级的换热器内部进行，水的蒸发和由此引起的清洗介质的过饱和在蒸发级的收集容器内部进行。
适当地，分开单元的出口与收集容器的入口连接。经由这种连接，将从分开单元提取的顶流的子流，优选主流，经由这种连接回引到收集容器中。当在蒸发级中使用与收集容器连接的换热器时，这种连接是适当的。
在另一有利的设计方案中，分开单元的出口与用于二氧化碳的分离设备的吸收单元的入口连接。因此，分开单元的顶流的第三子流能够再次回引到用于出自烟气的二氧化碳的分离工序中。如果与为了再生清洗介质而经济地会需要的清洗介质相比，为了排出硫酸盐而必须处理更多的清洗介质，那么这种回引尤其是有利的，其中所述再生与清洗介质的损耗相关联。
在另一有利的设计方案中，收集容器与配量设备连接，所述配量设备用于调节清洗介质中的碱浓度、尤其钾浓度。通过配量设备可行的是，使工序中的碱或钾平衡保持恒定。这例如能够通过输送钾或从工序中排出钾来进行。钾输送在此在燃煤发电厂应用的富含硫的烟气中会是更期望的，在所述燃煤发电厂应用中SOx回收器是占主导的。在硫非常少的工序中，如典型地在燃气发电厂应用中，其中NOx回收器是占主导的，能够浓缩钾，所述钾随后必须从工序中去除。
适当地，第二分类区域经由收集罐的出口与用于沉淀的硫酸盐的、尤其用于硫酸钾的回收利用装置耦联。在结晶和根据硫酸盐颗粒的大小对硫酸盐颗粒分类时，因此能够从第二分类区域中抽出悬浮液，所述第二分类区域优选位于收集容器的底部。对此，适当地使用构成为底料泵(Sumpfpump)的泵，所述泵排出从所述工序中结晶出来的硫酸盐。在此排出的悬浮液典型地具有在3重量％和10重量％之间的硫酸钾份额，所述份额在回收利用装置的收集容器中累积。固体份额在此能够经由底料泵的排出速率与用于颗粒少的输出流的泵的排出速率的比值来调节，其中将所述颗粒少的输出流输送给NOx回收器的结晶器和主工序。
尤其能够通过固液分开将硫酸钾颗粒从悬浮液中分开，进一步处理并且最后用于贮存或者进一步使用，例如作为肥料，其中所述悬浮液从收集容器或结晶器中提取。作为用于固液分开的分开设备例如能够使用过滤器、倾析器或者离心机。
由于其良好的吸收能力，作为清洗介质的活性成分适当地使用氨基酸盐、尤其含钾的氨基酸盐。
根据本发明，本发明的第二目的通过一种用于二氧化碳的分离设备实现，所述分离设备包括用于借助于清洗介质将二氧化碳从烟气中分开的吸收单元，以及流体连接在吸收单元下游的、用于将二氧化碳从清洗介质中分开的解吸单元，其特征在于，在解吸单元底流体连接有在上文中所描述的处理单元。
吸收单元和解吸单元经由管道彼此流体连接，加载二氧化碳的清洗介质和相应再生的清洗介质在所述管道中循环。在沉淀过程期间，借助于分离设备将包含在烟气中的二氧化碳借助于清洗介质从原料气中清洗出来。清洗介质被输送给处理单元以进行再生，在所述处理单元中，在共同的再生过程中，不仅能够去除氮氧化物而且能够去除硫氧化物以及其的副产物。
对于之前所描述的分开单元和其有利的实施方案所提到的优点就此而言能够转移到分离设备上。
本发明的第三目的根据本发明通过一种用于处理被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的方法来实现，其中将清洗介质输送给蒸发级以进行所述清洗介质的活性成分的浓缩，所述蒸发及具有蒸发器和/或换热器，以及具有与蒸发器和/或换热器流体连接的收集容器，其特征在于，在收集容器中使包含在清洗介质中的硫氧化物作为硫酸盐颗粒、尤其作为硫酸钾颗粒结晶出来。
换言之，收集容器构成为结晶器，在所述结晶器中，包含在清洗介质中的硫氧化物作为硫酸盐颗粒、尤其作为硫酸钾颗粒结晶出来。
在本发明的一个有利的设计方案中，硫酸盐颗粒在收集容器的结晶室中形成。此外优选的是，根据硫酸盐颗粒的颗粒大小在收集容器的分类装置将硫酸盐颗粒分开。在分类时，大的硫酸盐颗粒、尤其大的硫酸钾颗粒，尽可能与中等的和小的硫酸钾颗粒分开，其中所述分类优选在位于结晶器的边缘区域中的集成的分类区中进行。
有利地，硫酸盐颗粒从收集容器中被输送给分开单元。优选地，在分类装置的情况下，具有主要为小的和中等的硫酸盐颗粒的、尤其具有主要为小的和中等的硫酸钾颗粒的第一子流，从收集容器被输送给分开单元。在分开单元中，将仍存在于清洗介质中的硫酸盐颗粒从清洗介质中分开。在另一有利的设计方案中，这些硫酸盐颗粒能够作为分开单元的底流作为结晶核再次回引给收集容器。
在一个有利的设计方案中，第二子流从收集容器被输送给换热器。第二子流对此优选在收集容器的底部处从第二分类区域中提取并且尤其包含大的硫酸盐颗粒。第二子流随后在换热器中被加热。
为了实现清洗介质的过饱和，第二子流在经过换热器之后适当地回引到收集容器中。在此，通过存在于收集容器中的、优选100mbar的负压使水在放热的条件下在收集容器的边界面处蒸发。通过取出水或水蒸汽，产生过饱和并且颗粒在溶液中生长。
此外优选的是，分开单元的顶流的第一子流被输送给附加的结晶器以回收清洗介质的活性成分。顶流在此是颗粒少的清流，所述清流在进行过固液分开之后经由分开单元的出口离开所述分开单元。通过将第一子流输送到附加的结晶器中，除了期望地回收清洗介质的活性成分外还附加地从清洗介质中去除不期望的次要组成部分和降解产物并且作为废物流输送给回收利用装置。
适当地，分开单元的顶流的第二子流被输送给蒸发器从而为了浓缩清洗介质的活性成分的目的而被提供用于排出水。分开单元的顶流的第三子流在另一有利的设计方案中被输送给分离设备的吸收单元。
在使用换热器时，优选同样将顶流的第一子流输送给附加的结晶器，以回收清洗介质的活性成分。将顶流的第三子流输送给分离设备的吸收单元也是尤其有利的。将分开单元的顶流的第二子流优选输送到收集容器中。对此，分开单元的出口适当地与收集容器的入口连接。
有利地，清洗介质中的碱浓度、尤其钾浓度经由与收集容器连接的配量设备来调节，由此能够根据需要在工序中提高或者降低碱浓度。
优选地，富含硫酸盐颗粒的如下第二子流从收集容器中被输送给回收利用装置，所述第二子流具有主要为大的硫酸盐颗粒、尤其具有主要为大的硫酸钾颗粒。对此，例如能够使用底料泵，所述底料泵适合于输送具有大的固体份额的流体并且在收集容器的底部处抽出第二子流。
适当地，使用氨基酸盐、尤其含钾的氨基酸盐作为清洗介质的活性成分。
对于处理单元和分离设备以及它们的改进方案所列出的优点就此而言能够转移到所述方法的有利的实施方案上。
附图说明
在下文中根据附图详细阐述本发明的实施例。在此示出：
图1示出用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的处理单元，所述处理单元具有蒸发器和与该蒸发器连接的收集容器，以及
图2示出用于二氧化碳的分离设备，所述分离设备具有根据图1的处理单元。
具体实施方式
在图1中示出用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的处理单元1。处理单元1包括蒸发级2，所述蒸发级具有构成为薄层蒸发器的蒸发器3以及具有与蒸发器3连接的收集容器7，所述蒸发器用于通过浓缩清洗介质的活性成分使被污染的清洗介质增浓。
这种收集容器7基本上在NOx回收器中处理清洗介质时使用，在所述NOx回收器中，所述收集容器用作为用于可输送给NOx回收器的结晶器的清洗介质的接收容器或泵送接收器。
与此不同，处理单元1的收集容器7构成为结晶器9，以通过使硫酸钾结晶而从清洗介质中去除硫氧化物。结晶器9相对于迄今为止所使用的收集容器更大地设计，并且必要时，配设有搅拌器10，然而这并非强制性的。
从用于二氧化碳的分离设备的未示出的解吸单元起，在构成为结晶器9的收集容器7中输送清洗介质。从解吸单元起，将富含硫酸盐的输入流11引导到收集容器7中并且在该处与出自蒸发器3的氨基酸盐的增浓的清洗介质(大约60重量％)混合，所述输入流具有大约30重量％的用作为清洗介质的活性成分的氨基酸盐。输入流11具有在30℃和40℃之间的进入温度，而收集容器7中的温度位于60℃和65℃之间。尽管温度提高，但是硫酸钾在清洗介质内部的可溶性强烈下降并且清洗介质过饱和。
清洗介质过饱和随后通过硫酸钾在结晶器9中结晶而下降。对此，结晶器9构成有结晶室12。
附加地，结晶器9包括分类装置13，所述分类装置实现根据在结晶室12中结晶出来的硫酸钾颗粒的颗粒大小来分开所述硫酸钾颗粒。分类装置13以分类区14的形式构成，所述分类区在结晶器9内部具有第一分类区域15和第二分类区域16。在第一分类区域15中，基本上聚集中等大小的和小的硫酸钾颗粒，其中在第二分类区域16中聚集大的硫酸钾颗粒。收集容器7和蒸发器3由此是具有内部的分类功能的蒸发结晶器。
在根据硫酸钾颗粒的颗粒大小分开所述硫酸钾颗粒之后，清洗介质的第一子流17借助于泵19从收集容器7中输送给构成为水力旋流器的分开单元21。对此，第一分类区域15经由收集容器7的出口22与分开单元21的入口23耦联。第一子流17基本上包括中等的和小的硫酸钾颗粒，所述硫酸钾颗粒在结晶器9的分类区15中与重的颗粒分开。
此外，富含硫酸钾颗粒的第二子流25经由收集罐7的出口24从第二分类区域16中借助于构成为底料泵的泵27从收集容器7输送给回收利用装置29。在此被排出的悬浮液，即第二子流25，具有份额在3重量％和10重量％之间的硫酸钾，其中固体份额能够经由底料泵27的排出速率来调节。
在分开单元21中，包含在第一子流17中的硫酸钾的中等的和小的颗粒与清洗介质分开。在固液分开时产生的底流30，包含从清洗介质中分开的硫酸钾颗粒，所述硫酸钾颗粒作为结晶核随后经由分开单元21的出口31与收集容器7的入口32的耦联再次输送给结晶工序。
在这种固液分开时产生的顶流34的第一子流33，即颗粒少的清流的第一子流，随后从分开单元21的出口35借助于泵36输送给附加的结晶器37，以用于回收清洗介质的活性成分。结晶器37构成为用于NOx回收工序的结晶器。
此外，分开单元21与蒸发器3耦联。所述耦联经由分开单元的出口35与蒸发器3的入口38进行。顶流34的第二子流39，即主流，因此能够再次回引到蒸发器3中并且在该处为了浓缩清洗介质的活性成分的目的而将水从该清洗介质中排出。
分开单元21的顶流34的第三子流41借助于泵43输送给用于二氧化碳的分离设备的未示出的吸收单元。对此，分开单元21的出口35与吸收单元的入口44耦联，这在图2中示出。如果与为了再生清洗介质而经济地会需要的清洗介质相比，为了排出硫酸盐而必须处理更多的清洗介质，那么则提供这种回引，其中所述再生与清洗介质的损耗相关联。
为了调节清洗介质中的钾浓度，将配量设备45与构成为结晶器9的收集容器7连接。配量设备45包括两个泵47，49，借助于所述泵，能够将附加的反应物输送给系统，以便因此例如在燃气发电厂应用中防止钾的不期望的浓缩或者替选地，例如在燃煤发电厂应用中防止钾的不期望的耗尽。
在图2中可见用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的另一处理单元51。处理单元51包括蒸发级52，所述蒸发级具有换热器53以及与换热器53连接的收集容器7。换热器53和收集容器7的这种组合作为FC(强制循环)结晶器已知。
不同于根据图1的蒸发级2，当前第二子流55经由第二出口54从收集容器7中提取。第二子流55借助于泵56输送给换热器53。在换热器53中，第二子流55经过加热管并且相应地被加热。在经过换热器53之后，被加热的第二子流55经由收集容器7的入口57被输送给该收集容器。
在收集容器7中存在大约100mbar的负压，由此在导出热量的情况下在收集容器7的边界面处蒸发水。通过抽出水或者水蒸汽产生过饱和并且颗粒在清洗介质中生长。
因为处理单元51或蒸发级52与根据图1的处理单元1不同而包括换热器53代替蒸发器，所以顶流34的从分开单元21的出口35所提取的第二子流39被输送给收集容器7。对此，分开单元21的出口35与收集容器7的入口58连接。
在对处理单元51的其它部件的功能的描述方面，关于此点上参见对根据图1的处理单元1的详细描述。
在图3中示出用于二氧化碳的、具有根据图1的处理单元1的分离设备61。分离设备61包括第一吸收单元63和与该第一吸收单元流体耦联的解吸单元65。处理单元1流体连接在处理单元下游。
在吸收单元63中，烟气流与清洗介质、即含钾的氨基酸盐接触并且包含在清洗介质中的二氧化碳在清洗介质中吸收。同时，包含在烟气中的硫氧化物和氮氧化物也随之排入到吸收单元63中并且在清洗介质中吸收。被加载的清洗介质随后经由未示出的换热器引导到解吸单元65中，在该处，被吸收的二氧化碳通过热解吸从清洗介质中去除。
保留在清洗介质中的氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)随后在流体连接在解吸单元65下游的处理单元1中从清洗介质中去除，并且该清洗介质相应地为了重新使用而在吸收解吸工序中再生。对此，清洗介质作为输入流11引入处理单元1的收集容器7中。对清洗介质的相应的处理在图1中详细描述，关于这一点参见图1。
显然，在图2中示出的处理单元51也能够装入到分离设备61中。

Claims (31)

1.一种用于被硫氧化物和/或氮氧化物污染的液态的清洗介质的处理单元(1，51)，所述处理单元包括用于将所述清洗介质的活性成分浓缩的蒸发级(2，52)，所述蒸发级具有蒸发器(3)和/或换热器(53)，以及所述蒸发级具有与所述蒸发器(3)和/或所述换热器(53)连接的收集容器(7)，其中所述收集容器(7)经由出口(22)与分开单元(21)连接，其特征在于，所述收集容器(7)构成为结晶器(9)，所述结晶器用于通过使硫酸盐结晶来从所述清洗介质中去除硫氧化物，并且所述分开单元(21)的出口(35)与附加的结晶器(37)连接，所述附加的结晶器用于回收所述清洗介质的所述活性成分。
2.根据权利要求1所述的处理单元(1，51)，
其特征在于，所述硫酸盐是硫酸钾。
3.根据权利要求1所述的处理单元(1，51)，
其特征在于，所述分开单元(21)构成为水力旋流器。
4.根据权利要求1或2所述的处理单元(1，51)，
其特征在于，所述收集容器(7)包括分类装置(13)，所述分类装置用于根据结晶出的硫酸盐颗粒的颗粒大小来分开所述硫酸盐颗粒。
5.根据权利要求4所述的处理单元(1，51)，
其特征在于，所述分类装置(13)以分类区(14)的形式构成，所述分类区在所述结晶器(9)内部具有第一分类区域(15)和第二分类区域(16)，其中所述第一分类区域(15)经由所述收集容器(7)的第一出口(22)与所述分开单元(21)的入口(23)连接。
6.根据权利要求1或2所述的处理单元(1，51)，
其特征在于，所述分开单元(21)的出口(35)与所述蒸发器(3)的入口(38)连接。
7.根据权利要求1或2所述的处理单元(1，51)，其特征在于，所述收集容器(7)经由出口(54)与所述收集容器(7)的入口(57)连接。
8.根据权利要求1或2所述的处理单元(1，51)，
其特征在于，所述分开单元(21)的出口(35)与所述收集容器(7)的入口(58)连接。
9.根据权利要求1或2所述的处理单元(1，51)，
其特征在于，所述分开单元(21)的出口(35)与用于二氧化碳的分离设备(61)的吸收单元(63)的入口(44)连接。
10.根据权利要求1或2所述的处理单元(1，51)，
其中所述收集容器(7)连接有配量设备(45)，所述配量设备用于调节所述清洗介质中的碱浓度。
11.根据权利要求10所述的处理单元(1，51)，
其中所述配量设备(45)用于调节所述清洗介质中的钾浓度。
12.根据权利要5所述的处理单元(1，51)，
其特征在于，所述第二分类区域(16)经由所述收集容器(7)的出口(24)与用于沉淀出的硫酸盐的回收利用装置(29)连接。
13.根据权利要求12所述的处理单元(1，51)，
其中所述硫酸盐是硫酸钾。
14.根据权利要求1或2所述的处理单元(1，51)，
其特征在于，将氨基酸盐用作为所述清洗介质的活性成分。
15.根据权利要求14所述的处理单元(1，51)，
其中氨基酸盐是含钾的氨基酸盐。
16.一种用于二氧化碳的分离设备(61)，所述分离设备包括用于借助于清洗介质将二氧化碳从烟气中分开的吸收单元(63)，以及流体连接在所述吸收单元(63)下游的、用于将二氧化碳从所述清洗介质中分开的解吸单元(65)，
其特征在于，根据权利要求1至15中任一项所述的处理单元(1，51)流体连接在所述解吸单元(65)下游。
17.一种用于处理被硫氧化物和/或氮氧化物污染的清洗介质的方法，其中将所述清洗介质输送给蒸发级(2，52)以进行所述清洗介质的活性成分的浓缩，所述蒸发级具有蒸发器(3)和/或换热器(53)，以及所述蒸发级具有与所述蒸发器(3)和/或所述换热器(53)流体连接的收集容器(7)，
其特征在于，在所述收集容器(7)中使包含在所述清洗介质中的硫氧化物作为硫酸盐颗粒结晶出来，将所述硫酸盐颗粒从收集容器(7)输送给分开单元(21)，并且其中
将所述分开单元(21)的顶流(34)的第一子流(33)输送给附加的结晶器(37)，以回收所述清洗介质的活性成分。
18.根据权利要求17所述的方法，
其特征在于，所述硫酸盐颗粒是硫酸钾颗粒。
19.根据权利要求17所述的方法，
其特征在于，将在所述收集容器(7)的分类装置(13)中的所述硫酸盐颗粒根据其颗粒大小来分开。
20.根据权利要求19所述的方法，
其特征在于，将具有主要为小的硫酸盐颗粒和中等的硫酸盐颗粒的第一子流(17)从所述收集容器(7)中输送给所述分开单元。
21.根据权利要求20所述的方法，
其特征在于，所述硫酸盐颗粒是硫酸钾颗粒。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，
其特征在于，所述蒸发级(2，52)包括换热器(53)，其中将第二子流(55)从所述收集容器(7)中输送给所述换热器(53)。
23.根据权利要求22所述的方法，
其特征在于，将所述第二子流(55)在经过所述换热器(53)之后回引到所述收集容器(7)中。
24.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，
其特征在于，将所述分开单元(21)的顶流(34)的第二子流(39)输送给所述蒸发器(3)。
25.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，
其特征在于，将所述分开单元(21)的顶流(34)的第二子流(39)输送给所述收集容器(7)。
26.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，
其特征在于，将所述分开单元(21)的顶流(34)的第三子流(41)输送给分离设备(61)的吸收单元(63)。
27.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，
其特征在于，经由与所述收集容器(7)连接的配量设备(45)调节所述清洗介质中的碱浓度。
28.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，
其特征在于，经由与所述收集容器(7)连接的配量设备(45)调节所述清洗介质中的钾浓度。
29.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，
其特征在于，将富含硫酸盐颗粒的第二子流(25)从所述收集容器(7)中输送给回收利用装置(29)，所述第二子流具有主要为大的硫酸盐颗粒。
30.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，
其特征在于，使用氨基酸盐作为所述清洗介质的活性成分。
31.根据权利要求30所述的方法，
其特征在于，所述氨基酸盐是含钾的氨基酸盐。
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