TW202243723A - 一種氨法脫硫脫碳一體化裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明應用於含硫氧化物、CO 2製程氣體的脫硫及脫碳，屬於環保領域，以氨為脫硫和脫碳劑，氣體首先進入脫硫裝置進行脫硫，生成硫酸銨化肥，脫硫後的氣體進入脫碳裝置中，脫除氣體中的二氧化碳，生成碳酸氫銨化肥，脫碳後的氣體中含有游離氨，採用脫硫迴圈液進行洗滌，再用水洗滌，洗滌液返回脫硫塔用於脫硫的吸收劑。該技術將脫碳和脫硫技術有機集成在一起，採用酸性脫硫迴圈液洗氨，洗氨效率高，成功解決脫碳過程中氨逃逸問題，流程更簡單，投資和運行成本低，副產硫酸銨和碳酸氫銨化肥，不需將全部CO 2回注到地下封存，可使用部分CO 2生產尿素、純鹼等下游產品，靈活調節產品結構，可使用副產氨水，真正實現了以廢治廢、迴圈經濟。

Description

一種氨法脫硫脫碳一體化裝置及方法
本發明屬於環保技術領域，具體涉及一種用於氨法脫除硫氧化物和CO 2的裝置及方法。
大氣中的CO 2、甲烷等氣體，可以透過太陽短波輻射，但卻能阻擋地球表面向宇宙空間的長波輻射，隨著CO 2等溫室氣體濃度的增加，造成入射能量大於逸散能量，導致地球大氣的溫度升高，這種現象稱作溫室效應(greenhouse effect)。
二氧化碳是最重要的溫室氣體，化石能源使用是其主要的排放源，我國CO 2排放總量已位居世界第一，而且中國能源結構以煤為主的局面還將持續一段時間，煤炭能源仍將是新能源調峰及能源安全的基礎，我國已向世界承諾2030年碳達峰，2060年實現碳中和。對排放煙氣中CO 2進行捕集封存和資源化，對於控制和減少溫室氣體的排放，應對溫室效應、全球變暖問題具有重要意義。
目前，世界範圍內主要採用的碳捕集技術是有機胺法，但存在運行成本高、系統三廢排放量大且難處理的等問題。國內外也一直積極探索新的脫碳技術，與有機胺法相比，氨法具有再生容易、運行成本低、脫碳的副產物即為重要的碳酸氫銨化肥，也可將部分脫碳迴圈液再生得到CO 2，CO 2部分用於下游產品如尿素、純鹼、聚碳酸酯等的生產，部分用於驅油、飲料生產、氣焊，部分直接回注地底或海洋。碳酸氫銨是一個典型的複合肥，可同時向植物提供氮肥和CO 2，特別適合於無土栽培的現代農業、大棚植物生長的需要，真正實現了CO 2的資源化利用，實現碳迴圈，可以避免碳地下儲存可能造成的二次污染和CO 2環境事故。與有機胺脫碳產物相比，氨吸收CO 2的效率高、碳酸氫銨更容易再生，可大幅降低脫碳成本。
氨法脫碳技術一直是研究的重點，也是解決溫室氣體的最佳方法；但氨易揮發，脫碳需在偏鹼性條件下進行，造成氨逃逸量增加。如不加以解決，大量的氨逃逸，不僅造成脫碳成本的增加，也造成二次污染。
專利CN104707451A報導一種氨法煙氣碳捕集及合成化工產品的方法，它在煙氣吸收合成裝置內運行，該煙氣吸收合成裝置包括煙氣管路、並聯的吸收塔和碳化塔、除氨塔和固液分離設備，以氨水為吸收劑捕集煙氣中的CO 2，並以硫酸鈉為轉化媒介生產碳酸鈉、碳酸氫鈉等化工產品。脫碳後的含氨尾氣，採用簡單的水洗方法脫除氨，造成大量的氨逃逸。
CN201110039363.2報導了一種氨法常壓捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系統及製程，先進行脫硫，再進行脫碳，在脫硫和脫碳單元設置了多個換熱器，用於控制吸收溫度，同時先用高濃度氨水進行脫硫和脫碳，再用稀濃度氨水進行脫硫和脫碳，脫碳後氣體直接排放，僅採用低溫和低濃度氨水吸收，並不能解決氨逃逸問題，此外氨水濃度還不能太低，低濃度氨水會帶入大量的水，造成脫硫產物硫酸銨和脫碳產物碳酸氫銨不能結晶。
CN104874272A報導了一種集成脫硫和二氧化碳捕集的設備和方法，煙氣首先經過氨法脫硫裝置脫除SO 2，再進入直接接觸式冷卻裝置進行冷卻降溫後，進入脫碳塔進行脫碳，脫碳後氣體進行氨洗滌塔，用水進行洗滌，洗滌後煙氣再進入直接接觸式加熱裝置，在噴淋接觸加熱過程中同步脫除一些氨。噴淋接觸溶液採用接觸冷卻塔排出的水溶液，接觸噴淋後溶液經冷卻塔降溫後再用於接觸冷卻噴淋。水洗塔的氨溶液進入脫碳塔用於脫碳，或進入汽提塔脫氨。在再生接觸塔中加入酸性試劑硫酸強化氨洗滌。本方法存在以下問題，直接採用水洗，洗滌後的水返回脫碳使用，大量的水帶入脫碳系統造成投資和運行成本增加；其次採用硫酸進一步洗滌氨，會造成硫酸消耗；第三流程複雜，需要單獨設置接觸冷卻裝置、接觸再熱裝置，投資和運行成本高。
本發明人針對上述問題，結合氨法脫硫經驗，開發了一種氨法脫硫脫碳一體化技術。在脫硫過程中對吸收液和/或製程氣進行降溫，達到後續脫碳的溫度要求；脫碳後的含氨製程氣氣體首先採用脫硫迴圈液進行吸收，吸收後的迴圈溶液返回脫硫功能區脫硫，減少脫硫加氨量；進一步採用新鮮水洗滌脫碳後排放氣，洗滌後含氨洗滌水返回脫硫功能區，作為脫硫顆粒物脫除洗滌水補水；脫硫顆粒物洗滌區產生的冷凝水通過膜分離淨化後，乾淨水用於洗氨補充水，多餘的排出裝置外用。
本發明具有以下優點： 1.洗滌效果好，採用酸性脫硫吸收液洗滌含氨製程氣，洗滌效果好； 2.使用脫硫迴圈液脫除脫碳後製程氣中的氨，洗滌後脫硫迴圈液直接用於脫硫，簡化了製程流程，實現了脫硫脫碳一體化； 3.洗滌氨後的含氨洗滌水直接用於脫硫顆粒物洗滌補水，減少了脫硫補水； 4.不需要單獨設置接觸冷卻裝置，流程簡單； 5.冷凝水經膜分離淨化後迴圈使用，無廢水排放。 6.回收得到硫酸銨和碳銨化肥，也可以將部分或全部脫碳迴圈液解析得到CO 2，部分CO 2用於飲料生產、驅油、氣焊，部分CO 2用於生產下游產品包括尿素、純鹼、碳酸氫鈉、聚碳酸酯、聚氨酯、食品CO 2、CO 2氣肥、碳酸氫鉀等。不需要將全部CO 2回注到地下封存，真正實現了碳減排。 7.不需控制脫硫功能區出口SO 2到≤2ppm，脫硫功能區未脫除的硫氧化物可在脫碳裝置進一步脫除，降低了脫硫裝置投資及運行成本。
本發明提供了一種氨法脫硫脫碳一體化裝置及方法，採用氨脫除硫氧化物和CO 2，生成硫酸銨化肥和碳酸氫銨化肥。裝置設置氨法脫硫功能區、氨法脫碳功能區，氨洗滌功能區，硫銨後處理系統及碳酸氫銨後處理系統。採用氨為脫硫和脫碳劑氣體首先進入脫硫功能區中進行脫硫，生成硫酸銨化肥；脫硫後的氣體進入脫碳功能區中，脫除氣體中的二氧化碳，生成碳酸氫銨化肥；脫碳後的氣體中含有游離氨，進入氨洗滌功能區中，採用脫硫的硫酸銨溶液進行洗滌，再用水洗滌，洗滌後含氨的硫酸銨溶液和水溶液，返回脫硫塔用於脫硫的吸收劑。上述功能區，可以組合成一個塔中或多個塔中。在脫硫功能區，分成多個段，其中包括冷卻濃縮降溫段、吸收段、顆粒物去除段。每個段設置至少一層噴淋層，段與段之間設有允許氣體通過的設備/部件。
在一些較佳的實施方案中，顆粒物去除段分成兩個部分，其中第一顆粒物去除段噴淋洗滌採用含硫銨的高濃度溶液迴圈洗滌，第二顆粒物去除段採用含硫銨的稀溶液迴圈洗滌。兩個部分之間設有允許氣體通過的設備/部件。第一顆粒物去除段使用的濃硫銨溶液濃度控制在5-40%，較佳10-30%，PH控制在3-7，較佳3-5.5；第二顆粒物去除段稀硫銨溶液濃度控制在0.02-10%，較佳0.03-5%，PH控制在3-7。
在一些較佳的實施方案中，本發明的裝置包括脫硫迴圈槽，該脫硫迴圈槽包括彼此流體連通的氧化室和加氨室的脫硫迴圈槽，其中氧化室被建構成允許來自吸收段的回流液的至少一部分與含氧氣體接觸和反應，並允許從其取出液相的至少一部分以迴圈到第一顆粒物去除段和氨洗滌功能區，並且加氨室被建構成與該氧化室流體聯通，允許來自吸收段的回流液的至少一部分與氨吸收劑混合，和允許從其取出液體物流以迴圈到吸收段。
該脫硫脫碳一體化方法依次包括以下步驟： 1）使用脫硫迴圈液脫除煙氣中的部分SO 2； 2）使用脫碳迴圈液脫除製程氣中的部分CO 2； 3）使用脫硫迴圈液脫除製程氣中的部分游離氨，並將吸收游離氨後的脫硫迴圈液返回脫硫裝置。
在一些較佳的實施方案中，步驟3）中使用來自脫硫迴圈槽的氧化室的脫硫迴圈液脫除製程氣中的部分游離氨，並將吸收游離氨後的脫硫迴圈液返回脫硫裝置。
在一些實施方案中，步驟1）和步驟2）的產品包括硫酸銨化肥、碳酸氫銨化肥。
在一些實施方案中，步驟2）中CO 2脫除率30-98%。
在一些實施方案中，將部分脫碳迴圈液送碳銨後處理裝置生產碳酸氫銨化肥，或將部分脫碳迴圈液送CO 2再生裝置再生得到氣體CO 2，部分CO 2用於飲料生產、驅油、氣焊，部分CO 2用於生產下游產品包括尿素、純鹼、碳酸氫鈉、聚碳酸酯、聚氨酯、食品CO 2、CO 2氣肥、碳酸氫鉀等。
在一些實施方案中，在步驟2)與步驟3)之間還包括步驟4）使用製程水脫除製程氣中的部分游離氨和/或 在步驟3）後還包括步驟5）使用製程水進一步脫除製程氣中的部分游離氨。
在本發明中使用的脫硫迴圈液包括濃縮迴圈液、吸收迴圈液。在一些實施方案中，濃縮迴圈液pH 1-6，較佳2-4.5，亞硫酸銨濃度0-0.2%，硫酸銨濃度10-60%，吸收迴圈液pH 4.5-6.5，較佳4.8-6.2，亞硫酸銨濃度0.1-3%，硫酸銨濃度10-38%。
在一些實施方案中，在本發明中使用的脫碳迴圈液pH 7-13，較佳7.5-11，更佳8-9.5，碳酸氫銨濃度3-40%，較佳10-22%，NH 3/CO 2摩爾比0.6-4，較佳1.2-3，更佳2-2.5。
在一些實施方案中，脫硫吸收溫度5-55℃，較佳15-50℃，更佳20-40℃；脫碳吸收溫度0-45℃，較佳5-40℃，更佳10-30℃。可使用熱泵製冷技術提供脫碳迴圈液、脫硫迴圈液冷卻所需的冷量。熱泵得到的冷凍水溫度可為3-25℃，較佳5-10℃。
熱泵動力可包括熱水、蒸汽和電中的一種或多種，冷源可採用迴圈水/脫鹽水，使用脫鹽水時，換熱後的脫鹽水可送至低溫省煤器，節省噸蒸汽耗煤。
在一些實施方案中，在所述的脫硫功能區，設有冷卻裝置，控制脫硫後煙氣溫度5-55℃，較佳20-40℃，滿足後續脫碳的溫度要求；冷卻裝置可設置在迴圈脫硫液迴圈管線上，冷卻迴圈脫硫液，降溫後迴圈脫硫液進一步冷卻脫硫煙氣；可設置多個冷卻裝置，如在吸收段、顆粒物去除段迴圈吸收管線上，較佳在第二顆粒物去除部分的水洗管線上；洗滌冷凝水可採用膜分離淨化後，濃溶液可進入脫硫吸收區，清水可充當洗氨的補水或外用。
在一些實施方案中，冷卻裝置也可設置在製程氣管道上，可以在脫硫功能區的進口、中間或出口。冷卻劑採用迴圈水或冷凍水，可以單獨使用或組合使用。
在一些實施方案中，洗氨用的脫硫迴圈溶液可取自脫硫塔的迴圈洗滌溶液，洗滌氨後返回氨法脫硫功能區，用於脫硫，洗氨用的脫硫迴圈溶液的PH控制在2.5-7.5，較佳3-5.5。在一些實施方案中，洗氨用的脫硫迴圈溶液取自脫硫迴圈槽氧化室。
在一些實施方案中，洗氨功能區中使用的洗滌製程水的PH控制在3-7。製程水洗氨後產生的水溶液的至少一部分可進入脫硫塔第二顆粒物去除部分的迴圈液，充當補水。這樣，該迴圈液中硫酸銨濃度可控制在0-5%，較佳0.02-2%。
在一些實施方案中，第二顆粒物去除部分的水洗迴圈溶液部分抽出進入淨化膜分離裝置，淨化的產水作為氨洗滌功能區補水，控制洗滌水中的氨濃度及脫硫段稀硫銨溶液的濃度。膜分離裝置產生的濃水可進入到脫硫吸收段。
在一些實施方案中，脫碳功能區和氨洗滌功能區可採用噴淋吸收、板式吸收、填料吸收、浮閥吸收等一種或其組合。
在一些實施方案中，脫硫產生的硫酸銨漿液可進入硫銨後系統，經過固液分離後，濕硫銨經乾燥包裝成硫銨產品，或直接出濕硫銨產品；固液分離出來的溶液返回脫硫功能區；如產生硫銨溶液，需經蒸發結晶後形成硫銨漿液再進入固液分離裝置。
在一些實施方案中，從脫碳塔出來的碳酸氫銨漿液可進入固液分離設備，溶液返回脫碳功能區，濕碳酸氫銨經乾燥包裝成產品，或直接出濕碳酸氫銨產品。在一些實施方案中，脫碳產生的至少部分碳酸氫銨可進一步加熱再生成CO 2和氨溶液，該氨溶液返回脫碳功能區進一步使用。
在一些實施方案中，脫硫功能區主要參數如下： 空塔氣速控制0.5-5m/s，較佳2-4m/s； 每層噴迴圈液噴淋密度4-100m 3/m 2.h，較佳8-80 m 3/m 2.h； 迴圈液溫度控制5-55℃，較佳20-40℃； 迴圈液PH控制1-7。
在一些實施方案中，脫碳功能區主要參數如下： 空塔氣速控制0.1-5m/s； 溫度控制5-40℃，較佳10-30℃； 迴圈液PH控制7-11。
在一些實施方案中，洗氨功能區主要參數如下： 空塔氣速控制0.25-5m/s； 溫度控制0-50℃，較佳3-40℃； 迴圈液PH控制3-10。
在一些實施方案中，在脫硫功能區和/或氨洗滌功能區加入強酸調節迴圈液pH，如硫酸、硝酸、鹽酸。
在一些實施方案中，裝置還包括熱泵系統，以使用熱泵製冷技術提供脫碳迴圈液、脫硫迴圈液冷卻所需的冷量。熱泵得到的冷凍水溫度可為3-25℃，較佳5-10℃。冷凍水進水/回水管線與各冷凍換熱器連接。
在一些實施方案中，裝置還包括CO 2再生塔，脫碳迴圈液再生在CO 2再生塔進行，指令引數為：再生溫度為塔底90-150℃，較佳100-130℃，塔頂6-100℃，較佳70-90℃，再生壓力為塔底0.2-0.7MPa，較佳0.3-0.5MPa。再生塔氣速0.2-3m/s，較佳0.3-2m/s。
在一些實施方案中，裝置還包括溶液換熱器、再沸器、迴圈水冷卻器、冷凍水冷卻器、CO 2緩衝罐、CO 2壓縮機中的一個或多個。
在一些實施方案中，來自脫碳碳酸氫銨溶液/漿液可送至再生單元，以產生二氧化碳和氨溶液。
在一些實施方案中，經氣液分離後，再生得到的氣體CO 2可用於下游產品生產，下游產品包括例如尿素、純鹼、碳酸氫鈉、聚碳酸酯、食品CO 2、CO 2氣肥、碳酸氫鉀等，或用於驅油、飲料生產、氣焊，或用於海洋封存或地底封存。分離液可返回CO 2再生塔。
本發明方案將脫碳和脫硫技術有機集成在一起，採用酸性脫硫迴圈液洗氨，洗氨效率高，成功解決脫碳過程中氨逃逸問題，流程更簡單，投資和運行成本低，副產硫酸銨和碳酸氫銨化肥，並將一部分CO 2回注到地下封存，可靈活調節碳銨產量、CO 2封存量、CO 2下游產品產量。
本發明方案可使用副產氨水，實現了以廢治廢、迴圈經濟。本發明方案與鈣法脫硫/鈉法脫硫+有機胺脫碳+碳封存裝置相比： 本發明方案占地面積小，可靈活調節碳封存量； 本發明方案流程簡單、可靈活調節副產品產量，CO 2可用於生產尿素、碳銨、純鹼、食品CO 2、聚碳酸酯、甲醇、合成氣、聚氨酯，用作驅油、氣焊、氣肥等，中國總需求量接近1.5億噸/年； 鈣法脫硫後有機胺脫碳需配套鹼法深度脫硫裝置，脫硫投資在現有基礎上增加60-80%，常規氨法脫硫投資約為鈣法脫硫的85-95%，氨法脫碳投資約為有機胺脫碳的60%，而脫硫脫碳一體化可進一步降低投資約10-20%，故氨法脫硫脫碳一體化技術投資較鈣法脫硫+鈉法脫硫+有機胺脫碳低40-50%；且無廢水廢渣排放。
氨法脫硫脫碳一體化技術運行費用較鈣法脫硫+鹼法脫硫+有機胺脫碳低50-60%。 氨法脫硫脫碳一體化技術與鈣法脫硫+鹼法脫硫+有機胺脫碳技術對比
製程方案 鈣法脫硫+鹼洗+有機胺脫碳 氨法脫硫脫碳一體化
脫硫脫碳原料 石灰石粉 CaCO3/液鹼+乙醇胺 液氨(或氨水） NH3
脫硫脫碳副產物 石膏（固廢）/廢鹼 硫酸銨+碳銨（作為化肥銷售）
廢水 有，約0.35t/萬kw 無
廢渣 有 無
廢氣 脫硫會產生CO2，0.7t/tSO 2 無
投資 1A 0.5-0.6A
運行成本 1B-2B 0.4-0.5B
占地面積 大 小
配套要求 高，需配套碳封存所需的海洋或深地質結構層 低，可靈活調節產品結構
主要技術指標如下： 脫碳效率不低於50%，能顯著控制脫碳塔出口煙氣中CO 2（含細微顆粒物）的含量≤6% 出口SO 2含量≤5mg/Nm 3， 氨回收率（即在該氣體清潔方法中被利用和捕集的氨占添加到該方法中的氨的分數或百分比）≥98%，製程出口氨逃逸≤10ppm 電耗≤250kWh/t CO 2蒸汽消耗≤1.2t/t CO 2除非另外指明，本文中使用的百分濃度對於氣體來說是體積百分濃度，對於液體來說是重量百分濃度。
下面結合附圖描述按照本發明的一些實施方案的氨法脫硫脫碳一體化裝置和方法。
圖1是按照本發明方法的一個實施方案的示意性流程圖。
圖2和圖3顯示了按照本發明的一些實施方案的氨法脫硫脫碳一體化裝置。參見圖2，含硫氧化物、CO 2的製程氣1進入脫硫功能區2，用脫硫迴圈泵-a 5進行噴淋迴圈，尾氣降溫的同時提濃硫酸銨溶液，提濃並析出固體的硫酸銨漿液經硫銨排出泵6送至硫酸銨固液分離器 31，固體可以被在硫酸銨乾燥器32中乾燥和在硫酸銨包裝機33中包裝，最終得到成品硫酸銨34。用脫硫功能區2迴圈泵-b 3、脫硫迴圈槽13進行吸收噴淋迴圈，吸收尾氣中的硫氧化物（二氧化硫及三氧化硫），利用脫硫換熱器-a 4控制脫硫溫度。利用脫硫迴圈泵-c 10、脫硫迴圈水槽9進行洗滌噴淋迴圈，利用脫硫換熱器-b 11控制洗滌溫度及脫硫後尾氣12的溫度，煙氣冷凝水14經膜分離裝置15處理，得到的膜分離濃水16回脫硫功能區2使用，一部分淨化水18作為洗氨塔補水，其餘淨化水17外排。氨8經計量後去脫硫迴圈槽13的加氨室加氨。氧化空氣7去脫硫迴圈槽13的氧化室將脫硫迴圈液氧化。
脫硫後尾氣12進入脫碳功能區19，用脫碳迴圈泵21進行吸收噴淋迴圈，溶液/漿液用脫碳排出泵22送至碳酸氫銨固液分離器37，固體可以被在碳酸氫銨乾燥器38中乾燥和在碳酸氫銨包裝機39中包裝，最終得到成品硫酸銨40。氨24經計量後分別去脫碳塔19加氨。
脫碳尾氣23進入洗氨功能區25，利用洗氨塔迴圈泵-a 26進行一級洗滌，一級洗滌液可來自脫硫迴圈槽13顆粒物洗滌迴圈泵酸性脫硫液35，連續補入洗氨塔25底部。較佳地，該酸性脫硫液35來自連接至脫硫迴圈槽氧化室的顆粒物洗滌迴圈泵。吸收氨氣後的脫硫液36返回至脫硫迴圈槽13，較佳的返回至該氧化室。利用洗氨功能區迴圈泵-b 27、洗氨功能區迴圈水槽28進行二級洗滌，二級洗滌液來自淨化水18，洗滌後液體返回至脫硫功能區2。洗滌後淨煙氣30排出。
參見圖3，脫碳迴圈泵22出口部分溶液經溶液換熱器42換熱後進入CO 2再生塔41，部分塔釜液在再沸器43經蒸汽加熱後，塔頂採出CO 2氣體，經迴圈水冷卻器44、冷凍水冷卻器45兩級冷卻後送CO 2緩衝罐46，緩衝一定時間後經CO 2壓縮機47壓縮後，部分送CO 2下游生產裝置49生產尿素、純鹼等下游產品，部分去裝瓶或罐車48罐裝。從再沸器43底部取出冷凝液。
CO 2再生塔41上部加入製程水53。
裝置還包括熱泵系統50，熱泵系統生產冷凍水，冷凍上水54送冷凍水冷卻器45、脫硫換熱器-a 5、脫硫換熱器-b3等換熱器用於製程氣（煙氣）、CO 2氣體、迴圈液冷卻，冷凍回水55返回熱泵系統50。 本揭露提供了以下實施方案：
實施方案1. 一種氨法脫硫脫碳一體化方法，採用氨脫除製程氣中硫氧化物和CO 2，其特徵在於，依次包括以下步驟： 1）使用脫硫迴圈液脫除製程氣中的部分SO 2； 2）使用脫碳迴圈液脫除製程氣中的部分CO 2；和 3）使用來自脫硫迴圈槽、較佳來自脫硫迴圈槽氧化室的脫硫迴圈液脫除製程氣中的部分游離氨，並且吸收游離氨後的脫硫迴圈液返回脫硫裝置。
實施方案2. 如實施方案1所述的方法，其特徵在於以下至少之一： - 產品包括硫酸銨化肥和碳酸氫銨化肥； - 步驟2）中CO 2脫除率為30-98%； - 該方法還包括 將部分脫碳迴圈液送碳銨後處理裝置生產碳酸氫銨化肥， 和/或將部分脫碳迴圈液送CO 2再生裝置再生得到氣體CO 2， 脫碳迴圈液再生在CO 2再生系統進行，較佳地指令引數為：再生溫度為塔底90-150℃，較佳100-130℃，塔頂6-100℃，較佳70-90℃，再生壓力為塔底0.2-0.7MPa，較佳0.3-0.5MPa。再生塔氣速0.2-3m/s，較佳0.3-2m/s； - 該方法還包括將部分氣體CO 2用於下游產品生產或用於驅油，下游產品較佳包括尿素、純鹼、碳酸氫鈉、聚碳酸酯、食品CO 2、CO 2氣肥、碳酸氫鉀； 和/或將部分CO 2用於海洋封存或地底封存。
實施方案3. 如實施方案1所述的方法，其特徵在於，在步驟2）與步驟3）之間還包括步驟4）使用製程水脫除製程氣中的部分游離氨，和/或在步驟3）後還包括步驟5）使用製程水進一步脫除製程氣中的部分游離氨。
實施方案4. 如實施方案1所述的方法，其特徵在於以下至少之一： - 脫硫迴圈液包括濃縮迴圈液、吸收迴圈液，濃縮迴圈液pH 1-6，較佳2-4.5，亞硫酸銨濃度0-0.2%，硫酸銨濃度10-60%，吸收迴圈液pH 4.5-6.5，較佳4.8-6.2，亞硫酸銨濃度0.1-3%，硫酸銨濃度10-38%； - 脫碳迴圈液pH 7-13，較佳7.5-11，更佳8-9.5，碳酸氫銨濃度3-40%，較佳10-22%，NH 3/CO 2摩爾比0.6-4，較佳1.2-3，更佳2-2.5； - 脫硫吸收溫度5-55℃，較佳15-50℃，更佳20-40℃； - 脫碳吸收溫度0-45℃，較佳5-40℃，更佳10-30℃。
實施方案5. 用於實現實施方案1-4中任一項所述的方法的裝置，其特徵在於，設置氨法脫硫功能區、氨法脫碳功能區、氨洗滌功能區，硫銨後處理系統及碳酸氫銨後處理系統；採用氨為脫硫和脫碳劑，製程氣首先進入脫硫功能區中進行脫硫，生成硫酸銨化肥，脫硫後的製程氣進入脫碳功能區中，脫除製程氣中的二氧化碳，生成含碳酸氫銨溶液/漿液，脫碳後的製程氣中含有游離氨，進入氨洗滌功能區中，採用脫硫的迴圈溶液進行洗滌，再用製程水洗滌，洗滌後含氨的脫硫溶液和製程水溶液，返回脫硫功能區用做脫硫的吸收劑，部分含硫銨的碳銨液返回脫硫功能區。
實施方案6. 如實施方案5所述的裝置，其特徵在於以下至少之一： - 該裝置包括脫硫迴圈槽，該脫硫迴圈槽包括彼此流體連通的氧化室和加氨室，其中氧化室被建構成允許來自吸收段的回流液的至少一部分與含氧氣體接觸和反應，並允許從其取出液相的至少一部分以迴圈到顆粒物去除段和氨洗滌功能區，並且加氨室被建構成與該氧化室流體聯通，允許來自吸收段的回流液的至少一部分與氨吸收劑混合，和允許從其取出液體物流以迴圈到吸收段； - 氨洗滌功能區還包括在採用脫硫的迴圈溶液進行洗滌前，使用製程水洗滌，氨法脫硫功能區、氨法脫碳功能區、氨洗滌功能區組合成一個塔中或多個塔中。
實施方案7. 如實施方案5所述的裝置，其特徵在於，脫硫功能區分成多個段，其中包括冷卻濃縮降溫段、吸收段、顆粒物去除段，每個段設置至少一層噴淋層，段與段之間設有允許氣體通過的設備/部件。
較佳地，顆粒物去除段分成兩個部分，第一顆粒物去除段噴淋洗滌採用含硫銨的高濃度溶液迴圈洗滌，第二顆粒物去除段採用含硫銨的稀溶液迴圈洗滌，兩個部分之間設有允許氣體通過的設備/部件；第一顆粒物去除段濃硫銨溶液濃度控制在10-38%，較佳12-30%，PH控制在2.5-7.5，較佳3-5.5；第二顆粒物去除段稀硫銨溶液濃度控制在0-5%，較佳0.02-2%，PH控制在3-7。
較佳地，脫硫功能區設有冷卻裝置，控制脫硫後煙氣溫度5-55℃，較佳15-50℃，更佳20-40℃，較佳地，冷卻裝置設置在迴圈脫硫液迴圈管線上，冷卻噴淋迴圈脫硫液，並進一步冷卻脫硫煙氣；或者冷卻裝置設置在脫硫功能區製程氣管道/煙道上，直接冷卻氣體；冷卻劑採用迴圈水和/或冷凍水。
實施方案8. 如實施方案5所述的裝置，其特徵在於，脫碳功能區設有冷卻裝置，控制脫碳後煙氣溫度0--45℃，較佳5-40℃，更佳10-30℃。
實施方案9. 如實施方案5所述的裝置，其特徵在於以下至少之一： - 洗氨迴圈溶液取自氨法脫硫功能區的顆粒物去除段洗滌硫銨溶液，洗滌氨後返回氨法脫硫功能區，用於脫硫，洗滌硫銨溶液的PH控制在2.5-7.5； ‑洗氨迴圈溶液取自脫硫功能區吸收段洗滌硫銨溶液，洗滌氨後返回脫硫功能區吸收段，用於脫硫，該硫銨溶液的PH控制在3‑7； - 洗氨迴圈吸收的水溶液一部分進入脫硫功能區顆粒物去除段的迴圈液的補水，洗氨迴圈液中氨濃度控制在0-5%，較佳0-1%。
實施方案10. 如實施方案7所述的裝置，其特徵在於，稀硫銨洗滌溶液部分抽出進入淨化膜分離裝置，淨化的產水補水作為脫氨洗滌功能區補水，多餘外用，控制洗滌水中的氨濃度及脫硫洗滌稀硫銨溶液的濃度，濃水進入到脫硫吸收區。
實施方案11. 如實施方案5所述的裝置，其特徵在於，具有以下特徵至少之一： - 脫硫、脫碳、洗氨功能區，脫碳功能區採用噴淋吸收、板式吸收、填料吸收、浮閥吸收中一種或其組合； - 脫硫產生的硫酸銨漿液，經固液分離、乾燥包裝成產品，或直接出濕產品； - 脫碳產生的碳銨漿液，部分經固液分離、乾燥包裝成產品，或直接出濕產品；分離出來的溶液返回脫碳裝置。 - 脫碳產生的碳銨漿液或碳酸氫銨溶液，部分或全部進一步加熱再生成CO 2和氨溶液，氨溶液返回脫碳功能區進一步使用； - CO 2用於下游產品生產、驅油、飲料生產、封存； - 氨法脫硫功能區主要參數如下： 1）空塔氣速控制0.5-5m/s，較佳2-4m/s； 2）每層噴迴圈液噴淋密度4-100m 3/m 2.h，較佳8-80 m 3/m 2.h； 3）迴圈液溫度控制5-55℃，較佳20-40℃；和 4）迴圈液PH控制1-7； - 脫碳功能區主要參數如下： 1）空塔氣速控制0.1-5m/s； 2）溫度控制5-40℃，較佳10-30℃；和 3）迴圈液PH控制7-11； - 洗氨功能區主要參數如下： 1）空塔氣速控制0.25-5m/s； 2）溫度控制0-50℃，較佳3-40℃；和 3）迴圈液PH控制3-10； - 該裝置還包括熱泵系統，熱泵系統提供冷卻所需的冷凍水，熱泵得到的冷凍水溫度為3-25℃，較佳5-10℃； - 該裝置還包括CO 2再生塔，脫碳迴圈液再生在CO 2再生塔進行，指令引數為：再生溫度為塔底90-150℃，較佳100-130℃，塔頂6-100℃，較佳70-90℃，再生壓力為塔底0.2-0.7MPa，較佳0.3-0.5MPa。再生塔氣速0.2-3m/s，較佳0.3-2m/s較佳地，再生塔上部設有製程水入口； 較佳地，再生塔得到的氣體CO 2用於下游產品生產，下游產品包括尿素、純鹼、碳酸氫鈉、聚碳酸酯、食品CO 2、CO 2氣肥、碳酸氫鉀，或者用於驅油、飲料生產、氣焊，或者用於海洋封存或地底封存； 較佳地，該裝置還包括溶液換熱器、再沸器、迴圈水冷卻器、冷凍水冷卻器、CO2緩衝罐、CO2壓縮機， 其中脫碳迴圈泵出口部分溶液經溶液換熱器換熱後進入CO 2再生塔，塔頂採出CO 2氣體，經冷卻器冷卻後送CO 2緩衝罐，經CO 2壓縮機壓縮後外送。 實施例
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但並不構成對本發明的任何限制。 實施例1：
含硫氧化化物、CO 2燃煤鍋爐煙氣（製程氣）進入上述脫硫脫碳一體化裝置，製程流程見圖2。裝置包括脫硫功能區2、脫碳功能區19、洗氨功能區25。
含硫氧化物、CO 2的製程氣1進入脫硫功能區2，用脫硫迴圈泵-a 5進行噴淋迴圈，尾氣降溫的同時提濃硫酸銨溶液，提濃並析出固體的硫酸銨漿液經硫銨排出泵6送至硫酸銨固液分離器 31、硫酸銨乾燥器32、硫酸銨包裝機33，最終得到成品硫酸銨34。用脫硫功能區2迴圈泵-b 3、脫硫迴圈槽13（加氨室）進行吸收噴淋迴圈，吸收尾氣中的硫氧化物（二氧化硫及三氧化硫），利用脫硫換熱器-a 4控制脫硫溫度。利用脫硫迴圈泵-c 10、脫硫迴圈水槽9進行洗滌噴淋迴圈，利用脫硫換熱器-b 11控制洗滌溫度及脫硫後尾氣12的溫度，煙氣冷凝水14經膜分離裝置15處理，得到的膜分離濃水16回脫硫功能區2使用，一部分淨化水18作為洗氨塔補水，其餘淨化水17外排。氨8經計量後去脫硫迴圈槽13加氫室加氨。氧化空氣7去脫硫迴圈槽13氧化室將溶液氧化。
脫硫後尾氣12進入脫碳功能區19，用脫碳迴圈泵21進行吸收噴淋迴圈，漿液用脫碳排出泵22送至碳酸氫銨固液分離器37、碳酸氫銨乾燥器38、碳酸氫銨包裝機39，最終得到成品碳酸銨40。氨24經計量後去脫碳塔19加氨。部分含硫銨的碳銨液返回脫硫功能區。
脫碳尾氣23進入洗氨功能區25，利用洗氨塔迴圈泵-a 26進行一級洗滌，一級洗滌液為來自脫硫迴圈槽13氧化室的顆粒物洗滌迴圈泵酸性脫硫液35，連續補入洗氨塔25，吸收氨氣後的脫硫液36返回至脫硫迴圈槽13。利用洗氨功能區迴圈泵-b 27、洗氨功能區迴圈水槽28進行二級洗滌，二級洗滌液來自淨化水18，洗滌後液體返回至脫硫功能區2。洗滌後淨煙氣30排出。
脫硫脫碳採用99.6%的液氨作為吸收劑，製程氣（鍋爐煙氣）參數見下表：
序號 項目 數值
1 氣量，Nm 3/h 560000
2 溫度，℃ 160
3 SO 2含量，mg/Nm 3 4500
4 CO 2含量，v% 12
5 H 2O含量，v% 5.48
6 O 2含量，v% 8.65
序號 項目 數值
1 脫硫塔出口氣量，Nm 3/h 528326
2 脫硫塔出口溫度，℃ 18
3 脫硫塔出口SO 2含量，ppm ＜5
4 脫硫塔出口CO 2含量，v% 12.7
5 脫硫塔出口H 2O含量，v% 2.0
6 副產硫酸銨量，t/h 5.24
7 脫硫效率，% 99.9
8 99.6%液氨消耗量，t/h 1.34
經脫硫系統處理的主要參數見下表：
經脫碳塔處理後主要參數見下表：
序號 項目 數值
1 脫碳塔出口氣量，Nm 3/h 468360
2 脫碳塔出口CO 2含量，v% 1.4
3 脫碳塔出口NH 3含量，ppm 900
4 脫碳效率，% 90
5 副產碳酸氫銨量，t/h 221.9
6 99.6%的液氨消耗量，t/h 46.0
經洗氨塔處理後主要參數見下表：
序號 項目 數值
1 洗氨塔出口氣量，Nm 3/h 467940
2 洗氨塔出口CO 2含量，v% 1.4
3 洗氨塔出口NH 3含量，ppm ＜3
4 洗氨塔出口SO 2含量，ppm ＜2
實施例2：
含硫氧化化物、CO 2燃煤鍋爐煙氣（製程氣）進入上述脫硫脫碳一體化裝置，製程流程見圖2、圖3。圖2中的裝置包括脫硫功能區2、脫碳功能區19、洗氨功能區25。
含硫氧化物、CO 2的製程氣1進入脫硫功能區2，用脫硫迴圈泵-a 5進行噴淋迴圈，尾氣降溫的同時提濃硫酸銨溶液，提濃並析出固體的硫酸銨漿液經硫銨排出泵6送至硫酸銨固液分離器 31、硫酸銨乾燥器32、硫酸銨包裝機33，最終得到成品硫酸銨34。用脫硫功能區2迴圈泵-b 3、脫硫迴圈槽13進行吸收噴淋迴圈，吸收尾氣中的硫氧化物（二氧化硫及三氧化硫），利用脫硫換熱器-a 4控制脫硫溫度。利用脫硫迴圈泵-c 10、脫硫迴圈水槽9進行洗滌噴淋迴圈，利用脫硫換熱器-b 11控制洗滌溫度及脫硫後尾氣12的溫度，煙氣冷凝水14經膜分離裝置15處理，得到的膜分離濃水16回脫硫功能區2使用，一部分淨化水18作為洗氨塔補水，其餘淨化水17外排。氨8經計量後去脫硫迴圈槽13加氨室加氨。氧化空氣7去脫硫迴圈槽13氧化室將溶液氧化。
脫硫後尾氣12進入脫碳功能區19，用脫碳迴圈泵21進行吸收噴淋迴圈，漿液用脫碳排出泵22送至碳酸氫銨固液分離器37、碳酸氫銨乾燥器38、碳酸氫銨包裝機39，最終得到成品碳酸銨40。氨24經計量後去脫碳塔19加氨。部分含硫銨的碳銨溶液返回脫硫功能區。
脫碳尾氣23進入洗氨功能區25，利用洗氨塔迴圈泵-a 26進行一級洗滌，一級洗滌液為來自氨法脫硫功能區酸性脫硫液35，連續補入洗氨塔25，吸收氨氣後的脫硫液36返回至脫硫迴圈槽13。利用洗氨功能區迴圈泵-b 27、洗氨功能區迴圈水槽28進行二級洗滌，二級洗滌液來自淨化水18，洗滌後液體返回至脫硫功能區2。洗滌後淨煙氣30排出。
裝置還包括CO 2再生塔41，脫碳迴圈液再生在CO 2再生塔41進行，指令引數為：塔底100-130℃，塔頂60-90℃，塔底操作壓力0.3-0.4MPa，氣速0.6-0.8m/s。
裝置還包括溶液換熱器42、再沸器43、迴圈水冷卻器44、冷凍水冷卻器45、CO 2緩衝罐46、CO 2壓縮機47。
脫碳迴圈泵22出口採出溶液中的部分去碳銨後處理裝置（37-39）得到產品碳酸氫銨40，其餘經溶液換熱器42換熱後進入CO 2再生塔41，部分塔釜液在再沸器43經蒸汽加熱後，塔頂採出CO 2氣體，經迴圈水冷卻器44、冷凍水冷卻器45兩級冷卻後送CO 2緩衝罐46，緩衝一定時間後經CO 2壓縮機47壓縮後，10%送CO 2下游生產裝置49生產聚碳酸酯，5%裝瓶或罐車48罐裝，85%去封存。
從再沸器43底部取出冷凝液。
CO 2再生塔41上部加入製程水53。
裝置還包括熱泵系統50，熱泵系統生產冷凍水，冷凍上水54送冷凍水冷卻器45、脫硫換熱器-a、脫硫換熱器-b等換熱器用於CO 2氣體、迴圈液冷卻，冷凍回水55返回熱泵系統50。
脫硫脫碳採用99.6%的液氨作為吸收劑，1台600MW機組，製程氣（鍋爐煙氣）參數見下表：
序號 項目 數值
1 煙氣量，Nm 3/h 2100000
2 溫度，℃ 150
3 SO 2含量，mg/Nm 3 7000
4 CO 2含量，v% 12
5 H 2O含量，v% 6.1
6 O 2含量，v% 5.9
經脫硫系統處理的主要參數見下表：
序號 項目 數值
1 脫硫塔出口氣量，Nm 3/h 1923557
2 脫硫塔出口溫度，℃ 18
3 脫硫塔出口SO 2含量，ppm ＜10
4 脫硫塔出口CO 2含量，v% 13.1
5 脫硫塔出口H 2O含量，v% 2.0
6 副產硫酸銨量，t/h 30.6
7 脫硫效率，% 99.9
8 99.6%的液氨消耗量，t/h 7.8
經脫碳塔處理後主要參數見下表：
序號 項目 數值
1 脫碳塔出口氣量，Nm 3/h 1698128
2 脫碳塔出口CO 2含量，v% 1.48
3 脫碳塔出口NH 3含量，ppm 800
4 脫碳效率，% 90
5 副產碳酸氫銨量，t/h 83.3
6 99.6%的液氨消耗量，t/h 17.3
經洗氨塔處理後主要參數見下表：
序號 項目 數值
1 洗氨塔出口氣量，Nm 3/h 1696783
2 洗氨塔出口CO 2含量，v% 1.49
3 洗氨塔出口NH 3含量，ppm ＜8
4 洗氨塔出口SO 2含量，ppm ＜2
經CO2再生塔再生、兩級冷卻後的CO2氣體主要參數見下表：
序號 項目 數值
1 氣量，Nm 3/h 204313
2 CO 2含量，v% 99.9
3 氣體中NH 3含量，ppm ＜20
4 氣體中水含量，ppm ＜500
5 氣體壓力，MPa 0.3
1:製程氣 2:脫硫功能區 3:脫硫1#迴圈泵 4:脫硫換熱器-a 5:脫硫迴圈泵-a 6:硫銨排出泵 7:氧化空氣 8:去脫硫系統加氨 9:脫硫迴圈水槽 10:脫硫迴圈泵-b 11:脫硫換熱器-b 12:脫硫後尾氣 13:脫硫迴圈槽 14:煙氣冷凝水 15:膜分離裝置 16:膜分離濃水 17:膜分離外排淨化水 18:去洗氨功能區淨化水 19:脫碳功能區 20:顆粒物洗滌迴圈泵 21:脫碳塔迴圈泵 22:脫碳塔排出泵 23:脫碳後尾氣 24:去脫碳系統加氨 25:洗氨功能區 26:洗氨功能區迴圈泵-a 27:洗氨功能區迴圈泵-b 28:洗氨水槽 29:洗氨排水 30:淨煙氣 31:硫酸銨固液分離器 32:硫酸銨乾燥器 33:硫酸銨包裝機 34:成品硫酸銨 35:酸性脫硫液 36:返回脫硫液 37:碳酸氫銨固液分離器 38:碳酸氫銨乾燥器 39:碳酸氫銨包裝機 40:成品碳酸氫銨 41:CO 2再生塔 42:溶液換熱器 43:再沸器 44:迴圈水冷卻器 45:冷凍水冷卻器 46:CO 2緩衝罐 47:CO 2壓縮機 48:裝瓶或罐車 49:CO 2下游生產裝置 50:熱泵系統 51:蒸汽 52:冷凝水 53:製程水 54:冷凍上水 55:冷凍回水
圖1是按照本發明方法的一個實施方案的流程圖。 圖2顯示了按照本發明的一個實施方案的氨法脫硫脫碳一體化裝置。 圖3顯示了按照本發明的一個實施方案的氨法脫硫脫碳一體化裝置的二氧化碳再生段。 在圖2和圖3中，各符號具有如下含義：1-工藝氣；2-脫硫功能區；3-脫硫1#迴圈泵；4-脫硫換熱器-a；5-脫硫迴圈泵-a；6-硫銨排出泵；7-氧化空氣；8-去脫硫系統加氨；9-脫硫迴圈水槽；10-脫硫迴圈泵-b；11-脫硫換熱器-b；12-脫硫後尾氣；13-脫硫迴圈槽；14-煙氣冷凝水；15-膜分離裝置；16-膜分離濃水；17-膜分離外排淨化水；18-去洗氨功能區淨化水；19-脫碳功能區；20-顆粒物洗滌迴圈泵；21-脫碳塔迴圈泵；22-脫碳塔排出泵；23-脫碳後尾氣；24-去脫碳系統加氨；25-洗氨功能區；26-洗氨功能區迴圈泵-a；27-洗氨功能區迴圈泵-b；28-洗氨水槽；29-洗氨排水；30-淨煙氣；31-硫酸銨固液分離器；32-硫酸銨乾燥器；33-硫酸銨包裝機；34-成品硫酸銨；35-酸性脫硫液；36-返回脫硫液；37-碳酸氫銨固液分離器；38-碳酸氫銨乾燥器；39-碳酸氫銨包裝機；40-成品碳酸氫銨；41-CO 2再生塔；42-溶液換熱器；43-再沸器；44-迴圈水冷卻器；45-冷凍水冷卻器；46-CO 2緩衝罐；47-CO 2壓縮機；48-裝瓶或罐車；49-CO 2下游生產裝置；50-熱泵系統；51-蒸汽；52-冷凝水；53-工藝水；54-冷凍上水，55-冷凍回水。
1:製程氣
2:脫硫功能區
3:脫硫1#迴圈泵
4:脫硫換熱器-a
5:脫硫迴圈泵-a
6:硫銨排出泵
7:氧化空氣
8:去脫硫系統加氨
9:脫硫迴圈水槽
10:脫硫迴圈泵-b
11:脫硫換熱器-b
12:脫硫後尾氣
13:脫硫迴圈槽
14:煙氣冷凝水
15:膜分離裝置
16:膜分離濃水
17:膜分離外排淨化水
18:去洗氨功能區淨化水
19:脫碳功能區
20:顆粒物洗滌迴圈泵
21:脫碳塔迴圈泵
22:脫碳塔排出泵
23:脫碳後尾氣
24:去脫碳系統加氨
25:洗氨功能區
26:洗氨功能區迴圈泵-a
27:洗氨功能區迴圈泵-b
28:洗氨水槽
29:洗氨排水
30:淨煙氣
31:硫酸銨固液分離器
32:硫酸銨乾燥器
33:硫酸銨包裝機
34:成品硫酸銨
35:酸性脫硫液
36:返回脫硫液
37:碳酸氫銨固液分離器
38:碳酸氫銨乾燥器
39:碳酸氫銨包裝機
40:成品碳酸氫銨

Claims (11)

  1. 一種氨法脫硫脫碳一體化方法，採用氨脫除製程氣中硫氧化物和CO 2，其特徵在於，依次包括以下步驟： 1）使用脫硫迴圈液脫除製程氣中的SO 2； 2）使用脫碳迴圈液脫除製程氣中的CO 2；和 3）使用脫硫迴圈液脫除製程氣中的游離氨，並且吸收游離氨後的脫硫迴圈液返回脫硫裝置。
  2. 如請求項1所述的方法，其中以下至少之一： - 步驟3)使用來自脫硫迴圈槽氧化室的脫硫迴圈液脫除製程氣中的部分游離氨； - 產品包括硫酸銨化肥和碳酸氫銨化肥； - 步驟2）中CO 2脫除率為30-98%； - 該方法還包括 將部分脫碳迴圈液送碳銨後處理裝置生產碳酸氫銨化肥， 和/或將部分脫碳迴圈液送CO 2再生裝置再生得到氣體CO 2， 脫碳迴圈液再生在CO 2再生系統進行，較佳地指令引數為：再生溫度為塔底90-150℃，較佳100-130℃，塔頂6-100℃，較佳70-90℃，再生壓力為塔底0.2-0.7MPa，較佳0.3-0.5MPa。再生塔氣速0.2-3m/s，較佳0.3-2m/s； - 該方法還包括將部分氣體CO 2用於下游產品生產或用於驅油，下游產品較佳包括尿素、純鹼、碳酸氫鈉、聚碳酸酯、食品CO 2、CO 2氣肥、碳酸氫鉀； 和/或將部分CO 2用於海洋封存或地底封存。
  3. 如請求項1所述的方法，其中，在步驟2)與步驟3)之間還包括步驟4）使用製程水脫除製程氣中的部分游離氨，和/或在步驟3）後還包括步驟5）使用製程水進一步脫除製程氣中的部分游離氨。
  4. 如請求項1所述的方法，其中以下至少之一： - 一脫硫迴圈液包括濃縮迴圈液、吸收迴圈液，濃縮迴圈液pH 1-6，較佳2-4.5，亞硫酸銨濃度0-0.2%，硫酸銨濃度10-60%，吸收迴圈液pH 4.5-6.5，較佳4.8-6.2，亞硫酸銨濃度0.1-3%，硫酸銨濃度10-38%； - 脫碳迴圈液pH 7-13，較佳7.5-11，更佳8-9.5，碳酸氫銨濃度3-40%，較佳10-22%，NH 3/CO 2摩爾比0.6-4，較佳1.2-3，更佳2-2.5； - 脫硫吸收溫度5-55℃，較佳15-50℃，更佳20-40℃； - 脫碳吸收溫度0-45℃，較佳5-40℃，更佳10-30℃。
  5. 一種用於實現請求項1至請求項4中任一項所述的方法的裝置，其中，設置氨法脫硫功能區、氨法脫碳功能區、氨洗滌功能區，硫銨後處理系統及碳酸氫銨後處理系統；採用氨為脫硫和脫碳劑，製程氣首先進入脫硫功能區中進行脫硫，生成硫酸銨化肥，脫硫後的製程氣進入脫碳功能區中，脫除製程氣中的二氧化碳，生成含碳酸氫銨溶液/漿液，脫碳後的製程氣中含有游離氨，進入氨洗滌功能區中，採用脫硫的迴圈溶液進行洗滌，再用製程水洗滌，洗滌後含氨的脫硫溶液和製程水溶液，返回脫硫功能區用做脫硫的吸收劑，部分含硫銨的碳銨液返回脫硫功能區。
  6. 如請求項5所述的裝置，其中以下至少之一： - 該裝置包括一脫硫迴圈槽，該脫硫迴圈槽包括彼此流體連通的氧化室和加氨室，其中氧化室被建構成允許來自吸收段的回流液的至少一部分與含氧氣體接觸和反應，並允許從其取出液相的至少一部分以迴圈到顆粒物去除段和氨洗滌功能區，並且加氨室被建構成與該氧化室流體聯通，允許來自吸收段的回流液的至少一部分與氨吸收劑混合，和允許從其取出液體物流以迴圈到吸收段； - 氨洗滌功能區還包括在採用脫硫的迴圈溶液進行洗滌前，使用製程水洗滌，氨法脫硫功能區、氨法脫碳功能區、氨洗滌功能區組合成一個塔中或多個塔中。
  7. 如請求項5所述的裝置，其中，脫硫功能區分成多個段，其中包括冷卻濃縮降溫段、吸收段、顆粒物去除段，每個段設置至少一層噴淋層，段與段之間設有允許氣體通過的設備/部件， 較佳地，顆粒物去除段分成兩個部分，第一顆粒物去除段噴淋洗滌採用含硫銨的高濃度溶液迴圈洗滌，第二顆粒物去除段採用含硫銨的稀溶液迴圈洗滌，兩個部分之間設有允許氣體通過的設備/部件；第一顆粒物去除段濃硫銨溶液濃度控制在10-38%，較佳12-30%，PH控制在2.5-7.5，較佳3-5.5；第二顆粒物去除段稀硫銨溶液濃度控制在0-5%，較佳0.02-2%，PH控制在3-7， 較佳地，脫硫功能區設有冷卻裝置，控制脫硫後煙氣溫度5-55℃，較佳15-50℃，更佳20-40℃，較佳地，冷卻裝置設置在迴圈脫硫液迴圈管線上，冷卻噴淋迴圈脫硫液，並進一步冷卻脫硫煙氣；或者冷卻裝置設置在脫硫功能區製程氣管道/煙道上，直接冷卻氣體；冷卻劑採用迴圈水和/或冷凍水。
  8. 如請求項5所述的裝置，其中，脫碳功能區設有冷卻裝置，控制脫碳後煙氣溫度0--45℃，較佳5-40℃，更佳10-30℃。
  9. 如請求項5所述的裝置，其中以下至少之一： - 洗氨迴圈溶液取自氨法脫硫功能區的顆粒物去除段洗滌硫銨溶液，洗滌氨後返回氨法脫硫功能區，用於脫硫，洗滌硫銨溶液的PH控制在2.5-7.5； ‑洗氨迴圈溶液取自脫硫功能區吸收段洗滌硫銨溶液，洗滌氨後返回脫硫功能區吸收段，用於脫硫，該洗滌硫銨溶液的PH控制在3‑7； - 洗氨迴圈吸收的水溶液一部分進入脫硫功能區顆粒物去除段的迴圈液的補水，洗氨迴圈液中氨濃度控制在0-5%，較佳0-1%。
  10. 如請求項7所述的裝置，其中，稀硫銨洗滌溶液部分抽出進入淨化膜分離裝置，淨化的產水補水作為脫氨洗滌功能區補水，多餘外用，控制洗滌水中的氨濃度及脫硫洗滌稀硫銨溶液的濃度，濃水進入到脫硫吸收區。
  11. 如請求項5所述的裝置，其中，具有以下特徵至少之一： - 脫硫、脫碳、洗氨功能區，脫碳功能區採用噴淋吸收、板式吸收、填料吸收、浮閥吸收中一種或其組合； - 脫硫產生的硫酸銨漿液，經固液分離、乾燥包裝成產品，或直接出濕產品； - 脫碳產生的碳銨漿液，部分經固液分離、乾燥包裝成產品，或直接出濕產品；分離出來的溶液返回脫碳裝置。 - 脫碳產生的碳銨漿液或碳酸氫銨溶液，部分或全部進一步加熱再生成CO 2和氨溶液，氨溶液返回脫碳功能區進一步使用； - CO 2用於下游產品生產、驅油、飲料生產、封存； - 氨法脫硫功能區主要參數如下： 1)空塔氣速控制0.5-5m/s，較佳2-4m/s； 2)每層噴迴圈液噴淋密度4-100m 3/m 2.h，較佳8-80 m 3/m 2.h； 3)迴圈液溫度控制5-55℃，較佳20-40℃；和 4)迴圈液PH控制1-7； - 脫碳功能區主要參數如下： 1)空塔氣速控制0.1-5m/s； 2)溫度控制5-40℃，較佳10-30℃；和 3)迴圈液PH控制7-11； - 洗氨功能區主要參數如下： 1)空塔氣速控制0.25-5m/s； 2)溫度控制0-50℃，較佳3-40℃；和 3)迴圈液PH控制3-10； - 該裝置還包括熱泵系統，熱泵系統提供冷卻所需的冷凍水，熱泵得到的冷凍水溫度為3-25℃，較佳5-10℃； - 該裝置還包括CO 2再生塔，脫碳迴圈液再生在CO 2再生塔進行，指令引數為：再生溫度為塔底90-150℃，較佳100-130℃，塔頂6-100℃，較佳70-90℃，再生壓力為塔底0.2-0.7MPa，較佳0.3-0.5MPa。再生塔氣速0.2-3m/s，較佳0.3-2m/s較佳地，再生塔上部設有製程水入口； 較佳地，再生塔得到的氣體CO 2用於下游產品生產，下游產品包括尿素、純鹼、碳酸氫鈉、聚碳酸酯、食品CO 2、CO 2氣肥、碳酸氫鉀，或者用於驅油、飲料生產、氣焊，或者用於海洋封存或地底封存； 較佳地，該裝置還包括溶液換熱器、再沸器、迴圈水冷卻器、冷凍水冷卻器、CO2緩衝罐、CO2壓縮機， 其中脫碳迴圈泵出口部分溶液經溶液換熱器換熱後進入CO 2再生塔，塔頂採出CO 2氣體，經冷卻器冷卻後送CO 2緩衝罐，經CO 2壓縮機壓縮後外送。
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