一种回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统的制作方法

本技术属于二氧化碳吸收制备纯碱工艺，尤其涉及一种回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统。

背景技术：

1、二氧化碳作为温室气体的主要成分，是造成全球变暖的主要原因。二氧化碳的增多，不仅会导致全球变暖，还会导致海平面的升高，当二氧化碳浓度达到一定时，还会影响到人们的健康，因此减少二氧化碳的排放是我国的一项重要战略举措。2020年9月，我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标，因此减碳的重要性不言而喻，其中对二氧化碳进行捕集、回收及封存是减碳重要途径之一。

2、电厂烟气、化工厂废气焚烧烟气组成一般为n2、o2、h2o、so2、nox、co2、hcl等气体，经脱酸脱硫脱硝净化处理后，烟气可达标排放，但其中含有大量的co2，目前几乎都未对其进行捕集或回收。特别是电厂烟气，其流量较大，一般都在几十到百万标方每小时。按烟气一百万标方每小时、co2含量6v％计，烟气中co2流量约为6万标方每小时，即94万吨每年，对该部分co2回收利用，是重要的研究课题。

3、中国专利cn 113912087 a公开一种烟道气中二氧化碳制纯碱并用氯化镁回收氨气的工艺。该工艺中是先将工业固体盐溶解得到饱和盐溶液，再将饱和盐溶液进入吸氨装置进行吸氨得到氨母液，然后对烟道气进行压缩处理后送入碳化装置，氨母液进入碳化装置吸收烟道中的二氧化碳，使其反应得到重碱(碳酸氢钠)，而碳化后的氨母液进入到过滤分离装置，分离母液和重碱，分离的滤液与改性过的氧化镁进入低温蒸发装置，低温下蒸发滤液中氨气，氨气进入吸氨装置回用，再将上一步得到的氯化镁或羟基氯化镁进入高温焙烧装置，其分解的氧化镁或羟基氯化镁循环用于蒸氨，然后将过滤分离装置中分离出的重碱部分进入苛化装置与外加的石灰乳反应生成烧碱，得到的烧碱再与与过滤分离装置中分离出的部分重碱进入到烧碱碳化装置进行反应，最终生成纯碱用于下一工序。该方法实现了在利用联合制碱法原理吸收二氧化碳时让氨气循环利用，利用其产物碳酸氢钠与煅烧后的碳酸钙制备烧碱，减少了烟道气中二氧化碳并得到高附加值的轻质碳酸钙，但同时增加了能耗，工艺相对繁琐且二氧化碳的吸收率并不太高。

4、纯碱(碳酸钠)是重要的化工原料之一，其广泛应用于轻工日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、国防、医药等领域。作为缓冲剂、中和剂和面团改良剂，可用于糕点和面制食品；作为洗涤剂用于羊毛漂洗，浴盐和医药用；食品工业用作中和剂、膨松剂；制药工业用作解酸药、渗透性轻泻剂；冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂；制革工业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度；印染工业用作软水剂等。本实用新型涉及的一种回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，是一条较为合理的碳捕集、碳回收路线。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，以解决现有技术中烟气中二氧化碳未捕集回收或吸收率不高、稳定性差、能耗高等问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

3、一种回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，所述系统包括顺次连通的一级碱液吸收塔和二级碱液吸收塔，所述二级碱液吸收塔与静态混合器连通，一级碱液吸收塔下部与一级碱液循环泵连通，一级碱液循环泵出口连通于一级碱液冷却器，一级碱液冷却器与一级碱液吸收塔上部连通；二级碱液吸收塔下部与二级碱液循环泵连通，二级碱液循环泵出口连通于二级碱液冷却器，二级碱液冷却器与二级碱液吸收塔上部连通。

4、其中，所述一级碱液循环泵的数量为两个以上，二级碱液循环泵为两个以上。

5、作为优选，一级碱液冷却器物料出口管道、二级碱液冷却器物料出口管道分别设有相应的温度计，一级碱液冷却器循环水进口管道、二级碱液冷却器循环水进口管道分别设有相应的调节阀，所述的温度计和调节阀均与控制系统电连接。

6、作为优选，所述的一级碱液吸收塔内设有第一碱液吸收段，二级碱液吸收塔内设有第二碱液吸收段，所述第一碱液吸收段、第二碱液吸收段内均设有相应的填料，所述填料包括鲍尔环、泰勒花环、短阶梯环。

7、作为优选，一级碱液吸收塔内的第一碱液吸收段下方设有第一碱液储液段，第一碱液储液段上方设有第一气相进口和一级碱液吸收塔碱液进口，第一碱液储液段底部设有第一循环碱液出口，第一碱液吸收段的上方设有第一液体分布器，第一循环碱液出口通过管道与第一液体分布器连通，连接第一循环碱液出口和第一液体分布器的管道上设有一级碱液循环泵和一级碱液冷却器。

8、作为优选，二级碱液吸收塔内的第二碱液吸收段的下方设有第二碱液储液段，第二碱液储液段上方设有第二气相进口，第二碱液储液段底部设有第二循环碱液出口，第二碱液吸收段的上方设有第二液体分布器，第二循环碱液出口通过管道与第二液体分布器连通，连接第二循环碱液出口和第二液体分布器的管道上设有二级碱液循环泵和二级碱液冷却器。

9、所述的第一碱液吸收段(一级碱液吸收塔的碱液吸收段)，用于循环使用其内部的碱液，将二氧化碳气体逆流吸收，进而制备出碳酸钠溶液，并将未被吸收的少量二氧化碳气体输送至二级碱液吸收塔的碱液吸收段吸收；第二碱液吸收段(二级碱液吸收塔的碱液吸收段)，将二氧化碳气体和碱液逆流接触吸收，进而制备出碳酸钠溶液。

10、作为优选，第二液体分布器上设有外界碱液进口，所述外界碱液进口与静态混合器连通。二级碱液吸收塔吸收碱液为工业碱液和工业水的混合物，其经静态混合器混合后，进入二级碱液吸收塔。

11、作为优选，所述静态混合器分别与碱液管道、工业水管道连通。

12、作为优选，所述的二级碱液吸收塔的顶部设有除雾器，除雾器下面设有除雾器清洗装置。

13、作为优选，一级碱液吸收塔的顶端设有第一气相出口，所述第一气相出口与第二气相进口连通；二级碱液吸收塔的顶端设有第二气相出口，所述第二气相出口连通至烟囱。

14、作为优选，一级碱液循环泵与一级碱液冷却器之间连通的管道，还与成品碳酸钠溶液出液管道相连通；二级碱液循环泵与二级碱液冷却器之间连通的管道，还与一级碱液吸收塔碱液进口相连通。

15、本实用新型涉及的一种回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统还在一级碱液吸收塔气相进口管道、液相进口管道、液相出口管道和工业碱液和工业水的进口管道上均设有调节阀，且与控制系统电连接，用于控制进气压力、产品浓度和吸收塔釜液位等。

16、采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

17、1、本系统可对烟气中大量二氧化碳进行捕集和回收，绿色环保，有助于烟气治理行业早日实现碳达峰碳中和；

18、2、本系统采用二级吸收，工艺简单、吸收率≥99％；本系统生产的纯碱可回用至工厂生产系统或外售，具有良好的经济效益；

19、3、本系统设备采用高耐腐蚀、耐温材质，内部结构为特殊设计，系统运行安全稳定。

技术特征：

1.一种回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，其特征在于：所述系统包括顺次连通的一级碱液吸收塔和二级碱液吸收塔，所述二级碱液吸收塔与静态混合器连通，一级碱液吸收塔下部与一级碱液循环泵连通，一级碱液循环泵出口连通于一级碱液冷却器，一级碱液冷却器与一级碱液吸收塔上部连通；二级碱液吸收塔下部与二级碱液循环泵连通，二级碱液循环泵出口连通于二级碱液冷却器，二级碱液冷却器与二级碱液吸收塔上部连通。

2.根据权利要求1所述的回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，其特征在于：一级碱液冷却器物料出口管道、二级碱液冷却器物料出口管道分别设有相应的温度计，一级碱液冷却器循环水进口管道、二级碱液冷却器循环水进口管道分别设有相应的调节阀，所述的温度计和调节阀均与控制系统电连接。

3.根据权利要求1或2所述的回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，其特征在于：所述的一级碱液吸收塔内设有第一碱液吸收段，二级碱液吸收塔内设有第二碱液吸收段，所述第一碱液吸收段、第二碱液吸收段内均设有相应的填料，所述填料包括鲍尔环、泰勒花环、短阶梯环。

4.根据权利要求3所述的回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，其特征在于：一级碱液吸收塔内的第一碱液吸收段下方设有第一碱液储液段，第一碱液储液段上方设有第一气相进口和一级碱液吸收塔碱液进口，第一碱液储液段底部设有第一循环碱液出口，第一碱液吸收段的上方设有第一液体分布器，第一循环碱液出口通过管道与第一液体分布器连通，连接第一循环碱液出口和第一液体分布器的管道上设有一级碱液循环泵和一级碱液冷却器。

5.根据权利要求4所述的回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，其特征在于：二级碱液吸收塔内的第二碱液吸收段的下方设有第二碱液储液段，第二碱液储液段上方设有第二气相进口，第二碱液储液段底部设有第二循环碱液出口，第二碱液吸收段的上方设有第二液体分布器，第二循环碱液出口通过管道与第二液体分布器连通，连接第二循环碱液出口和第二液体分布器的管道上设有二级碱液循环泵和二级碱液冷却器。

6.根据权利要求5所述的回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，其特征在于：第二液体分布器上设有外界碱液进口，所述外界碱液进口与静态混合器连通。

7.根据权利要求1或6所述的回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，其特征在于：所述静态混合器分别与碱液管道、工业水管道连通。

8.根据权利要求1所述的回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，其特征在于：所述的二级碱液吸收塔的顶部设有除雾器，除雾器下面设有除雾器清洗装置。

9.根据权利要求5所述的回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，其特征在于：一级碱液吸收塔的顶端设有第一气相出口，所述第一气相出口与第二气相进口连通；二级碱液吸收塔的顶端设有第二气相出口，所述第二气相出口连通至烟囱。

10.根据权利要求1所述的回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，其特征在于：一级碱液循环泵与一级碱液冷却器之间连通的管道，还与成品碳酸钠溶液出液管道相连通；二级碱液循环泵与二级碱液冷却器之间连通的管道，还与一级碱液吸收塔碱液进口相连通。

技术总结
本技术涉及一种回收烟气中二氧化碳生产纯碱的系统，包括顺次连通的一级碱液吸收塔和二级碱液吸收塔，二级碱液吸收塔与静态混合器连通，一级碱液吸收塔下部与一级碱液循环泵连通，一级碱液循环泵出口连通于一级碱液冷却器，一级碱液冷却器与一级碱液吸收塔上部连通；二级碱液吸收塔下部与二级碱液循环泵连通，二级碱液循环泵出口连通于二级碱液冷却器，二级碱液冷却器与二级碱液吸收塔上部连通。采用二级吸收对烟气中大量二氧化碳进行捕集和回收，绿色环保；本系统生产的纯碱可回用至工厂生产系统或外售，具有良好的经济效益；本技术具有结构简单、吸收率≥99％、系统运行安全稳定等优点。

技术研发人员：王志伟,王振豪,丁礼堂,刘刚,马伟,池昌伟
受保护的技术使用者：杭州中昊科技有限公司
技术研发日：20230919
技术公布日：2024/4/24