BR102018009282A2 - Captura de carbono - Google Patents
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Abstract
métodos para aplicar tecnologia de dessulfurização à base de amônia ultralimpa em processo de captura de carbono. um gás de combustão, após dessulfurização à base de amônia ultralimpa, pode ser fornecido diretamente para um dispositivo de captura de carbono para processamento subsequente para realizar emissões ultralimpas e a integração de dessulfurização e descarbonização. isto pode reduzir significativamente os custos de investimento e de operação para captura de carbono.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CAPTURA DE CARBONO.
[001] Este pedido reivindica os benefícios do Pedido de Patente Chinês N°. 201710865004.X, depositado em 22 de setembro de 2017, o qual está incorporado a este documento na sua totalidade.
Campo Técnico [002] A descrição diz respeito ao campo de tecnologia de proteção ambiental, e particularmente a um método para aplicar tecnologia de dessulfurização à base de amônia ultralimpa em processo de captura de carbono.
Antecedentes [003] Em resposta à mudança de clima global, o Acordo de Paris, assinado em dezembro de 2015, tem produzido arranjos para resposta global para a mudança de clima alcançar o objetivo de longo prazo de manter a elevação de temperatura média global no nível ocorrendo no período pré-industrial, isto é, abaixo de 2°C, e na medida do possível manter a elevação de temperatura média global abaixo de 1,5°C, reduzindo desse modo significativamente o risco e impacto que a mudança de clima tem provocado. Produção industrial e geração elétrica térmica são as principais fontes de emissões de carbono, e as emissões de CO2 pelo mundo inteiro relacionadas com fornecimento de energia e aquecimento respondem por cerca de 25% das emissões antropogênicas totais.
[004] Portanto, redução de emissão de carbono e captura de carbono têm sido colocadas na agenda. Um modo razoável de reduzir emissões de carbono é enriquecer e recuperar dióxido de carbono e então usar o mesmo em produção de produto a jusante, fertilização agrícola, extração de óleo e armazenamento a fim de reduzir emissões de dióxido de carbono.
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2/39 [005] Fontes de gases ricos em CO2 comuns incluem gás de combustão, gás de subproduto petroquímico e de produto químico de carvão, gás de mudança, gás associado a campo de petróleo, gás de fermentação de alimento, gás de forno a cal, gás de alto-forno, gás de conversor, etc., dos quais gás de combustão responde pela maior proporção. Entretanto, tal como para gás de combustão, devido à composição complexa, baixa concentração de dióxido de carbono e baixa pressão, o dispositivo de pré-tratamento de gás de combustão e de captura de carbono combinado precisa de altos custos de investimento e altos custos de operação, e existem dificuldades na industrialização e subsequente comercialização.
[006] Atualmente, existem três tipos principais de métodos de captura de carbono de gás de combustão, isto é, captura de pré-combustão, captura de pós-combustão e captura de combustão enriquecida com oxigênio. Captura de pós-combustão usa principalmente solução orgânica de aminas para capturar dióxido de carbono por meio de processos de captura ou de membrana de absorção. Embora o padrão de emissão desenvolvido para os poluentes de ar em usinas termoelétricas na China seja o mais rigoroso do mundo inteiro, a concentração de emissão de SO2 sendo de 35-100 mg/Nm3, ao combinar os processos de remoção de dióxido de enxofre com aminas orgânicas ou outros processos de dessulfurização de gás de combustão usados pelo mundo inteiro atualmente com captura de carbono, a realização de emissões ultralimpas de SO2 tipicamente envolve altos custos de investimento e altos custos de operação, tipicamente sem satisfazer totalmente as exigências de eficiência de remoção, e tipicamente precisa usar álcalis tais como soda cáustica para a dessulfurização de segunda lavagem. Entretanto, impurezas tais como dióxido de enxofre nos gases entrando nas soluções de aminas orgânicas reagirão com as aminas orgânicas, resultando em
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3/39 perda das aminas orgânicas. A seletividade não específica dos absorventes em gases ácidos (CO2, NOx e SOx) em gases de combustão resulta na perda adicional de agentes, e tipicamente produz sais termicamente estáveis, tais como aminossulfatos, ao mesmo tempo. Resíduos líquidos tipicamente precisam ser descarregados regularmente e dispositivos de tratamento de resíduos líquidos tipicamente precisam ser fornecidos. Além do mais, SO2 afetará a taxa de degradação dos absorventes, aumentando o consumo de energia de dessorção.
[007] Comparados aos custos de operação de dispositivos de captura de carbono usando gases industriais esgotados como a matériaprima, os custos de operação de dispositivos de captura de carbono usando gases de combustão como a matéria-prima tipicamente são aumentados em 10%-50%, e os custos de investimento dos mesmos tipicamente são aumentados em 15%-40%, tipicamente limitando a aplicação de tecnologia de captura de carbono no campo de tratamento de gás de combustão.
[008] Por causa de a dessulfurização de extremidade inicial não ser completa, SO2 contido no produto CO2 tipicamente afeta a área de aplicação e preço de venda do produto. Em alguns produtos que têm altas exigências para matérias-primas, tais como dióxido de carbono de grau de alimento, poli(carbonato dimetílico) e bicarbonato de sódio de grau de alimento, dióxido de carbono com um teor de SO2 de mais que 1 ppm não pode ser usado, de maneira que o que se pode fazer é somente refinar adicionalmente o gás de dióxido de carbono produto para satisfazer exigências de produção a jusante. Tal como mencionado em Carbon Dioxide Capture Technology and Application Analysis (Gas Purification, N°. 6, Vol. 14, 2014), um dispositivo de teste de captura de CO2 de gás de combustão de usina de energia com queima de carvão com uma capacidade de recuperação anual de 3.000 t foi instalado na usina termoelétrica de Beijing Gaobeidian do Huaneng Group em 2008,
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4/39 o qual usava tecnologia de absorção MEA, e em que a taxa de recuperação de CO2 era maior que 95%. O dispositivo de teste incluía unidades de compressão de CO2, de refinamento de CO2 e de condensação de CO2 e era capaz de fornecer dióxido de carbono de grau de alimento com uma pureza de CO2 de 99,997%, mas os custos de investimento eram grandes, o fluxo de processo complexo e os custos de operação altos.
[009] O processo de membrana também é um meio convencional de captura de carbono, mas ainda, uma pequena quantidade de SO2 não é removida do gás de combustão limpo dessulfurizado úmido de queima de carvão, e a névoa de ácido sulfúrico formada por SO2 no ambiente úmido causa facilmente corrosão de material de membrana. Durante o processo de absorção de membrana, por causa de a molécula de SO2 ter um par de elétrons de pares únicos não compartilhados, ela é facilmente adsorvida em orgânicos de hidrocarbonetos de cadeia longa (por exemplo, materiais de polipropileno e de politetrafluoretileno), afetando os desempenhos dos materiais de membranas. É descoberto que SO2 compete com CO2 para adsorção, afetando a eficiência de absorção de CO2 das membranas. Além do mais, o gás de combustão dessulfurizado contém particulados tais como gesso ou sulfato de amônio, névoa de ácido sulfúrico e calcário reagido de forma incompleta, e assim ele é difícil de ser capturado efetivamente pelos sistemas WFGD existentes, afetando o desempenho de captura de dióxido de carbono das membranas.
[010] O Pedido de Patente de Invenção Chinês N°. CN 201410329675.0 descreve um método de dessulfurização síncrona de gás de combustão de queima de carvão, desnitrificação, remoção de poeira e redução de emissão de dióxido de carbono, incluindo principalmente as etapas de: remoção de poeira por ciclone, aquecimento de
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5/39 gás de combustão, dessulfurização e desnitrificação de redução de carbono, resfriamento de dois estágios e recuperação de enxofre, remoção de água e poeira, captura de dióxido de carbono, e aquecimento e redução de dióxido de carbono.
[011] O Pedido de Patente de Invenção Chinês N°. CN 201410738815.X descreve um método de captura de carbono de gás de combustão à base de amônia e síntese de produto químico, ao usar um dispositivo de absorção e síntese de gás de combustão, usando amônia aquosa para absorver dióxido de carbono em gás de combustão e coproduzir bicarbonato de sódio.
[012] O Pedido de Patente de Invenção Chinês N°. CN 201310070751.6 descreve um método para capturar dióxido de carbono em gás de combustão de uma caldeira de usina de energia e um dispositivo para isso, incluindo um sistema de purificação, em que a extremidade de saída do sistema de purificação é conectada à parte inferior de cada uma de uma ou mais que duas torres de dessulfurização, desnitrificação e de lavagem com água (4) conectadas em paralelo que constituem um sistema de dessulfurização, desnitrificação e de lavagem com água, a parte superior das torres de dessulfurização, desnitrificação e de lavagem com água (4) é provida com uma seção de lavagem com água, e a parte superior da seção de lavagem com água é conectada a um tanque de armazenamento de solução de lavagem com água (7); um tanque de regeneração (21) que é conectado a um tanque de armazenamento de solução de dessulfurização e desnitrificação (8) é conectado adicionalmente à parte inferior das torres de dessulfurização, desnitrificação e de lavagem com água (4), e o tanque de armazenamento de solução de dessulfurização e desnitrificação (8) fica em comunicação com a parte inferior da seção de lavagem com água das torres de dessulfurização, desnitrificação e de lavagem com água (4); o topo das tor
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6/39 res de dessulfurização, desnitrificação e de lavagem com água (4) é conectada à parte inferior de uma torre de absorção (5) por meio de um trocador de calor de gás de combustão dianteiro (11a); o topo da torre de absorção (5) é provido com uma seção de lavagem com água, a parte inferior da seção de lavagem com água da torre de absorção (5) está em comunicação com um tanque de armazenamento de solução de lavagem de torre de absorção (9) por meio de um resfriador de solução de lavagem (11b), e o tanque de armazenamento de solução de lavagem de torre de absorção (9) está em comunicação com o topo da torre de absorção (5); o vapor externo é respectivamente colocado em comunicação com uma caldeira de reaquecimento (19), um aquecedor de recuperação de amina (15) e o trocador de calor de gás de combustão dianteiro (11a); a caldeira de reaquecimento (19) e a parte inferior de uma torre de regeneração (6) são colocadas em comunicação uma com a outra, formando um laço; a parte inferior da torre de regeneração (6) é respectivamente conectada com o aquecedor de recuperação de amina (15) e um trocador de calor de licor improdutivo/rico (14), e o aquecedor de recuperação de amina (15) é respectivamente conectado adicionalmente ao meio da torre de regeneração (6) e ao sistema de purificação; o topo da torre de regeneração (6) é conectado a um separador gáslíquido (18) sucessivamente por meio de um trocador de calor de líquido rico (16); a parte inferior da torre de absorção (5) é sucessivamente conectada ao trocador de calor de líquido rico (16) e ao trocador de calor de licor improdutivo/rico (14) e então conectada à parte superior da torre de regeneração; e o trocador de calor de licor improdutivo/rico (14) está em comunicação com a parte inferior da seção de lavagem com água da torre de absorção (5) por meio de um trocador de calor de licor improdutivo (13). O processo ainda precisa fornecer um sistema de purificação antes da captura de carbono. O fluxo de processo é complexo, os custos de investimento são altos e os custos de operação são altos.
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7/39 [013] O Pedido de Patente de Invenção Chinês N°. CN 201420262823.7 descreve um sistema de combustão enriquecida com oxigênio e captura de dióxido de carbono, incluindo um sistema de combustão enriquecida com oxigênio, um sistema de caldeira e um sistema de captura de dióxido de carbono, em que o dispositivo de captura de dióxido de carbono inclui uma unidade de refinação de dióxido de carbono.
[014] O Pedido de Patente de Invenção Chinês N°. CN
201110039363.2 descreve um sistema de captura e absorção baseadas em amônia de pressão normal de dióxido de enxofre e dióxido de carbono e um processo para isso, em que um gás de combustão de usina de energia que queima carvão sem poeira é puxado para dentro do primeiro trocador de calor por meio do ventilador de tiragem de maneira que sua temperatura é diminuída pelo primeiro trocador de calor para a temperatura exigida pelo processo de produção; então o gás de combustão entra na torre de absorção de dióxido de enxofre pela sua parte inferior, e a solução de absorção de amônia aquosa diluída dentro do tanque de armazenamento de amônia aquosa diluída capaz de capturar e absorver dióxido de enxofre é bombeada por uma terceira bomba para um primeiro sprinkler dentro da torre de absorção de dióxido de enxofre para ser pulverizado para baixo, a fim de obter uma solução de sulfato de amônio, a qual é então processada para um produto de sulfato de amônio; o gás de combustão de usina de energia que queima carvão que tenha sido submetido ao tratamento de remoção de dióxido de enxofre entra na torre de absorção de dióxido de carbono pela sua parte inferior, e a solução de absorção de amônia aquosa diluída dentro do tanque de armazenamento de amônia aquosa diluída capaz de capturar e absorver dióxido de carbono é bombeada por uma quarta bomba para um terceiro sprinkler dentro da torre de absorção de dióxido de carbono
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8/39 para ser pulverizada para baixo, contactando desse modo em contracorrente o gás de combustão com a solução de absorção de amônia aquosa diluída para permitir que ocorra uma reação de duas fases gáslíquido, a fim de gerar uma solução de bicarbonato de amônio, o qual é então processado para um produto de bicarbonato de amônio, por meio de absorção de dióxido de carbono.
[015] Nenhuma das descrições mencionadas anteriormente não descreve explicitamente os parâmetros de controle de processo pósdessulfurização, nem realiza efetivamente a integração de dessulfurização e descarbonização.
[016] Além disso, o fluxo de processo típico é complexo, os custos de investimento são altos e os custos de operação são altos; o efeito de purificação anterior afeta a efeito de captura de carbono final; o valor adicional do CO2 produto é baixo; e a aplicação do CO2 produto em algumas indústrias a jusante é limitada.
[017] Portanto, é desejável tornar os parâmetros de processo pósdessulfurização claros e definidos por meio de pesquisas de engenharia e técnicas, a fim de realizar a integração de dessulfurização e descarbonização, e desenvolver um método para aplicar tecnologia de dessulfurização à base de amônia de gás de combustão ultralimpa em processo de captura de carbono. Isto pode reduzir os custos de investimento e de operação de dispositivos de captura de carbono, fazer com que a seleção de processo final não seja afetada pelo processo anterior, melhorar o valor adicional do produto CO2e estender a área de aplicação do produto CO2.
Breve Descrição dos Desenhos [018] Os objetivos e vantagens da invenção estarão aparentes mediante consideração da descrição detalhada a seguir, considerada junto com os desenhos anexos, nos quais números de referência iguais se referem a partes iguais por todos eles, e em que:
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9/39 [019] A Figura 1 é uma vista esquemática de um fluxo ilustrativo de acordo com os princípios da presente invenção.
[020] A Figura 2 são vistas esquemáticas de uma modalidade ilustrativa de um dispositivo de dessulfurização à base de amônia ultralimpa de acordo com os princípios da invenção.
[021] Nos desenhos, os números têm os seguintes significados: 1, torre de absorção; 2, aparelho de oxidação; 3, gás de combustão; 4, seção de concentração; 5, seção de absorção; 6, seção de controle de particulado; 7, líquido de circulação de absorção; 8, saída de gás de combustão limpo; 9, entrada de gás de combustão; 10, camada de pulverização de concentração; 11, camada de pulverização de absorção; 12, camada de pulverização de particulado a; 13, camada de pulverização de particulado b; 14, eliminador de névoa; 15, solução de lavagem de circulação; 16, tanque de circulação de absorção de primeiro estágio; 17, separador gás-líquido a; 18, separador gás-líquido b; 19, otimizador de dispersão gás-líquido; 20, dispositivo de captura de carbono; 21, amônia; 22, ar de oxidação; 23, água de processo; 24, sistema de pós-tratamento de sulfato de amônio; 25, tanque de circulação de absorção de segundo estágio; 26, dispositivo de pré-tratamento; 27, CEMS de entrada; 28, líquido de circulação de concentração; 29, tanque de circulação de lavagem A; e 30, tanque de circulação de lavagem B.
Descrição Detalhada
Definições [022] Líquido Carregando Amônia significa um líquido compreendendo pelo menos um composto à base de amônia ou de amina, incluindo, mas não limitado a sais de amônio, íons de amônio (NH4+), sulfato de amônio, sulfito de amônio e qualquer combinação dos mesmos. O líquido pode ser água.
[023] Deslizamento de Amônia significa amônia ou uma ou mais
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10/39 espécies carregando amônia/amina que escaparam com a descarga do fluxo de gás. As espécies são derivadas da amônia ou espécies carregando amônia/amina que foram adicionadas ao fluxo de gás.
[024] Poeira significa um material particulado fino o suficiente para ser levado junto com fluxos gasosos, quando manuseado, processado ou contactado. Ela inclui, mas não está limitada a aerossóis, incluindo partículas sólidas de aerossol e partículas líquidas de aerossol, fuligem, carvão vegetal, carvão não queimado, minerais finos, areia, cascalho, sais e qualquer combinação dos mesmos.
[025] Descarga significa um fluxo de gás saindo de um processo industrial ou químico. Ela inclui, mas não está limitada a gás de combustão, gás residual, gases de descarga de fornos, fornalhas, caldeiras e/ou geradores. Ela pode compreender produtos de combustão derivados da combustão de ar e material inflamável, material residual de processos químicos, o qual pode incluir água, nitrogênio e poluentes, tais como matéria particulada, fuligem, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e óxidos de enxofre. A descarga de um processo pode ser uma entrada gasosa para um outro processo.
[026] Cobertura de Pulverização é uma divergência de pulverização de um bico ou de um conjunto de bicos. Quanto maior é a divergência, maior é a cobertura de pulverização.
[027] Óxidos de Enxofre ou SOx significa uma espécie química contendo enxofre e oxigênio. Ela inclui compostos tais como monóxido de enxofre (SO), dióxido de enxofre (SO2), trióxido de enxofre (SO3), óxidos de enxofre maiores (SO3 e SO4 e condensados poliméricos deles), monóxido de bissulfeto (S2O), dióxido de bissulfeto (S2O2) e óxidos de enxofre menores (S7O2, S6O2 e SnOx, onde n e x são quaisquer valores numéricos estequiométricos possíveis).
[028] No caso em que as definições dadas acima ou uma descrição relatada em outro lugar neste pedido esteja inconsistente com um
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11/39 significado (explícito ou implícito) que é usado comumente, exposto em um dicionário, ou relatado em uma fonte incorporada pela referência a este pedido, o pedido e os termos de reivindicações em particular são entendidos para serem interpretados de acordo com a definição ou descrição neste pedido, e não de acordo com a definição comum, definição de dicionário ou a definição que foi incorporada pela referência. No caso em que um termo de reivindicação só pode ser entendido se for interpretado por um dicionário, uma definição exposta no Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, quinta edição, 2005, (John Wiley & Sons, Inc.) deverá prevalecer, se fornecida na mesma.
[029] Todas as faixas e parâmetros descritos neste documento são entendidos para abranger quaisquer subfaixas incluídas nos mesmos, e cada número entre os pontos de extremidades. Por exemplo, uma faixa relatada de 1 a 10 deve ser considerada para incluir quaisquer subfaixas entre (e inclusivos) o valor mínimo de 1 e o valor máximo de 10; isto é, todas as subfaixas começando com um valor mínimo de 1 ou mais (por exemplo, 1 a 6,1) e terminando com um valor máximo de 10 ou menor (por exemplo, 2,3 a 9,4, 3 a 8, 4 a 7), e finalmente para cada número 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 contido dentro da faixa. Todas as porcentagens, razões e proporções neste documento são em peso a não ser que especificado de outro modo. A não ser que relatado explicitamente de outro modo, o termo peso molecular significa peso molecular médio ponderal (mw).
[030] Aparelho e métodos para dessulfurização e descarbonização à base de amônia são fornecidos. O aparelho pode incluir, e os métodos podem envolver, aparelho para dessulfurização à base de amônia. O aparelho pode incluir uma torre de absorção. O aparelho pode incluir um componente de oxidação. O aparelho pode incluir um sistema de circulação de absorção. O aparelho pode incluir um sistema de circulação de lavagem. A torre de absorção pode incluir, sequencialmente,
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12/39 em uma direção ascendente: uma seção de concentração; uma seção de absorção; e uma seção de controle de particulado. Cada uma das seções pode incluir várias camadas de pulverização. Um elemento que só permite passagem de gás pode ser disposto entre a seção de absorção e a seção de concentração.
[031] A seção de absorção pode incluir um primeiro estágio. A seção de absorção pode incluir um segundo estágio. O sistema de circulação de absorção pode incluir um tanque de circulação de absorção de primeiro estágio conectado a uma porta de entrada do primeiro estágio e a uma porta de saída do primeiro estágio para formar um primeiro circuito de fluido. O sistema de circulação de absorção pode incluir um tanque de circulação de absorção de segundo estágio conectado a uma porta de entrada do segundo estágio e a uma porta de saída do segundo estágio para formar um segundo circuito de fluido. O segundo circuito de fluido sendo independente do primeiro circuito de fluido.
[032] A seção de absorção pode incluir um primeiro estágio. A seção de absorção pode incluir um segundo estágio. O sistema de circulação de absorção pode incluir um tanque de circulação de absorção de primeiro estágio conectado a uma porta de entrada do primeiro estágio e a uma porta de saída do primeiro estágio para formar um primeiro circuito de fluido. O sistema de circulação de absorção pode incluir um uma circulação de absorção de segundo estágio conectado a uma porta de entrada do segundo estágio e a uma porta de saída do segundo estágio para formar um segundo circuito de fluido. O sistema de circulação de absorção pode ser configurado de maneira que não exista conduto de fluido fora da torre de absorção que: (1) forneça comunicação de fluido entre o primeiro circuito de fluido e o segundo circuito de fluido; e (2) não arraste massa entre o primeiro circuito de fluido e o segundo circuito de fluido.
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13/39 [033] Os métodos podem incluir métodos para controlar emissões de enxofre e de carbono de gás de combustão. Os métodos podem incluir: absorver dióxido de enxofre do gás de combustão em um líquido carregando amônia; e, após a absorção, alimentar diretamente um dispositivo de captura de carbono com o gás de combustão.
[034] A alimentação pode ser uma alimentação que não inclui passar o gás de combustão para um processo tal como um processo de dessulfurização alcalina antes de passar o gás de combustão para o dispositivo de captura de carbono.
[035] A alimentação pode ser uma alimentação que não inclui passar o gás de combustão para um processo tal como um processo eletrostático de eliminação de névoa antes de passar o gás de combustão para o dispositivo de captura de carbono.
[036] A alimentação pode ser uma alimentação que não inclui passar o gás de combustão para um processo tal como um processo de lavagem com ácido sulfúrico antes de passar o gás de combustão para o dispositivo de captura de carbono.
[037] A alimentação pode incluir fornecer o gás de combustão para o dispositivo de captura de carbono em um estado no qual o gás de combustão tem uma concentração de dióxido de enxofre não maior que 2 ppm; uma concentração de poeira não maior que 5 mg/Nm3; e um deslizamento de amônia não maior que 3 mg/Nm3.
[038] O gás de combustão pode ter um deslizamento de amônia não maior que 1 mg/Nm3.
[039] O gás de combustão pode ter uma concentração de poeira não maior que 2 mg/Nm3.
[040] O gás de combustão pode ter um deslizamento de amônia não maior que 1 mg/Nm3.
[041] O gás de combustão pode ter uma concentração de dióxido de enxofre não maior que 1 ppm.
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14/39 [042] Na absorção, o gás de combustão pode incluir matéria-prima que não foi pré-tratada antes da absorção.
[043] Na absorção, o gás de combustão pode incluir gás de combustão que foi pré-tratado antes da absorção.
[044] Os métodos podem incluir métodos para dessulfurização à base de amônia de gás de combustão. Os métodos podem incluir fluir o gás de combustão através de uma torre de absorção. Os métodos podem incluir fluir o gás de combustão através de um componente de oxidação. Os métodos podem incluir fluir o gás de combustão através de um sistema de circulação de absorção. Os métodos podem incluir fluir o gás de combustão através de um sistema de circulação de lavagem. A torre de absorção pode incluir, sequencialmente, em uma direção ascendente: uma seção de concentração; uma seção de absorção; e uma seção de controle de particulado.
[045] Os métodos podem incluir pulverizar sobre o gás de combustão, em cada uma das seções, em várias camadas de pulverização, líquido carregando amônia. Os métodos podem incluir impedir líquido de passar para baixo da seção de absorção para a seção de concentração enquanto permitindo que gás passe para cima da seção de concentração para a seção de absorção.
[046] A seção de absorção pode incluir um primeiro estágio e um segundo estágio. Os métodos podem incluir circular líquido de circulação de absorção através de um primeiro circuito de líquido que inclui um tanque de circulação de absorção de primeiro estágio conectado a uma porta de entrada do primeiro estágio e a uma porta de saída do primeiro estágio. Os métodos podem incluir circular líquido de circulação de absorção através de um segundo circuito de líquido que inclui um tanque de circulação de absorção de segundo estágio conectado a uma porta de entrada do segundo estágio e a uma porta de saída do segundo estágio. As circulações podem ser arranjadas de maneira que, nem no
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15/39 tanque de circulação de absorção de primeiro estágio nem no tanque de circulação de absorção de segundo estágio, o líquido de circulação de absorção do segundo circuito de fluido se misture com o líquido de circulação de absorção do primeiro circuito de fluido.
[047] Os métodos podem incluir adicionar absorvente carregando amônia ao líquido de circulação de absorção na seção de concentração. [048] Os métodos podem incluir adicionar absorvente carregando amônia ao líquido de circulação de absorção no tanque de circulação de absorção de primeiro estágio.
[049] Os métodos podem incluir adicionar absorvente carregando amônia ao líquido de circulação de absorção no tanque de circulação de absorção de segundo estágio.
[050] Os métodos podem incluir adicionar absorvente carregando amônia ao líquido de circulação de absorção no componente de oxidação.
[051] Os métodos podem incluir fluir o gás de combustão na torre de absorção em uma velocidade de gás superficial na faixa de 1,5 m/s
- 3,5 m/s.
[052] Os métodos podem incluir manter uma temperatura da seção de concentração na faixa de 40°C - 75°C.
[053] Os métodos podem incluir manter uma temperatura de solução de lavagem de circulação na seção de controle de particulado na faixa de 30°C - 50°C.
[054] Os métodos podem incluir manter uma temperatura de solução de lavagem de circulação na seção de controle de particulado na faixa de 30°C - 50°C, e manter uma temperatura da s eção de concentração na faixa de 40°C - 75°C.
[055] Os métodos podem incluir fluir o gás de combustão na torre de absorção em uma velocidade de gás superficial na faixa de 1,5 m/s
- 3,5 m/s, manter uma temperatura de solução de lavagem de circulação
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16/39 na seção de controle de particulado na faixa de 30°C - 50°C, e manter uma temperatura da seção de concentração na faixa de 40°C - 75°C.
[056] Os métodos podem incluir fluir o gás de combustão na torre de absorção em uma velocidade de gás superficial na faixa de 1,5 m/s
- 3,5 m/s, e manter uma temperatura de solução de lavagem de circulação na seção de controle de particulado na faixa de 30°C - 50°C.
[057] Os métodos podem incluir fluir o gás de combustão na torre de absorção em uma velocidade de gás superficial na faixa de 1,5 m/s
- 3,5 m/s, e manter uma temperatura da seção de concentração na faixa de 40°C - 75°C.
[058] Os métodos podem incluir, antes da absorção, pré-tratamento do gás de combustão. O pré-tratamento pode incluir remover poeira do gás de combustão. O pré-tratamento pode incluir remover um óxido de nitrogênio do gás de combustão. O pré-tratamento pode incluir dessulfurizar parcialmente o gás de combustão. O pré-tratamento pode incluir remover um metal pesado do gás de combustão. O pré-tratamento pode incluir remover um ou mais dos componentes do grupo consistindo de: poeira, um óxido de nitrogênio, um óxido de enxofre, um metal pesado e uma combinação de dois ou mais dos indicados acima.
[059] O método pode incluir: antes da absorção: (a) pré-tratar o gás de combustão para remover parte ou toda a poeira, alguns ou todos os óxidos de nitrogênio e/ou alguns ou todos os metais pesados contidos no gás de combustão; e (b) resfriar o gás de combustão; e (c) direcionar o gás de combustão pré-tratado para um dispositivo de dessulfurização à base de amônia para executar a absorção, o gás de combustão tendo uma concentração de dióxido de enxofre e uma concentração de poeira. Os métodos podem incluir, no dispositivo de dessulfurização, lavar o gás de combustão com um líquido de absorção que inclui: sulfito de amônio; e sulfato de amônio; e tem um pH na faixa de 4-6,4. Os
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17/39 métodos podem incluir, após a lavagem, executar a alimentação para remover dióxido de carbono do gás de combustão. A lavagem pode reduzir a concentração de dióxido de enxofre para não mais que 2 ppm; e a concentração de poeira para não mais que 5 mg/Nm3.
[060] A absorção pode incluir contatar o gás de combustão com, na ordem: um líquido de circulação de concentração, um líquido de circulação de absorção e uma solução de lavagem de circulação. O contato pode incluir pulverizar o líquido de circulação de absorção em uma primeira pluralidade de níveis no dispositivo. Em um nível da primeira pluralidade, o líquido de circulação de absorção pode conter sulfito de amônio e sulfato de amônio. O contato pode incluir pulverizar a solução de lavagem de circulação em uma segunda pluralidade de níveis no dispositivo. Em um nível da segunda pluralidade, a solução de lavagem de circulação pode conter sulfito de amônio e sulfato de amônio.
[061] O gás de combustão pode definir uma direção a montante e uma direção a jusante. O nível da primeira pluralidade pode ser um nível a montante. No nível a montante da primeira pluralidade, o líquido de circulação de absorção pode incluir sulfito de amônio na faixa de 0,3%3% em peso. No nível a montante da primeira pluralidade, o líquido de circulação de absorção pode incluir sulfato de amônio na faixa de 6%36% em peso. No nível a montante da primeira pluralidade, o líquido de circulação de absorção pode ter um pH na faixa de 5-6,4. Em um nível a jusante da primeira pluralidade, a jusante do nível a montante, teor de sulfito de amônio do líquido de circulação de absorção pode ser menor que o teor de sulfito de amônio no nível a montante.
[062] A pulverização do líquido de circulação de absorção em uma primeira pluralidade de níveis pode incluir pulverizar o líquido de circulação de absorção em mais de um nível intermediário ao nível a montante e ao nível a jusante. O teor de sulfito de amônio do líquido de
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18/39 circulação de absorção dispensado no nível a montante, nos mais de um nível intermediário e no nível a jusante pode diminuir sucessivamente na direção a jusante.
[063] O gás de combustão pode definir uma direção a montante e uma direção a jusante. O nível da primeira pluralidade pode ser um nível a montante. No nível a montante da primeira pluralidade, o líquido de circulação de absorção pode incluir sulfito de amônio na faixa de 0,3%3% em peso. No nível a montante da primeira pluralidade, o líquido de circulação de absorção pode incluir sulfato de amônio na faixa de 6%36% em peso. No nível a montante da primeira pluralidade, o líquido de circulação de absorção pode ter um pH na faixa de 5-6,4. Em um nível a jusante da primeira pluralidade, a jusante do nível a montante, pH de líquido de circulação de absorção pode ser menor que pH de líquido de circulação de absorção no nível a montante.
[064] No nível a jusante da primeira pluralidade, teor de sulfito de amônio do líquido de circulação de absorção pode ser menor que o teor de sulfito de amônio no nível a montante.
[065] A pulverização do líquido de circulação de absorção em uma primeira pluralidade de níveis pode incluir pulverizar o líquido de circulação de absorção em mais de um nível intermediário ao nível a montante e ao nível a jusante. O pH de líquido de circulação de absorção no nível a montante, nos mais de um nível intermediário e no nível a jusante pode diminuir sucessivamente na direção a jusante. O teor de sulfito de amônio do líquido de circulação de absorção dispensado no nível a montante, nos mais de um nível intermediário e no nível a jusante pode diminuir sucessivamente na direção a jusante.
[066] A solução de lavagem de circulação em um nível da segunda pluralidade pode incluir sulfito de amônio na faixa de 0,01%-1% em peso. A solução de lavagem de circulação em um nível da segunda pluralidade pode incluir sulfato de amônio na faixa de 1%-38% em peso. A
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19/39 solução de lavagem de circulação em um nível da segunda pluralidade pode ter um pH na faixa de 3-5,4.
[067] Os presentes inventores descobriram que dispositivos de captura de carbono têm o desempenho de custo mais alto quando, após a dessulfurização à base de amônia ultralimpa, a concentração de dióxido de enxofre é controlada em não mais que 2 ppm e a concentração de poeira é controlada em não mais que 5 mg/Nm3. Parte dos dados está mostrada na Tabela 1.
Tabela 1. Efeito da Composição de Matéria Prima em Dispositivos de Captura de Carbono
| Nú- | Teor de dió- | Concentração | Concentração | Taxa | de | Teor de SO2 |
| mero | xido de car- | de dióxido de | de poeira na | perda | do | no dióxido |
| bono na | enxofre na | matéria-prima | MEA | de | de carbono | |
| matéria- | matéria-prima | (mg/Nm3) | absor- | produto | ||
| prima (%) | (ppm) | vente (%) | (ppm) | |||
| 1 | 12 | 50 | 20 | 18 | 30 | |
| 2 | 12 | 20 | 15 | 16 | 26,8 | |
| 3 | 12 | 10 | 10 | 10 | 25,3 | |
| 4 | 12 | 5 | 5 | 6 | 3,9 | |
| 5 | 12 | 2 | 5 | 1 | 0,9 | |
| 6 | 12 | 1 | 2 | 0,9 | 0,83 |
[068] Tal como pode ser visto na Tabela 1, quando a concentração de dióxido de enxofre é controlada em não mais que 2 ppm e a concentração de poeira é controlada em não mais que 5 mg/Nm3, a taxa de perda do absorvente cai para abaixo do valor alvo de 1%, e o teor de SO2 no dióxido de carbono produto também pode satisfazer exigências de produção a jusante, sem precisar fornecer uma unidade de refinação adicional.
[069] O exposto a seguir são modalidades ilustrativas que estão de acordo com os princípios da invenção.
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1. Um método para aplicar tecnologia de dessulfurização à base de amônia ultralimpa em processo de captura de carbono, em que um gás de combustão tendo sido submetido à dessulfurização à base de amônia ultralimpa é fornecido diretamente para um dispositivo de captura de carbono para processamento subsequente para realizar a integração de dessulfurização e descarbonização.
2. O método do parágrafo 1 em que, no gás de combustão tendo sido submetido à dessulfurização à base de amônia ultralimpa, a concentração de dióxido de enxofre é < 2 ppm, por exemplo, < 1 ppm; a concentração de poeira é < 5 mg/Nm3, por exemplo, < 2 mg/Nm3; e o deslizamento de amônia é < 3 mg/Nm3, por exemplo, < 1 mg/Nm3.
3. O método do parágrafo 1 em que um gás contendo dióxido de enxofre é introduzido diretamente em um dispositivo de dessulfurização à base de amônia ultralimpa para remover dióxido de enxofre e então fornecido para um dispositivo de captura de carbono para processamento subsequente, ou o gás contendo dióxido de enxofre, após ter sido submetido a pré-tratamento, é introduzido no dispositivo de dessulfurização à base de amônia ultralimpa para remover dióxido de enxofre, e então o gás de combustão tratado pelo dispositivo de dessulfurização à base de amônia ultralimpa é fornecido diretamente para o dispositivo de captura de carbono para processamento subsequente.
4. O método do parágrafo 3 em que o pré-tratamento inclui uma ou mais de remoção de poeira, desnitrificação, dessulfurização e remoção de metal pesado.
5. O método do parágrafo 1 incluindo as etapas de:
A) pré-tratar um fluxo de gás de combustão para remover parte ou toda poeira, alguns ou todos os óxidos de nitrogênio e/ou alguns ou todos os metais pesados contidos no mesmo e resfriar o fluxo de gás de combustão para fornecer um fluxo de gás de combustão prétratado;
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B) fornecer o fluxo de gás de combustão pré-tratado da etapa
A) para um dispositivo de dessulfurização à base de amônia ultralimpa no qual o fluxo de gás de combustão é lavado com um líquido de absorção para remover parte ou todo SO2 e parte ou toda poeira contida no mesmo para fornecer um fluxo de gás de combustão tratado com uma concentração de dióxido de enxofre < 2 ppm e uma concentração de poeira < 5 mg/Nm3, em que o líquido de absorção contém sulfito de amônio e sulfato de amônio e tem um pH entre 4 e 6,4; e
C) fornecer o fluxo de gás de combustão tratado da etapa B) para um dispositivo de captura de carbono para remover parte ou todo dióxido de carbono presente no gás de combustão.
6. O método do parágrafo 5 em que, na etapa B), o fluxo de gás de combustão é contatado com um líquido de circulação de concentração, um líquido de circulação de absorção e uma solução de lavagem de circulação sucessivamente a fim de realizar o controle sinérgico de absorção, oxidação, concentração, e controle de particulado, em que o líquido de circulação de absorção é provido com diversos níveis, um ou mais dos quais contém sulfito de amônio e sulfato de amônio, e a solução de lavagem de circulação é provida com diversos níveis, um ou mais dos quais contém sulfito de amônio e sulfato de amônio.
7. O método do parágrafo 6, em que um ou mais níveis do líquido de circulação de absorção incluem 0,3%-3% em peso de sulfito de amônio e 6%-36% em peso de sulfato de amônio, têm um valor de pH de 5-6,4, e ao longo da direção de fluxo do gás de combustão os teores de sulfito de amônio em níveis individuais do líquido de circulação de absorção são diminuídos sucessivamente e/ou os valores de pH dos níveis individuais do líquido de circulação de absorção são diminuídos sucessivamente.
8. O método do parágrafo 6, em que um ou mais níveis da solução de lavagem de circulação incluem 0,01%-1% em peso de sulfito
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22/39 de amônio e 1 %-38% em peso de sulfato de amônio e têm um valor de pH de 3-5,4.
9. O método de qualquer um dos parágrafos 1 a 8 em que um dispositivo para dessulfurização à base de amônia ultralimpa inclui uma torre de absorção, um aparelho de oxidação, um aparelho de circulação de absorção e um aparelho de circulação de lavagem, em que a torre de absorção inclui uma seção de concentração, uma seção de absorção e uma seção de controle de particulado arranjadas sequencialmente da parte inferior para a parte superior, em que cada uma de a seção de concentração, a seção de absorção e a seção de controle de particulado é provida com várias camadas de pulverização, e um aparelho/parte que permite passagem somente de gases é fornecido entre a seção de absorção e a seção de concentração.
10. O método do parágrafo 9 em que a seção de absorção é fornecida em dois estágios e o aparelho de circulação de absorção é um tanque de circulação de absorção de primeiro estágio e um tanque de circulação de absorção de segundo estágio que são respectivamente conectados às portas de entrada e de saída da seção de absorção em dois estágios para formar uma circulação de absorção de dois estágios mutuamente independentes.
11. O método do parágrafo 10 em que um absorvente contendo amônia é adicionado em uma pluralidade de pontos, incluindo a seção de concentração, o tanque de circulação de absorção de primeiro estágio, o tanque de circulação de absorção de segundo estágio e o aparelho de oxidação.
12. O método do parágrafo 9, em que a velocidade de gás superficial da torre de absorção é de 1,5 m/s - 3,5 m/s; e/ou a temperatura de operação da seção de concentração é de 40°C - 75°C; e/ou a temperatura da solução de lavagem de circulação é de 30°C 50°C.
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23/39 [070] O aparelho e métodos podem incluir um método para aplicar tecnologia de dessulfurização à base de amônia ultralimpa para um processo de captura de carbono, em que um gás de combustão tendo sido submetido à dessulfurização à base de amônia ultralimpa é fornecido diretamente para um dispositivo de captura de carbono para processamento subsequente. Este método pode realizar a integração de dessulfurização e descarbonização, pode reduzir significativamente os custos de investimento e de operação para captura de carbono, e pode melhorar a qualidade e valor adicional do produto CO2 de dispositivo de captura de carbono, e assim pode alcançar a descarga ultralimpa dos gases esgotados após captura de carbono.
[071] Em algumas modalidades, o gás de combustão, tendo sido submetido à dessulfurização à base de amônia ultralimpa com uma concentração de dióxido de enxofre < 2 ppm e uma concentração de poeira < 5 mg/Nm3, é fornecido diretamente para um dispositivo de captura de carbono para processamento subsequente. Em algumas modalidades, no gás de combustão tendo sido submetido à dessulfurização à base de amônia ultralimpa, a concentração de dióxido de enxofre é < 2 ppm, por exemplo, < 1 ppm; o teor de poeira é < 5 mg/Nm3, por exemplo, < 2 mg/Nm3; e o deslizamento de amônia é < 3 mg/Nm3, por exemplo, < 1 mg/Nm3. Ao fornecer diretamente um gás de combustão como este (tendo sido submetido à dessulfurização à base de amônia ultralimpa) para um dispositivo de captura de carbono para processamento subsequente, custos de investimento e de operação para captura de carbono subsequente podem ser reduzidos, e a estabilidade operacional pode ser aperfeiçoada.
[072] Exemplos de processos de captura de carbono subsequentes nos métodos incluem absorção química, absorção física, adsorção, congelamento, compressão e condensação e outros mais.
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24/39 [073] Em algumas modalidades, o gás de combustão pode ser introduzido em um dispositivo de dessulfurização à base de amônia ultralimpa depois de ser pré-tratado para remover dióxido de enxofre, e então fornecido para um dispositivo de captura de carbono para processamento subsequente. O pré-tratamento pode incluir uma ou mais de remoção de poeira, desnitrificação, dessulfurização e remoção de metal pesado.
[074] De acordo com os princípios da invenção, não existe necessidade com relação a fornecer uma unidade de purificação de gás adicional entre o dispositivo de dessulfurização à base de amônia e o dispositivo de captura de carbono.
[075] Em algumas modalidades, os métodos podem incluir um ou mais de:
A) pré-tratar um fluxo de gás de combustão para remover parte ou toda poeira, alguns ou todos os óxidos de nitrogênio e/ou alguns ou todos os metais pesados contidos no mesmo, e resfriar o fluxo de gás de combustão para fornecer um fluxo de gás de combustão prétratado;
B) fornecer o fluxo de gás de combustão pré-tratado da etapa A para um dispositivo de dessulfurização à base de amônia ultralimpa, em que o fluxo de gás de combustão é lavado com um líquido de absorção para remover todo ou parte do SO2 e toda ou parte da poeira contidos no mesmo, para fornecer um fluxo de gás de combustão tratado com uma concentração de dióxido de enxofre não maior que 2 ppm e uma concentração de poeira não maior que 5 mg/Nm3, em que o líquido de absorção contém sulfito de amônio e sulfato de amônio e tem um pH entre 4 e 6,4; e
C) fornecer o fluxo de gás de combustão tratado da etapa B para um dispositivo de captura de carbono para remover todo ou parte do dióxido de carbono presente no gás de combustão.
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25/39 [076] Em algumas modalidades, na etapa B, o gás de combustão pré-purificado é contatado com um líquido de circulação de concentração, um líquido de circulação de absorção e um líquido de circulação de lavagem para remoção de particulado sucessivamente a fim de realizar o controle sinérgico de absorção, oxidação, concentração e controle de particulado, em que o líquido de circulação de absorção é provido com diversos níveis, um ou mais dos quais contém sulfito de amônio e sulfato de amônio, e a solução de lavagem de circulação é provida com diversos níveis, um ou mais dos quais contém sulfito de amônio e sulfato de amônio.
[077] Em algumas modalidades, um ou mais níveis do líquido de circulação de absorção podem incluir 0,3%-3% de sulfito de amônio e 6%-36% de sulfato de amônio em pH de 5-6,4, e ao longo da direção de fluxo do gás de combustão, os teores de sulfito de amônio em níveis individuais do líquido de circulação de absorção podem ser diminuídos sucessivamente e/ou os valores de pH dos níveis individuais do líquido de circulação de absorção podem ser diminuídos sucessivamente.
[078] Em algumas modalidades, um ou mais níveis da solução de lavagem de circulação podem incluir 0,01%-1% de sulfito de amônio e 1%-38% de sulfato de amônio, e podem ter um pH de 3-5,4.
[079] Em algumas modalidades, o dispositivo para dessulfurização à base de amônia ultralimpa pode incluir uma torre de absorção, um aparelho de oxidação, um aparelho de circulação de absorção e um aparelho de circulação de lavagem. A torre de absorção pode incluir uma seção de concentração, uma seção de absorção e uma seção de controle de particulado arranjadas sequencialmente da parte inferior para a parte superior. Cada uma de a seção de concentração, a seção de absorção e a seção de controle de particulado pode ser provida com várias camadas de pulverização, e um aparelho/parte que permite passagem somente de
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26/39 gases pode ser fornecido entre a seção de absorção e a seção de concentração.
[080] Em algumas modalidades, a seção de absorção pode ser fornecida em dois estágios, e o aparelho de circulação de absorção pode incluir um tanque de circulação de absorção de primeiro estágio e um tanque de circulação de absorção de segundo estágio, os quais, respectivamente, podem ser conectados às portas de entrada e de saída da seção de absorção em dois estágios para formar uma circulação de absorção de dois estágios mutuamente independentes.
[081] Em algumas modalidades, um aparelho/parte que permite passagem somente de gases pode ser fornecido entre a seção de absorção e a seção de controle de particulado tal como apropriado.
[082] Em algumas modalidades, um aparelho/parte que permite passagem somente de gases pode ser fornecido dentro da seção de absorção e da seção de controle de particulado tal como apropriado.
[083] Em algumas modalidades, o aparelho de oxidação pode ser configurado em um modo de camadas ou de zonas de acordo com as exigências de controle de composição de solução. O líquido de circulação de absorção pode ser oxidado por um gás contendo oxigênio em uma ou mais camadas/zonas do aparelho de oxidação, em que todo ou parte do sulfito ou bissulfito contido no mesmo pode ser oxidado para sulfato ou bissulfato.
[084] O absorvente contendo amônia pode incluir uma ou mais de amônia líquida, amônia aquosa e amônia gasosa. Em algumas modalidades, o absorvente contendo amônia pode ser adicionado em um ou em uma pluralidade de pontos, em que os pontos de adição incluem a seção de concentração, o tanque de circulação de absorção de primeiro estágio, o tanque de circulação de absorção de segundo estágio e o aparelho de oxidação.
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27/39 [085] Em algumas modalidades, o fluxo de processo do dispositivo de dessulfurização à base de amônia ultralimpa é tal como se segue:
o gás de combustão entra pela seção de concentração, e é resfriado e lavado pelo líquido de circulação de concentração na seção de concentração enquanto aumentando a concentração do líquido de circulação de concentração ou mesmo gerando cristais; então o gás de combustão é submetido à dessulfurização de lavagem pelo líquido de circulação de absorção na seção de absorção, e é submetido à remoção de particulado pela solução de lavagem de circulação na seção de controle de particulado, sucessivamente, e então é descarregado;
o líquido de circulação de concentração na seção de concentração é reposto pela solução de lavagem de circulação, e o líquido de circulação de absorção é reposto pela solução de lavagem de circulação e/ou pela água de processo;
parte do líquido de circulação de absorção é oxidada no sistema de oxidação, e o líquido de oxidação é fornecido para a seção de concentração, tanque de circulação de absorção, seção de controle de particulado por meio de tubulações, respectivamente;
e a água de processo é reposta pela seção de controle de particulado.
[086] Em algumas modalidades, a velocidade de gás superficial de gás de combustão na torre de absorção pode ser de 1,5 m/s - 3,5 m/s. [087] Em algumas modalidades, a temperatura de operação da seção de concentração pode ser de 40°C - 75°C.
[088] Em algumas modalidades, a temperatura da solução de lavagem de circulação pode ser de 30°C -50°C.
[089] Em algumas modalidades, a razão de líquido para gás em cada estágio da seção de absorção pode ser igual ou maior que 1 L/m3,
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28/39 a cobertura de pulverização pode ser igual ou maior que 130%, e a cobertura de pulverização total na seção de absorção pode ser igual ou maior que 300%.
[090] Em algumas modalidades, a razão de líquido para gás em cada estágio da seção de controle de particulado pode ser igual ou maior que 0,8 L/m3, a cobertura de pulverização pode ser igual ou maior que 110%, e a cobertura de pulverização total na seção de controle de particulado pode ser igual ou maior que 300%.
[091] Em algumas modalidades, várias camadas de eliminadores de névoa opcionalmente podem ser fornecidas na parte superior da seção de absorção e na parte superior da seção de controle de particulado, respectivamente. Os eliminadores de névoa podem ser selecionados de placas corrugadas, materiais de enchimento, placas defletoras, cristas, ressaltos, telas ou uma combinação dos mesmos.
[092] Aparelho e métodos descritos neste documento são ilustrativos. Aparelho e métodos de acordo com a invenção serão descritos agora em conexão com as figuras, as quais formam uma parte deste pedido. As Figuras mostram recursos ilustrativos de aparelho e etapas de método de acordo com os princípios da invenção. É para ser entendido que outras modalidades podem ser utilizadas e que modificações estruturais, funcionais e processuais podem ser feitas sem divergir do escopo e espírito da presente invenção.
[093] As etapas dos métodos podem ser executadas em uma ordem a não ser a ordem mostrada e/ou descrita neste documento. Modalidades podem omitir etapas mostradas e/ou descritas em conexão com os métodos ilustrativos. Modalidades podem incluir etapas que não estão mostradas nem descritas em conexão com os métodos ilustrativos. Etapas de método ilustrativas podem ser combinadas. Por exemplo, um método ilustrativo pode incluir etapas mostradas em conexão com um outro método ilustrativo.
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29/39 [094] Alguns aparelhos podem omitir recursos mostrados e/ou descritos em conexão com aparelho ilustrativo. Modalidades podem incluir recursos que não estão mostrados nem descritos em conexão com os métodos ilustrativos. Recursos de aparelho ilustrativo podem ser combinados. Por exemplo, uma modalidade ilustrativa pode incluir recursos mostrados em conexão com uma outra modalidade ilustrativa.
[095] O aparelho e métodos serão descritos agora em conexão com as Figuras 1 e 2. Tal como mostrado na Figura 1, o gás de combustão 3 pode ser submetido a resfriamento, desnitrificação e remoção de poeira por uma unidade de pré-tratamento 26 e então pode entrar em um dispositivo de dessulfurização à base de amônia ultralimpa para dessulfurização e remoção de poeira do mesmo, e então o gás de combustão tratado pode ser fornecido diretamente para um dispositivo de captura de carbono 20 para processamento subsequente.
[096] Em particular, tal como mostrado na Figura 2, o gás de combustão 3 pode ser contatado com um líquido de circulação de concentração 28, um líquido de circulação de absorção 7 e uma solução de lavagem de circulação 15 sucessivamente para absorção, oxidação, concentração e controle de particulado, em que o líquido de circulação de absorção 7 pode ser provido com dois níveis, ambos contendo sulfito de amônio e sulfato de amônio, e a solução de lavagem de circulação 15 pode ser provida com quatro níveis, os três primeiros níveis contendo sulfito de amônio e sulfato de amônio e o último nível sendo água de processo.
[097] Em algumas modalidades, o primeiro nível do líquido de circulação de absorção 7 pode incluir cerca de 0,7% de sulfito de amônio e cerca de 25% de sulfato de amônio, e pode ter um pH de cerca de 6,3, e o segundo nível do líquido de circulação de absorção 7 pode incluir cerca de 0,4% de sulfito de amônio e cerca de 25% de sulfato de amônio, em termos de composição, e pode ter um pH de cerca de 5,5.
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30/39 [098] Em algumas modalidades, o primeiro nível da solução de circulação de lavagem para remoção de particulado 15 pode incluir cerca de 0,1% de sulfito de amônio e cerca de 27% de sulfato de amônio, e pode ter um pH de cerca de 4,2.
[099] Em algumas modalidades, o dispositivo de dessulfurização à base de amônia ultralimpa pode incluir uma torre de absorção 1, um aparelho de oxidação 2, um tanque de circulação de absorção de primeiro estágio 16, um tanque de circulação de absorção de segundo estágio 25, os tanques de circulação de lavagem A/B (29 e 30) e um sistema de pós-tratamento de sulfato de amônio 24. A torre de absorção pode incluir uma seção de concentração 4, uma seção de absorção 5 e uma seção de controle de particulado 6 arranjadas sequencialmente da parte inferior para a parte superior. Cada uma da seção de concentração 4, a seção de absorção 5 e a seção de controle de particulado 6 pode ser provida com várias camadas de pulverização, e um aparelho/parte que permite passagem somente de gases pode ser fornecido entre a seção de absorção 5 e a seção de concentração 4. A seção de absorção pode ser fornecida em dois estágios para absorção. Um tanque de circulação de absorção de primeiro estágio 16 e um tanque de circulação de absorção de segundo estágio 25 podem ser conectados respectivamente às portas de entrada e de saída dos dois estágios da seção de absorção para formar uma circulação de absorção de dois estágios mutuamente independentes. Os separadores gás-líquido b 18, os quais permitem passagem somente de gases, podem ser fornecidos entre uma absorção de primeiro estágio e uma absorção de segundo estágio na seção de absorção 5, e entre uma pulverização de primeiro estágio e uma pulverização de segundo estágio, e entre uma pulverização de terceiro estágio e uma pulverização de quarto estágio na seção de controle de particulado 6. Um separador gás-líquido a 17 que permite passagem somente de gases é
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31/39 fornecido entre a seção de absorção 5 e a seção de controle de particulado 6. Um absorvente contendo amônia é adicionado em uma pluralidade de pontos, incluindo a seção de concentração 4, o tanque de circulação de absorção de primeiro estágio 16, o tanque de circulação de absorção de segundo estágio 25 e o aparelho de oxidação 2.
[0100] Um fluxo de processo ilustrativo do aparelho é tal como se segue:
o gás de combustão entra pela seção de concentração 4 na torre de absorção 1 e é resfriado e lavado pelo líquido de circulação de concentração 28 na seção de concentração 4 enquanto aumentando a concentração do líquido de circulação de concentração ou mesmo gerando cristais; então o gás de combustão é submetido à dessulfurização de lavagem pelo líquido de circulação de absorção 7 na seção de absorção 5, e é submetido à remoção de particulado pela solução de lavagem de circulação 15 na seção de controle de particulado 6, sucessivamente, e então é descarregado;
e o líquido de circulação de concentração na seção de concentração 4 é reposto pela solução de lavagem de circulação 15, e o líquido de circulação de absorção 7 é reposto pela solução de lavagem de circulação 15 e/ou pela água de processo 23;
parte do líquido de circulação de absorção 7 é fornecida do tanque de circulação de absorção de primeiro estágio 16 para o aparelho de oxidação 2 para oxidação, e o líquido de oxidação é fornecido para a seção de concentração 4, para o tanque de circulação de absorção de primeiro estágio 16 e para uma seção de lavagem para remoção de particulado 6 por meio de tubulações, respectivamente;
a água de processo 23 é reposta pela seção de controle de particulado 6;
a velocidade de gás superficial da torre de absorção 1 é de 2,35 m/s; a temperatura de operação da seção de concentração 4 é de
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50°C - 60°C; e a temperatura da solução de lavagem de circulação 15 pode ser de 45°C.
[0101] O deslizamento de amônia no gás de combustão limpo pode ser de 0,3 mg/Nm3.
[0102] Resfriamento de gás de combustão pode incluir recuperação de calor residual e resfriamento a ar.
[0103] No gás de combustão após dessulfurização à base de amônia ultralimpa, o teor de dióxido de enxofre pode ser igual ou menor que 5 mg/Nm3, o teor de poeira pode ser igual ou menor que 4,5 mg/Nm3 e o deslizamento de amônia pode ser igual ou menor que 0,3 mg/Nm3.
[0104] O gás de combustão, após dessulfurização à base de amônia ultralimpa, pode ser fornecido diretamente para um processo de tratamento de captura de carbono subsequente. O processo de tratamento de captura de carbono pode incluir carburação com uma amina orgânica tal como monoetanolamina (MEA).
[0105] Comparado com um dispositivo de dessulfurização à base de amônia + captura de carbono à base de amônia convencional, os custos de investimento usando o aparelho e métodos podem ser reduzidos em 20%, e os custos de operação podem ser reduzidos em 15%; e comparado com um dispositivo de dessulfurização de amina orgânica + captura de carbono de amina orgânica, os custos de investimento podem ser reduzidos em 45%, e os custos de operação podem ser reduzidos em 11%.
Exemplos [0106] O exemplo seguinte é ilustrativo.
Exemplo 1 [0107] Este exemplo ilustra o uso de tecnologia de dessulfurização à base de amônia ultralimpa em tratamento de gás de combustão, e o gás de combustão tratado resultante foi fornecido diretamente para uma unidade de captura de carbono para captura de carbono.
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33/39 [0108] Na tecnologia de dessulfurização à base de amônia ultralimpa, o gás de combustão 3 foi submetido a resfriamento, desnitrificação, remoção de poeira e remoção de metal pesado em uma unidade de pré-tratamento 26, e dessulfurização e remoção de poeira em um dispositivo de dessulfurização à base de amônia ultralimpa, e então foi fornecido diretamente para um dispositivo de captura de carbono à base de amônia 20 para processamento subsequente, onde dióxido de carbono foi absorvido por amônia para produzir bicarbonato de amônio.
[0109] O aparelho de dessulfurização à base de amônia ultralimpa incluiu uma torre de absorção 1, um aparelho de oxidação 2, um tanque de circulação de absorção de primeiro estágio 16, um tanque de circulação de absorção de segundo estágio 25, os tanques de circulação de lavagem A/B (29 e 30) e um sistema de pós-tratamento de sulfato de amônio 24. A torre de absorção incluiu uma seção de concentração 4, uma seção de absorção 5 e uma seção de controle de particulado 6 arranjadas sequencialmente da parte inferior para a parte superior. A seção de concentração 4, a seção de absorção 5 e a seção de controle de particulado 6 foram respectivamente providas com 3, 4 e 5 camadas de pulverização, e um separador gás-líquido b 18 que permitia passagem somente de gases foi fornecido entre a seção de absorção 5 e a seção de concentração 4.
[0110] A seção de absorção foi fornecida em dois estágios para absorção, e o tanque de circulação de absorção de primeiro estágio 16 e o tanque de circulação de absorção de segundo estágio 25 foram respectivamente conectados às portas de entrada e de saída dos dois estágios da seção de absorção para formar uma circulação de absorção de dois estágios mutuamente independentes, em que cada estágio da seção de absorção incluiu duas camadas de pulverização.
[0111] Um separador gás-líquido a 17 cobrindo a seção transversal
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34/39 total da torre de absorção foi fornecido dentro da seção de absorção 5, e dois separadores gás-líquido a 17 cobrindo a seção transversal total da torre de absorção foram fornecidos dentro da seção de controle de particulado 6.
[0112] Um separador gás-líquido b 18 que permitia passagem somente de gases foi fornecido entre a seção de absorção 5 e a seção de controle de particulado 6.
[0113] O absorvente contendo amônia era de 15% de amônia aquosa, o qual foi adicionado pela seção de concentração 4, pelo tanque de circulação de absorção de primeiro estágio 16 e pelo tanque de circulação de absorção de segundo estágio 25, para assegurar a qualidade do sulfato de amônio produto e a eficiência de absorção de SO2.
[0114] No aparelho de dessulfurização à base de amônia ultralimpa, o gás de combustão pré-tratado foi contatado com um líquido de circulação de concentração 28, um líquido de circulação de absorção 7 e com uma solução de lavagem de circulação 15 sucessivamente, em que os dois níveis do líquido de circulação de absorção 7 continham sulfito de amônio e sulfato de amônio, e a solução de lavagem de circulação 15 foi provida com quatro níveis, os três primeiros níveis contendo sulfito de amônio e sulfato de amônio, e o último nível sendo água de processo. [0115] O primeiro nível do líquido de circulação de absorção 7 incluiu 0,6% de sulfito de amônio e 24,3% de sulfato de amônio, e tinha um pH de 5,9, e o segundo nível do líquido de circulação de absorção 7 incluiu 0,2% de sulfito de amônio e 24,4% sulfato de amônio, e tinha um pH de 5,3.
[0116] O primeiro nível da solução de circulação de lavagem de particulado 15 incluiu 0,2% de sulfito de amônio e 26,3% de sulfato de amônio e tinha um pH de 4,35.
[0117] O fluxo de processo do aparelho foi tal como se segue:
o gás de combustão entrou pela seção de concentração 4 na
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35/39 torre de absorção 1 e foi resfriado e lavado pelo líquido de circulação de concentração na seção de concentração 4 enquanto aumentando a concentração do líquido de circulação de concentração e gerando cristais na torre; então, o gás de combustão foi submetido à dessulfurização de lavagem pelo líquido de circulação de absorção 7 na seção de absorção 5, e foi submetido à remoção de particulado pela solução de lavagem de circulação 15 na seção de controle de particulado 6, sucessivamente, e então foi descarregado;
o líquido de circulação de concentração na seção de concentração 4 foi reposto pela solução de lavagem de circulação 15, e o líquido de circulação de absorção 7 foi reposto pela solução de lavagem de circulação 15 e pela água de processo 23;
18% do primeiro nível do líquido de circulação de absorção 7 foi fornecido pelo tanque de circulação de absorção de primeiro estágio 16 para o aparelho de oxidação 2 para oxidação, e o líquido de oxidação foi fornecido para a seção de concentração 4, para o tanque de circulação de absorção de primeiro estágio 16 e para a seção de lavagem para remoção de particulado 6 por meio de tubulações em uma razão de 10 : 15 : 75, respectivamente;
a água de processo 23 foi reposta pela seção de controle de particulado 6;
a velocidade de gás superficial da torre de absorção 1 foi de 2,22 m/s; a temperatura de operação da seção de concentração 4 era de 55°C; e a temperatura da solução de lavagem de circulação 15 era de 48 °C.
[0118] Um CEMS de entrada 27 foi fornecido na tubulação de entrada do gás de combustão 3, para monitorar fluxo do gás de combustão, temperatura, pressão, teor de dióxido de enxofre, teor de óxidos de nitrogênio, teor de água e teor de mercúrio.
[0119] Antes de entrar no dispositivo de dessulfurização à base de
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36/39 amônia ultralimpa, o gás de combustão 3 foi fornecido para uma unidade de pré-tratamento 26 para resfriamento, desnitrificação, remoção de poeira, remoção de metal pesado e outros mais. Resfriamento incluiu recuperação de calor residual e preaquecimento de água doce, o processo de desnitrificação foi desnitrificação de redução catalítica seletiva (SCR), o processo de remoção de poeira foi remoção de poeira eletrostática e o processo de remoção de metal pesado foi adsorção de carbono ativado.
Efeitos de Implementação do Exemplo 1 [0120] No dispositivo, o fluxo de gás de combustão foi projetado para ser de 370.000 Nm3/h, a concentração de SO2 foi projetada para ser de 3.200 mg/Nm3 e a concentração total de poeira foi projetada para ser de 19,8 mg/Nm3.
[0121] Durante o teste, no gás de combustão limpo, SO2 é de 2,6 mg/Nm3, a poeira total (incluindo aerossóis) foi 0,75 mg/Nm3 e o deslizamento de amônia foi 0,27 mg/Nm3.
Tabela 2. Parâmetros de Projeto de Dispositivo
| Número | Indicador de processo | Unidade | Valor numérico |
| 1 | Fluxo de gás de combustão | Nm3/h | 370.000 |
| 2 | Temperatura na entrada de gás de combustão | °C | 145 |
| 3 | Concentração de SO2 no gás de combustão | mg/Nm3 | 3.200 |
| 4 | Concentração de poeira na entrada de gás de combustão | mg/Nm3 | 19,8 |
| 5 | Concentração de SO2 no gás de combustão na saída | mg/Nm3 | <5 |
| 6 | Concentração de poeira no gás de combustão na saída | mg/Nm3 | <2 |
| 7 | Concentração de deslizamento de amônia no gás de combustão na saída | mg/Nm3 | <0,5 |
| 8 | Taxa de recuperação de amônia | % | > 99 |
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37/39 [0122] A Tabela 3 mostra os métodos de medição e os instrumentos de medição.
Tabela 3. Método de Medição de Cada Indicador e a Lista de Instrumentos Principais
| Número | Item de monitoramento | Nome padrão e número do método analítico | Nome e modelo do instrumento | N°. de Instru- mento |
| 1 | Poeira e fumo | Determinação de particulados e métodos de amostragem de poluentes gasosos de gás esgotado de fonte estacionária GB/T16157-1996 | Laoying 3012H Dust And Fume Sampler Electronic Balances BS224S, AB204-S | 8042448, 08244496 18360886, & 1119051201 |
| 2 | SO2 | Determinação de dióxido de enxofre de gás esgotado de fonte estacionária. Método de eletrólise de potencial fixado HJ/T 57-2000 | Analisador gás de combustão Testo 350 | 10#& 1# |
| 3 | NOx | Determinação de óxidos de nitrogênio de gás esgotado de fonte estacionária. Método de eletrólise de potencial fixado HJ/T 693-2014 | Analisador de Gás de Combustão Testo 350 | 10# & 1# |
| 4 | Amônia | Ar ambiente e gás esgotado - Determinação de amônia Espectrofotometria de reagente de Nessler HJ 533-2009 | Espectrofotômetro Laoying 3072H 722 | 02085809& 2c5BP363 |
| 5 | Teor de oxigênio do gás de combustão | Método eletroquímico - Especificações e procedimentos de teste para sistemas de monitoramento de emissão contínua de gás de combustão emitido por fontes estacionárias (Apêndice B) (HJ/T 762007) | Analisador de Gás de Combustão Testo 350 | 10#& 1# |
| 6 | Temperatura de gás de combustão | Método de resistência de platina - Determinação de particulados e métodos de amostragem de poluentes gasosos de gás esgotado de fonte estacionária (GB/T 16157-1996) | TES-1310 | / |
| 7 | Umidade de gás de combustão | Especificações e procedimentos de teste para sistemas de monitoramento de emissão contínua de gás de combustão emitido por fontes estacionárias (Apêndice B) (HJ/T 76-2007) | Amostrador de poeira e fumo Laoying 3012H | 8042448& 08244496 |
| 8 | Sulfato de amônio | Sulfato de amônio (GB 535-1995) | Instrumentos de laboratório convencionais tais como balança analítica e medidor de pH |
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38/39 [0123] A Tabela 4 mostra os parâmetros de operação e os resultados de testes.
Tabela 4. Parâmetros de Operação e Resultados de Testes do Dispositivo de Dessulfurização à Base de Amônia Ultralimpa
| Número | Item | Unidade | Resultado de teste | Comentários | |
| 1 | Fluxo de gás de combustão na torre de absorção | Estado padrão, base úmida, e O2 real | x104 m3/h | 33,6 | - |
| Estado padrão, base seca, e 6% de O2 | x104 m3/h | 30,84 | |||
| 2 | Resistência de sistema | Pa | 1684 | - | |
| 3 | Parâmetros de gás de combustão originais | Concentração de SO2 (estado padrão, base seca, e 6% de O2) | mg/Nm3 | 2980 | Valor médio durante o teste |
| O2 (V/V) | % | - | - | ||
| Temperatura | °C | 142 | Valor médio durante o teste | ||
| Teor de umidade (V/V) | % | 8,2 | - | ||
| Concentração de poeira e fumo (estado padrão, base seca, e 6% de O2) | mg/Nm3 | 17,9 | |||
| 4 | Parâmetros de gás de combustão limpo | Concentração de SO2 (estado padrão, base seca, e 6% de O2) | mg/Nm3 | 2,6 | Valor médio durante o teste |
| O2 (V/V) | % | - | - | ||
| Temperatura | °C | 48,7 | Valor médio durante o teste | ||
| Teor de umidade (V/V) | % | 14 | - | ||
| Concentração de poeira e fumo (estado padrão, base seca, e 6% de O2) | mg/Nm3 | 0,75 | Incluindo particulados sólidos e particulados sólidos solúveis | ||
| Amônia livre deslizada (estado padrão, base seca, e 6% de O2) | mg/Nm3 | 0,27 | - | ||
| 5 | Eficiência de dessulfurização da torre de absorção | % | 99,91 | ||
| 6 | Eficiência de remoção de poeira da torre de absorção | % | 95,8 | - | |
| 7 | Consumo de amônia (15% de amônia aquosa) | t/h | 3,255 | ||
| 8 | Taxa de utilização de amônia | % | 99,9 | - | |
| 9 | Sulfato de amônio subproduto | Teor de nitrogênio | % | 21,17 | |
| Teor de água | % | 0,28 | - | ||
| Teor de ácido livre | % | 0,1 | - |
Petição 870180037802, de 08/05/2018, pág. 43/102
39/39 [0124] Assim, aparelho e métodos para capturar carbono em conexão com absorção de dióxido de enxofre de um gás de combustão foram fornecidos. Os versados na técnica compreenderão que a presente invenção pode ser praticada de modo diferente dos exemplos descritos, os quais são apresentados para propósitos de ilustração em vez de limitação. A presente invenção é limitada somente pelas reivindicações que se seguem.
Claims (30)
- REIVINDICAÇÕES1. Aparelho para dessulfurização à base de amônia, caracterizado pelo fato de que compreende:uma torre de absorção;um componente de oxidação;um sistema de circulação de absorção; e um sistema de circulação de lavagem;em que:a torre de absorção inclui, sequencialmente, em uma direção ascendente:uma seção de concentração;uma seção de absorção; e uma seção de controle de particulado;cada uma das seções inclui várias camadas de pulverização; e um elemento disposto entre a seção de absorção e a seção de concentração que permite passagem somente de gás.
- 2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:a seção de absorção inclui:um primeiro estágio; e um segundo estágio;o sistema de circulação de absorção inclui:um tanque de circulação de absorção de primeiro estágio conectado a uma porta de entrada do primeiro estágio e a uma porta de saída do primeiro estágio para formar um primeiro circuito de fluido; e um tanque de circulação de absorção de segundo estágio conectado a uma porta de entrada do segundo estágio e a uma porta de saída do segundo estágio para formar um segundo circuito dePetição 870180037802, de 08/05/2018, pág. 45/1022/9 fluido, o segundo circuito de fluido sendo independente do primeiro circuito de fluido.
- 3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:a seção de absorção inclui:um primeiro estágio; e um segundo estágio;o sistema de circulação de absorção inclui:um tanque de circulação de absorção de primeiro estágio conectado a uma porta de entrada do primeiro estágio e a uma porta de saída do primeiro estágio para formar um primeiro circuito de fluido; e um tanque de circulação de absorção de segundo estágio conectado a uma porta de entrada do segundo estágio e a uma porta de saída do segundo estágio para formar um segundo circuito de fluido;em que não existe conduto de fluido fora da torre de absorção que:fornece comunicação de fluido entre o primeiro circuito de fluido e o segundo circuito de fluido; e não arrasta massa entre o primeiro circuito de fluido e o segundo circuito de fluido.
- 4. Método para dessulfurização à base de amônia de gás de combustão, o método caracterizado pelo fato de que compreende:fluir o gás de combustão através de:uma torre de absorção;um componente de oxidação;um sistema de circulação de absorção; e um sistema de circulação de lavagem;em que a torre de absorção inclui, sequencialmente, emPetição 870180037802, de 08/05/2018, pág. 46/1023/9 uma direção ascendente:uma seção de concentração;uma seção de absorção; e uma seção de controle de particulado;pulverizar sobre o gás de combustão, em cada uma das seções, em várias camadas de pulverização, líquido carregando amônia; e impedir que líquido passe para baixo da seção de absorção para a seção de concentração enquanto permitindo que gás passe para cima da seção de concentração para a seção de absorção.
- 5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente, quando a seção de absorção inclui:um primeiro estágio; e um segundo estágio;circular líquido de circulação de absorção através de um primeiro circuito de líquido que inclui um tanque de circulação de absorção de primeiro estágio conectado a uma porta de entrada do primeiro estágio e a uma porta de saída do primeiro estágio; e circular líquido de circulação de absorção através de um segundo circuito de líquido que inclui um tanque de circulação de absorção de segundo estágio conectado a uma porta de entrada do segundo estágio e a uma porta de saída do segundo estágio;de tal maneira que nem no tanque de circulação de absorção de primeiro estágio nem no tanque de circulação de absorção de segundo estágio, o líquido de circulação de absorção do segundo circuito de fluido mistura com o líquido de circulação de absorção do primeiro circuito de fluido.
- 6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizadoPetição 870180037802, de 08/05/2018, pág. 47/1024/9 pelo fato de que compreende adicionalmente adicionar absorvente carregando amônia a um ou mais de: líquido de circulação de absorção na seção de concentração; líquido de circulação de absorção no tanque de circulação de absorção de primeiro estágio; líquido de circulação de absorção no tanque de circulação de absorção de segundo estágio; e líquido de circulação de absorção no componente de oxidação.
- 7. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente fluir o gás de combustão na torre de absorção em uma velocidade de gás superficial na faixa de1,5 m/s - 3,5 m/s.
- 8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente manter uma temperatura da seção de concentração na faixa de 40°C - 75°C.
- 9. Método de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente manter uma temperatura de solução de lavagem de circulação na seção de controle de particulado na faixa de 30°C - 50°C.
- 10. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente manter uma temperatura da seção de concentração na faixa de 40°C - 75°C.
- 11. Método de acordo com a reivindicação 4 ou 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente manter uma temperatura de solução de lavagem de circulação na seção de controle de particulado na faixa de 30°C - 50°C.
- 12. Método para controlar emissões de enxofre e de carbono de gás de combustão, o método caracterizado pelo fato de que compreende:absorver dióxido de enxofre do gás de combustão em um líquido carregando amônia; e,Petição 870180037802, de 08/05/2018, pág. 48/1025/9 alimentar diretamente um dispositivo de captura de carbono com o gás de combustão, após a absorção.
- 13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a alimentação não inclui passar o gás de combustão para um processo tal como um processo de dessulfurização alcalina, um processo eletrostático de eliminação de névoa ou um processo de lavagem com ácido sulfúrico antes de passar o gás de combustão para o dispositivo de captura de carbono.
- 14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que:a alimentação inclui fornecer o gás de combustão para o dispositivo de captura de carbono em um estado no qual o gás de combustão tem:uma concentração de dióxido de enxofre não maior que 2 ppm;uma concentração de poeira não maior que 5 mg/Nm3; e um deslizamento de amônia não maior que 3 mg/Nm3.
- 15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o gás de combustão tem um deslizamento de amônia não maior que 1 mg/Nm3.
- 16. Método de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que o gás de combustão tem uma concentração de poeira não maior que 2 mg/Nm3.
- 17. Método de acordo com a reivindicação 14, 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que o gás de combustão tem uma concentração de dióxido de enxofre não maior que 1 ppm.
- 18. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que, na absorção, o gás de combustão é matéria-prima que foi/não foi pré-tratada antes da absorção.
- 19. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizadoPetição 870180037802, de 08/05/2018, pág. 49/1026/9 pelo fato de que compreende adicionalmente, antes da absorção, prétratar o gás de combustão.
- 20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o pré-tratamento inclui remover um ou mais dos componentes do grupo consistindo em:poeira, um óxido de nitrogênio, um óxido de enxofre, um metal pesado, e uma combinação de dois ou mais dos indicados acima.
- 21. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:antes da absorção:pré-tratar o gás de combustão;resfriar o gás de combustão; e direcionar o gás de combustão pré-tratado para um dispositivo de dessulfurização à base de amônia para executar a absorção, o gás de combustão tendo uma concentração de dióxido de enxofre e uma concentração de poeira;no dispositivo de dessulfurização, lavar o gás de combustão com um líquido de absorção que:inclui:sulfito de amônio; e sulfato de amônio; e tem um pH na faixa de 4-6,4; e após a lavagem, executar a alimentação para remover dióxido de carbono do gás de combustão;em que a lavagem reduz:a concentração de dióxido de enxofre para não mais que 2 ppm; ePetição 870180037802, de 08/05/2018, pág. 50/1027/9 a concentração de poeira para não mais que 5 mg/Nm3.
- 22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o pré-tratamento inclui remover um ou mais dos componentes do grupo consistindo em:poeira, um óxido de nitrogênio, um óxido de enxofre, um metal pesado, e uma combinação de dois ou mais dos indicados acima, contidos no gás de combustão.
- 23. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a absorção inclui contactar o gás de combustão, na ordem, com:um líquido de circulação de concentração, um líquido de circulação de absorção; e uma solução de lavagem de circulação;em que contatar inclui pulverizar:o líquido de circulação de absorção em uma primeira pluralidade de níveis no dispositivo, em que, em um nível da primeira pluralidade, o líquido de circulação de absorção contém sulfito de amônio e sulfato de amônio, e a solução de lavagem de circulação em uma segunda pluralidade de níveis no dispositivo, em que, em um nível da segunda pluralidade, a solução de lavagem de circulação contendo sulfito de amônio e sulfato de amônio.
- 24. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que:o gás de combustão define uma direção a montante e uma direção a jusante;o nível da primeira pluralidade é um nível a montante;Petição 870180037802, de 08/05/2018, pág. 51/1028/9 no nível a montante da primeira pluralidade, o líquido de circulação de absorção:inclui:sulfito de amônio, na faixa de 0,3%-3%, em peso; e sulfato de amônio, na faixa de 6%-36%, em peso; e tem um pH na faixa de 5-6,4; e em um nível a jusante da primeira pluralidade, a jusante do nível a montante, teor de sulfito de amônio do líquido de circulação de absorção é menor que o teor de sulfito de amônio no nível a montante.
- 25. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que:a pulverização do líquido de circulação de absorção em uma primeira pluralidade de níveis inclui pulverizar o líquido de circulação de absorção em mais de um nível intermediário a um nível a montante e a um nível a jusante; e teor de sulfito de amônio do líquido de circulação de absorção dispensado no nível a montante, nos mais de um nível intermediário e no nível a jusante diminui sucessivamente na direção a jusante.
- 26. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que:o gás de combustão define uma direção a montante e uma direção a jusante;o nível da primeira pluralidade é um nível a montante;no nível a montante da primeira pluralidade o líquido de circulação de absorção:inclui:sulfito de amônio, na faixa de 0,3%-3%, em peso; e sulfato de amônio, na faixa de 6%-36%, em peso; e tem um pH na faixa de 5-6,4; e, em um nível a jusante da primeira pluralidade, a jusantePetição 870180037802, de 08/05/2018, pág. 52/1029/9 do nível a montante, pH de líquido de circulação de absorção é menor que pH de líquido de circulação de absorção no nível a montante.
- 27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que, no nível a jusante da primeira pluralidade, teor de sulfito de amônio do líquido de circulação de absorção é menor que o teor de sulfito de amônio no nível a montante.
- 28. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que:a pulverização do líquido de circulação de absorção em uma primeira pluralidade de níveis inclui pulverizar o líquido de circulação de absorção em mais de um nível intermediário ao nível a montante e ao nível a jusante; e pH de líquido de circulação de absorção no nível a montante, nos mais de um nível intermediário e no nível a jusante diminui sucessivamente na direção a jusante.
- 29. Método de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que teor de sulfito de amônio do líquido de circulação de absorção dispensado no nível a montante, nos mais de um nível intermediário e no nível a jusante diminui sucessivamente na direção a jusante.
- 30. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que solução de lavagem de circulação em um nível da segunda pluralidade:inclui:sulfito de amônio, na faixa de 0,01%-1%, em peso; e sulfato de amônio, na faixa de 1%-38%, em peso; e tem um pH na faixa de 3-5,4.
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