JPWO2021128891A5 - - Google Patents

Claims (42)

1. 排煙から二酸化硫黄を吸収する装置であって、
   前記排煙を受けるように構成された反応器と、
   前記反応器内に配置された噴霧層であって、亜硫酸アンモニウムを含有し且つ或る温度において前記排煙から硫黄を吸収するアンモニア含有液に、前記排煙を接触させるように構成された噴霧層と、
   前記反応器に入る材料の酸素含有量を１２体積％以下の含有量に制限し且つ前記反応器からの廃液における過剰なエアロゾル含有量に対応して温度を下げるように構成された制御装置と、
   前記アンモニア含有液を酸化するように構成された酸化システムと、
   前記アンモニア含有液から硫酸アンモニウムの固体を得るように構成された補助システムと
   を備える、装置。
2. 前記補助システムが、
   硫酸アンモニウム後処理システムと、
   アンモニア供給システムと、
   プロセス水システムと
   を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記反応器が、
   前洗浄ゾーンと、
   吸収ゾーンと、
   微粒子制御ゾーンと
   が画定された吸収塔を備えており、
   前記ゾーンのそれぞれが１つ以上の噴霧層を有し、
   前記吸収ゾーンと前記前洗浄ゾーンとの間に第１の気液セパレータが配置され、且つ
   前記吸収ゾーンと前記微粒子制御ゾーンとの間に第２の気液セパレータが配置される、請求項１に記載の装置。
4. 前記吸収ゾーン内に第３の気液セパレータが配置され、且つ
   前記微粒子ゾーン内に第４の気液セパレータが配置される、請求項３に記載の装置。
5. 前記吸収ゾーン中の各層において、
   液ガス比が０．４Ｌ／Ｎｍ³以上であり、且つ
   平均噴霧被覆率が２００％以上であり、
   前記微粒子制御ゾーン中の各層において、
   液ガス比が０．４２Ｌ／Ｎｍ³以上であり、且つ
   平均噴霧被覆率が１５０％以上である、請求項３に記載の装置。
6. 前記酸化システムが、
   使用済吸収液を受け、
   前記使用済吸収液の第１の画分を第１の経路を介して流し且つ前記吸収液の第２の画分を第２の経路を介して流し、且つ
   前記第１の経路から前記微粒子制御ゾーンへと第１の産出物を供給し且つ前記第２の経路から前記吸収ゾーンへと第２の産出物を供給するように構成された酸化槽を備え、
   前記第１の産出物が、前記第２の産出物よりも酸化されている、請求項３に記載の装置。
7. 前記酸化槽が、
   気液分散促進器配列と、
   前記配列に沿った第１の位置に配置され且つ前記第１の産出物を供給するように構成された第１の産出物口と、
   前記配列に沿った第２の位置に配置され且つ前記第２の産出物を供給するように構成された第２の産出物口と、
   アンモニアをアンモニアチャンバーから前記第１の経路へと通す孔及び使用済吸収液をアンモニアチャンバーへと通す孔が画定されたアンモニアチャンバーと
   を備え、
   前記第２の位置は、前記第１の位置よりも、前記使用済吸収液の酸化を引き起こし難い、請求項６に記載の装置。
8. 前記酸化槽が、
   セパレータと、
   前記第１の経路における酸化空気源と
   を備え、
   前記第２の経路が前記セパレータの外側を通り、
   前記第２の経路に沿って酸化空気が供給されず、且つ
   前記第１の産出物における前記使用済吸収液が完全に酸化されている、請求項６に記載の装置。
9. 前記塔が、
   前記排煙を、０．８ｍ／ｓ～４ｍ／ｓの空塔ガス流速で流し、且つ
   最大３００００ｍｇ／Ｎｍ³のＳＯ₂濃度を有する排煙を受けるように構成される、請求項３に記載の装置。
10. 前記廃液が、１００ｍｇ／Ｎｍ³以下のＳＯ₂含有量を有する、請求項３に記載の装置。
11. 前記廃液が、３５ｍｇ／Ｎｍ³以下のＳＯ₂含有量を有する、請求項１０に記載の装置。
12. 総ダスト含有量が２０ｍｇ／Ｎｍ³以下である、請求項９に記載の装置。
13. 総ダスト含有量が５ｍｇ／Ｎｍ³以下である、請求項１２に記載の装置。
14. 前記塔が、アンモニア漏出が８ｍｇ／Ｎｍ³以下の廃液を排出するように構成される、請求項３に記載の装置。
15. 前記塔が、アンモニア漏出が２ｍｇ／Ｎｍ³以下の廃液を排出するように構成される、請求項１４に記載の装置。
16. 前記排煙が前記塔に入る前に、添加ガスを前記排煙に流すように構成された添加ガス源であって、前記添加ガスと前記排煙との混合物はプロセスガスであり、該混合物が前記塔の入口において１５％超の水分含有量を有する、添加ガス源と、
    前記アンモニア含有液へのＳＯ₂の吸収後に、吸収されたＳＯ₂から硫酸アンモニウムを結晶化させるように構成された蒸発結晶化システムと
    を更に備える、請求項３に記載の装置。
17. 二重効果蒸発結晶化プロセスの一部であるスチームジェットポンプを更に備える、請求項１６に記載の装置。
18. 前記蒸発結晶化システムが、ＭＶＲ蒸発結晶化プロセスを行うように構成される、請求項１６に記載の装置。
19. 前記排煙が前記塔に入る前に、添加ガスを前記排煙に流すように構成された添加ガス源であって、前記添加ガスと前記排煙との混合物はプロセスガスであり、該混合物が前記塔の入口において１５％超の水分含有量を有する、添加ガス源と、
    前記アンモニア含有液が前記吸収ゾーンにおいて噴霧される前に、前記アンモニア含有液と熱交換を行うように構成された熱交換器と、
    前記アンモニア含有液へのＳＯ₂の吸収後に、吸収されたＳＯ₂から硫酸アンモニウムを結晶化させるように構成された蒸発結晶化システムと
    を更に備える、請求項３に記載の装置。
20. 前記排煙が前記塔に入る前に、添加ガスを前記排煙に流すように構成された添加ガス源であって、前記添加ガスと前記排煙との混合物はプロセスガスであり、該混合物が前記塔の入口において１５％超の水分含有量を有する、添加ガス源と、
    前記アンモニア含有液が前記吸収ゾーンにおいて噴霧される前に、前記アンモニア含有液と熱交換を行うように構成された熱交換器と、
    前洗浄流体が前記前洗浄ゾーンにおいて噴霧される前に、前記前洗浄流体と熱交換を行うように構成された熱交換器と、
    前記アンモニア含有液へのＳＯ₂の吸収後に、吸収されたＳＯ₂から硫酸アンモニウムを結晶化させるように構成された蒸発結晶化システムと
    を更に備える、請求項３に記載の装置。
21. 前記排煙が前記塔に入る前に、前記排煙に空気を流してプロセスガスを形成し、且つ
    空気分配機器の下流且つ前記塔の上流において、前記プロセスガスの酸素含有量を１２体積％以下に制御するように構成された空気分配機器を更に備え、
    前記排煙が、前記空気との混合前に、１５体積％超の水分含有量を有する、請求項３に記載の装置。
22. 前記酸素含有量が３％～９％の範囲である、請求項２１に記載の装置。
23. 前記プロセスガスを冷却し、且つ
    前記プロセスガスの湿度を下げるように構成された凝縮機器を更に備える、請求項２２に記載の装置。
24. 前記排煙と流体連通した空気分配器と、
    前記塔に入る前洗浄循環液を冷却するように構成された前洗浄ゾーン熱交換器と
    を更に備え、
    前記排煙が１８体積％超の水分含有量を有する場合に、前記空気分配器が、プロセスガスの水分含有量を１０体積％以下に維持するように構成される、請求項３に記載の装置。
25. 前記塔に入る吸収液を冷却するように構成された吸収ゾーン熱交換器を更に備え、
    前記排煙が１８体積％超の水分含有量を有する場合に、前記空気分配器が、前記プロセスガスの水分含有量を１０体積％以下に維持するように構成される、請求項２４に記載の装置。
26. 排煙から二酸化硫黄を吸収する方法であって、
    前記排煙を反応器に流すことと、
    前記反応器において、亜硫酸アンモニウムを含有するアンモニア含有循環液に前記排煙から硫黄を或る温度で吸収することと、
    前記循環液を回収することと、
    前記反応器に入る材料の酸素含有量を１２体積％以下の含有量に制限することと、
    前記反応器からの廃液における過剰なエアロゾル含有量に対応して温度を下げることと
    を含む、方法。
27. 前記流すことの前に、空気を前記排煙と混合してプロセスガスを形成することを更に含み、
    前記下げることが、前記空気の温度を下げることを含む、請求項２６に記載の方法。
28. 前記下げることが、前記循環液の温度を下げることを含み、且つ
    前記循環液の温度を下げることが、前記循環液を循環水冷却器に通すことを含む、請求項２６に記載の方法。
29. 水冷却器に冷却水を供給することと、
    前記冷却水中の過剰なイオン状態に対応して前記冷却水の一部をプロセス水と置き換えることと
    を更に含み、
    前記循環液の温度を下げることが、前記循環液を循環水冷却器に通すことを含む、請求項２６に記載の方法。
30. 前記置き換えることが、硫酸アンモニウムスラリーから蒸気を得るように構成された蒸気凝縮物処理システムからプロセス水を得ることを含む、請求項２９に記載の方法。
31. 前記排煙から前記循環液へと熱を伝達することによって、前記循環液中の硫酸アンモニウムを結晶化させることを更に含み、
    前記循環液の温度を下げることが、
    前記空気の流量を上げることと、
    前記空気の湿度を下げることと
    を含む、請求項２６に記載の方法。
32. 前記下げることが、前記温度を４５℃～５３℃の範囲の値に下げることである、請求項２６に記載の方法。
33. 前記制限することが、前記酸素含有量を８％以下の含有量に制限することである、請求項２６に記載の方法。
34. 前記吸収することが、異なる組成を有する段階に前記アンモニア含有液を提供することを含み、且つ
    前記吸収することが、前記二酸化硫黄の９０％以上が前記排煙から除去され且つ前記反応器からの廃液のダスト含有量が５０ｍｇ／Ｎｍ³以下となるように制御される吸収温度及び吸収酸素含有量を有する、請求項２６に記載の方法。
35. 前記プロセスガスが、４％～１５％の範囲の水分含有量を有する、請求項３４に記載の方法。
36. 前記段階を使用して、亜硫酸アンモニウム、亜硫酸水素アンモニウム、及び硫酸アンモニウムからなる群から選択される種の勾配を制御することと、
    前記吸収することの前に、
    空気を前記排煙と混合してプロセスガスを形成することと、
    前記プロセスガスを冷却及び精製することと、
    前記プロセスガスを、
    前記段階の１つ以上において、亜硫酸アンモニウム及び硫酸アンモニウムを含む前記アンモニア含有液と接触させ、
    次いで、前記段階の１つ以上において、亜硫酸アンモニウム及び硫酸アンモニウムを含む微粒子洗浄循環液と接触させることと、
    を更に含み、
    前記段階と、
    前記冷却及び精製することと、
    前記接触させることと
    が、前記二酸化硫黄の９０％以上が吸収されるように共に作用する、請求項３４に記載の方法。
37. 空気に対する排煙の比率を調節して、前記プロセスガスの酸素含有量を１２％以下の濃度に制御することを更に含む、請求項３６に記載の方法。
38. 前記提供することが、前記排煙において測定された二酸化硫黄濃度と、輸出排出指数とに基づいて、前記段階の数を選択することを含み、
    前記数が２超であり、
    前記段階の１つの組成が、
    ０．１５％～４．９５％の亜硫酸アンモニウムと、
    ５％～３８％の硫酸アンモニウムと
    を含み、
    前記段階が、
    上部吸収循環液と、
    下部吸収循環液と
    を含み、且つ
    前記上部吸収循環液の亜硫酸アンモニウム含有量が、前記下部吸収循環液の亜硫酸アンモニウム含有量よりも低い、請求項３６に記載の方法。
39. 前記提供することが、前記排煙において測定された二酸化硫黄濃度と、輸出排出指数とに基づいて、前記段階の数を選択することを含み、
    前記数が２超であり、
    前記段階の１つの組成が、
    ０．１５％～４．９５％の亜硫酸アンモニウムと、
    ５％～３８％の硫酸アンモニウムと
    を含み、
    前記段階が、
    上部吸収循環液と、
    下部吸収循環液と
    を含み、且つ
    前記上部吸収循環液のｐＨ値が、前記下部吸収循環液のｐＨ値よりも低い、請求項３６に記載の方法。
40. 前記段階のうち１つの段階が、
    ０．００３％～１％の亜硫酸アンモニウムと、
    ０．３％～３８％の硫酸アンモニウムと、
    を含む組成を有し、且つ
    １～６の範囲のｐＨ値を有する微粒子洗浄循環液を含む、請求項３６に記載の方法。
41. 前記排煙が１５％超の水分含有量を有する場合に、
    前記排煙に水蒸気体積含有量が５％以下の乾燥ガスを添加することによって、前記水分含有量を８％～１３％の範囲の水分含有量に下げることと、
    前記酸素含有量を１２％以下に制限することと、
    を更に含む、請求項３１に記載の方法。
42. 前記乾燥ガスが空気を含む、請求項４１に記載の方法。