用硝酸銨尿素溶液洗除氨氣體的製作方法

2024-03-09 01:41:15

專利名稱：用硝酸銨尿素溶液洗除氨氣體的製作方法
技術領域：
本發明屬於在煙道氣洗滌中吸收氨的技術領域。
背景技術：
用碳酸銨溶液洗除二氧化碳氣體是多年來已知的技術。吸收co2的一 種方法是使用碳酸銨溶液或混合i威溶液，所述混合石威溶液可以是碳酸銨與
碳酸鉀或碳酸鈉。然而，由於氨在捕集二氧化碳所需的pH值條件下具有 揮發性，為此如果要採用該方法清除煙道氣中的co2,則有必要從溶液中 捕集任何釋出的氨。因此需要一種在C02洗除系統中洗除氨蒸氣的方法及 裝置。

發明內容
本發明描述的是滿足在co2洗除系統中洗除氨蒸氣所需的 一種方法及 裝置。 一種吸收氨蒸氣的方法是使用尿素溶液，所述尿素溶液的pH值用 硝酸加以調節，從而形成了硝酸銨尿素溶液(UAN)。硝酸銨尿素由30-35 %重量的尿素、40-45 %重量的硝@吏銨和20-30%的水組成，是含氮28-32 %的月巴料。所述溶液的比重範圍是1.283至1.320， pH值為7-7.5。當硝酸 與尿素以生成貧氨溶液的比例結合時，溶液的pH值為4-6，並且可以與適 當的傳質裝置一起用於吸收氨。參照以下的描述、權利要求和附圖可以更 好地理解本發明上述以及其它的特徵、方面及優點。


圖l是顯示用於實施本發明的一些部件的工藝流程圖。圖2是描述本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式
本發明描述的是滿足在co2洗除系統中洗除氨蒸氣所需的一種方法及 裝置。如圖1所示，使碳酸銨或混合鹼溶液102循環，以從含有C02、 H20、 02和N2的煙道氣流104中吸收C02。輸送該溶液通過再生器106，產生濃 縮C02流108用於存放。 一經再生，使溶液循環返回C02捕集部分110以
吸收更多的C02。在吸收C02的過程中釋放出氨。釋放的氨量取決於吸收
條件和吸收溶液的組成，但通常為100-8000 ppm。 C02被捕集後，煙道氣 流向循環著濃硝酸銨尿素溶液的氨捕集傳質部分112。用硝酸114把該溶 液的pH值調節到4至6，從而使溶液貧氨，並形成硝酸銨，如方程(l)所 示。
HN03 + NH3 — NH4N03 (1)
在NH3捕集112之前，或者在硝S吏銨形成之後，向溶液中添加尿素116, 用以維持待商業配送的濃硝S交銨尿素溶液118。
如圖2所示，把含C02的煙道氣流202送入使用碳酸銨溶液吸收C02 的吸收裝置部分204。通過C02與CO,的反應使碳酸銨轉化成碳酸氫銨 208，如(2)所示
C02 + C032-+ H20 — 2HC03- (2)
把碳酸氫銨溶液引入到再生器210當中進行反應(2)的逆反應，產生可 用於存放或實益用途處理的濃縮C02流。把再生的溶液重新引入到吸收塔 204中以清除更多的C02。
由於碳酸銨溶液具有揮發性，煙道氣離開吸收裝置204時超過70%的 C02已被清除，還含有增添的氨蒸氣。這時貧C02的煙道氣212進入氨蒸 氣回收部分214，從而在離開煙囪之前清除氨蒸氣。在氨蒸氣回收部分中， 向硝酸銨尿素(UAN)溶液中添加硝酸216，使pH值降低到小於6。 UAN在 氣液接觸器中吸收煙道氣中的氨蒸氣。當UAN離開接觸器時， 一部分溶 液作為產品218被去除，可以作為肥料產品使用，而其餘的被回收，返回至氨蒸氣回收部分214。添加另外的尿素220和HN03酸216以保持所需 的UAN比例並保持吸收NH3蒸氣的能力。
作為洗除C02氣體過程的一部分，利用UAN進行氨吸收的優點是
1. 能夠生產作為農作物所需之主要植物營養的氮肥。
2. 能夠以最少的資金成本生產氮肥。由於在洗除C02氣體過程中需要 捕集氨，用於氮肥的生產只需要逐步增添設備，包括泵和倉儲，這樣可以 利用現有的基礎設施。
雖然本文已經描述了本發明優選的實施例，^f旦以上的描述只是示例性 的。相應領域的技術人員將會意識到可以對本文中所公開的發明做進一步 的修改，並且所有這種修改被認為是歸屬於由所附權利要求所界定的本發 明的範圍之內。
權利要求
1.一種在CO2清除過程中吸收氨的方法，包括的步驟有用碳酸銨溶液或混合鹼溶液吸收氣流中的至少一些CO2，從而釋出氨；以及採用氨吸收方法吸收氨，所述氨吸收方法包括的步驟有提供硝酸銨尿素溶液；向硝酸銨尿素溶液中添加一定量的硝酸，從而使溶液貧氨；以及使氨與貧氨溶液接觸，從而吸收氨並製備富硝酸銨的溶液。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中硝酸的添加量能有效地使所述pH值調到4至6之間。
3. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括脫出所述硝酸銨尿素的步驟。
4. 根據權利要求3所述的方法，進一步包括在與氨接觸之前向所述硝 酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
5. 根據權利要求3所述的方法，進一步包括在與氨接觸之後向所述硝 酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
6. —種在C02清除過程中吸收氨的方法，包括的步驟有用碳酸銨溶液或混合鹼溶液吸收氣流中的至少 一些C02，從而釋出氨；以及採用氨吸收方法吸收氨，所述氨吸收方法包括的步驟有 提供硝酸銨尿素溶液；把硝酸銨尿素溶液的pH值調到4至6之間，從而使溶液貧氨；以及使氨與貧氨溶液接觸，從而吸收氨並製備富硝酸銨的溶液。
7.根據權利要求6所述的方法，其中通過添加有效量的硝酸把所述pH值調到4至6之間。
8. 根據權利要求6所述的方法，進一步包括脫出所述硝酸銨尿素的步驟。
9. 根據權利要求8所述的方法，進一步包括在與氨接觸之前向所述硝 酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
10. 根據權利要求8所述的方法，進一步包括在與氨接觸之後向所述 硝酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
11. 一種吸收氣流中的氨的方法，包括的步驟有 提供硝酸銨尿素溶液；向硝酸銨尿素溶液中添加一定量的硝酸，從而使溶液貧氨；以及 使氨與貧氨溶液接觸，從而吸收氨並製備富硝酸銨的溶液。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中硝酸的添加量能有效地使所述 pH值調到4至6之間。
13. 根據權利要求11所述的方法，進一步包括脫出所述硝酸銨尿素的 步驟。
14. 根據權利要求13所述的方法，進一步包括在與氨接觸之前向所述 硝酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
15. 根據權利要求13所述的方法，進一步包括在與氨接觸之後向所述 硝酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
16. —種吸收氣流中的氨的方法，包括的步驟有 提供硝酸銨尿素溶液；把硝酸銨尿素溶液的pH值調到4至6之間，從而使容易貧氨；以及 使氨與貧氨溶液接觸，從而吸收氨並製備富硝酸銨的溶液。
17. 根據權利要求16所述的方法，其中通過添加有效量的硝酸把所述
18. 根據權利要求16所述的方法，進一步包括脫出所述硝酸銨尿素的步驟。
19. 根據權利要求18所述的方法，進一步包括在與氨接觸之前向所述硝酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
20. 根據權利要求18所述的方法，進一步包括在與氨接觸之後向所述硝酸銨尿素溶液中添加尿素的步驟。
全文摘要
一種在CO2清除過程中洗除氨氣的方法，包括的步驟有用碳酸銨溶液或混合鹼溶液吸收至少(204)氣流(202)中的一些CO2，導致釋出＞的氨；再生(210)碳酸銨或混合鹼溶液以產生濃縮CO2流；用氨捕集傳質裝置(214)與濃硝酸銨尿素溶液捕集氨；用硝酸把硝酸銨尿素溶液的pH值調到4至6之間；以及向硝酸銨尿素溶液中添加尿素，從而生產待商業配送的硝酸銨尿素(UAN)肥料產品。
文檔編號B01D53/14GK101687137SQ200880024490
公開日2010年3月31日 申請日期2008年7月11日 優先權日2007年7月12日
發明者喬安娜·鄧肯, 弗朗西斯·阿利克斯 申請人:鮑爾斯潘公司