JP2025515519A

JP2025515519A - アンモニア系脱炭酸系において炭酸水素アンモニウムを製造する方法及び装置

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Publication number: JP2025515519A
Application number: JP2023552487A
Authority: JP
Inventors: ツァン、ジュン; ワン、ジンヨン; キ、リファン; ルオ、ジン
Original assignee: Jiangnan Environmental Protection Group Inc
Current assignee: Jiangnan Environmental Protection Group Inc
Priority date: 2022-05-20
Filing date: 2023-05-19
Publication date: 2025-05-20
Also published as: CA3210431A1; IL305478A; ZA202308334B; EP4527487A4; KR20250013083A; MX2023010074A; AU2023222838A1; EP4527487A1

Abstract

アンモニア系脱炭酸系において炭酸水素アンモニウムを製造する装置及び方法が提供される。この装置は、プロセスガスを冷却するように動作可能な冷却機能ゾーンと、炭酸水素アンモニウムを生成するように動作可能な炭酸水素アンモニウム生成ゾーンと、多段吸収を介してプロセスガスから二酸化炭素を吸収するように動作可能な二酸化炭素吸収ゾーンと、脱炭酸されたプロセスガスからアンモニアを除去するように動作可能なアンモニア除去機能ゾーンと、を備え、二酸化炭素吸収ゾーンには、二酸化炭素除去のための吸収性アンモニアが主に添加される。炭酸水素アンモニウム生成、ＣＯ_２吸収及びアンモニア除去のゾーン制御を通して、脱炭酸吸収の効率を改善することができ、アンモニア漏出を低減することができる。一方、煙道ガス中の二酸化炭素は、窒素肥料としての炭酸水素アンモニウムの製造に利用することができる。

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２２年５月２０日に出願された中国特許出願第２０２２１０５５３３５３．９号に対する優先権及びその利益を主張し、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、環境保護に関する。具体的には、本出願は、アンモニア系脱炭酸系において炭酸水素アンモニウムを製造する方法及び装置に関する。

現在、様々な産業企業における廃ガス処理の効率は一般に低いか、又は廃ガスは脱硫及び除塵処理の後にのみ大気中に排出され、その結果、ＣＯ_２などの温室効果ガスが大量に環境中に排出され、結果として、地球温暖化の加速などの一連の環境問題が生じる。したがって、積極的で効果的なＣＯ_２ガス処理方法を見出すことは、すべての国にとって緊急の問題の１つである。炭酸水素アンモニウムは、水に容易に溶解し、容易に分解され且つ様々な作物及び様々な土壌に適用可能な、ＮＨ_４ＨＣＯ_３の分子式を有する即効性窒素肥料である。二酸化炭素は、炭酸水素アンモニウムを調製するための原料の１つである。産業企業の廃ガス中のＣＯ_２ガスを炭酸水素アンモニウムへと処理することによって、ＣＯ_２を大気中に直接放出する問題を低減又は排除することができるだけでなく、炭酸水素アンモニウム肥料を調製することもできる。

中国特許出願第２０１０１０１２５０８２．４号は、ＣＯ_２廃ガスを用いて炭酸水素アンモニウム肥料を合成するための製造方法を開示している。排ガスを除塵及び脱硫した後のＣＯ_２廃ガスと濃縮アンモニア水とを向流接触させて炭酸水素アンモニウムを生成するプロセスを用い、前工程のアンモニアガスをアンモニア回収塔を介して回収し、残りの排ガスを大気に直接放出する。このプロセスでは、濃縮アンモニア水と吸収のためのＣＯ_２含有ガスとの向流接触によって炭酸水素アンモニウムを生成することができるが、温度が低下せず、炭酸水素アンモニウム生成及びＣＯ_２吸収のゾーン制御が原理的に行われないため、吸収効率が低く、アンモニア漏出が多い。

中国特許出願第２０１０１０１２５０８２．４号

本発明者らは、既存のアンモニア系脱炭酸系が抱える低い吸収効率及び深刻なアンモニア漏出の問題を克服し、副生成物である炭酸水素アンモニウムの生成を効果的に増加させるために、鋭意研究を行った。結果として、アンモニア系脱炭酸プロセスの高い吸収効率及び効果的なアンモニア漏出制御並びに炭酸水素アンモニウム生成の増加は、複数の機能ゾーンを提供すること並びに炭酸水素アンモニウム生成、ＣＯ_２吸収及びアンモニア除去のゾーン制御によって達成され得ることが見出された。したがって、本発明がなされた。

したがって、本発明の目的は、アンモニア系脱炭酸系において炭酸水素アンモニウムを製造する装置であって、この装置は、
プロセスガスを冷却するように動作可能な冷却機能ゾーンと、
炭酸水素アンモニウムを生成するように動作可能な炭酸水素アンモニウム生成ゾーンと、
多段吸収を介してプロセスガスから二酸化炭素を吸収するように動作可能な二酸化炭素吸収ゾーンと、
脱炭酸されたプロセスガスからアンモニアを除去するように動作可能なアンモニア除去機能ゾーンと、を備え、
二酸化炭素吸収ゾーンには、二酸化炭素除去のための吸収性アンモニアが主に添加される、装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、アンモニア系脱炭酸系において炭酸水素アンモニウムを製造する方法であって、この方法は、
脱硫されたプロセスガスを受け取ることと
脱硫されたプロセスガスを、
プロセスガスを冷却するように構成された冷却機能ゾーン、
炭酸水素アンモニウム溶液／スラリーを生成するように構成された炭酸水素アンモニウム生成ゾーン、
脱硫されたプロセスガス中の二酸化炭素を吸収するように構成された多段の二酸化炭素吸収ゾーン、及び
脱炭酸されたプロセスガス中のアンモニアを除去するように構成されたアンモニア除去機能ゾーンに順次流すことと、を含み、
二酸化炭素吸収ゾーンには、二酸化炭素除去のための吸収性アンモニアが主に添加される、方法を提供することである。

図１は、本発明のいくつかの実施形態による装置／方法の概略フローチャートである。

第１の態様において、本開示は、アンモニア系脱炭酸系において炭酸水素アンモニウムを製造する装置であって、この装置は、プロセスガスを冷却するように動作可能な冷却機能ゾーンと、炭酸水素アンモニウムを生成するように動作可能な炭酸水素アンモニウム生成ゾーンと、多段吸収を介してプロセスガスから二酸化炭素を吸収するように動作可能な二酸化炭素吸収ゾーンと、脱炭酸されたプロセスガスからアンモニアを除去するように動作可能なアンモニア除去機能ゾーンと、を備え、二酸化炭素吸収ゾーンには、二酸化炭素除去のための吸収性アンモニアが主に添加される、装置を提供する。

本明細書で使用される場合、「二酸化炭素吸収ゾーンには、二酸化炭素除去のための吸収性アンモニアが主に添加される」という表現は、本開示の方法／装置において二酸化炭素除去のために使用される全吸収性アンモニアの６０重量％超、例えば６５重量％超、例えば８０重量％超、例えば９０重量％超、例えば９８重量％超、又は例えば１００重量％が、二酸化炭素吸収ゾーンに導入される、及び／又は二酸化炭素吸収ゾーンへの流れに供給されることを意味する。

いくつかの実施形態において、炭酸水素アンモニウム生成ゾーンに添加されるアンモニアの量は、炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の二酸化炭素吸収ゾーンの第１段に添加される量よりも少ないか、又は炭酸水素アンモニウム生成ゾーンにアンモニアは添加されない。

いくつかの実施形態において、炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の二酸化炭素吸収ゾーンの第１段に添加されるアンモニアの量は、二酸化炭素吸収ゾーンの他の段に添加されるアンモニアの量よりも少ないか、又は二酸化炭素吸収ゾーンの第１段にアンモニアは添加されない。好ましくは、炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の二酸化炭素吸収ゾーンの第１段に添加されるアンモニアの量は、本方法において添加されるアンモニアの総量の２０％未満である。

いくつかの実施形態において、二酸化炭素吸収ゾーンの最終段に添加されるアンモニアの量は、二酸化炭素吸収ゾーンの前段に添加されるアンモニアの量よりも少ないか、又は二酸化炭素吸収ゾーンの最終段にアンモニアは添加されない。好ましくは、二酸化炭素吸収ゾーンの最終段に添加されるアンモニアの量は、二酸化炭素吸収ゾーンの前段に添加される量の８０重量％以下、例えば５０重量％以下、例えば３０重量％以下である。

いくつかの実施形態において、固体炭酸水素アンモニウムは、後処理系によって炭酸水素アンモニウム生成ゾーンで生成された炭酸水素アンモニウムから製造され、炭酸水素アンモニウム母液は、炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の第１段の二酸化炭素吸収ゾーンに戻される。

いくつかの実施形態において、冷却機能ゾーン、炭酸水素アンモニウム生成ゾーン、二酸化炭素吸収ゾーン及びアンモニア除去機能ゾーンは、１つ以上の塔に組み合わせられてもよく、ガスが通過することを可能にする機器／構成要素が、機能ゾーンの間に配置される。

第２の態様において、本開示は、アンモニア系脱炭酸系において炭酸水素アンモニウムを製造する方法であって、この方法は、
脱硫されたプロセスガスを受け取ることと、
脱硫されたプロセスガスを、
脱硫されたプロセスガスを冷却するように構成された冷却機能ゾーン、
炭酸水素アンモニウム溶液／スラリーを生成するように構成された炭酸水素アンモニウム生成ゾーン、
脱硫されたプロセスガス中の二酸化炭素を吸収するように構成された多段の二酸化炭素吸収ゾーン、及び
脱炭酸されたプロセスガス中のアンモニアを除去するように構成されたアンモニア除去機能ゾーンに順次流すことと、を含み、
二酸化炭素吸収ゾーンには、二酸化炭素除去のための吸収性アンモニアが主に添加される、方法を提供する。

本方法のいくつかの実施形態において、炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の二酸化炭素吸収ゾーンの第１段に添加されるアンモニアの量は、二酸化炭素吸収ゾーンの他の段に添加されるアンモニアの量よりも少ないか、又は二酸化炭素吸収ゾーンの第１段にアンモニアは添加されない。好ましくは、炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の二酸化炭素吸収ゾーンの第１段に添加されるアンモニアの量は、本方法において添加されるアンモニアの総量の２０％未満である。

本方法のいくつかの実施形態において、二酸化炭素吸収ゾーンの最終段に添加されるアンモニアの量は、二酸化炭素吸収ゾーンの前段に添加されるアンモニアの量よりも少ないか、又は二酸化炭素吸収ゾーンの最終段にアンモニアは添加されない。好ましくは、二酸化炭素吸収ゾーンの最終段に添加されるアンモニアの量は、二酸化炭素吸収ゾーンの前段に添加される量の８０重量％以下、例えば５０重量％以下、例えば３０重量％以下である。

本方法のいくつかの実施形態において、固体炭酸水素アンモニウムは、後処理系によって炭酸水素アンモニウム生成ゾーンで生成された炭酸水素アンモニウムから製造され、炭酸水素アンモニウム母液は、炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の第１段の吸収ゾーンに戻される。

本方法のいくつかの実施形態において、冷却機能ゾーンは、プロセスガスを１０～３０セルシウス度の温度まで冷却する。

本方法のいくつかの実施形態において、冷却機能ゾーンには、少なくとも１層の循環液体分配器が設けられる。

本方法のいくつかの実施形態において、炭酸水素アンモニウム生成ゾーンには、少なくとも１層の気液分配器が設けられる。気液分配器は、気泡分配器、液体分配噴霧分配器及びそれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。

本方法のいくつかの実施形態において、二酸化炭素吸収ゾーンには、少なくとも２層以上の循環液体分配器が設けられる。

本方法のいくつかの実施形態において、アンモニア除去機能ゾーンには、少なくとも１層の循環液体分配器が設けられる。アンモニア除去機能ゾーンで使用される循環液体は、好ましくは水又は酸性溶液である。

本方法のいくつかの実施形態において、プロセスガスの流れ方向に対して、二酸化炭素吸収ゾーンの後段の循環液体は、二酸化炭素吸収ゾーンの前段にオーバーフローし、二酸化炭素吸収ゾーンの第１段の循環液体は、炭酸水素アンモニウム生成ゾーンにオーバーフローする。

当業者であれば理解できるように、本方法における個々の循環液体／噴霧液体の媒体として水を使用することができる。

本開示の原理による装置／方法の例示的な実施形態は、本開示の一部を構成する添付の図面を参照して以下に説明される。アンモニア系脱硫後のＣＯ_２含有プロセスガス１は、まず冷却機能ゾーン２に入り、そこでガスは、冷却のために循環液体と向流接触させられ、循環液体は、冷却循環ポンプ３により循環され且つ熱交換器４により冷却される。

冷却されたガスは、炭酸水素アンモニウム生成ゾーン５に入り、そこでガスは、反応のために循環液体と向流接触させられて炭酸水素アンモニウムを生成し、循環液体は、循環ポンプ９により循環される。炭酸水素アンモニウム生成ゾーン５を出るプロセスガスは、第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７に入る。第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７は、ガスの通過を可能にする液体収集器６によって炭酸水素アンモニウム生成ゾーン５から分離され、第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７内の循環液体は、炭酸水素アンモニウム生成ゾーン５に流入する。

第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７において、ガスは、反応のために循環液体と向流接触させられて炭酸アンモニウム又はカルバミン酸アンモニウムを生成し、循環液体は、循環ポンプ１０により循環される。第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７は、ガスの通過を可能にする液体捕集器６によって第２段の二酸化炭素吸収ゾーン８から分離され、第２段の二酸化炭素吸収ゾーン８内の循環液体は、第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７に流入する。炭酸水素アンモニウム後処理系における固液分離からの母液は、第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７に戻される。

第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７を通過したガスは、第２段の二酸化炭素吸収ゾーン８に入り、そこでガスは、反応のために循環液体と向流接触させられて炭酸アンモニウム又はカルバミン酸アンモニウムをさらに生成し、循環液体は、循環ポンプ１１により循環される。

第２段の二酸化炭素吸収ゾーン８を通過したガスは、第３段の二酸化炭素吸収ゾーン１３に入り、そこでガスは、反応のために循環液体と向流接触させられて炭酸アンモニウム又はカルバミン酸アンモニウムをさらに生成し、循環液体は、循環ポンプ１２により循環される。

アンモニア２２は、管路を介して第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７及び第２段の二酸化炭素吸収ゾーン８に供給される。

さらなる処理のために第３段の二酸化炭素吸収ゾーン１３を通過したガスは、水洗浄アンモニア除去機能ゾーン１４に入り、次いで酸洗浄アンモニア除去機能ゾーン２４に入り、そこでガスは、水及び酸性硫酸アンモニウム溶液それぞれと向流接触させられて遊離アンモニアを吸収し、水は、循環ポンプ１６により循環される。アンモニア除去後のプロセスガス１５は、場合によってはさらなる水洗浄後に排出される。

炭酸水素アンモニウム生成ゾーン５内の循環液体は、炭酸水素アンモニウム排出ポンプ２３を介して炭酸水素アンモニウム晶析装置１７へと送られ、次いで固液分離器１８に入る。得られた固体は、充填機１９に送られて固体炭酸水素アンモニウム２０を製造する。得られた母液は、第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７に戻される。

実施例１
図１に示す装置を実施例１に用いた。ＣＯ_２含有プロセスガス１は、まず冷却機能ゾーン２に入り、そこでプロセスガスは、冷却のために循環液体と向流接触させられ、循環液体は、冷却循環ポンプ３により循環され且つ熱交換器４により冷却された。循環液体は水であり、循環過程でプロセスガスに同伴する成分が循環液体に混入するため、先のアンモニア系脱硫の副生成物である硫酸アンモニウム等の成分が循環液体に含まれていた。

２５℃に冷却されたガスは、炭酸水素アンモニウム生成ゾーン５に入り、そこでプロセスガスは、反応のために循環液体と向流接触させられて炭酸水素アンモニウムを生成し、循環液体は、循環ポンプ９により循環された。炭酸水素アンモニウム生成ゾーン５を出るプロセスガスは、ガスの通過を可能にする液体収集器６によって炭酸水素アンモニウム生成ゾーン５から分離された第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７に入り、第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７内の循環液体は、炭酸水素アンモニウム生成ゾーン５に流入した。

第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７において、ガスは、反応のために循環液体と向流接触させられて、炭酸アンモニウム又はカルバミン酸アンモニウムを生成し、循環液体は、循環ポンプ１０により循環された。第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７は、ガスの通過を可能にする液体収集器６によって第２段の二酸化炭素吸収ゾーン８から分離され、第２段の二酸化炭素吸収ゾーン８内の循環液体は、第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７に流入した。炭酸水素アンモニウム後処理系における固液分離からの母液は、第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７に戻された。

第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７を通過したガスは、第２段の二酸化炭素吸収ゾーン８に入り、そこでガスは、反応のために循環液体と向流接触させられて炭酸アンモニウム又はカルバミン酸アンモニウムをさらに生成し、循環液体は、循環ポンプ１１により循環された。

第２段の二酸化炭素吸収ゾーン８を通過したガスは、第３段の二酸化炭素吸収ゾーン１３に入り、そこでガスは、反応のために循環液体と向流接触させられて、炭酸アンモニウム又はカルバミン酸アンモニウムをさらに生成し、循環液体は、循環ポンプ１２により循環された。

アンモニア２２は、管路を介して第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７及び第２段の二酸化炭素吸収ゾーン８に供給された。第１段に供給されたアンモニアの量は１０重量％であり、２段に供給されたアンモニアの量は９０重量％であった。

第３段の二酸化炭素吸収ゾーン１３を通過したガスは、水洗浄アンモニア除去機能ゾーン１４に入り、次いで酸洗浄アンモニア除去機能ゾーン２４に入り、そこでガスは、水及び硫酸アンモニウム溶液それぞれと向流接触させられて遊離アンモニアを吸収し、水は、循環ポンプ１６により循環された。アンモニア除去後のプロセスガス１５を排出した。水洗浄アンモニア除去機能ゾーン１４は、循環液体として水を利用しており、循環過程でプロセスガスに同伴する成分が循環液体に混入するため、循環液体には先のアンモニア系脱炭酸の副生成物である炭酸水素アンモニウム等の成分が含まれていた。

炭酸水素アンモニウム生成ゾーン５内の循環液体は、炭酸水素アンモニウム排出ポンプ２３を介して炭酸水素アンモニウム晶析装置１７へと送られ、次いで固液分離器１８に入った。得られた固体は、充填機１９に送られて固体炭酸水素アンモニウム２０を製造した。得られた母液は、第１段の二酸化炭素吸収ゾーン７に戻された。

脱炭酸は、吸収剤として９９．６％の液体アンモニアを使用し、プロセスガス１のパラメータを以下の表に示す。

冷却された煙道ガスのパラメータを以下の表に示す。

脱炭酸吸収塔による処理後の主なパラメータを以下の表に示す。

アンモニア洗浄塔による処理後の主なパラメータを以下の表に示す。

比較例１
実施例１と比較して、アンモニア添加方法のみが異なっていた。炭酸水素アンモニウム生成ゾーン、第１段の二酸化炭素吸収ゾーン、第２段の二酸化炭素吸収ゾーン及び第３段の二酸化炭素吸収ゾーンにアンモニアを供給し、４つの段階に供給されたアンモニアの量は同等であった。

炭酸水素アンモニウム生成ゾーンに供給されたアンモニアの量が２５％に達したため、溶液中に炭酸水素アンモニウムが生成しにくくなり、炭酸水素アンモニウム結晶が得られなかった。第３段の二酸化炭素吸収ゾーンに供給されたアンモニアの量は２５％に達し、これは、二酸化炭素吸収ゾーンからのアンモニア漏出を大幅に増加させた（二酸化炭素吸収ゾーンにおける処理後のプロセスガス中に同伴されたアンモニアの濃度は６０００ｐｐｍに達した）。したがって、後段の水洗浄アンモニア除去機能ゾーン１４及び酸洗浄アンモニア除去機能ゾーン２４のアンモニア除去負荷が増大した。

脱炭酸処理後のガスの主なパラメータを以下の表に示す。

図１において、参照番号は以下の意味を有する。
１プロセスガス、２冷却機能ゾーン、３冷却循環ポンプ、４熱交換器、５炭酸水素アンモニウム生成ゾーン、６液体収集器、７第１段の二酸化炭素吸収ゾーン、８第２段の二酸化炭素吸収ゾーン、９炭酸水素アンモニウム生成ゾーン循環ポンプ、１０第１段の二酸化炭素吸収ゾーン循環ポンプ、１１第２段の二酸化炭素吸収ゾーン循環ポンプ、１２第３段の二酸化炭素吸収ゾーン循環ポンプ、１３第３段の二酸化炭素吸収ゾーン、１４アンモニア除去機能ゾーン水洗浄セクション、１５脱炭酸されたガス、１６アンモニア除去機能ゾーン水洗浄循環ポンプ、１７炭酸水素アンモニウム晶析装置、１８固液分離器、１９充填機、２０固体炭酸水素アンモニウム、２１母液戻り管、２２アンモニア、２３炭酸水素アンモニウム排出ポンプ、２４アンモニア除去機能ゾーン酸洗浄セクション、２５アンモニア系脱硫からの硫酸アンモニウム溶液、２６アンモニア系脱硫に戻る溶液。

Claims

アンモニア系脱炭酸系において炭酸水素アンモニウムを製造する装置であって、前記装置が、
プロセスガスを冷却するように動作可能な冷却機能ゾーンと、
炭酸水素アンモニウムを生成するように動作可能な炭酸水素アンモニウム生成ゾーンと、
多段吸収を介して前記プロセスガスから二酸化炭素を吸収するように動作可能な二酸化炭素吸収ゾーンと、
脱炭酸されたプロセスガスからアンモニアを除去するように動作可能なアンモニア除去機能ゾーンと、を備え、
前記二酸化炭素吸収ゾーンには、二酸化炭素除去のための吸収性アンモニアが主に添加される、装置。
以下の特徴：
前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンに添加されるアンモニアの量が、前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の前記二酸化炭素吸収ゾーンの第１段に添加されるアンモニアの量よりも少ないか、又は前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンにアンモニアが添加されないこと、
前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の前記二酸化炭素吸収ゾーンの第１段に添加されるアンモニアの量が、前記二酸化炭素吸収ゾーンの他の段に添加されるアンモニアの量よりも少ないか、又は前記二酸化炭素吸収ゾーンの前記第１段にアンモニアが添加されないこと、好ましくは、前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の前記二酸化炭素吸収ゾーンの前記第１段に添加されるアンモニアの量が、添加されるアンモニアの総量の２０％未満であること、及び
前記二酸化炭素吸収ゾーンの最終段に添加されるアンモニアの量が、前記二酸化炭素吸収ゾーンの前段に添加されるアンモニアの量よりも少ないか、又は前記二酸化炭素吸収ゾーンの前記最終段にアンモニアが添加されないこと、
のうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載の装置。
固体炭酸水素アンモニウムが、後処理系によって炭酸水素アンモニウム生成ゾーンで生成された炭酸水素アンモニウムから製造され、炭酸水素アンモニウム母液が、前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の第１段の吸収ゾーンに戻される、請求項１に記載の装置。
前記冷却機能ゾーン、前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーン、前記二酸化炭素吸収ゾーン及び前記アンモニア除去機能ゾーンが、１つ以上の塔に組み合わされ、ガスが通過することを可能にする機器／構成要素が、前記機能ゾーンの間に配置される、請求項１に記載の装置。
アンモニア系脱炭酸系において炭酸水素アンモニウムを製造する方法であって、前記方法が、
脱硫されたプロセスガスを受け取ることと、
前記脱硫されたプロセスガスを、
前記脱硫されたプロセスガスを冷却するように構成された冷却機能ゾーン、
炭酸水素アンモニウム溶液／スラリーを生成するように構成された炭酸水素アンモニウム生成ゾーン、
前記脱硫されたプロセスガス中の二酸化炭素を吸収するように構成された多段の二酸化炭素吸収ゾーン、及び
脱炭酸されたプロセスガス中のアンモニアを除去するように構成されたアンモニア除去機能ゾーンに順次流すことと、を含み、
前記二酸化炭素吸収ゾーンには、二酸化炭素除去のための吸収性アンモニアが主に添加される、方法。
以下の特徴：
前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンに添加されるアンモニアの量が、前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の前記二酸化炭素吸収ゾーンの第１段に添加されるアンモニアの量よりも少ないか、又は前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンにアンモニアが添加されないこと、
前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の前記二酸化炭素吸収ゾーンの第１段に添加されるアンモニアの量が、前記二酸化炭素吸収ゾーンの他の段に添加されるアンモニアの量よりも少ないか、又は前記二酸化炭素吸収ゾーンの前記第１段にアンモニアが添加されないこと、好ましくは、前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の前記二酸化炭素吸収ゾーンの前記第１段に添加されるアンモニアの量が、添加されるアンモニアの総量の２０％未満であること、及び
前記二酸化炭素吸収ゾーンの最終段に添加されるアンモニアの量が、前記二酸化炭素吸収ゾーンの前段に添加されるアンモニアの量よりも少ないか、又は前記二酸化炭素吸収ゾーンの前記最終段にアンモニアが添加されないこと、
のうちの少なくとも１つを有する、請求項５に記載の方法。
前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンで生成された炭酸水素アンモニウムを後処理系に通して固体炭酸水素アンモニウムを製造することと、
得られた炭酸水素アンモニウム母液を、前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンのすぐ隣の第１段の吸収ゾーンに戻すことと、
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
以下の特徴：
前記冷却機能ゾーンは、前記プロセスガスを１０～３０℃に冷却すること、
前記冷却機能ゾーンには、少なくとも１層の循環液体分配器が設けられていること、
前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンには、少なくとも１層の気液分配器が設けられていること、好ましくは、前記気液分配器は、気泡分配器、液体分配噴霧分配器及びそれらの組み合わせからなる群から選択されること、
前記二酸化炭素吸収ゾーンには、少なくとも１層の循環液体分配器が設けられていること、
前記アンモニア除去機能ゾーンには、少なくとも１層の循環液体分配器が設けられていること、
のうちの少なくとも１つを有する、請求項５に記載の方法。
前記プロセスガスの流れ方向に対して、前記二酸化炭素吸収ゾーンの後段の循環液体が、前記二酸化炭素吸収ゾーンの前段に流入し、前記二酸化炭素吸収ゾーンの第１段の循環液体が、前記炭酸水素アンモニウム生成ゾーンに流入する、請求項５に記載の方法。