專利名稱：：用于從工業(yè)過程所產生的煙道氣中去除污染物的模塊化裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及用于從工業(yè)過程所產生的煙道氣中去除污染物的模塊化裝置。具體地說，本發(fā)明涉及一種構成所謂零排放“AST-CNR/ITM系統(tǒng)”的裝置，裝備該裝置以用于煙處理，用于分離和使用去除的污染物，用于捕集二氧化碳和將它在包含在所述裝置中的膜反應器中轉化為甲醇。它是由具有編程和自動操作的、易于現(xiàn)場安裝和組配而無須經過昂貴的裝置停工的預制模塊化元件構成的?，F(xiàn)有技術眾所周知，工業(yè)工廠產生污染物，它們承受與將它們釋放到環(huán)境中有關的嚴格規(guī)貝U。為此，工業(yè)工廠配有用于其處置/處理的專門裝置/設備。在本說明書中，提到了來自工業(yè)過程的工業(yè)煙道氣和其中的污染物，詳見下文。如可以容易理解的那樣，用于從由工業(yè)過程產生的煙道氣中去除污染物的裝置對于維護環(huán)境安全是必不可少的。這些都不是模塊化的，可能是大型的，因此，組裝、運輸和現(xiàn)場組裝困難，它們需要維修和常規(guī)維護，意味著生產裝置的昂貴的和不可避免的停工。此外，除了去除污染物外還沒有配備或設置有效的裝置來捕集CO2和使用它。目前，CO2不經受后續(xù)的轉化處理，相反，優(yōu)選將它捕集并用泵輸送到地下將其永久禁錮。就發(fā)明人所知，目前還沒有裝置用來完全去除來自工業(yè)過程的煙道氣，包括捕集CO2并將其轉變?yōu)榭射N售的二次原料。此外，目前的裝置是非模塊化的，不易現(xiàn)場安裝和組配，它們也沒有有限的大小，而且它們要求裝置停工以對其維護和修理。發(fā)明概述已經制成了一種用于從工業(yè)過程所產生的煙道氣中去除污染物裝置，該裝置克服了上面提到的缺點，并且是本發(fā)明的目的。所述用于去除污染物的裝置容易與產生工藝煙道氣并在下面通常稱為“主裝置”任何工業(yè)裝置相結合。特別有利的是將本發(fā)明的模塊化裝置與燃燒化石燃料的裝置相結合。根據本發(fā)明的裝置，以及在其中進行的方法，描述在所附的權利要求和附圖中。所述裝置是模塊化的，并包括至少一個下面也將稱作“反應塔”的豎直元件A。優(yōu)選地，本發(fā)明的裝置包括多個塔，所述多個塔可選地每3個塔一組或一個單元來布置。每個反應塔包括至少一個模塊化的元件，優(yōu)選多個豎直排列并在下面進行詳細說明的元件。下面，所述模塊化的元件也將提到“段”這個詞。主要的段將旨在執(zhí)行下列功能_(例如用靜電除塵器)去除顆粒物，處理和去除化學污染物諸如重金屬、氯化物、氟化物-處理和去除SOx-處理和去除NOx_捕集二氧化碳-產生氫氣-產生甲醇各段可以根據裝置和要處理的煙道氣的要求進行組合。上述所有處理都是基于本領域技術人員所知的技術，結合說明書的教示，允許根據本發(fā)明來容易執(zhí)行該方法。本發(fā)明的進一步的目標將從本發(fā)明的詳細描述而顯得更清楚。附圖簡述圖1示出了圖1的框圖和圖式地示出了模塊1.1-煙道氣凈化，1.2-捕集二氧化碳；1.3-產生氫氣；1.4-產生甲醇。圖IA示出了“零排放AST-CNR/ITM系統(tǒng)”的框圖。圖2示出了圖1的模塊1.1，它圖式地示出了豎直元件A的反應塔的前三段。具體地說，圖2示出了由段2.1(顆粒物和金屬處理)、2.2(脫硫)和2.3(除氮)組成的反應塔A的前視圖以及配有段2.1,2.2和2.3的主內部設備的透視圖。圖3示出了圖1的模塊1.2，它涉及反應塔的第4段。具體地說，圖3.1示出了分別具有關閉的圍板和部分打開的圍板的第4段的前視圖；圖3.2示出了具有關閉的圍板的第4段的前視圖和相應的豎直部分。圖4示出了圖1的模塊1.3，它涉及到氫氣的生產。具體地說，圖4.1示出了一個SESPI電解槽；圖4.2示出了一個SiemensWestinghouse電解槽；圖4.3示出了利用水的熱化學分解生產氫氣的圖。圖5示出了圖1的模塊1.4，它涉及甲醇的生產。具體地說，圖5.1示出了熱電裝置，從它的煙道氣中取出可用于轉化為甲醇的CO2；圖5.2示出了一個熱電裝置，使用電能有可能從其中獲得H2以用來將CO2轉化為甲醇；圖5.3示出了其從圖5.1和5.2的試劑開始將H2和CO2催化轉化成甲醇的膜反應器；圖5.4示出了利用膜反應器生產甲醇的框圖。圖6示出了一系列可能配置的反應塔A。具體地說，圖6.1是具有四個段的塔，煙道氣的入口在601，煙道氣的出口在602;圖6.2示出了由段1°和4°組成的塔；圖6.3示出了由段1°、2°和3°組成的塔；圖6.4示出了由段2°和3°組成的塔；圖6.5示出了由部分3°和4°組成的塔。圖7圖式地示出了單位裝置模塊(示于圖6.1)。具體地說，圖7.1是俯視圖，圖7.2是前視圖，圖7.3是也可作為中試裝置的所述整體的模塊的透視圖。圖8圖式地示出了安裝在支撐底座上、通常由混凝土821加強的反應塔的支承結構，煙道氣分配裝置安裝在其上，圖式地示于圖8.1中。該支承結構由豎立構架820(圖8.2)構成，在這種情況下，設立為容納三個塔(未圖示)并承載用于各個塔段的支撐表面830(圖8.2)，這些塔段示于圖8.4中的適當位置處。圖9示出了本發(fā)明的反應塔A的第1段。具體地說，圖9.1是具有封閉的圍板的前視圖，在其中從底部向上示出了箱區(qū)、汞處理區(qū)、第一洗滌區(qū)、靜電除塵器區(qū)、第二洗滌區(qū)。圖9.2圖式地示出了在該第1段中包含的設備的透視圖。圖9.3示出了靜電除塵器的管束的細節(jié)。圖10圖式地示出了圖9的靜電除塵器區(qū)的一些細節(jié)。具體地說，圖10.1示出了靜電除塵器的電極裝置；圖10.2示出了噴灑裝置的前視圖；圖10.3示出了圖10.2的噴灑裝置的透視圖；圖10.4示出了在適當位置具有管束和封閉圍板的靜電除塵器區(qū)的頂部透視圖；圖10.5示出了一個透視圖，但相對于圖10.4的視圖，圍板是打開的，且管束中的一根是部分取出的(如用于維修要求)，以顯示構成本發(fā)明的裝置的元件的模塊性及易拆除性。圖11圖式地示出了圖9的汞處理區(qū)的一些細節(jié)。具體地說，圖11.1圖式地示出了汞處理設備的透視圖，圖11.2是箱和反應器支撐面的透視圖；圖11.3是反應器的陶瓷圓筒的透視圖；圖11.4是有其自己的圍板的反應器的透視圖，所述反應器與靜電除塵器同心，并由箱區(qū)從那里間隔開。附圖標記1151表示汞反應器的噴灑裝置。圖12示出了本發(fā)明的反應塔A的第2段。具體地說，圖12.1是具有封閉圍板的該段的前視圖；圖12.2示出了用于脫硫處理的設備的示意性的透視圖，其中從底部向上示出了下面的催化劑填料1226，下面的噴灑裝置1225，中間催化劑填料1224，中間噴灑裝置1223，上面的催化劑填料1222，上面的噴灑裝置1221。圖12.3示出了該脫硫裝置的框圖。圖13示出了本發(fā)明的反應塔A的第3段。具體地說，圖13.1是具有封閉圍板的該段的前視圖；圖13.2示出了用于脫硝處理的設備的示意性的透視圖，其中從底部向上示出了多個下面的催化劑填料1326，下面的噴灑裝置1325，多個中間催化劑填料1324，中間噴灑裝置1323，上面的催化劑填料1322，上面的噴灑裝置1321。圖14示出了本發(fā)明的反應塔A的第五段，其中通過胺處理來分離C02。具體地說，圖14.1示出了具有封閉圍板的用于捕捉CO2的吸收反應器的前視圖，附圖標記141示出了煙道氣入口區(qū)，附圖標記142示出了CO2出口區(qū)，附圖標記143示出了煙道氣出口區(qū)(在去除CO2后，煙道氣含有通常在約20°C溫度下的氮氣和蒸汽)。圖14.2示出了部分打開用以檢查/維護/維修的圍板140。圖14.3示出了第4段的設備的示意性的透視圖(144為要送去解吸的反應產物的儲存箱；145為進行反應產物解析的換熱器；146為對反應產物進行分配的下面的噴灑裝置；147為從液體反應產物中解吸CO2；148為對反應產物分配的上面的噴灑裝置)。圖15示出了從反應塔的第3段釋放的煙道氣中分離CO2的膜設備的圖。當膜組件用于分離時，氣路是示于圖15的框圖的氣路，其中氣體表示供應(N2+C02)，和處理的最后一部分用流出物CO2和N2表示。膜被安置為串聯(lián)的并設位于該段內，如圖3.2所示，互相重疊。圖16圖解地表示了氫氣的生產。具體地說，圖16.1示出了根據本發(fā)明的裝置的框圖(161為熱電裝置的靜電除塵器；162為燃燒未燃盡的煤粒的燃爐；163是為該燃爐提供0)2和O2的圖15所示的裝置段；164為使用煤塵熱電裝置提供的熱的改造的硫-碘循環(huán)裝置)。圖16.2示出了具有硫-碘循環(huán)的核裝置中試裝置的水的熱化學分解的裝置框圖(稱作JAEA)。圖17示出了具有膜反應器的甲醇的生產。具體地說，圖17.1是具有82個膜的密閉反應器的前視圖(反應器直徑一般為430毫米，壓力為50巴)(171為H2和CO2的混合區(qū)；172為膜和催化劑區(qū)；173為用于傳送至儲存器的甲醇收集區(qū)；174為未反應產物的收集區(qū)和傳送至再循環(huán))。圖17.2示出了組裝膜所要求的多個間隔板175的示意性的透視圖(通過孔176可見)。圖17.3是一束組裝的圓柱形膜177的示意性的透視圖。圖17.4示出了圖17.1的反應器的框圖。圖18圖式地示出了用于功率為300--350MWel的超臨界煤塵熱電裝置的12個塔模塊的平面圖(圖18.1)和透視圖(圖18.2)。圖18.1的布局示出了一個具有由煙道氣分配系統(tǒng)181相互連接的12個反應塔的模塊；布局有24.00X14.OOm的大小，有18層，總表面為1700m2。圖18.2示出了空艙體積約為12000m3并能處理由高功率熱電裝置產生的煙道氣的裝置的軸側視圖。附圖標記181表示煙道氣分配系統(tǒng)，其利用風扇通過熱電裝置的氣體管道進行捕集，通過由裝置全面控制控制的電機驅動門分配到塔進行處理。所述模塊處理的干煙量通常是分別在1.1和1.3百萬m3/h之間。圖19圖式地示出了用于功率為1320MWel的超臨界煤塵熱電裝置的60個塔模塊。具體地說，圖19.1是大小為120.00X14.OOm等于1680m2的俯視圖。圖19.2示出了透視圖。所述裝置建立在9層上，體積為62000m3。圖19.3示出了透視圖。所述裝置可以大小設定為處理4800000m7h的干煙(scfm-干)。附圖的詳細說明圖IA示出了“零排放AST-CNR/ITM系統(tǒng)”的框圖。它構建為連接到煤塵熱電裝置(主裝置)，但也可容易地被本領域的技術人員根據下面的說明適應于使用化石燃料操作的其它工業(yè)裝置。圖1的框圖由模塊1.1、1.2、1.3和1.4構成，這些模塊示出了使用的基本處理步驟和元件，自煙道氣從主裝置發(fā)出開始，到只使用根據生產廢物和以生產廢物的形式在裝置中所生產的否則將處理掉的東西而進行甲醇的生產，在主裝置管理方面是極大的提高，特別是因為在大多數時候是處理特殊的和高污染的廢物。圖2示出了圖1的模塊1.1，它圖式地示出了豎直元件A的反應塔的前三段，其中輸送從位于本發(fā)明的模塊化裝置的上游的熱電裝置的靜電除塵器的鍋爐發(fā)出的原始煙道氣。所述氣體被輸送到軸向穿過該塔各段的管道以按照以下順序加以處理-2.1段在這里執(zhí)行洗滌階段以去除重金屬、細顆粒(<100微米)、通常的鹵化物特別是氯化物和氟化物、重金屬(可選地為汞)；-2.2段在這里進行脫硫處理，特別是使用胺類(如二丙胺)進行脫硫；-2.3段在這里進行除氮處理，特別是使用二丙胺、氨和硫酸進行除氮。圖3示出了圖1的模塊1.2，它涉及反應塔的第4段，在那里發(fā)生CO2與在來自上一段的已洗滌的煙道氣中所含的氮氣的分離。典型地，分離可能會以不同的方法發(fā)生，這意味著各段的設置不同-圖3.1的段執(zhí)行利用解吸處理的CO2與胺的分離；-圖3.2的段執(zhí)行使用膜技術的CO2與胺的分離；在分離過程結束時，胺返回到循環(huán)中，二氧化碳被傳遞去后續(xù)處理。圖4示出了圖1的模塊1.3，其中示出了AST-CNR/ITM系統(tǒng)用來執(zhí)行從H2和CO2開始進行甲醇合成所需的氫氣生產的工具。關于具有1320MW功率的熱電裝置，將需要適當大小的電解槽裝置(完全轉化燃燒600.OONmVh的煤炭所產生的CO2所需要的氫氣的量等于161噸/小時)?？梢允褂玫碾娊獠劭梢允侨缦骂愋偷?在室溫下的電解槽，其生產每Nm3氫氣需要較高量的電能。圖4.1示出了一個可以以如下操作數據運行的SESPI電解槽(如下數據系指一般情況，具體的和更詳細的數據可以鑒于設備的具體操作狀況和位置而提供，或提供給整合了其它客戶的裝置的設施)。以下是生產INm3純氫氣所需要的-電能5·8千瓦時-工藝水0.85dm3-苛性鉀(堿100%)0.1克-冷卻水0.35m3(來源為SESPI)-高溫電解槽(一般為約1000°C)且?guī)в泄腆w電解質(通常是和Y2O3的混合物)，其生產每Nm3氫氣需要較低量的電能(電能減少了約2.17kW/h，減少了約37%)(圖4.2了一fSiemensWestinghouse)；-日本原子能機構(JAEA)用于利用水的熱化學分解利用稱為S-I硫-碘的工藝生產氫氣的、由HTGR(高溫氣體反應器)型氣體冷卻的高溫電解槽(圖4.3的示意圖)。這是在能源方面最有利的方法，因為只有在主裝置的電能生成過程期間產生的熱能才被用來產生氫氣。應當指出，在熱電裝置中生產氫氣也使用了氣體脫硫產生的硫酸，就生產的氫氣而言，其貢獻是在化石燃料或煤中包含的每一百分點的硫的總需求的約0.55%。如下所說明的，這一階段是在帶有鐵粉的額外的裝置段中進行。圖5示出了圖1的模塊1.4，其中示出了AST-CNR/ITM系統(tǒng)用于進行甲醇生產所使用的工具。具體地說，圖5.4圖式示出了使用膜反應器進行H2和CO2間的催化以生產甲醇的甲醇生產示意圖。圖6示出了根據主裝置的類型本發(fā)明的模塊化裝置應被連接成的不同類型的設置。請注意，每一段可與它所連接到的其它段隔開，并進行構造以便可分別地檢查和/或維修。具體地說，圖6.1圖式地示出了分為四個段的反應塔A的第一實施方案，其中三個段用來去除污染物在底部的第1段用于去除顆粒物和金屬，第2段用于去除S0x(脫硫或脫SOx)，第3段用于去除NOx(除氮或脫NOx)，和最后，頂部的第4段用于捕集CO2。所有的段，從而整個塔，都是預制的，可在車間制作，使用所有的工具建造組裝，在它們運送到現(xiàn)場立起之前，在車間布線和測試。該塔配有軸向穿過它的中央主管道，氣體在其中流動，氣體在601處從底部進入，穿過每個段以在其中進行處理，在洗滌和分離出二氧化碳后，在602處從頂部出來。每一段配有用作試劑入口和用作待在補充裝置(未示)中處理的流出物的出口及用作終端產物的出口(如圖2所示的入口管和出口管(未示)。每一段通過打開的和密封的連接工具連接到前一段和下一段。圖6.2、6.3、6.4和6.5中的每一個示出了基于結合不同的污染物去除段(從第一至第四)的不同方式的塔A的另一種實施方案，從而實現(xiàn)適用于生產裝置的不同需求的不同的反應塔。具體地說，圖6.2示出了由段Γ和4°組成的塔(金屬去除和二氧化碳分離)；圖6.3示出了由段1°、2°和3°組成的塔(金屬去除、脫SOx和脫NOx)；圖6.4示出了由段2°和3°組成的塔(脫SOx和脫NOx)；圖6.5示出了由段3°和4°組成的塔(脫NOx和分離二氧化碳)。對反應塔安裝的這種互換性允許使用本發(fā)明的裝置為任何主裝置翻新，也允許投資成本下降。也就是說，本發(fā)明的裝置適應于任何其它已有裝置，因為它可以完美地與設備中的要求更新/改進/修造以適應日益嚴格的反污染標準的預存在的結構整合。圖7圖式地以平面圖(圖7.1)、前視圖(圖7.2)和透視圖(圖7.3)示出了單位裝置模塊。該單元模塊也具有比例11的中試裝置的功能，以在將要進行改造的裝置中進行試驗。圖8示出了反應塔的裝配示意圖。與反應塔一樣，支承結構也是在車間預制的，并可以在現(xiàn)場組裝。圖8.1示出了插入在支承結構底座處的煙道氣分配裝置的示意圖。圖8.2示出了三個塔模塊的支承結構的豎立，由在支撐底座821上的寬緣梁820構成；圖8.3示出了預制底板830的組裝，圖8.4示出了在這種情況下的3個反應塔A的組裝。在例如熱電裝置(未示)的主靜電除塵器的出口處或在袋濾器的出口(未示)處離開的燃燒氣體(煙道氣)是由管道(未示)傳至它被分配給該反應塔的區(qū)。每3個塔有一個分配區(qū)。在所述裝置的這個部分(圖8.1)，在引入反應塔之前，煙道氣典型地有大約170°C的溫度。首先使它通過換熱器(未示)，在那里它釋放其部分熱量，在約30°C的溫度下，它被引入靜電除塵器，在那里沉降粒狀顆粒，然后進行收集并送去在專門的處理和選擇箱中進行選擇。在這一階段，通過由根據引入的氣體量打開所述門的軟件控制的電機驅動的門的打開，煙道氣通過三路分配管線尋址并引入反應塔。對小于能夠在3個塔中處理的流量總和的氣體流量，系統(tǒng)將關閉門1或門2。在每一煙道氣管道(它們一般是兩個，因為塔通常按圖18和19安置在相對的兩排)中在發(fā)送氣體到3個反應塔組的分支高度和在3個塔的服務管的起始處，還有另一個用于啟動或排除該3塔之組的電機驅動的門。打開或關閉氣輸送塔由軟件控制，該軟件會基于在裝置中產生的和由放在管道中的各種傳感器檢測到的氣體量自動打開進入3塔之組的入口門。這更好地示于圖18和19(具有12和60個塔的裝置，這些塔分別三個一組地排成相對的兩排)。圖9在圖9.1中示出了反應塔的第1段的前面。該段大體上為圓柱形，優(yōu)選為具有2400毫米的直徑和8500毫米的高度，且尺寸為承受5巴的壓力而確定。它包含用于處理汞和重金屬的設備和用于靜電去除細顆粒(ESP)的設備。靜電除塵器的管束的一些細節(jié)分別透視地顯示在以下圖9.2和圖9.3中920為圍板；931為第一管束；932為第二管束；933為第一電極裝置的支撐；934為第二電極裝置的支撐；935為第一電極裝置；936為第二電極裝置；937為電極；938為細顆粒收集管。圖10示出了反應塔的第1段的進一步的構造細節(jié)。圖10.1示出了帶有用于將電極鎖定到管束的系統(tǒng)和電力供應系統(tǒng)的AST電極裝置。當管束的一個或兩個組成元件被去除時，各自的電極系統(tǒng)都隨之被去除，它們是與管束固定在一起，以防止同一電極移動并與卡槽壁相撞而造成設備損失。安全措施電極的運動或釋放自動導致流向電極的電流中斷，以防止對裝置的可能的損害。同樣的情況發(fā)生在打開管束洗滌系統(tǒng)之前。圖10.2和10.3分別示出了該段的噴灑裝置的平面圖和透視圖。在這種情況下，洗滌由38個噴頭進行。將洗滌水收集在形成于該段的下部的儲存箱中，該儲存箱的豎直壁由圍板和煙道氣入口管構成，而底部則由該段的底部組成。它頂部是敞開的，洗滌水通過下降收集于其中。傘狀物防止洗滌水下降到氣體管道中，并進一步保證了氣體的湍流運動，以確保煙道氣和洗滌水之間的更好的接觸。浮標和壓力傳感器防止洗滌水溢出到煙氣管中、開始再循環(huán)(圖中未示)或為用于流出物處理的補充裝置(圖中未示)啟動泵。箱容量一般為約2.50m3。AST反應塔的各段的建造和使用特征如圖10.4和10.5所示，是該系統(tǒng)的模塊性的標志ο該設備允許修理和維護各段的操作，而不需要拆卸整個反應塔。事實上，如圖所示，各段可以被打開以進行裝配、檢查、修理和維護的便利操作。對于待在第1段進行的操作，有可能打開該段的外壁920(圍板)來取出整個管束或只是其一部分，它被分為兩個鏡面對稱的元件(931和932)。一旦一個元件931已被去除，就有可能到達整個反應塔繼續(xù)進行必要的維修。圖10.4以頂透視圖示出了TOSPAST，卡槽管束已經配有電極裝置。圖11再次為同一段1°示出了用于去除汞的反應器。圖中示意性地示出了AST反應器，無論是透明軸測法的整個第1段(圖11.1)，還是只涉及汞去除反應器的部分(圖11.2),都放置在第1段內，并也用于去除煙道氣中包含的其它金屬。進入AST反應塔的煙道氣在這個反應器內穿過，經歷了波立登-諾辛克(BolidenNorzink)去除工藝來從氣體中去除汞。含有HgCl2的氯化汞溶液在由多個吸滿氯化汞的同心多孔陶瓷環(huán)構成的塔(圖11.4)中循環(huán)。含有汞的工藝煙道氣通過進氣管，縱向穿過陶瓷環(huán)塔(圖11.4)，且在這里，氣體中所含的汞與氯化汞反應生成氯化亞汞。氯化亞汞不可溶，并沉淀在設置在反應器底部的溶液容器內。煙道氣在陶瓷環(huán)塔內循環(huán)流動，穿過它們，并通過將所述氣流帶到該段的剩余部分的側孔離開該反應器。含在箱中的澄清溶液溢流進入邊靠邊的下一箱，那里的氯化亞汞濃度較低，加入更多的氯化亞汞，并將這樣的溶液泵送到試劑陶瓷塔以開始所述循環(huán)。收集在箱/傾析器底部的固體流向二級傾析器。在傾析器中可加入鋅粉以促進汞從溶液中沉淀出來。二級傾析器的固體以沉積物的形式(未示)排放，將它們從那里送去銷售或送給其它制造業(yè)。所有的操作都是程序化的和自動化的。用泵處理液體，用有電機驅動的開口和排放口的料斗排放固體。圖12圖式地示出了用于SOx處理的AST-CNR/ITM反應塔的第2段的前視圖(圖12.1)。含在煙道氣中的SO2吸附在吸收劑上，然后吸收劑被再生，釋放液體SO2或硫酸(H2SO4)或最后的純硫。圖12.2的示意性透視圖示出了構成用于去除SOx的AST-CNR/ITM反應塔的第2段的吸收元件1222、1224和1226。在其中含有固體載體，用放在塔盤頂部的噴灑設備1221、1223和1225向該固體載體噴淋含胺通常為二丙胺(DPA)的水。來自第1段的煙道氣在經過絕熱過程和氣流在水中的飽和后，用濕式電濾器(管束)進行細顆粒沉淀。在AST-CNR/ITM系統(tǒng)中使用這種處理(不存在于傳統(tǒng)裝置中)，以確保生產SO2的轉化過程不受存在可能損害催化劑活性的粉末的負面影響。該段中的輔助裝置包括反應器和過濾器/壓制機，用于用從循環(huán)中提取的流出液的石灰石實現(xiàn)中和階段。圖12.3示出了圖12.2的元件的運行示意圖。圖13圖式地示出了設計用于除氮的反應塔AST-CNR/ITM的第3段。圖13.1是用于在反應塔AST-CNR/ITM中對煙道氣進行除氮的第3段的示意性的前視圖。示出了催化劑的圓柱形環(huán)形箱1322、1324和1326，和噴灑設備1321、1323和1325，在該段的底部還示出了流出物儲罐。煙道氣通過中央管1310供給到該段中并穿過所述箱，它與由噴頭噴灑的所述液體接觸。與傳統(tǒng)工藝(SCR)相比，AST工藝在氣體除氮方面展示了創(chuàng)新的特征，因為它基于總反應(3)N0+N02+2NH3+H20+02=2NH4N03該反應由如下兩個分反應造成(1)N0+N02+2NH3+H20=2NH4N02(2)2NH4N02+02=2NH4N03由此可以理解，為了實現(xiàn)反應(3)的化學計量比，必須有等于1的而/而2摩爾比，這與引入的氣體的條件(通常是10--20的比例)相差甚遠。使用一個設備來獲得相等的摩爾比在輔助裝置內并與反應塔互補地，將在NOx段中循環(huán)的溶液的一部分發(fā)送給反應器(RAl)(未示)，在該反應器(RAl)中硝酸銨溶解在硫酸中，并在適當的溫度和壓力條件下轉化成N02。將約50%的氮氧化物氣體再次混合到從SOx段出來的煙道氣流中，以將NO/NO2比調整到接近1(unit)的值，并將其余的NO2送到輔助單元HNE(未示)中，在其中轉化成HNO3,并伴隨著隨后的吸收以生產工業(yè)硝酸溶液(65%)。簡言之，在NOx塔和輔助反應器RAl之間設立了NO2的循環(huán)，這是工藝的核心。循環(huán)入該段的噴灑設備的試劑是NH3溶液。SOx的未反應的部分(約10%)在該段的第一部分中被去除。該系統(tǒng)的新穎性和優(yōu)點由它們在低溫運行而表現(xiàn)出來，相比于傳統(tǒng)SCR工藝的3000C-_450°C，所述低溫為約25°C，所述傳統(tǒng)SCR工藝都經受“氨滑脫”現(xiàn)象，即在相比于氣體中包含的NO2有過量的試劑時，氨向煙道氣的排放連同煙道氣中的SO2的過量會導致在接近這類裝置時出現(xiàn)呼吸困難。此外，這種方式的進一步的優(yōu)勢在于將SO2排放量減少到5mg/Nm3的值，相比之下傳統(tǒng)裝置僅僅達到300mg/Nm3。第3段的示意性的軸測視圖示于圖13.2中。圖14是設計用于捕集CO2的反應塔AST-CNR/ITM的第4段的示意性的前視圖。該段設計用于吸收和捕集CO2，該吸收和捕集通過以下方式實現(xiàn)用噴灑裝置146和148對來自上一段并通過中央進氣管141供給到該第4段的所述煙道氣噴灑與水一起保存在溶液中的胺化合物。與煙道氣接觸的胺捕集CO2并改變輸送并收集在底箱144中的溶液的濃度值。箱144形成在該段的較低部分，且其豎直壁由圍板140和煙道氣進氣管141組成，而底部由該段的底部組成。它在頂部是敞開的，胺溶液通過下降收集于其中。傘狀物防止胺溶液下降到氣體管道中，進一步保證了氣體的湍流運動，以確保煙道氣和所述溶液之間的更好的接觸。浮標和壓力傳感器防止該溶液溢出到煙氣管中，啟動將富含CO2的溶液帶入解吸塔的泵(未示于圖中)。箱容量一般為約1.750m3。在解吸塔中，胺液體被具有由輔助設備(未示)提供的蒸氣的盤管換熱器145加熱，釋放先前吸收的CO2,通過管142移走該CO2,并重新生成吸收溶液，該吸收溶液用泵傳遞到輔助裝置的給該裝置供料的箱中。CO2在專門的箱中收集，用于進一步使用。圖15是帶有膜設備的CO2分離單元的簡圖。這種膜解決方案是一種對AST反應塔的第4段的先前在圖14中說明的分離(采用胺來進行)的替代方案，并且是AST-CNR/ITM系統(tǒng)的新穎和特殊之處。氣流(煙道氣)被考慮具有4600000Nm3/h的流量，且基本上由氮氣、水蒸氣和二氧化碳組成，因為在前面說明的處理中，污染物以如下濃度被去除CO214%N286%從上述氣體流量開始，目的是通過使用膜獲得富含CO2的氣流。以下將考慮一些類型的陶瓷膜和聚合物膜，并使用計算代碼來預測二氧化碳的分離水平，該預測基于重要的設計參數諸如階段削減、壓力比和所需的膜表面積。如果將膜組件用于分離，煙道氣路徑就是圖15所示的，其中，氣體表示供應(N2+C02)，處理的最后一部分由第三膜組件的流出物來表示(氣體進入膜組件3次)0)2和N2。CO2在經歷了將會把CO2的壓力提高到50巴的壓縮過程后，在其使用之前被發(fā)送到存儲區(qū)。如下說明，這一方法是創(chuàng)新性的方法，且據發(fā)明人所知，沒有使用膜從而用于從煙道氣中分離CO2的其它裝置。圖16示出了用于通過水的熱化學分解生產氫氣的AST裝置的示意圖。這種通過HTR反應器(高溫反應器)生產氫氣的方法首先由D0E(能源部)在70年代指令通用原子(GeneralAtomics)、桑迪亞國家實驗室(SandiaNationalLaboratories)和肯塔基大學進行研究，確定了多達115種可能的方法。發(fā)現(xiàn)其中只有2種令人感興趣基于循環(huán)Ca-Br-Fe的UT3(由東京大學_3提出)和I-S。利用這種類型的反應器(HTR)，有可能熱化學地生產氫氣。事實上，用于分解水的方法之一是在3000°C范圍內的高溫下實施加熱(熱解)。但是，這意味著嚴重的技術困難，特別是在用于在這些溫度下工作的最合適材料的選擇方面。替代辦法是使用適當的熱化學循環(huán)來獲得水的分解，從而將提供的熱量轉化為化學能(對選擇的循環(huán)和執(zhí)行它的機器，具有給定的產量函數)。這些研究涉及原子研究的主要中心，在其中，收到良好效果的一個是JAEA(日本國際原子能機構)，它展示了使用I-S循環(huán)的HTR的中試裝置，其示意圖如圖16.2所示。在《核科學與技術雜志》第44卷第3期第477-482頁(2007年3月)發(fā)表的一篇論文進行了介紹。最好的收率(達52%)和所涉及的化學反應的性質(全部在流態(tài)下，不像UT3那樣)導致優(yōu)選后者。在這個過程中，使用的唯一試劑是水，它被熱分解成3個階段，提供氧氣和氫氣；所有其它試劑是完全循環(huán)的(從而不會產生對環(huán)境有害的流出物)。所述循環(huán)的反應圖如下H2SO4—S02+H20+l/202(850°C)I2+S02+2H20—2HI+H2SO4(120°C)2HI—I2+H2(450°C)_H20—H2+l/202它分為三個主要步驟-硫酸熱化學分解(在約800°C的溫度下)為二氧化硫、水和氧氣(過程的副產物)；_碘與由硫酸產生的二氧化硫和水的(放熱)反應(用于過程中)，生成新的硫酸(返回循環(huán))和氫碘酸(在約120°C的溫度下)；該反應被稱為本生反應；_氫碘酸的熱化學分解(在約450°C的溫度下)，生成碘(返回循環(huán))和氫氣；過程副產物(除氧氣外)是在約100°C的溫度下的熱量，它進而用于其它應用(例如，遠程加熱)。這使得AST可設計進一步的方法來干預該模塊化裝置所連接的熱電裝置的效率，因為所述裝置的熱量的一部分被回收用于根據圖4.3和16.1的示意圖通過水的化學熱解生產氫氣。因此有可能在通常的靜電除塵器161中回收該裝置的未燃盡的煤的一部分，它被估算為占送給鍋爐的煤的約6%-_10%，并含在該裝置的揮發(fā)性的灰中，回收的煤在富含氧氣的氣氛中燃燒，還出現(xiàn)在所述裝置處用于通過電解(162)生產氫氣。這個最后的操作允許獲得不含未燃盡的煤的灰，該灰通常送去作為火山灰水泥銷售，但以這種方式能夠有益的是混合到熟料水泥(水泥中未以這種方式處理的未燃盡的煤的任何存在將導致水泥混凝土澆注物或灰泥中的阻力不連續(xù)區(qū)。這使得揮發(fā)性灰售不出去，因此它們必須被送到專門堆放場；(官方公報第108號，10/05/02)，煤灰由代碼CERlO0102標識，歸類為特殊的非危險廢物)。以這種方式，大量材料被回收，所有的灰由該裝置產生?？紤]到1320MWel的熱電裝置在一年中燒3500000噸煤，所產生的灰總計為大約15%，因此熱電裝置每年生產525000噸灰，這些灰都可送去銷售，大大提高了中心收益率。在164中示出了用換熱器165進行改造以允許在熱電裝置中執(zhí)行的硫-碘循環(huán)。AST做的另一個不同是，為S-I循環(huán)在高溫陶瓷換熱器165中用CO2(存在于AST系統(tǒng)163)取代氦氣。圖17是一個用于通過CO2和H2的合成生產甲醇的具有82個膜AST-CNR/ITM的反應器的示意圖。該反應器是由AST-CNR/ITM設計，并示于圖17.1。圖17.3示出了用于甲醇生產的AST-CNR/ITM反應器的82個陶瓷膜包的透視圖，圖17.2是用于排列膜和等同地分配催化劑以及在現(xiàn)場保持催化劑所需的塔盤的視圖。通過6個間隔板放在一起的膜束整體上示出了用于陶瓷膜反應器AST-CNR/ITM的基礎組件。圖17.4示出了反應器的運行圖。計算和繪圖是有效的和得以證實的；它們是基于實驗室經驗。運行壓力被取為50巴，從而具體地設計膜反應器，它的內徑為400mm，有82個具有20mm的內徑的膜，催化劑在膜的外面。在50巴下的反應器生產1230kg/h的甲醇，可循環(huán)1158m7h的CO2和3500m7h的H2(H2過量)。82個膜的整體出口間隙為0.02575m2，所以，甲醇的流出速度為V=1230/0.02575/3600=13.27m/s因此需要一個用于甲醇的流出管，它從第2段開始直徑為200mm，在任何情況下都通常適用于防止過度的湍流現(xiàn)象。特別注意了溫度的檢測和調整，所述溫度應在230--240°C之間，也特別注意了從反應器排放甲醇的系統(tǒng)，并注意進行處理。表1進一步示出了具有不同的膜反應器的甲醇生產的最重要的數據。牆糊站1320MW腿_錦白■腿首氣測草G應器的數目和類型膜反應器CO2入口H2入口催化劑產生685286kg/h甲醇Φ20πιπι膜的數目kg/hkg/hkg/反應器的甲醇反應器數目8211583500107556123015001970059500182033209102500325009820030002034500考慮到單程轉化率低于25%，小心地進行計算。由于涉及甲醇合成的溫度范圍在200--400°C的范圍內變化，所以高壓設備和所有接觸合成混合物的部件必須用特殊材料制成。關于甲醇合成中腐蝕試驗結果和要注意的反應的專利文獻很豐富；對于直至溫度350°C(其可被視為目前在工業(yè)水平實現(xiàn)合成的工作溫度)的每一種情況，示出了熱量和能量指數。除了內部設備的類型之外，有利于形成一種或另一種指定產物、影響過程的主變量是催化劑的性質和活性；進入反應器的氣體的組成、溫度和壓力；和，所述氣體在催化物質中的空速。有關用于甲醇合成的催化劑的專利文獻很豐富；Dolgov提出了催化劑的各種類型的非常詳細的說明。不同的實驗者們在一點上都同意，即絕對不能包含催化甲烷生成反應的鐵族元素。但在實踐中，我們可以區(qū)分兩類可用的催化劑基于氧化銅的催化劑和基于氧化鋅的催化劑。氧化銅催化劑，其曾一直有些難以使用，被Synetix大大改進了，他開發(fā)了在35-55巴和200-300°C下工作的低壓新工藝，該工藝成為最廣泛應用的一個。用于甲醇合成的催化劑是基于銅的。已經發(fā)展了許多技術來穩(wěn)定該催化劑。今天適用于甲醇大型生產的高活性和高選擇性的催化劑是摻入Cu/Zn0/Al203的那些。這些催化劑在200°C下已呈活性，并對氫氣和二氧化碳的生成具有選擇性。從理論的角度來看，與傳統(tǒng)的反應器相比，甲醇的轉化率可以通過以下兩種不同的途徑而增加-在分離水和甲醇之后再循環(huán)未反應的氣體部分。此方法是目前奉行的一種，但它不對反應的因次和催化劑數量提供任何好處。-在化學反應期間移出反應產物。這可以通過利用結合了反應特點與分離器特點的膜反應器(MR)來做到。膜反應器的使用能夠提高甲醇的收率并節(jié)省多余試劑(氫氣)。膜反應器能夠以不同的方法用于甲醇合成。第一種方法是利用致密的鈀膜來以受控的方式把氫氣供入到反應環(huán)境中并避免其后續(xù)分離。相反，在第二種方法中，膜反應器的目的在于連續(xù)地從反應環(huán)境中移出一種或多種產物來改進單程轉化率并提取純的一種或多種產物。在文獻中有描述了使用MR來生產甲醇的工作。表2給出了與傳統(tǒng)的結果相比，使用膜反應器從不同作者處得到的最好結果。表2.誦i寸龍申酉鐘種側戸斤·鄉(xiāng)膜與TR相比的結果參考文獻鋰化的Nafion甲醇的收率提高了40%[1]Pd-Ag平衡轉化率提高了9%[2]鋰化的Nafion甲醇的收率提高了40%[3]硅橡膠/陶瓷轉化率提高了22%[4]沸M0R/ZSM-5/菱沸石轉化率提高了60%[5]A型沸石轉化率提高了132%[6]在ITM-CNR，已經對在膜反應器內進行的這個反應進行了各種工作。具體地說，正如Gallucci等人[6]所報告的那樣，與在溫度和壓力相同的條件下運行的傳統(tǒng)反應器相比，沸石膜的使用記錄了轉化率提高132%。這些結果是在低于240°C的溫度下得到的。將提供溫度調節(jié)器以使反應器內的溫度維持在230--240°C范圍內。事實上，在這些溫度下，甲醇和水冷凝在沸石孔中，并選擇性地從反應環(huán)境中分離出來。我們必須記住，也是在膜反應器的情況下，未轉化的試劑可以被再循環(huán)以實現(xiàn)完全轉化。沸石，它是具有高化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性的結晶硅鋁酸鹽，具有分子尺度的孔。此外，通過增加Si/Al的摩爾比，在合成階段期間，有可能將它們的性質從親水性改變?yōu)槭杷?。結果，這些作為膜的材料提供了基于形狀和尺寸的差異(例如異構體[7]、具有相同分子量但不同形狀的共沸混合物和化合物[8])連續(xù)地分離液體和氣態(tài)物質的混合物的可能性。例如，最近在日本實現(xiàn)了用于通過利用沸石(A)的親水性管狀膜的滲透蒸發(fā)使醇脫水的工業(yè)設備[9]。此外，由于其化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，沸石膜也被研究它們在膜反應器中的可能應用。自支撐的沸石膜是極其脆弱的。鑒于此，有必要使用載體(氧化鋁，不銹鋼)，在該載體上生長沸石層，以獲取所需的機械耐受力。然而，它們在工業(yè)水平上的使用則由于制備階段的可重復性問題[8]和沸層中晶內缺陷的存在[10]而非常受限。關于230°C的工作溫度和50巴的壓力，通過同時考慮傳統(tǒng)反應器和催化劑放在膜外面的膜反應器，已進行了計算。在下面的表中給出了對由塞爾維亞裝置生產的二氧化碳總量(600000Nm3/h)進行轉化所需的反應器的數目。反應器反應器膜kg催化劑/反應器反應器kg/h甲醇類型內徑(mm)內徑(mm)數目傳統(tǒng)250-572670642455傳統(tǒng)400-1431044642455膜2506.7491215685286膜40020107556685286在傳統(tǒng)的反應器的情況下，水和甲醇必須冷凝在反應器下游和再循環(huán)之前。對膜反應器，這一操作是不必要的。此外，必須強調的是，在膜反應器的情況下，考慮低于25%的轉化率而謹慎地完成計算工作。顯然，如果我們設法做到提高轉化率，膜反應器的數量將減少。以摩爾(和體積)計，用于反應的吐/0)2的供應比例為3/1。于是，H2需求是1800000Nm7h，等于161噸/小時的氫氣。圖18是用于300--350MWel的煤塵熱電裝置的AST-CNR/ITM裝置的平面圖18.1和透視圖18.2。該模塊是由以煙道氣分配系統(tǒng)181相連的12個反應塔構成，所述煙道氣分配系統(tǒng)通過該裝置的煙道氣管道進行捕集，通過由裝置全面控制控制的電機驅動的門分配到各塔中進行處理。布局通常有24.00X14.00m的大小，有9層可用，總共有3024m2的有用的表面，其中將輔助裝置用于處理和收集污染物，空艙體積約為110000m3。由12個反應塔組成的該裝置有能力處理在1100000和1300000m3/h之間的干煙道氣(scfm-干)，在歐洲和美國分別對應于功率為300-_350MWel的超臨界煤塵熱電裝置的排放量，該功率用于熱電裝置的單元模塊的平均規(guī)模。圖19是設計用于AST塞爾維亞的超臨界煤塵熱電裝置的、由60個反應塔構成的1320MWel的煤塵熱電裝置的AST-CNR/ITM裝置的平面圖(圖19.1)、前視圖(圖19.2)和透視圖(圖19.3)。該平面具有120.00X14.00m的大小，建造體積為62000m3，安排在9層上，總共有9500m2，其中輔助裝置用于處理和收集污染物。由60個反應塔組成的該裝置有能力處理4800000m3/h的干煙道氣(scfm-干)，對應于功率為1320MWel的超臨界煤塵熱電裝置的排放量。優(yōu)選實施方案的描述構成煙道氣處理零排放的所謂的“AST-CNR/ITM系統(tǒng)”的、根據本發(fā)明的用于從工業(yè)過程產生的煙道氣中去除污染物的模塊化裝置由預制的模塊化元件組成，具有編程化的和自動化的操作，其形成了反應塔的不同的段。AST-CNR/ITM設計的用于生產甲醇的膜反應器也構成了所述裝置的一部分，也將使用附圖在下面進行解釋。塔也是預制的，是具有自動化操作的模塊化的，并用于去除污染物(如NOx、SOx、亞微米顆粒、重金屬特別是汞)和從在其工藝中使用這些類型的燃料的工廠里燃燒化石燃料期間形成的煙道氣中捕集二氧化碳，所述工廠諸如-碳、石油、天然氣的熱電發(fā)電廠；-用于生產電能和過熱蒸汽的熱電聯(lián)產廠；-煉油廠；-水泥廠；_鐵廠；_鋼廠；-化工廠；-用于城市固體廢棄物的焚化廠，按照本發(fā)明的裝置包括自身知名類型的電解槽，諸如例如由西門子公司和通用電氣公司銷售的為生產氫氣和氧氣而必須的那些。圖1和1A的框圖示出了“零排放AST-CNR/ITM系統(tǒng)”的工藝?！癆ST-CNR/ITM”工藝整體上包括四種類型的整合處理，第一種是關于煙道氣處理的，第二種是從煙道氣中分離co2，第三種是通過高溫電解和熱化學水分解生產氫氣和氧氣，第四種是從co2開始生產甲醇。煙道氣處理是基于化學轉化、吸附(由將溶入或分散到大氣中的物質粘附和集中在物體表面的化學-物理過程)、燃燒氣體組分的氧化及其相應的組合的過程。所有這些過程發(fā)生在圖1A的框圖的左列，其中每一方塊代表反應塔的一段，也示于圖18和19。對攜帶所述煙道氣的從管道中排出的煙道氣進行這些處理，在到其它裝置或煙之前提前在該裝置的靜電除塵器中處理?；灸KAST-CNR/ITM由一個由四段構成的反應塔A構成(圖6.1)，所述四段由優(yōu)選為具有2.40--2.50米的直徑和約8.50米高的圓筒形成。這些段是一個在另一個頂部豎直排列的，在其中它們有主中央管，煙道氣在主中央管內通行，用干燥或潮濕的程序和使用適當的催化劑將污染物在其中去除或捕集。各段如下第1段-處理細微顆粒，直徑在100微米和0.01微米之間的細粉塵，因為較大尺寸的粉塵已被靜電除塵器和放置在每個塔中的煙道氣入口的袋式除塵器去除；第2段-處理含硫氧化物的污染物并任選地處理芳烴；第3段-處理含有氮氧化物的污染物并任選地處理芳烴；第4段-捕集二氧化碳。每個塔A通常可以有如下大小直徑2.40米，高度34.00米，可以處理70000111711的干煙道氣(scfm-干)或125000m3/h的濕煙道氣(acfm-濕)。每個塔和每段通過管道連接到下一個塔或段上，管道已知通?？梢杂屑s0.75米的直徑并配有關閉閥和/或風扇。反應塔A可以根據必須被處理的裝置的要求而進行不同設置，對其每一個將研究最適當的措施。有益地，由于塔的模塊化與其設置的簡單，有可能直接在由實際尺寸的單塔組成的中試裝置中測試要處理的煙道氣。圖6示出了一些作為煙道氣性質的函數的塔的組件類型的例子，其處理取決于-要改造的工業(yè)的類型，-已經安裝在其中的和必須結合的處理裝置，-現(xiàn)有的環(huán)境規(guī)定，-工業(yè)進行監(jiān)管調整可得的財務計劃，-裝置是新結構之事實。根據本發(fā)明的處理裝置已經被設計以使得在相應的建造工廠中建造、裝配和測試，然后拆除并在公路和鐵路上運輸，這要拜其尺寸維持在允許的形狀的限制內所賜。這允許一個簡單、快捷、安全、靈活和經濟的現(xiàn)場組裝，并使得已有的處理裝置可以在熱電發(fā)電廠、在冶煉廠和在焚化廠中將它們與本發(fā)明的預制的AST-CNR/ITM元件進行整合而更新。反應塔A可以以至多5巴的壓力運行，這使得在施工階段可以有大量節(jié)省，因為與運行最多2巴的基本元件中提供的70000Nm3/h相比，所述基本元件能夠兩倍地處理煙道氣量。如果塔在5巴的壓力下運行，它們可以在基本元件中處理超過150000Nm3/h，因此，設備將減少，因為只需要有一半的反應塔來處理等量的煙道氣，而且其維護將更簡單和更便宜。塔在它們之間在低處的入口及高處的出口處通過管道相互連接，管道攜帶要處理的煙道氣，將它們分發(fā)給各個塔，并在頂部邊緣收集它們，一旦處理，就把它們轉至裝置的出口。此外，每一段配有用于試劑的入口管/管道(未示)和用于去除和/或循環(huán)最終終端產物的出口管/管道(未示)。支承結構在圖8.2,8.3和8.4中表示的反應塔A的支承結構是豎立的框架制成的，經過計算以支持除結構本身的和技術裝備的永久性載荷外、還有來自試劑和從過程中產生的物質的積累的載荷，以及在工廠工作的人傳送的載荷。確定其尺寸是在本領域技術人員的能力之內的。框架820是以商品鋼制寬緣梁的橫梁和柱子制成，在車間中以段為單位、以能夠正常運送的形狀大小組裝，以便將構造操作減少到最低限度。此外，結構具有不管在塔A的什么位置都允許替換反應塔A的一段而不必拆除整個反應塔的特性。換句話說，該設置允許去除單個段去修理，將其替代為在室內就準備好的和可得的另一段，而不需要對所述裝置的整個模塊進行從環(huán)路中去除煙道氣去除設備的操作。因此，有可能從裝置的操作中去除單個塔而不停止它。此外，取出的段可為另一個在裝置處可得到的類似的段所替代，將取出的那個送到制作工廠進行大修。這種可能性使得裝置可靠很多且更價廉，因為可以保證每年可得的全部8760小時裝置都在運行，并可以計劃維修而相應地依次排除一個或兩個反應塔離開所述過程。模塊組裝反應塔的組裝根據已知的本身條件通過設立結構的基礎以及與煙道氣的管道的連接和與公共和控制網絡的連接來發(fā)生。然后，進行上面說明的支承結構的組裝，支承結構已經以通?？蛇\輸的段為單位到達建造場，用特別的鍍鋅和噴漆進行抗腐蝕保護處理。所述組裝用焊接的法蘭進行。然后，裝配預制層，將所述塔的各段放到合適的位置，安裝輔助設備及附屬設備，最后根據分層系統(tǒng)進行對每個塔的各段的控制的連接布線和裝置的總控制與不同塔的連接布線。控制系統(tǒng)反應塔的各段的數據控制與采集系統(tǒng)允許零點校準測量和安全程序的自動執(zhí)行。系統(tǒng)的和單個設備的狀態(tài)顯示在面板和控制室的顯示屏上，可以通過網絡從任何位置進行實時檢查。操作員可以容易地配置和管理所述處理系統(tǒng)和數據的展示。按照當前的規(guī)定進行來自現(xiàn)場的數據采集及其驗證、處理和做小時平均、日平均、周平均和月平均。該系統(tǒng)實時提供了煙道氣的流量、其溫度與其C0、C02、02、S0x、N0x、顆粒物和金屬的含量。基于流量值，管理程序處理能夠處理煙道氣的全部凈化的投入運行的反應塔的個20數。通常，投入使用的塔的個數不是所有可得的那些，只在頂峰生產時才同時介入。這種解決方案允許在裝置運行中既大大節(jié)省試劑和催化劑的消耗，又大大節(jié)省操作塔所需要的能源消耗。裝置的管理程序還管理并組織化反應塔的周轉率，以便為所有的塔組織相同的工作管理并因而建立對塔有同等磨損的系統(tǒng)。這是AST-CNR/ITM裝置的獨特之處，這使得它們在當今制造的裝置中所使用的那些之中是獨特的，它允許實現(xiàn)不但在管理方面更重要的是還在裝置自身的壽命方面的可觀的節(jié)省。具有FT-IR雙池技術的過程控制的分析FT-IR雙池過程控制(自身所為人知)的特征是，從干涉儀來的輸出信號分為兩個光路，被發(fā)送到兩個不同的池。分別在去除系統(tǒng)的上游和下游取的氣體的樣本隨后被發(fā)送給它們。為每一個池分配一個檢測器，由兩個引出點自動和同時進行分析。此外，也允許從不同的光路進行不同的測量，所以雙池允許評價被測量的系統(tǒng)的功效，從而允許該過程的正確調控和試劑的大量節(jié)省。備選地，有可能利用這些儀器來監(jiān)視屬于兩個不同管線的兩個氣流，實現(xiàn)可觀的經濟節(jié)約。反應塔的第1段AST-CNR/ITM反應塔的第1段是為在去除細顆粒后消除汞和其它金屬而裝備的。所述固體是用濕式也稱作ESP的靜電除塵器(標識為WESP-濕式靜電除塵器)與重金屬的氧化物、氟化物和氯化物在一起而被捕集的。這些同洗滌水一起去往塔外面的、加載了石灰石的分配器，污染物在其中煅燒。余下的水在離子交換器中用苛性鈉進行處理以消除氯化物，使用膜裝置在水處理系統(tǒng)內再次循環(huán)。WESP的運行受煙道氣的溫度影響，它決定了電極為使電暈效應開始和污染物沉淀而必須具有的電氣特性。對于一個給定的施加的電壓，分散電流隨溫度升高而增加。進入WESP的煙道氣的溫度是受控制的，一般都保持不變。煙道氣的溫度受裝置的水溫控制，裝置的水溫可以修改，以提高WESP的性能。煙道氣的組成進一步決定WESP的電氣特性。因此，重要的是確切地知道在煙道氣中包含的雜質以便能夠確切地計劃TOSP和設定所述裝置的大小，以從所述裝置的廢水中去除所述雜質。一些雜質容易被去除，而其它的會更困難些。為此原因，重要的是要知道在煙道氣中包含的所有污染物的類型和濃度(該分支的專家知道該做什么)。此外，如果煙道氣的組成在TOSP使用期間改變，那么就用控制系統(tǒng)來即時評估它，以便TOSP的電氣特性也立即改變以保證其完美的運行。一般地，污染物以下面的形式存在雜質雜質的形式化學式氟化物粉末HF氯化物粉末HC1砷氧化物,元素As203，As石西汞鋅鉛銅氧化物，元素SeO,SeHgZnSO,元素硫酸鹽硫酸鹽，元素硫酸鹽PbS04,PbCuSO,酸霧、銅、鎳和鐵及酸一般被認為是容易收集的。較難的雜質包括鋅、鉛、砷和銻。煙道氣體換句話說燃燒氣體，其以約170°C的溫度進入反應塔的第1段，通過熱回收系統(tǒng)進行飽和并冷卻，并注入工藝水。由于用于去除粗顆粒的過量的氧氣和裝置的高燃燒溫度，一部分二氧化硫作為硫酸鹽溶解，與處理水、用靜電除塵器捕集的固體、重金屬的氧化物、氟化物和氯化物一起從反應塔去除。它去往加載了石灰石的分配器，污染物在其中煅燒。余下的水在離子交換器中用燒堿處理以消除氯化物，在水處理系統(tǒng)內再次循環(huán)。圖9.2是第1段的透明軸測圖，特別提及了West-ESP(濕式)。事實上，從底部進入的煙道氣通過熱交換器以避免它們具有高濕度，它們經過換熱器(例如盤管型)冷卻，這將溫度由190--170°C降低至50--40°C。煙道氣然后由管931和932取出，在那里至它們承受電場。AST-CNR/ITM靜電除塵器在阻止亞微米顆粒方面具有高效率，并使用靜電力以去除懸浮在煙道氣流中的顆粒。AST-CNR/ITM除塵器的操作包括如下階段-通過電暈效應對亞微米顆粒帶有電荷，所述電暈效應由銅電極間的電壓差(約50--65千伏)決定，所述銅電極的固定處電氣絕緣，在構成蜂窩管束的管的中心，放在高處和低處，使管壁帶有負電，與所述電極的極性相反，構成了顆粒物的收集區(qū)(圖9.3)。這些顆粒一旦帶電，就吸引向具有相反電荷的區(qū)(管壁)并收集在其上；-去除已經累積在管壁上的顆粒。在ESP內的煙道氣的速度以減少拖動已在由管束壁組成的收集板上積累的固體顆粒的風險的方式來測量。與其它用于去除顆粒物的系統(tǒng)相比，ESPAST-CNR/ITM的特征是由電極的特別處理造成的低量的負載損失，這便利電暈效應在較低的千伏下發(fā)生，它一般在20到lOOPa之間變化。電極和管道由編程系統(tǒng)定期洗滌，所述編程系統(tǒng)阻斷電極中的電力供應，同時打開噴水供應管道，該噴水供應管路用來洗滌電極和管道，從而去除了累積的顆粒。AST-CRN/ITM的ESP是用于去除自由流動顆粒(即，在反應塔的第1段中第一次洗滌之前在煙道氣中包含的顆粒)，并被取入第1段至濕-ESP。它是由洗滌裝置構成以阻止揮發(fā)性有機化合物。液體是來自上面指定的WESP的洗滌的液體，通常是水和洗滌劑構成，并不斷去除顆粒。濕-ESP總是在運行。它廣泛地用于其中要處理的氣體是熱的、具有高濕度內容物并包含不能用其它方法處理的黏顆粒或亞微米顆粒的應用中。AST-CNR/ITM的濕-ESP段在圖9.2中以透明軸測圖表示，包括顯著的技術改進以當在要從煙道氣中去除的污染物中存在汞及其化合物時用于提高運行效率。靜電除塵器的蜂窩結構(圖9.2和9.3)有益地由圓形配置形成，以便在這種情況下管是由并排管組成。電極的安排基本上維持圖10.1的“多點”安排，且不需要中斷計劃22內的運行來進行洗滌。汞的去除經常，煤含有痕量的汞作為污染物。當燒煤時，汞作為汞蒸氣揮發(fā)并與煙道氣混合。當煤還含有硒時，硒在燃燒過程中釋放出來，與汞一起形成HgSe，在濕-ESP中，二者都可以很容易地從煙道氣中去除，然后送往其它段以去除其它污染物。在濕式靜電除塵階段，汞與在煙道氣中存在的二氧化硫和氧氣反應，根據反應Hg(g)+SO2(g)+O2(g)—HgSO4形成硫酸汞。硫酸汞也可以在靜電除塵階段之前很容易地在濕-ESP中從煙道氣中去除。維持為游離的汞接著以汞蒸氣的形式在反應塔中行進。如果不進一步處理，汞就進入反應塔的發(fā)生SOx去除的段，因而污染作為SOx脫除的產物而得到的硫和硫酸鈣(白堊)。被汞污染的硫不能用于其產物進入進料循環(huán)的工業(yè)中因此，期望從硫中去除汞以獲得更好營銷的產物，這必須一直在反應塔的第1段中進行。汞的去除_奧托昆普方法當汞在煙道氣中時，汞可以用氣相去除法(稱作奧托昆普法)處理。在反應塔的第1段去除汞是有利的，因為它高度降低了污染在反應塔中進行的隨后的處理中獲得的、可作為二次原料有利可圖地重復使用的其它產物(硫、白堊等)的可能性。奧托昆普法根據反應Hg+H2S04—l/202+HgS04+H20來轉化包含在煙道氣中的元素汞。汞氣體和其它金屬在150-180°C的溫度下以80-90%的量為H2SO4所捕集。所述酸被再循環(huán)，直到溶液沒有被HgSO4飽和，淀析開始。然后將HgSO4晶體在濃縮器(未示)中分離。在洗滌裝置(未示)中，將除汞之外的其它污染物從煙道氣中去除。此外，在濃縮器中收集到的固體可以包含鐵、鋅、銅、硒等。汞可以通過先將沉淀的固體與氧化鈣混合、然后加熱混合物以提煉和分離汞來回收。硒以亞硒酸鈣的形式保留在混合物中(這些階段發(fā)生在補充設備中)。通過使用這種方法，不可能在煙道氣被投入反應塔的第1段之前從煙道氣中回收熱量，但熱量可以通過為所述管道提供一個用于熱回收的、其中存在流體通常是水的圍板或腔而在所述管道中回收。汞的去除-波立登(Boliden)方法波立登方法特別適合于低濃度的汞，該方法在于使煙道氣穿過由浸泡在亞硒酸中的惰性多孔材料制成的硒過濾介質。穿過它的煙道氣流干燥該過濾介質，以使根據反應Se02+H20=H2SeO3沉淀出紅色的無定形硒。所述水中的氧化硒給出亞硒酸。亞硒酸也是在用水洗滌在治理所述銅的電解的所述陽極泥期間放出的二氧化硒的煙道氣期間由這個反應產生的。這是一種弱酸(Κ/25)=3μ10_3)，在常溫下是固體，非常易溶于水(在25°C下為約63%)，它被硒酸的強氧化劑氧化，并被強的硒還原劑還原。在諸如二氧化硫的其四價的形式，硫可在一定條件下將所述硒從其四價形式還原至其元素形式。H2Se03+2S02+H20=Se+2H2S04在通過二氧化硫從亞硒酸沉淀出所述金屬硒期間，所述溶液的溫度必須保持在25--30°C，以便硒作為能夠容易從所述沉淀器排放出的泥的形式析出。超出此溫度范圍，所述泥變成塑性物質并難以去除。產生的泥然后被煮沸，以凝聚無定形的紅色硒并轉化為晶體形式。亞硒酸的溶液包含碲。在硫酸的存在下，硒的析出是選擇性的。相反，在鹽酸的存在下，碲也析出，在高濃度的鹽酸下，這兩種金屬溶解形成氯化物。從它產生的鹽是亞硒酸鹽。紅色的無定形硒與所述煙道氣的汞反應形成硒化汞HgSe。過濾介質中的接觸時間為大約1-2秒。過濾介質繼續(xù)有效，直至過濾介質中的汞的含量達到10-15%。然后，處理所述過濾介質以回收汞和再生硒。所述過濾介質將去除大約90%的接收的汞。像帶有亞硒酸的過濾介質那樣，這個去除過程取決于與所述氣體中的元素汞起反應的單質無定形硒的存在。所述亞硒酸的濃度是在20%和40%之間。硒的較低濃度會造成高度可溶的所述硒和所述硫的殘留物，這使得它們在與所述氣體中的汞的反應中不有效。在較高的酸濃度下，所述酸的氧化的供應將導致形成的硒的二氧化物或亞硒酸鹽。如果待處理的煙道氣含有足夠的硒，就不需要向所述洗滌裝置的溶液中添加硒了。所述硒的洗滌裝置適合去除所述煙道氣中的大的相對量的汞，并有約90%的效率。對波立登方法，如在開始時所說明和在圖11所示，使用蜂窩管。汞的去除-波立登/諾辛克(Norzink)方法這個方法是基于氯化汞氧化在所述煙道氣中包含的所述汞蒸氣的，以根據反應HgCl2+Hg—Hg2Cl2生成氯化亞汞。含有充分量的HgCl2的氯化汞溶液在具有浸泡在氯化汞中的各個多孔陶瓷環(huán)的塔中循環(huán)。在本過程中，含有汞的煙道氣穿過陶瓷塔，在那里汞與氯化汞反應生成氯化亞汞。氯化亞汞不可溶，并在溶液中沉淀。一個橫向流從所述陶瓷塔的所述主循環(huán)流中分離出來(未顯示)，流向主傾析器(未顯示)，在那里氯化汞被沉積在一個箱的下部(未顯不)ο澄清的溶液再次溢流到所述箱，并被泵送至試劑塔。從所述主傾析器的底部收集的固體流向其中氯化亞汞濃度較低的第二傾析器(未顯示)。在第二傾析器中，可以添加鋅粉，以促進所述汞從所述溶液中淀析出來。所述第二傾析器的固體以沉積物的形式被排出(未顯示)，由該沉積物它們被送去銷售或被送去進行其它加工。所述洗滌過程從所述溶液中去除氯化亞汞。如果氯化亞汞濃度沒有保持在計算的參數內，它就變得不再有效地作為試劑溶液了。為了再生它，收集的所述氯化亞汞的一部分將用于此目的。圖11詳細示出了圖9.2的汞反應器。反應塔的第2段-SOx的去除顆粒物質的所述收集裝置的輸出中的煙道氣在進入第2段前預先用水性酸溶液洗滌，以消除HC1、HF和剩余顆粒物而不吸收煙道氣中含有的二氧化硫。脫硫的方法可分為有或沒有回收的方法。取決于情況，回收的產物是S02、H2SO4,(NH4)2SO4,NH3>CaSO4,H2。沒有回收的方法是這樣的方法其通過利用其再生不是經濟上方便的試劑實現(xiàn)去除所述二氧化硫導致試劑消費與從煙道氣流中去除的二氧化硫的數量成正比。這些方法一般在裝置階段比較便宜，但存在由所述處理而導致的處置相當大量的產物的問題，所述產物基本上是由泥或高污染固體產物形式的亞硫酸鹽和硫酸鹽的混合物組成的。有回收的方法是這樣的方法其允許所述吸收劑的化學或熱回收以用于其再利用和回收二氧化硫以獲得諸如液體二氧化硫、硫或H2SO4的可銷售產物。盡管有由產物銷售、試劑回收和不存在要處置的副產物所導致的潛在優(yōu)勢，這些方法到現(xiàn)在還沒有得到廣泛傳播，因為，由于與所述試劑的再生有關的能源消耗和由于形成不能再生的化合物的試劑實際消費，所述脫硫成本一般比沒有回收的方法的成本要高。在有回收的方法和沒有回收的方法之間的分類領域中，能夠根據發(fā)生要凈化的所述煙道氣的氣流處理的化學_物理條件進行另一種細分類。所述濕方法是基于用水溶液/懸浮液吸收二氧化硫的。這些方法的特征在于所述操作條件、所述流程圖、所述吸收劑溶液的類型和濃度的多種固有的工程選擇，是具有更大增殖性(proliferation)的方法。通常我們使用使用了輕填料的吸收塔，其中下列反應在起作用SO2(g)+H2O(1)-"“-SO2·H2O(aq)(1.1)SO2·H2O(aq)<"“-HSO3-(aq)+H+(1.2)HSO3-(aq)<"“-SO3·2(aq)+H+(1.3)用于去除SOx的AST-CNR/ITM技術是煙道氣脫硫(FGD)。選擇這種方法來實現(xiàn)“零排放系統(tǒng)”，且該方法基于所述煙道氣中所含的物質的利用，來得到AST過程中所必須的氫氣的生產。相對于實際的排放限制，F(xiàn)GD系統(tǒng)代表特別是具有中/高程度的硫的熱_電碳裝置的一個基本的組成部分。事實上，供應有含3%硫的碳的蒸汽發(fā)生器中產生的煙道氣中的SO2的濃度(在通常情況下，有6%的氧氣)等于約6000mg/Nm3，為了降到對大型裝置有效的監(jiān)管范圍之內(>200mg/Nm3)，需要有約97%的脫硫效率。顯然，所述FGD系統(tǒng)所需的脫硫效率隨碳中的硫的含量而增加，從而對于帶有6--7%的硫的碳，諸如由泥煤和石油焦制成的碳，等于98%以上。在過去幾十年間所提議和開發(fā)的所有的FGD方法中，那些到現(xiàn)在為止已經歷工業(yè)規(guī)模的有效循環(huán)的方法基本上是濕方法(濕法洗滌器)、半干方法(噴霧干燥洗滌器)、干方法(干法洗滌器)和一些合并去除所述SOx和NOx的再生方法。所述濕方法、半干方法和干方法去除在通過注入堿性吸收劑而燃燒的氣體中存在的二氧化硫，所述堿性吸收劑在大多數情況下是基于鈣的，而且往往只簡化地由碳酸鈣代表。這些方法產生固體殘留物，與F⑶系統(tǒng)的類型有關，其可以更恰當地是具有商業(yè)價值的副產物，諸如來自濕FGD系統(tǒng)的白堊，它的銷售提供了利潤，或具有松散的灰的含有高百分比的硫酸鹽和亞硫酸鹽的混合物的危險廢物，在半干和干法F⑶系統(tǒng)中，它的處置是排放掉而而不是導致負擔。這一方面看來是極其重要的，倘若有人認為FGD系統(tǒng)從所述煙道氣中去除的每噸二氧化硫中產生約3-_4噸的固體殘留物，使得被供以帶高含量硫的碳的500--600MW的發(fā)電廠能每年可以通過消耗250--300千噸的石灰石生產大約500--600千噸的固體殘留物的話。相反，在再生方法中，在最初的二氧化硫吸收階段期間，在吸收劑后跟隨著釋放液體二氧化硫或硫酸(H2SO4)或最終是純硫的再生階段。用于去除SOx和NOx的最有意思的結合方法根據催化方法來運行，不需要吸收劑，不產生固體殘留物，只產生諸如硫酸的可銷售的副產物。抵制較大的最初成本和在一般情況下的較高的運行成本，所述再生和結合方法體現(xiàn)了不容忽視的優(yōu)勢S0x的去除效率高，以及沒有石灰石消耗和不生產固體殘留物。F⑶系統(tǒng)的世界市場由濕方法技術占主導地位，有大約87%的總裝機容量，隨后是半干法系統(tǒng)(8%)、干法系統(tǒng)(2%)和結合或其它類型的再生方法(余下的3%)。在所述AST-CNR/ITM反應塔的第2段(圖12)中，使用胺通常是二丙胺(DPA)作為添加劑通過催化洗滌盤1222、1224和1226并通過用所述工藝水萃取而去除了二氧化硫。在實踐中，所述盤含有固體載體(陶瓷元件填料)，該固體載體被含二丙胺的水所噴淋。然后將所述水去除，并在解吸塔中和反應塔外的所述氣體冷卻設備中分離。其余的氣體被傳到所述反應塔的下一段，第3段。用于去除NOx的反應塔的第3段使用術語“氮氧化物”，我們通常是指所有的一氧化氮和二氧化氮，即便在現(xiàn)實中它們構成了如表4總結的更為復雜的混合物。表4-氮氧化物的組分化合物分子式一氧化二氮N2O一氧化氮NO三氧化二氮(亞硝酸酐)N2O3二氧化氮NO2四氧化二氮N2O4五氧化二氮(硝酸酐)N2O5來自第2段的所述二氧化硫的少量剩余部分通過在它們中的催化盤并通過與氨溶液接觸而在反應塔的第3段(圖13)被轉化。由所述氨與所述煙道氣的接觸而產生的硫酸鹽在電解中處理。當硫酸添加到硝酸銨中時，得到了二氧化氮和硫酸銨。在所述反應塔的所述第一部分中的干階段，將二氧化氮以化學計量的量添加到NOx的氣體混合物中，并由所述循環(huán)塔盤完全混合。在隨后的在所述第3段的第二部分中的所述濕階段，所述NOx氣體的混合物同氨一起通過一定數目的接觸塔盤，并被轉化為硝酸氨。二氧化氮盈余可以與水在解吸中轉化成硝酸，并通過在所述補充裝置中使用氨而在小型吸附催化劑中還原為氮。所述硫酸氨是所述電解的副產物，是在補充裝置中在氨和硫酸中完成的。所述氨在所述塔的第3段是反應性的。使用硫酸來分離硝酸鹽。當硫酸添加到硝酸氨中時，就得到了二氧化氮和硫酸銨。反應塔的第4段-捕集CO2在已經在第3段處理后，煙道氣抵達反應塔的第4段(圖14)。它們基本上是由氮氣、水蒸氣和二氧化碳組成的，因為在以前的處理中，所述污染物都被消除了。CO2的濃度取決于產生排放的煙道氣的燃料的類型，且基于所述煙道氣的體積，它的百分比有所不同，從煤發(fā)電廠的14%，到天然氣發(fā)電廠的8%，到具有聯(lián)合循環(huán)的天然氣發(fā)電廠的4%和其它發(fā)電廠的其它比例。通過量化這些百分比，功率為1320兆瓦的煤-塵熱電裝置一年中排放約800萬噸二氧化碳。傳統(tǒng)上，這樣捕集的二氧化碳隨后根據選定的限制或利用類型而經過不同的過程；然而提供其到被捕集之處以外的地方的運送，它經過加壓過程以從氣態(tài)變成體積因之減少了的液體。為了捕集二氧化碳，第4段是由吸附塔(MEA胺)構成的，其中二氧化碳由胺類物質(MEA)捕集，其隨后被放入一個解吸塔，在那里加熱該胺類液體，釋放濃縮的CO2來再生所述吸附化合物。這樣捕集的0)2可隨后取決于預選擇的限制或利用的類型而經過各種過程。例如，加壓或可如下文說明的那樣在甲醇中轉化。CO2被禁錮在已經開采并耗盡天然氣、油的儲層中或禁錮在海洋深處。通過膜從由N2和CO2組成的氣體流中分離出CO2的AST-CNR/ITM系統(tǒng)下面的說明和計算指的是從由N2和CO2組成的氣體流(在去除污染物顆粒物、金屬、在所述前三個AST段產生的SOx和NOx之后由AST-CNR/ITM反應塔的第3段釋放的煙道氣)中分離出C02。這種膜解決方案是對前面說明的在AST-CNR/ITM反應塔的第4段中進行的胺分離的替代方案，并示于圖15。氣體流(煙道氣)被考慮為有4600000Nm3/h的流量，且基本上是由氮氣、水蒸氣和二氧化碳以如下的濃度C0214%,N2:86%組成的，因為在前面說明的處理中，所述污染物被去除了。從上述氣體流量開始，通過使用膜，有可能獲得富含CO2的氣體流[R.W.Baker，Membranetechnologyandapplications，J.Wiley&Sons出片反(2004年)；Y.Sakamoto、K.Nagata、K.Yogo禾口K.Yamada，PreparationandCO2separationpropertiesofamine-modifiedmesoporoussilicamembranes,MicroporousandMesoporousMaterials,第101卷(2007年)第303-311頁]。下面考慮某些類型的陶瓷膜和聚合物膜，使用計算代碼來基于重要的設計參數諸如階段削減、壓力比和所需的膜表面積來預測二氧化碳分離的程度。下面的計算指的是能夠處理100Nm3/h/小時的流量的分離單元。階段削減被定義為滲透能力Np和要處理的流量N。之比。另一方面，壓力比被定義為進料端的壓力(P1)與滲透端的壓力(P11)的之比。首先考慮最簡單的流動類型，完全混合。主要的假設是，不同化學物質的濃度在滲透端(II)和進料段(I)保持不變。在系統(tǒng)內部的湍流條件使得濃度被均化和進而使分壓和梯度被均化時，這種假設是實情。表5示出了所考慮的與一些陶瓷膜有關的滲透數據(Sakamoto等人，2007年)。表5取自Sakamoto等人(2007年)的與陶瓷臘有關的數據臘樣品的CO2分離性質<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>測試氣體C02/N2=20/80。在aI小時和b24小時后進行測量。#仿丨丨I棚隨賄流郝“絲體，白紛M元讓我們考慮由表5中所示的陶瓷膜APS/MS/A1203S組成的分離單元。已考慮了兩種壓力比值，20和30(要處理的氣體在大氣壓力下)。主要結果概括于下面的表6表6完全混合Pl/PlIS(m2)yp(%)xL(%)階段削減(％)20159297.28.7510.393077598.08.6010.40可以看出，雖然二氧化碳的分離程度是相當大(超過97%)，但所需的膜的表面是非常高的。所述富含二氧化碳的滲透氣體的流量相當于所述要處理的流量的約10%。關于所要求的純度水平，它當然有可能再循環(huán)來自分離單元的輸出中的流量，將它與要處理的氣體混合，或者在隨后的單元中再次處理。有可能理解隨著所述所需的階段削減增加，所述膜表面積也顯著增加。必須指出，為獲得高的分離程度，有必要限制階段削減。在所述滲透氣體中二氧化碳濃度減少高于約17%是不能接受的。所述并流(equicurrent)流量模式分析如下，其中所述滲透和截留的流按相同的方向流動。#仿丨丨II棚隨賄流郝流”白紛M元讓我們考慮由兩種具有分別為800和50的C02/N2選擇性的不同的膜APS/MS/Al2O3S和APS/MS/A1203H(表7)組成的兩個分離單元。已經考慮了兩個壓力比值20和30。表7示出了關于具有等于800的選擇性的膜APS/MS/A1203S的主要結果。例如，可見能夠用等于400平方米的膜表面積實現(xiàn)與所述“完全混合”流動的案例相比非常相似的性能。表7.以并流流動和陶瓷膜<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>對膜APS/MS/A1203H，所述計算重復進行，比較所述兩個陶瓷膜的性能，膜表面積是相同的(400平方米)。膜APS/MS/A1203H顯示，它實現(xiàn)了顯然更高的純度(yp)但類似的階段削減。III采用聚合物臘和流型“并流”的分離單元考慮由聚合物膜(Baker，2004年)組成的分離單元，該聚合物膜的數據示于表8中。表8.—勝聚合物的隔板中的滲誘率lC^cm2(STP)cm/cnfsPa)<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>將醋酸纖維素膜的性能與聚酰胺膜的性能進行了比較。雖然所得的純度低于由陶瓷膜的所得的純度，但可以看到，在這兩種情況下膜的表面積大大減少了(從400平方米到50平方米)。對可得的膜的分析，特別是在商業(yè)層面上，使本領域的技術人員能根據具體要求(CO2濃度)和成本(與膜的表面積和壓力比有關)來優(yōu)化該分離功能。可以覺察到，從一種流型(完全混合)到另一種(并流，在那里滲透物和保留物以同一方向流動)的跨越和從陶瓷向聚合物膜的改變能夠影響所述膜單元的所述典型參數，例如分離程度、所需的膜表面積和階段削減。然后從將水電解分離為氫氣和氧氣開始，根據本領域技術人員所知的典型的轉化將所產生的二氧化碳轉化為甲醇(以此方式禁錮二氧化碳的問題被解決了)，因此，甲醇是從廢料產生的而不是從石油源的燃料產生的。在臘反應器AST-CNR/ITM中從二氧,化碳和氫氣牛產甲醇甲醇可根據各種方法來產生。例如通過一個所謂的低壓方法，該方法在35-55巴并在200-300°C下工作。甲醇目前主要是作為化學試劑或溶劑而生產的。鑒于《直接甲醇燃料電池(DMFC)》和用于生產氫氣的甲醇轉化裝置》上的研究，甲醇市場預計將增加。使用的催化劑都是基于銅的，最有活性且最穩(wěn)定的催化劑基于Cu/Zn0/Al203。表9示出了用于從CO2和H2生產甲醇的催化劑的典型組成。表9用于合成甲醇的催化劑的組成制造商Cu[%]Zn[%]Al[%]BASF65-7520-305-10SudChemie65-7518-235-10ICI61309DuPont501931Haldorτ0Ρ8ββ50-6021-2515-28從碳氧化物和氫氣生產甲醇是一個平衡過程，因此，在傳統(tǒng)的反應器中，只有一部分供應物可以被轉化。反應如下C0+2H2=CH3OHDH298k=-90.70kJ/mol(1)C02+H2=C0+H20DH298k=+41.19kJ/mol(2)C02+3H2=CH30H+H20DH298k=-49.51kJ/mol(3)在低于180°C和高壓下獲得了最佳平衡條件。在任何情況下，在這些溫度下，催化劑都不是非常有活性的，因此，為實現(xiàn)這些轉化，帶有大量的催化劑的大型反應器將是需要的。這就是為什么正在研究用來生產甲醇的傳統(tǒng)反應器的替代物的原因。具有82個臘AST-CNR/ITM的反應器操作壓力被帶到50巴，從而，具體設計了膜反應器，它有400毫米的內徑并具有內徑為20毫米的82個膜，催化劑在所述的膜之外，如圖17所示，圖17示出了用于從二氧化碳和氫氣合成來生產甲醇的具有82個膜AST-CNR/ITM的反應器。所述膜的尺寸通常為1000毫米的高度，有20毫米直徑的內孔和4毫米的壁厚(當操作壓力變化時，厚度改變)。圖17除了82個膜的填料177外，還示出了間隔板175，標明了所述膜插入其中的孔176。所述反應器的催化劑是放置在圖17.1和17.2的板175中，對于這個特定的反應器板175重107千克；因此，有約18千克的催化劑分配在每個板中。在它的操作位置上，反應器中可以在圖17.4中看到。所述反應器的中心體設立為具有1500個膜，并由17個82個膜一束的膜束組成，所述膜長為1000毫米，內徑為20毫米，壁厚為4毫米。這樣，考慮將有82個膜的一束作為基礎模件，所述膜反應器的組件就做得模塊化了。操作壓力是50巴。甲醇可以以任何比例與水混合混合導致所述溶液體積收縮并釋放熱量。它被用來作為燃料的添加劑或者它本身被用作燃料，一般是固體燃料(梅塔片劑(metatablet))ο在化學工業(yè)中，它被用作用于模具的溶劑、膠粘劑、聚酯、模具去除劑，在有機化學中它是一種重要的甲基化試劑。與乙醇不同，純甲醇(99%)可從水溶液中通過分解蒸餾得到，而對無水甲醇(99.97%),甲醇必須在金屬鎂上蒸餾，鎂隨著鎂的醇鹽的形成而溶解。在水存在時，它分解給出氧化鎂(不溶于水)和甲醇Mg上的2Me0H與H2O的混合物一H2+(MeO)2Mg+H20(MeO)2Mg+H20—MgO(ppt)+2Me0H用于工業(yè)制備氫氣的AST-CNR/ITM技術的說明氫氣生產的主要技術有-電解水；-金屬與酸的反應-甲烷氣體的水蒸氣轉化；-烴類的部分非催化氧化；-煤的氣化；_生物質氣化與熱解。這些技術區(qū)別在于，對于用于生產氫氣的原料來說，在水中連接氫與氧的鍵是由電解還是光_電解分離的，或者在烴類和生物質中連接氫和碳的鍵是由電解還是光_電解分離的。去除在它們的過程中使用化石燃料的大型裝置的煙道氣中含硫氧化物的污染物隨著形成大量的硫酸而發(fā)生。在AST-CNR/ITM過程中，金屬鐵填料在硫酸的水溶液中根據反應Fe+H2S04—FeS04+H2反應，得到硫酸亞鐵和必須隨后被干燥(即不含蒸汽)的氣態(tài)氫氣，用7.40g二丙胺(DPA)處理1000立方米氣體產生在含有352gH2的溶液中的430gH2S04。檢查1320MW的煤塵熱-電裝置，得到了下述量的物質使用34kg/hDPA處理的4600000m3A的氣體和產生在45%H2O溶液中的1981kg/h的H2S04。所述“系統(tǒng)”需要的一部分氫氣可使用由從煙道氣中去除污染物而獲得的硫酸來產生。對于甲醇合成所需的氫氣的生產，使用可在市場上得到的電解槽，同樣也適用于壓縮裝置、處理泵和所述方法所需的任何其它設備。由AST-CNR/ITM選擇的用于生產甲醇合成所需的氫氣的電解槽HYDROPURESESPI正在市場上銷售。生產的氫氣和氧氣分別存儲在2個氣體計量器(未顯示)中，該氣體計量器允許恒定地向凈化、干燥和壓縮系統(tǒng)(未顯示)供料。凈化使用催化系統(tǒng)(本身已知)，該催化系統(tǒng)允許生產純度為99.999%的氫氣。膜或干燥活塞壓縮機(本身已知)確保了高氣體純度。所述氣體“露點”被自動保持和控制到約60°C的露點。所述甲醇合成所需要的所述氫氣的生產意味著必須提供給“零排放AST-CNR/ITM系統(tǒng)”的電能消耗。這種電能可以從可再生能源系統(tǒng)中生產風能，光伏，水電能或使用正在接受處理的整個裝置的廢熱能而產生的能量。看上去是特別為生產氫氣而做的一項技術是光伏太陽能電池板技術。所有的“替代性”生產系統(tǒng)(熱太陽能，風能，地熱)將在任何情況下受益于氫氣的生產。更適合和有利的是在熱_電裝置中的氫氣的生產，因為在低需求時期特別是在夜間產生的過剩的能量可以被加入到上面列出的能量中。上面說明的方法允許無廢物操作并允許充分利用煙道氣，從而實現(xiàn)了基本上為零排放的裝置。根據本發(fā)明的裝置以及相關反應塔由這樣的模塊組成，模塊的大小被設定為確保在公路和鐵路上的可運輸性，因為它們的尺寸在無需特別授權而允許運輸的范圍內。這允許所述污染物去除裝置的簡單、快捷、安全和價廉的建造，因為這些模塊能被預制，也允許根據裝置要求和要執(zhí)行的去除的類型而定制解決方案。根據本發(fā)明的去除裝置可用于熱電裝置、煉油廠、焚化爐。有利地，模塊化的元件可以在較短的時間更換而無需昂貴的裝置停工。所述反應塔可以在壓力至多10巴下操作，并因模塊的所述減少的尺寸而大大節(jié)省了建造步驟，且在維護步驟中，由于所述小的尺寸而更容易；而且，因為與被替換的那些相比所述組件模塊尺寸降低，因而它們在現(xiàn)場安裝需要較少的可用空間，所以它們有助于現(xiàn)有裝置的升級。本發(fā)明的所述塔允許去除污染物，以允許從所述煙道氣中去除所有的污染物質并將二級原材料轉化為例如要出售的或商業(yè)上純和可重復使用的，以不使進一步的廢物以其它形式去除。本發(fā)明的所述塔允許在“零排放”下操作，因為它也有可能捕集二氧化碳并將它轉化為甲醇，從而去除了將二氧化碳禁錮在海洋或地層深處的問題。將本發(fā)明的模塊化裝置與熱電裝置結合具有以下進一步的經濟優(yōu)勢。從最近的估計得出，一臺傳統(tǒng)的裝置出售約62.4%的其產生的能量，而剩下的37.6%則實際上是裝置本身運行所需的成本。將本發(fā)明的裝置與這些裝置關聯(lián)再有約7%用于生產二級原材料(首先是甲醇)并將所述能量的其余的30%用于生產也可出售的氫氣，除了上面說明的之夕卜，可進一步用于生產甲醇，具有超過90%的總體效率，具有進一步的優(yōu)勢，即這種增長不是缺點而是提供了污染的大量減少。參考文獻[1].Struis,R.P.W.J.Stucki,S.andffiedorn,Μ.(1996)Amembranereactorformethanolsynthesis.J.MembraneSci.,113:93_100·[2].Rahimpour,M.R.andGhader,S.(2004)EnhancementofCOconversioninanovelPd-Agmembranereactorformethanolsynthesis.Chem.Eng.Proc,43(9)1181-1188.[3],Struis,R.P.W.J.andStucki，S.(2001)Verificationofthemembranereactorformethanolsynthesis.Appl.Catal.A:General,216:117-129.[4].Chen,G.andYuan,Q.(2004)MethanolsynthesisfromCO2Usingasiliconerubber/ceramiccompositemembranereactor,Sep.andPur.Techn.,34:227-237.[5].Barbieri,G.Marigliano,G.Golemme,G.andDrioli,E.(2002)SimulationofCO2hydrogenationwithCH30Hremovalinzeolitemembranereactor.Chem.Eng.J.,85(1)53-59[6].Gallucci,F.Paturzo,L.andBasile,A.(2004)AnexperimentalstudyofCO2hydrogenationintomethanolinvolvingazeolitemembranereactor.Chem.Eng.Proc,43:1029-1033.[7].S.Nair,Z.Lai,V.Nikolakis,G.Xomeritakis,G.BonillaandM.Tsapatsis,Separationofclose-boilinghydrocarbonmixturesbyMFIandFAUmembranesmadebysecondarygrowth,MicropourosandMesopourosMaterials48(2001)219.[8].J.CoronasandJ.Santamaria,Separationsusingzeolitemembranes,Sep.Purif.Meth.28(1999)127.[9].Y.Morigami,M.Kondo,J.Abe,H.Kita,K.Okamoto,Thefirstlarge-scalepervaporationplantusingtubular-typemodulewithzeoliteAmembrane,Sep.Purif.Technol.25(2001)251.[10]·CaroJ,NoackM,KolschP,SchaferR.Microp&MesopMater2000，383-24.權利要求包含至少一個被稱為反應塔的豎直元件A的模塊化裝置，其包含至少一個模塊化的元件，優(yōu)選多個豎直排列并用于處理工業(yè)煙道氣的預制段或模塊，所述塔包括-第1段，用于處理由直徑在100μm和0.01μm之間的粉塵組成的細顆粒，并可選地去除重金屬特別是汞和鹵化物特別是氯化物和氟化物；-第2段，用于處理含硫氧化物的污染物并任選地處理芳烴；-第3段，用于處理含有氮氧化物的污染物并任選地處理芳烴；-第4段，用于捕集和凈化二氧化碳；每座塔配有軸向穿越它的中央主管道，其中所述氣體流動并在(601)處從底部進入，它們穿越每一段以在其中被處理，并在(602)處從頂部出去；每一段依次配有用作試劑的入口和用作待在補充的裝置中處理的流出物的出口和/或用作所述終端產物的出口的入口管和出口管。2.根據權利要求1的裝置，進一步包括用于氫氣生產的段和用于甲醇生產的段。3.根據權利要求1的裝置，其包括具有中試裝置功能的單個塔。4.根據權利要求1的裝置，其包括以每三個塔為一組或一個單元進行布置的多個塔，相互間由煙分配系統(tǒng)(181)連接。5.根據權利要求4的裝置，其包括每三個塔為一組或一個單元進行布置的60個塔，安排為兩行彼此相對的10個站。6.根據權利要求1-5的裝置，其中所述塔放在預制支承結構內，所述預制支承結構由承載所述塔的所述各段的支撐面(830)的豎立構架(820)和一般是鋼筋混凝土的基礎板(821)制成。7.根據權利要求1-6的裝置，其是由用于從所述反應塔的各段收集數據的控制和采集系統(tǒng)自動管理的，且其允許自動執(zhí)行零點校準措施和安全程序，并連接到布置在所述反應塔的備段中的探頭以允許自動執(zhí)行所述零點校準措施和所述安全程序。8.根據權利要求1-7的裝置，其中所述反應塔的第1段為圓柱形的，優(yōu)選直徑為2400mm且高為8500mm且尺寸為承受5巴的壓力而確定，該第1段包括細顆粒的靜電去除裝置，且在(901)和(902)處配有兩端，該兩端分別是使待在該段中處理的所述煙道氣從中通過的管的入口和出口。9.根據權利要求8的裝置，其中，細顆粒和金屬的所述靜電去除裝置在底部連接到用于引入煙道氣的換熱器，且包括至少一個噴灑洗滌設備、管束和靜電除塵器，都封閉在可為了檢查和維修目的而打開的圍板(920)中。10.根據權利要求8-9的裝置，進一步包括用于處理在氣體中存在的汞的設備。11.根據權利要求9-10的裝置，其中，所述管束分為兩個完全相對的模塊化的對稱部分(931)和(932)，其中得到了多個具有圓形或棱柱形截面的管或管道(938)，其中有連接到支撐結構(933，934)并連接到電流供給系統(tǒng)的固定的電極(937)。12.根據權利要求9-11的裝置，其中每一個噴頭包括支撐結構(1021)，其上連接有向噴嘴(153)供給洗滌液的供給管(122)；所述支撐結構由連接到同心交叉元件的四邊形元件實現(xiàn)；所述洗滌液供給管包括主管(1023)，從其以90°角分支出多個相互平行并有不同長度的次級管，所述次級管上布有噴嘴(1022)。13.根據權利要求9-11的裝置，其中，圍板(920)可打開以取出所述整個管束或只是其一部分，它被分成兩個鏡面對稱的元件(931，932)，以便一旦一個元件被去除，可以到達所述段的內部以進行必要的修理。14.根據權利要求9-13的裝置，其中所述管束是熱回收管束，其中所述圍板(920)配有熱回收夾套。15.根據權利要求10-14的裝置，其中汞處理區(qū)從底部依次包括水箱和用于汞的反應試劑，通常用(1120)表示；配有陶瓷圓筒的汞處理區(qū)，通常用(1130)表示；噴灑設備(1151)。16.根據權利要求1-15的裝置，其中，所述反應塔的第2段包括SOx去除裝置，該SOx去除裝置包括多個適用于處理所述煙道氣中包含的SO2的催化劑填料(1226，1224，1222)，SO2被吸收在吸收劑上，該吸收劑然后被再生，釋放液體SO2或硫酸(H2SO4)或最終純硫，所述吸收劑被放在固體載體上，該固體載體被布置在所述催化劑填料的頂部的噴灑設備(1225，1223,1221)噴淋含胺優(yōu)選二丙胺的水。17.根據權利要求1-16的裝置，其中所述反應塔的第3段包括煙道氣除氮設備，該煙道氣除氮設備包括多個催化劑填料(1326，1324，1322)和安置在所述催化劑填料的頂部的噴灑設備(1325，1323，1321)，所述煙道氣被管(1310)供給到該段，并通過所述包以與所述催化劑接觸。18.根據權利要求1-17的裝置，其中，所述反應塔的第4段包括用于吸收和捕集CO2的設備，該吸收和捕集通過以下方式實現(xiàn)用噴灑裝置(146，148)對來自上一段并通過管道(141)供給到該第4段的所述煙道氣噴灑與水一起保存在溶液中的胺化合物。19.根據權利要求18的裝置，其中所述反應塔的第4段包括用于吸收和捕集CO2的膜設備，所述膜選自聚合物膜和陶瓷膜，它從來自所述反應塔的第3段的、由N2和CO2組成的氣體入口流體中分離出所述CO2。20.根據權利要求18-19的裝置，其中使所得到的CO2與氫氣在膜反應器中在沸石的存在下在230--240°C的溫度范圍內催化反應以獲得甲醇。21.根據權利要求20的裝置，其中，氫氣在以下設備中由熱化學分離而生產，該設備包括靜電除塵器(161)、爐(162)、用于生產和供給CO2的設備、換熱設備(165)和一系列硫_碘反應器(164)。22.在根據權利要求1-21的裝置中進行的用于處理工業(yè)過程所產生的煙道氣的集成方法，包括三種類型的處理，第一種涉及煙道氣處理，第二種涉及氫氣生產，第三種涉及從CO2開始生產甲醇；所述氣體處理基于對所述煙道氣進行的化學轉化過程、吸附、氧化，該煙道氣此前在靜電除塵器中、在一段位于另一段頂部豎直排列且其中配有主中央管的裝置段中處理過，氣體在該主中央管中通過，且所述污染物在該主中央管中被干法或濕法過程去除或捕集，所述各段如下-第1段，用于處理由直徑在100μm和0.01μm之間的粉塵組成的細顆粒物質，因為尺寸更大的粉塵已經被靜電除塵器除去并此前在每個塔的煙道氣入口處被袋濾器去除；-第2段，用于處理含硫氧化物的污染物并任選地處理芳烴；-第3段，用于處理含有氮氧化物的污染物并任選地處理芳烴；-第4段，用于捕集二氧化碳。23.根據權利要求22的方法，其中所述煙道氣在所述第1段中在高溫下根據奧托昆普方法處理以去除汞。24.根據權利要求22的方法，其中所述煙道氣在所述第1段中根據波立登諾辛克方法處理以去除汞，所述方法設計了以下階段使氯化汞的溶液在包含多個同心多孔陶瓷環(huán)的反應塔中循環(huán)；將含有汞的所述氣體與吸收在所述陶瓷環(huán)上的氯化汞接觸以形成氯化亞汞，氯化亞汞在溶液中沉淀；循環(huán)進入陶瓷環(huán)的塔的煙道氣流穿過它們并通過將所述氣流帶到該段的剩余部分的側孔離開反應器；澄清溶液流出進入第二箱，在那里氯化亞汞的濃度較低，添加其它氯化亞汞，并將這樣的溶液泵送至試劑塔的頂端以重啟動該循環(huán)；在所述箱的底部收集的固體流動到傾析器中，可向該傾析器中添加鋅粉以利于汞在所述溶液中沉淀；來自所述傾析器的固體被排出到外部的存儲器中；由泵處理液體，并由帶有電機驅動的開口和排放口的料斗排放固體。25.根據權利要求24的方法，其中從所述第1段產生的煙道氣通過吸附在吸收劑上而在所述反應塔的第2段中進行處理，然后該吸收劑被再生，釋放液體SO2或硫酸(H2SO4)或最后的純硫，所述吸收劑放在固體載體上，該固體載體被含有胺優(yōu)選二丙胺的水噴淋。26.根據權利要求25的方法，其中，從所述第2段產生的煙道氣在所述反應塔的第3段中通過接觸用氨和/或胺優(yōu)選二丙胺浸漬的催化劑而用除氮方法處理，以在所述第3段的輸出中獲得N2和C02。27.根據權利要求26的方法，其中所述除氮包括以下步驟通過將所述氣體的一部分發(fā)送至輔助裝置中而在入口煙道氣中獲得等于約1的而/而2摩爾比，在該輔助裝置中通過所述氣體與氨和/或胺接觸而產生的硝酸銨被H2SO4攻擊并轉化為NO2；然后，約50%的所述氮氧化物氣體與來自SOx段的輸出中的煙道氣流再次混合，以將所述Ν0/Ν02比調整為接近于1的值，其余的NO2被送到補充單元HNE，在那里發(fā)生向HNO3的轉化和隨后的吸收，以生產工業(yè)硝酸。28.根據權利要求26-27的方法，其中在所述第4段中，通過胺化合物將CO2從來自所述第3段的煙道氣中捕集下來，所述方法包括以下步驟將引入的煙道氣與所述胺接觸以捕集CO2并修改傳送的并收集在所述第4段的下部箱中的所述溶液的濃度值，所述箱配有由所述圍板和所述氣入口管組成的豎直壁，而底部由所述段的底部組成，它在頂部是敞開的以使胺溶液通過降落收集到其中；傘狀物的存在防止所述胺溶液掉入所述煙道氣管并進一步確保向所述氣的湍流運動，以確保所述氣和所述溶液之間更好的接觸；提供了浮標和壓力傳感器以防止所述溶液溢出到煙氣管道中，并開啟將富含CO2的溶液帶到解吸塔的泵，所述胺液體在所述解吸塔中被具有由輔助設備提供的蒸汽的盤管換熱器加熱，釋放先前吸收的CO2,將該CO2移走，并重新生成所述吸收溶液，該吸收溶液用泵傳遞到輔助供給裝置的箱中。29.根據權利要求26-27的方法，其中在所述第4段中，由膜設備從來自所述第3段的煙道氣中捕集所述CO2，所述膜設備選自聚合物膜和陶瓷膜，這些膜從來自所述反應塔的第3段的、由N2和CO2組成的氣體流中分離出所述C02。30.根據權利要求29的方法，其中所產生的CO2在沸石的存在下在230-:-240°C的溫度范圍內在膜反應器中與氫氣催化結合以得到甲醇和水，所述甲醇和水在這樣的溫度下冷凝在所述沸石的孔內并選擇性地從反應環(huán)境中分離。31.根據權利要求30的方法，其中氫氣是由從硫酸和氫碘酸開始的熱_化學分離而產生的，所述分離一方面產生碘和氫氣，在另一方面產生二氧化硫、水和氧氣；然后碘與二氧化硫在水的存在下的放熱反應生成新的硫酸和氫碘酸，返回到循環(huán)中；該反應的副產物是氧氣和在約100°c的溫度下的熱量，該熱量進而可用于其它應用，例如遠程加熱。32.根據權利要求31的方法，其中所述熱_化學反應所需的熱量的至少一部分從燃燒來自其它裝置的工藝廢物的未燃盡的煤而得到。33.根據權利要求31-32的方法，其中使用CO2在位于所述燃燒階段下游的換熱器中作為運輸未燃盡的煤的流體。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于從工業(yè)過程所產生的煙道氣中去除污染物的所謂的零排放“AST-CNR/ITM系統(tǒng)”模塊化裝置。該裝置包含被編程和自動操作的預制的模塊化元件，易于現(xiàn)場安裝和組配而無須經過昂貴的裝置停工。每一個模塊或“反應塔”包含多個一個在另一個頂部豎直排列的段，其執(zhí)行如下功能利用處理去除顆粒物和去除諸如重金屬、氯化物、氟化物等化學污染物；處理和去除SOx；去除NOx；捕集CO2；產生氫氣；產生甲醇。各段可以根據裝置和要處理的煙道氣的要求進行合并。文檔編號B01D53/14GK101827641SQ200880111931公開日2010年9月8日申請日期2008年8月20日優(yōu)先權日2007年8月20日發(fā)明者A·M·納爾多,A·巴西萊,F·加盧奇,T·納爾多申請人:Ast工程有限責任公司;國家研究委員會