本發(fā)明屬于工業(yè)廢氣處理，具體涉及一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置及其方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代工業(yè)迅猛發(fā)展的進(jìn)程中，工業(yè)廢氣的大量排放已演變成極為嚴(yán)峻的環(huán)境挑戰(zhàn)。其中，二氧化碳作為首要的溫室氣體，其超量排放對全球氣候變暖造成了極為深遠(yuǎn)且難以逆轉(zhuǎn)的影響。在此背景下，從工業(yè)廢氣里捕集二氧化碳意義非凡，不僅可以切實(shí)削減溫室氣體排入大氣的總量，還可以達(dá)成資源的有效回收再利用，與可持續(xù)發(fā)展的先進(jìn)理念高度契合。

2、制堿工業(yè)在化工行業(yè)版圖中始終占據(jù)著舉足輕重的地位，傳統(tǒng)制堿工藝向來對高純度的二氧化碳?xì)庠从兄鴱?qiáng)烈的依賴。而工業(yè)廢氣之中實(shí)則蘊(yùn)藏著極為可觀的二氧化碳資源，相應(yīng)無疑為二氧化碳捕集制堿創(chuàng)造了絕佳契機(jī)。隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)苛以及資源循環(huán)利用理念在全社會的深度扎根，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿技術(shù)的研發(fā)與突破，對有力推動化工行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型進(jìn)程、積極應(yīng)對氣候變化帶來的種種危機(jī)而言，無疑具有不可估量且極為關(guān)鍵的重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明申請?zhí)岢隽艘环N工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置及其方法，旨在部分或全部解決現(xiàn)有技術(shù)中目前存在如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿的技術(shù)問題。本發(fā)明申請的技術(shù)方案如下：

2、第一方面，一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置，包括：捕集單元，對工業(yè)廢氣中進(jìn)行處理，捕集工業(yè)廢氣中的二氧化碳co2和氨氣nh3；第一反應(yīng)單元，將工業(yè)廢氣中的二氧化碳co2和氨氣nh3通入碳化清洗塔中進(jìn)行反應(yīng)，生成碳酸銨(nh4)2co3；第二反應(yīng)單元，將碳酸銨(nh4)2co3和氯化鈉nacl溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成碳酸氫鈉nahco3和氯化銨nh4cl，并碳酸氫鈉nahco3和氯化銨nh4cl分離；第三反應(yīng)單元一，將分離得到的碳酸氫鈉nahco3進(jìn)行蒸汽煅燒生成na2co3產(chǎn)品；第三反應(yīng)單元二，將分離的氯化銨nh4cl進(jìn)行冷卻結(jié)晶生成nh4cl產(chǎn)品。

3、可選地，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置還包括：溶解單元和第三反應(yīng)單元三，溶解單元將na2co3產(chǎn)品溶解形成na2co3溶液，第三反應(yīng)單元三將na2co3溶液和尿素co(nh2)2反應(yīng)生成naocn產(chǎn)品。

4、可選地，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置還包括：二氧化碳捕集輸送單元、氨氣捕集輸送單元，二氧化碳捕集輸送單元捕集碳酸氫鈉nahco3進(jìn)行蒸汽煅燒后二氧化碳，并將二氧化碳輸送到第一反應(yīng)單元中；氨氣捕集輸送單元捕集nh4cl產(chǎn)品分解產(chǎn)生的氨氣，并將氨氣輸送到第一反應(yīng)單元中。

5、可選地，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置還包括：二氧化碳氨氣捕集輸送單元，二氧化碳氨氣捕集輸送單元捕集na2co3溶液和尿素co(nh2)2反應(yīng)生成的二氧化碳和氨氣，并將二氧化碳和氨氣輸送到第一反應(yīng)單元中。

6、第二方面，一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿方法，包括以下步驟：

7、步驟s100：對工業(yè)廢氣中進(jìn)行處理，捕集工業(yè)廢氣中的二氧化碳co2和氨氣nh3；

8、步驟s200：工業(yè)廢氣中的二氧化碳co2和氨氣nh3通入碳化清洗塔，生成碳酸銨(nh4)2co3；

9、步驟s300：在反應(yīng)塔中，將碳酸銨(nh4)2co3和氯化鈉nacl溶液反應(yīng)，生成碳酸氫鈉nahco3和氯化銨nh4cl，并碳酸氫鈉nahco3和氯化銨nh4cl分離；

10、步驟s400：將分離得到的碳酸氫鈉nahco3進(jìn)行蒸汽煅燒生成na2co3產(chǎn)品，將氯化銨nh4cl進(jìn)行冷卻結(jié)晶生成nh4cl產(chǎn)品。

11、可選地，在步驟s400中，在nahco3進(jìn)行蒸汽煅燒過程中，爐氣經(jīng)過冷凝、洗滌后釋放出二氧化碳co2，二氧化碳co2輸送到碳化清洗塔中。

12、可選地，步驟s400包括：

13、步驟s401：冷卻氯化銨溶液：當(dāng)氯化銨溶液達(dá)到飽和狀態(tài)后，通過控制溫度逐漸冷卻溶液，隨著溫度的降低，氯化銨的溶解度減小，溶液中的氯化銨會從溶液中析出，形成氯化銨固體晶體；

14、步驟s402：干燥處理：分離出的氯化銨晶體需要進(jìn)行干燥處理，以去除殘留的水分，通過重結(jié)晶的方法再次通過溶解結(jié)晶物，過濾去除雜質(zhì)后，再次進(jìn)行冷卻結(jié)晶，獲得純度更高的氯化銨；

15、步驟s403：nh4cl產(chǎn)品：干燥后的純凈氯化銨晶體形成nh4cl產(chǎn)品。

16、可選地，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿的方法還包括步驟s500：將氯化銨nh4cl進(jìn)行分解產(chǎn)生氨氣nh3，氨氣nh3能夠進(jìn)入碳化清洗塔中。

17、可選地，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿的方法還包括步驟s600：將na2co3產(chǎn)品送入溶堿機(jī)中，形成na2co3溶液，將na2co3溶液和尿素co(nh2)2反應(yīng)生成naocn產(chǎn)品。

18、可選地，在步驟s600中，在na2co3溶液和尿素co(nh2)2反應(yīng)中，生成二氧化碳co2和氨氣nh3能夠補(bǔ)充作為工業(yè)廢氣中二氧化碳co2和氨氣nh3。

19、本發(fā)明申請取得的有益效果如下：

20、(1)在本發(fā)明申請中，在步驟s400中，通過蒸汽煅燒nahco3時生成的二氧化碳co2被捕集并輸送回碳化清洗塔以進(jìn)一步補(bǔ)充和回收工業(yè)廢氣中的二氧化碳co2，在步驟s500中，氯化銨nh4cl分解生成氨氣后，氨氣nh3被捕集并回送至碳化清洗塔中以進(jìn)一步補(bǔ)充和回收工業(yè)廢氣中的氨氣nh3，在步驟s600中，生成氰酸鈉naocn同時生成的二氧化碳co2和氨氣nh3也能進(jìn)一步補(bǔ)充和回收工業(yè)廢氣中的二氧化碳co2和氨氣nh3，形成一個二氧化碳co2循環(huán)利用閉環(huán)、一個氨氣nh3循環(huán)利用閉環(huán)和一個二氧化碳co2和氨氣nh3循環(huán)利用閉環(huán)，二氧化碳co2的捕集回收不僅減少了廢氣的排放，降低了溫室氣體的影響，減少了對環(huán)境的污染。

21、(2)在本發(fā)明申請中，在步驟s200中，二氧化碳與氨氣反應(yīng)生成碳酸銨(nh4)2co3，在步驟s300中，碳酸銨(nh4)2co3與氯化鈉nacl反應(yīng)生成碳酸氫鈉nahco3和氯化銨nh4cl，在步驟s400中，nahco3通過蒸汽煅燒反應(yīng)生成碳酸鈉na2co3(純堿)，nh4cl通過冷卻結(jié)晶得到純凈的氯化，在步驟s600中，na2co3溶液與尿素反應(yīng)生成氰酸鈉naocn，將工業(yè)廢氣中的二氧化碳co2和氨氣nh3轉(zhuǎn)化為有價值的化學(xué)產(chǎn)品：碳酸鈉na2co3產(chǎn)品、氯化銨nh4cl產(chǎn)品、氰酸鈉naocn產(chǎn)品，這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于化肥生產(chǎn)、化學(xué)合成、農(nóng)業(yè)和其他工業(yè)領(lǐng)域，能夠為相關(guān)行業(yè)提供重要的原料，提高工業(yè)效益。

技術(shù)特征：

1.一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置，其特征在于，包括：捕集單元，對工業(yè)廢氣中進(jìn)行處理，捕集工業(yè)廢氣中的二氧化碳co2和氨氣nh3；第一反應(yīng)單元，將工業(yè)廢氣中的二氧化碳co2和氨氣nh3通入碳化清洗塔中進(jìn)行反應(yīng)，生成碳酸銨(nh4)2co3；第二反應(yīng)單元，將碳酸銨(nh4)2co3和氯化鈉nacl溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成碳酸氫鈉nahco3和氯化銨nh4cl，并碳酸氫鈉nahco3和氯化銨nh4cl分離；第三反應(yīng)單元一，將分離得到的碳酸氫鈉nahco3進(jìn)行蒸汽煅燒生成na2co3產(chǎn)品；第三反應(yīng)單元二，將分離的氯化銨nh4cl進(jìn)行冷卻結(jié)晶生成nh4cl產(chǎn)品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置，其特征在于，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置還包括：溶解單元和第三反應(yīng)單元三，溶解單元將na2co3產(chǎn)品溶解形成na2co3溶液，第三反應(yīng)單元三將na2co3溶液和尿素co(nh2)2反應(yīng)生成naocn產(chǎn)品。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置，其特征在于，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置還包括：二氧化碳捕集輸送單元、氨氣捕集輸送單元，二氧化碳捕集輸送單元捕集碳酸氫鈉nahco3進(jìn)行蒸汽煅燒后的二氧化碳，并將二氧化碳輸送到第一反應(yīng)單元中；氨氣捕集輸送單元捕集nh4cl產(chǎn)品分解產(chǎn)生的氨氣，并將氨氣輸送到第一反應(yīng)單元中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置，其特征在于，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置還包括：二氧化碳氨氣捕集輸送單元，二氧化碳氨氣捕集輸送單元捕集na2co3溶液和尿素co(nh2)2反應(yīng)生成的二氧化碳和氨氣，并將二氧化碳和氨氣輸送到第一反應(yīng)單元中。

5.一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿方法，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿方法，其特征在于，在步驟s400中，在nahco3進(jìn)行蒸汽煅燒過程中，爐氣經(jīng)過冷凝、洗滌后釋放出二氧化碳co2，二氧化碳co2輸送到碳化清洗塔中。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿方法，其特征在于，步驟s400包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿方法，其特征在于，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿的方法還包括步驟s500：將氯化銨nh4cl進(jìn)行分解產(chǎn)生氨氣nh3，氨氣nh3進(jìn)入碳化清洗塔中。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿方法，其特征在于，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿的方法還包括步驟s600：將na2co3產(chǎn)品送入溶堿機(jī)中，形成na2co3溶液，將na2co3溶液和尿素co(nh2)2反應(yīng)生成naocn產(chǎn)品。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿方法，其特征在于，在步驟s600中，在na2co3溶液和尿素co(nh2)2反應(yīng)中，生成二氧化碳co2和氨氣nh3能夠補(bǔ)充作為工業(yè)廢氣中二氧化碳co2和氨氣nh3。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明申請涉及一種工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿裝置及其方法，屬于工業(yè)廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，工業(yè)廢氣中二氧化碳捕集制堿的方法包括以下步驟：對工業(yè)廢氣中進(jìn)行處理，捕集工業(yè)廢氣中的二氧化碳CO<subgt;2</subgt;和氨氣NH<subgt;3</subgt;；工業(yè)廢氣中的二氧化碳CO<subgt;2</subgt;和氨氣NH<subgt;3</subgt;通入碳化清洗塔，生成碳酸銨(NH<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;；在反應(yīng)塔中，將碳酸銨(NH<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;和氯化鈉NaCl溶液反應(yīng)，生成碳酸氫鈉NaHCO<subgt;3</subgt;和氯化銨NH<subgt;4</subgt;Cl，并碳酸氫鈉NaHCO<subgt;3</subgt;和氯化銨NH<subgt;4</subgt;Cl分離；將分離得到的碳酸氫鈉NaHCO<subgt;3</subgt;進(jìn)行蒸汽煅燒生成Na<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;產(chǎn)品，將氯化銨NH<subgt;4</subgt;Cl進(jìn)行冷卻結(jié)晶生成NH<subgt;4</subgt;Cl產(chǎn)品。本發(fā)明申請不僅能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳的有效回收和循環(huán)利用，同時通過多次反應(yīng)和資源轉(zhuǎn)化生成有價值的化學(xué)產(chǎn)品，在環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益之間取得了良好的平衡。

技術(shù)研發(fā)人員：張麗萍,朱乙,任洪艷,孫一昊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28