CN110683544A - 一种提高石灰回转窑尾气二氧化碳浓度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高石灰回转窑尾气中二氧化碳浓度的方法。其特征在于如下步骤：1)将石灰窑尾气通过除尘设备，除去粉尘颗粒；2)除尘后尾气通过洗涤塔喷淋处理，喷淋后的尾气通过脱硫塔进行脱硫处理；3)脱硫后尾气经过增压风机进入缓冲瓶后送入二氧化碳吸收塔，吸收塔中的烷醇胺吸收二氧化碳，尾气计量放空；4)吸收过二氧化碳烷醇胺溶液通过富液泵加压进入再生塔；5)在再生塔中加热解吸出二氧化碳。解吸出的二氧化碳冷却，干燥，分析储存。6)再生后的贫液经贫液冷却器冷却后通过贫液泵加压后进入吸收塔，重新吸收二氧化碳。本发明所述石灰窑尾气二氧化碳富集技术符合国家产业结构调整和环境保护的同时又为企业带来一定经济效益。

Description

一种提高石灰回转窑尾气二氧化碳浓度的方法
技术领域
本发明涉及碳酸钙以及活性氧化钙生产领域，尤其是涉及于在石灰回转窑中尾气中二氧化碳的富集提纯后二次利用的方法。
背景技术
工业革命以后，由于人类活动中化石燃料的大量使用，二氧化碳的排放量剧增。据统计，世界各种矿物燃料燃烧排放到大气中的CO2量达到18.5-24.2Gt/a，而二氧化碳是导致“温室效应”的主要因素，使得大气环境遭到严重破坏，“温室效应”在过去的100年间世界的平均气温上升了0.2-0.69℃。如果不采取相关措施控制二氧化碳超量排放的，未来的“温室效应”的情况会更加严重，造成全球变暖，海平面上升，全球的生态系统会遭到严重破坏。
二氧化碳的大量排放不仅对环境造成严重的破坏，同时排放到大气中的二氧化碳也是对资源的一种浪费，二氧化碳在农业，化工业，医学以及食品中都有一定的应用价值。而目前回收和富集二氧化碳的方法主要有：
①物理吸附法。物理吸附法中二氧化碳溶解在吸收液里，但是并不与吸收液发生化学反应的吸收过程。其基本的原理是二氧化碳气体在吸附液里溶解度大，而其他的气体在该溶液里的溶解度小。物理吸附的控制因素为温度和压力。通过该变温度与压力从而控制二氧化碳的溶解度。其中常采用的吸附剂有：水，丙烯酸酯，甲醇聚乙二醇等。物理吸附优点处理时简单，吸收剂廉价，溶剂的循环量少，再生能耗低。缺点有：二氧化碳的吸收效率低，所得气体纯度不高，同时吸附剂对设备具有一定的腐蚀损耗。
②膜分离方法。膜分离二氧化碳技术是当今发展的一项气体分离技术。膜分离技术利用各种气体在不同膜材料中渗透的速率差异来实现分离。将不同渗透速率的气体分别存在于膜的两边，而气体通过膜的渗透能力与气体分子，膜的性质以及渗透气体与膜的相互作用等都息息相关。而后者是膜分离二氧化碳的主要因素。在膜分离技术中常采用的膜材料有：无机膜，有机聚合物膜，混合基质膜。在实际应用中所需设备简单。缺点是难以获得高纯度的二氧化碳气体，气体分离效率相对较低。
③化学吸收法。化学吸附原理是二氧化碳在被吸收的过程中与其吸收液发生了化学反应从而达到吸收目的。烟气在吸收塔的底部进入，而吸收液从塔的顶部进入，两者发生逆向接触后发生化学反应。吸收了二氧化碳气体后的吸收液在受热分解释放出二氧化碳。优点是二氧化碳的吸收率很高，所得二氧化碳的纯度很高。
发明内容
本发明旨在提出一种适用于石灰窑尾气二氧化碳浓度提高的方法。可以将石灰窑尾气的二氧化碳回收二次利用。
为了达到上述目的，本发明的技术方案通过以下方式实现：
(1)将石灰旋转窑的尾气先通过除尘设备进行除尘处理，除尘后的尾气通入洗涤塔，进行喷淋处理；
(2)喷淋处理后的石灰窑的尾气在通入脱硫塔进行脱硫处理。
(3)通过脱硫处理后的尾气再通过烷醇胺的吸收塔，吸收塔中的烷醇胺溶液与二氧化碳气体充分反应后的烷醇胺溶液经过富液泵送入解析塔中，通过加热，减压后释放出二氧化碳气体。
(4)释放出的二氧化碳气体经过降温，干燥液化获得纯度较高的产品。
进一步，所述步骤(1)中的将尾气通入除尘设备进行除尘处理，使得经过除尘后的尾气的粉尘含量≤3mg/Nm3。
进一步，所述步骤(1)中将尾气通入洗涤塔中处理，使得洗涤后的尾气温度≤40℃。
进一步，所述步骤(2)中的将尾气通入脱硫塔中进行脱硫处理是指利用碱性的氢氧化钙溶液对气体中的二氧化硫气体吸收。使得处理后尾气硫含量≤1ppm。
进一步，所述步骤(3)中的将脱硫后的尾气通过增压风机进入吸收塔中。其中增压后的压力在8000Pa-9000Pa。
进一步，所述步骤(3)中的将吸收了二氧化碳气体烷醇胺容易通过富液泵送至再生塔进行释放二氧化碳是指烷醇胺溶液由富液换热器加热至95℃-105℃。然后由再生塔的塔顶喷淋进入再生塔。
进一步，所述步骤(4)中得到的二氧化碳气体的纯度≥95.5％。
一种所述的提高石灰窑尾气二氧化碳浓度的方法所获得的二氧化碳气体在纳米碳酸钙，轻质碳酸钙等生产领域有着非常重要的作用领。所得的二氧化碳气体通过通入到氢氧化钙中进行碳化反应获得所需要的不同粒径大小的碳酸钙产品。
相对于现有技术，本发明所述的提高石灰窑尾气中二氧化碳浓度的方法具有以下优势：
(1)本发明所述所述的提高石灰窑尾气中二氧化碳浓度的方法在整个碳酸钙生产领域中碳化氢氧化钙有着至关重要的的作用。利用这一方法，在收集获得的二氧化碳气体通入氢氧化钙中，控制晶体成型的粒径大小，从而得到粒径不同的碳酸钙。提高石灰窑尾气的二氧化碳浓度不仅减少了气体排放，降低了对环境造成的污染，同时将尾气中获得的二氧化碳资源化利用，降低了生产成本。得到高纯度的二氧化碳气体同时也为企业带来附加价值。
(2)本发明所述的提高石灰窑尾气中二氧化碳浓度的方法可以将废气“变废为包”综合利用高附加值的化工原料，推动以二氧化碳为原料的高附加值产品技术开发和运用。既符合国家产业结构调整和环境保护政策的要求，又会给企业带来一定的经济效益，有利于该技术的推广运用。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，图1为本发明实施例所述的提高石灰窑尾气浓度的方法工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步阐述，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之内。
所述的一种提高石灰窑尾气中二氧化碳浓度的方法
(1)尾气的前级预处理系统
石灰窑尾气排放的尾气中含CO2：28-35％，N2：50-60％，H2O：5-8％，O2：2-6％，粉尘30mg/Nm3以及微量的CO和SO2的高温气体，通过除尘设备以后将尾气的粉尘含量降到≤3mg/Nm3，然后将尾气通入洗涤塔，进行喷淋处理，将尾气的温度降到≤40℃。通过分离器除水，除水后的尾气通过增压风机进入脱硫塔进行脱硫处理。
当尾气由脱硫塔的底部向上流动，与从塔顶向下喷入的稀Ca(OH)2溶液充分接触传质吸收，接触过程中Ca(OH)2溶液将SO2组分吸收生成CaSO3。其反应过程如下：
Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O
CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2
由于SO2在尾气中含量较少，操作中需要注意控制稀Ca(OH)2溶液的流量及浓度，以防止CO2被大量吸收
(2)二氧化碳的吸收以及释放系统
从脱硫塔洗涤后的尾气其硫含量≤1ppm，经过分离器除水后通过风机进入吸收塔的底部且向上流动，从塔的顶部喷出的吸收液与下方流入的尾气，在塔内气相与液相充分接触。在此过程中二氧化碳气体与吸收液充分反应，吸收液吸收后成为富液，经过富液泵进入再生塔。然后经过富液换热器将富液温度提高到95℃-105℃。在此温度下经扩容，减压后即可释放二氧化碳气体，将二氧化碳气体通过干燥，降温送至存储设备。同时释放过二氧化碳气体的贫液通过贫液泵送至吸收塔再次利用，或者送至脱硫塔除硫。
实施例
(1)单台日常150吨石灰的气烧石灰窑，尾气排量为40000Nm3/h，尾气温度为130℃，压力为4000PaG；将含28％CO2，60％N2，8％H2O，4％O2，粉尘30mg/Nm3以及微量CO和SO2的高温尾气通入除尘设备处理粉尘后通过洗涤塔进行喷淋，喷淋后的尾气通入脱硫塔进行脱硫处理；
(2)脱硫后的尾气通入吸收塔吧，吸收塔中的吸收液对尾气中的二氧化碳进行吸收，吸收后剩余的废气经计量排空。吸收了二氧化碳气体的富液通过富液泵送至再生塔扩容解压后释放二氧化碳。
(3)尾气从再生塔出来后经降温。干燥送至存储设备里。
以上所述仅作为本发明的较佳实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等均在保护范围之内。

Claims (9)

1.一种提高石灰回转窑尾气中二氧化碳浓度的方法，其特征在于：(1)将石灰窑排放的尾气通过除尘设备，对尾气中的粉尘颗粒进行处理；(2)处理后的尾气通过增压风机进入洗涤塔，对尾气进行喷淋处理进行降温；(3)喷淋处理后的气体进入脱硫塔进行脱硫处理；(4)在经过增压风机将气体送至缓冲瓶后进入吸收塔，尾气在吸收塔内部烷醇胺溶液进行二氧化碳吸收。吸收二氧化碳后的气体通过计量放空；(5)吸收了二氧化碳气体的烷醇胺溶液通过富液泵送至气体再生塔，重新释放出二氧化碳，将释放出的二氧化碳气体通过冷却，增压，干燥，压缩后送至储存区保留利用；(6)释放出二氧化碳气体的烷醇胺溶液冷却后通过贫液泵送至吸收塔中再次利用。
2.根据权利要求1所述的提高石灰窑尾气中二氧化碳的方法，其特征在于：所述步骤(1)中将尾气通入除尘设备后其粉尘含量≤3mg/Nm3。
3.根据权利要求1所述的提高石灰窑尾气中二氧化碳的方法，其特征在于：所述步骤(2)中利用增压风机进入洗涤塔，其中的压力达到5000Pa-6000Pa。
4.根据权利要求1所述的提高石灰窑尾气中二氧化碳的方法，其特征在于：所述步骤(2)中喷淋石灰窑尾气降温处理，气体与塔顶的冷却水逆流接触，处理后的尾气温度≤40℃。
5.根据权利要求1所述的提高石灰窑尾气中二氧化碳的方法，其特征在于：所述步骤(3)中尾气的脱硫处理后中硫含量≤1ppm。
6.根据权利要求1所述的提高石灰窑尾气中二氧化碳的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的二氧化碳吸收液为烷醇胺溶液且溶液浓度为2.8mol/L-3mol/L。
7.根据权利要求1所述的提高石灰窑尾气中二氧化碳的方法，其特征在于：所述步骤(4)中其增压风机将压力提高至8000Pa-9000Pa，与吸收塔中的烷醇胺溶液进行反应。
8.根据权利要求1所述的提高石灰窑尾气中二氧化碳的方法，其特征在于：所述步骤(5)中吸收了二氧化碳的烷醇胺溶液在再生塔经富液换热器加热至95℃-105℃，经过再生塔顶部喷头喷淋入塔。
9.根据权利要求1所述的提高石灰窑尾气中二氧化碳的方法，其特征在于：所述步骤(6)中贫液烷醇胺溶液释放出二氧化碳气体通过热交换器进行热量回收，使贫液的温度在35℃-40℃后送至吸收塔在此利用。
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