陈德权　陈洪杰　周加贝

四川大学　成都　610064

烟气CO2矿化产品干燥过程能量梯级利用研究

陈德权*陈洪杰周加贝

四川大学成都610064

摘要针对50000Nm3/h烟气CO2矿化磷石膏联产硫酸铵与碳酸钙工艺，提出了烟气余热梯级利用技术路线。将烟气余热按温度由高到低依次转化为动力以及产品干燥所需热能，动力循环中工质的冷凝则直接作为碳酸钙流化床干燥器的内热源。干燥工段消耗的热量汇集于75℃低温烟气中，利用热循环水直接接触烟气回收该热量为碳酸钙振动流化床预热器供热，同时将降温脱湿后的干燥尾气用作预热器的干燥介质，实现能量的高效利用。

关键词CO2矿化 干燥 能量梯级利用

CO2的排放已成为世界各国所面临的一个严峻的环境问题，全球大气CO2浓度已由19世纪中叶的280ppm增至2004年的377ppm，预计到2100年该数值会达到570ppm，而其中化石燃料的贡献超过了33%[1,2]。对CO2的处理有捕集储存(CCS)和循环利用(CCU)两条路线，后者将CO2工业尾气中的CO2矿化成可以循环利用的产品，具有突出的环境和经济效益[3]。四川大学率先提出低浓度尾气CO2直接矿化磷石膏联产硫基复肥与碳酸钙的“一步法”工艺，且工业现场试验成功[4]。该技术工艺原理如下：

2NH3+CO2+CaSO4·2H2O→

CaCO3+(NH4)2SO4+H2O

(1)

以氨为媒介，将烟气中低浓度的CO2捕集下来生成碳铵溶液，碳铵液与磷石膏发生复分解反应得到硫铵和碳酸钙，分别经离心分离和真空抽滤后得到湿料产品。

来自燃烧系统的烟气进入矿化工段时需降至常温，若将此过程与湿颗粒物料的干燥过程相耦合，则不仅可利用烟气余热而且可利用其远离饱和具有干燥过程推动力的特性，构建循环利用流程，将烟气余热转化为干燥过程所需的热能、动力和传质推动力，从而显著提高烟气余热利用效率[5]。……