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礦渣成為生產(chǎn)沉淀型CaCO3的新來源

Chemical Engineering，2010，118(1):14

美國CarbonX股份有限公司開發(fā)了一項工藝，可用CO2及工業(yè)固體廢棄物生產(chǎn)具有很好銷售市場的礦物產(chǎn)品。通過該工藝，可以煉鋼廠爐渣或燃煤電廠、水泥窯爐及市政垃圾焚燒爐產(chǎn)生的粉煤灰為原料，生產(chǎn)沉淀型CaCO3(PCC)和SO2。PCC是一種很有價值的產(chǎn)品，可用于紙張涂料、顏料及油墨的生產(chǎn)。

鋼渣含有40% ～50%(質(zhì)量分數(shù))的Ca，以硅酸鈣的形式存在于金屬復(fù)合物中。在CarbonX公司的工藝中，磨細礦渣的水泥漿被送入一個萃取器，與氯化銨溶液接觸，將Ca從礦渣中浸取出來，然后浸出液通過旋風(fēng)分離器從剩余礦渣中分離出來，被CO2氣流或煙氣帶走。CO2與Ca結(jié)合，在低于80℃、45 psig(1 psig=6.894 76 kPa)條件下反應(yīng)數(shù)秒，即可形成CaCO3沉淀。CaCO3結(jié)晶后從氯化銨溶液中分離出來，氯化銨溶液得到再生并回用。同時，經(jīng)旋風(fēng)分離器得到的剩余礦渣(主要含SO2及Fe)回收后用作鋪路材料或水泥的填充物。

CarbonX公司已在一個容積為10 gal(1 gal=3.785 L)的裝置上進行了工藝試驗，采用的礦渣主要來源于某美國鋼鐵公司。下一步，CarbonX公司計劃建設(shè)一座中試工廠。預(yù)計一座工業(yè)化工廠可在1.5～3 a后收回成本，此外，對于陳舊渣堆的處理，只要在其附近的經(jīng)濟距離內(nèi)有一座工廠能提供煙氣，則不必需要在線的CO2源。

可大幅消減制冷負荷的新型克勞斯尾氣冷凝器

Chemical Engineering，2011，118(4):12

2011年3月，在美國芝加哥召開的美國化學(xué)工程師協(xié)會(AIChE)春季會議上，美國Fluor分餾技術(shù)公司展示了一項尚在專利申請中的技術(shù)，可消減在含硫克勞斯尾氣的預(yù)處理中直接接觸型冷凝器(DCC)的能源需求和資金費用，通常該過程需要制冷或冷卻水。

在常規(guī)工藝中，克勞斯工藝的尾氣通過加氫使所有含硫化合物轉(zhuǎn)變?yōu)镠2S，然后在DCC中冷卻，以備在胺基吸附裝置中去除H2S。在許多情況下，DCC的空冷器不能有效地對H2S去除裝置的進氣進行冷卻。而在干旱地區(qū)，通常不適宜采用冷卻水噴淋冷卻，因此必須采用昂貴的冷凍法。

Fluor公司的新工藝將直接接觸塔的填料床拆分成兩個直接接觸填料床，循環(huán)回流系統(tǒng)拆分為兩個分離的回路。底部的循環(huán)回流系統(tǒng)為完全空氣冷卻系統(tǒng)，而頂部的循環(huán)回流系統(tǒng)為完全的制冷劑或循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。該新型的DCC設(shè)計將多達50%的噴淋冷卻負荷轉(zhuǎn)給空冷器，從而有效減少了資金費用。

對于每一個填料床，底部的溫差可大些(如8℃，而常規(guī)工藝為5℃)，這樣可以降低床層高度并使填料床對液體分布不均及污堵的敏感性小得多。同時，由于下部區(qū)間的溫差較高，每個填料床頂部工藝水與尾氣間的溫差就可以小些(如3℃)。下層填料床頂部的較低溫差導(dǎo)致了制冷劑的節(jié)省，使更多的熱能可以在空冷器的循環(huán)路徑中被移除。

對兩個美國中東部大型項目進行的評估結(jié)果顯示，該新型設(shè)計可在工廠的20年使用期中節(jié)省電能(1.3～2.0)×107美元，此外還可節(jié)省資金費用(4～7)×107美元。

一種可減少硫酸廠SO2排放量的新型催化劑

Chemical Engineering，2010，117(12):12

在2010年11月于捷克布拉格舉行的2010硫磺研討會上，丹麥Haldor Topsoe A/S公司介紹了其最新研發(fā)的硫酸催化劑VK－701 Leap5，可幫助硫酸生產(chǎn)廠滿足更加嚴(yán)格的SO2排放指標(biāo)。當(dāng)將其用于單吸收法硫酸廠的末段工序時，與現(xiàn)有催化劑相比，VK－701 Leap5可減少SO2排放40%。該催化劑還可以使現(xiàn)有的3+1雙吸收法硫酸廠排放的SO2減少至50 mg/m3，或使雙吸收法硫酸廠的SO2排放設(shè)計值降低至20～50 mg/m3。

常規(guī)的硫酸催化劑是以惰性多孔二氧化硅為載體的堿金屬改性的釩氧化物。在這些所謂液相負載催化劑中，SO2的氧化以均相反應(yīng)形式在覆蓋于載體內(nèi)表面的液膜中發(fā)生。盡管該反應(yīng)的詳細機理尚未完全搞清，但有證據(jù)表明，只有氧化態(tài)的V+5具有活性。通過采用 Leap5技術(shù)，Haldor Topsoe A/S公司將V+5的含量增加到大約為總釩量的70%(在400～440℃下)，比現(xiàn)有工業(yè)催化劑大約多2～3倍。在380～460℃范圍內(nèi)對含10%體積分數(shù)SO2和10%體積分數(shù)O2的進氣進行高效轉(zhuǎn)化時，VK－701催化劑的活性比標(biāo)準(zhǔn)的銫改性催化劑高2倍。

VK－701催化劑的首座工業(yè)化裝置建于一座燃燒元素硫的單吸收法硫酸廠的5層SO2轉(zhuǎn)化爐。當(dāng)在末段(第4和第5層反應(yīng)床)的銫改性及鉀改性催化劑被VK－701催化劑替代以后，在相同的H2SO4產(chǎn)率(245 t/d)條件下，SO2的排放量減少了35%。

可滿足嚴(yán)格法規(guī)的改進型環(huán)氧乙烷洗滌塔

Chemical Engineering，2011，118(3):12

由美國Croll Reynolds清潔空氣集團公司對環(huán)氧乙烷洗滌塔進行的設(shè)計改進可以幫助使用者滿足日益嚴(yán)格的環(huán)氧乙烷排放法規(guī)以及塔高限制。該設(shè)計可使環(huán)氧乙烷去除率達到99.99%或更高，而其他技術(shù)為99% ～99.9%。

環(huán)氧乙烷是最簡單的環(huán)氧化物，具有高易燃性和高腐蝕性，被用于作為生產(chǎn)一系列個人護理產(chǎn)品的原料，以及作為衛(wèi)生保健設(shè)施的消毒劑。由于環(huán)氧乙烷的致癌性及致畸性，針對化學(xué)品生產(chǎn)廠家及消毒器的環(huán)氧乙烷排放的環(huán)境法規(guī)已在許多地區(qū)變得更加嚴(yán)格。為了去除環(huán)氧乙烷，需要將其在洗滌塔中經(jīng)酸催化水解成乙烯基乙二醇。Croll Reynolds公司可針對高效洗滌塔填料提供設(shè)計，當(dāng)下行的洗滌液與上行的含環(huán)氧乙烷氣體相遇時，可使廢氣與洗滌液之間達到最大接觸。該公司的洗滌器設(shè)計允許在反應(yīng)罐中發(fā)生在常溫(或更低溫度)下的水解反應(yīng)，從而縮小了反應(yīng)罐體積并且避免了洗滌過程的中斷。

Croll Reynolds公司開發(fā)設(shè)計了一種連續(xù)分流塔式洗滌塔，可以在不破壞當(dāng)?shù)厮邩?biāo)準(zhǔn)的條件下滿足嚴(yán)格的環(huán)氧乙烷排放法規(guī)。該分流塔式洗滌塔采用并列的自動控制閥，可使塔高低于25 ft(1 ft=0.304 8 m)，而單塔式洗滌塔若要達到相同效果則需要40～45 ft的高度。該公司還發(fā)明了一種反應(yīng)器專有技術(shù)，可使不水解的液體與反應(yīng)產(chǎn)物間的返混達到最小化。

(以上由葉晶菁供稿)

(以上由葉晶菁供稿)

(以上由葉晶菁供稿)