一种高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法，包括：a、将高温炉排出的尾气通入外周设有冷却装置的固气分离装置中，尾气中的杂质气体因骤冷固化而被除去，将固化的杂质气体回收；b、将除去杂质气体的尾气通入到氮气收集系统中，回收尾气中的氮气，分离出渗透气体；c、将渗透气体通入分离系统进行精馏分离。该高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法将高温炉尾气进行分离回收，对于不同组分的气体分别回收，得到的气体纯度高。利用尾气各组分的相变温度不同，分离尾气，不仅分离效果好，可得到纯度较高的尾气各组分，而且经济环保，具有实用推广价值。

An Argon-containing Tail Gas Treatment Method for Dry Graphite Production in High Temperature Furnace

The invention discloses an argon-containing tail gas treatment method for graphite production by high-temperature furnace dry process, which includes: a. the tail gas discharged from high-temperature furnace is fed into a solid-gas separation device with a cooling device peripherally, the impurity gas in the tail gas is removed by quenching solidification, and the solidified impurity gas is recovered; B. the tail gas discharged from the high-temperature furnace is fed into the nitrogen gas collection system to recover the tail gas. Nitrogen is used to separate the permeable gas; C. The permeable gas is introduced into the separation system for distillation separation. The argon-containing tail gas treatment method for graphite production by high-temperature furnace dry process separates and recovers the tail gas of high-temperature furnace, and recovers the gases of different components separately, resulting in high purity of the gas. Using the different phase transition temperatures of each component of the tail gas, the separation of the tail gas is not only effective, but also economical and environmentally friendly, and has practical popularization value.

【技术实现步骤摘要】
一种高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法
本专利技术涉及环境保护领域，尤其涉及一种高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法。
技术介绍
目前，国内外合成金刚石企业其原料石墨的纯化均为干法生产，所用设备大多是高温炉，且炉内工作温度一般在2800℃以上，由于石墨耐氧化性差，尤其是高温下更易氧化为二氧化碳而挥发，故高温下对石墨提纯时必须在绝氧、有惰性气体的环境中进行，以确保石墨有较高的产率和回收率，随着石墨产品的回收同时也伴随着杂质气体以及惰性气体的排出，一般杂质气体排出炉体后经冷却即可固化，由固气分离装置进行收集，而惰性气体和其它气体则可直接排入大气亦可回收再利用。干法生产金刚石惰性气体则以充氩气者为最多，其次为氮气，由于大多数金刚石原料生产高温炉在提纯石墨时，炉内环境是绝氧且有惰性气体的，理论上炉体排出的尾气应为纯惰性气体，但实际上，由于原料、工艺的变化以及炉子上各阀门的密封效果不佳等原因，使得高温炉排放的尾气成分较为复杂，故此时在对尾气处理时除考虑氩、氮气外，还应考虑氧及氧化碳的问题。目前，干法生产金刚石的尾气处理方面耗费成本较高，然而收集得到的惰性气体中掺杂有氧、二氧化碳以及其它杂质气体。因此，提供一种结构合理、降低尾气处理成本、提高收集得到的惰性气体纯度、去除其中对环境造成污染的杂质气体的高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法是本领域需要解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种成本低，对环境友好、高效、结构新颖、设计合理、符合国情、具有实用推广价值的高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法，包括：a、将高温炉排出的尾气通入外周设有冷却装置的固气分离装置中，尾气中的杂质气体因骤冷固化而被除去，将固化的杂质气体回收；b、将除去杂质气体的尾气通入到氮气收集系统中，回收尾气中的氮气，分离出渗透气体；c、将渗透气体通入分离系统进行精馏分离。可选择地，步骤b中，将除去杂质气体的尾气通入到氮气收集系统进行分离回收的具体步骤为：将步骤a中除杂后的尾气通过分子筛膜床吸附氮气，其余气体透过分子筛膜床，得到含氩、氧的渗透气体。可选择地，步骤b中，还包括以下步骤：当分子筛膜床吸附的氮气接近饱和时，停止供应尾气，并降低分子筛膜床内的压力降低为0.1～0.3个标准大气压，使吸附于分子筛膜床上的氮气解吸，回收得到氮气，当分子筛膜床内的氮气解吸完成后，将分子筛膜床内的压力重新升为标准大气压，继续向分子筛膜床供应尾气。其中，步骤c中含氩、氧的气体进行精馏分离的具体步骤为：c1、将含氩、氧的渗透气体通过透平压缩机进行冷却压缩；c2、将冷却压缩后的渗透气体通入除杂交换器去除渗透气体中的氧化碳；c3、再将除杂后的渗透气体通入分馏塔内进行精馏，由于渗透气体各组分的沸点不同而被分离，最后从上塔顶部得到纯化的氮气，从上塔底部得到纯化的氩气，从下塔底部得到纯化的氧气。可选择地，步骤c1中透平压缩机将含氩、氧的渗透气体压缩到压力为0.3-0.7兆帕、冷却到温度为295-305K。可选择地，步骤c中进一步包括步骤c2之后，步骤c3之前的步骤：将除杂后的渗透气体通入透平膨胀机中进行二次冷却，再次进入除杂交换器，通过除杂交换器进入分馏塔。其中，透平膨胀机中将除杂后的渗透气体二次冷却至温度为98～101K。可选择地，步骤a中，将固化的杂质气体通过固气分离装置底部的卸料器进行回收。可选择地，在步骤a之后，步骤b之前，还包括以下步骤：将固气分离装置输出的尾气进行过滤，滤除其中未沉降的固体杂质。作为本专利技术的一个优选方案，一种高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法，包括以下步骤：a、将高温炉排出的尾气通入外周设有冷却装置的固气分离装置中，尾气中的杂质气体因骤冷固化而被除去，将固化的杂质气体通过固气分离装置底部的卸料器进行回收。b、将固气分离装置输出的尾气进行过滤，滤除其中未沉降的固体杂质。c、将除去杂质气体的尾气通入到氮气收集系统中，通过分子筛膜床吸附氮气，其余气体透过分子筛膜床，得到含氩、氧的渗透气体。其中，当分子筛膜床吸附的氮气接近饱和时，停止向分子筛膜床供应尾气，并降低分子筛膜床内的压力降低为0.1～0.3个标准大气压，使吸附于分子筛膜床上的氮气解吸，回收得到氮气，当分子筛膜床内的氮气解吸完成后，将分子筛膜床内的压力重新升为标准大气压，继续向分子筛膜床供应尾气。d、将渗透气体通入分离系统进行精馏分离：d1、将含氩、氧的渗透气体通过透平压缩机进行冷却压缩，将含氩、氧的渗透气体压缩到压力为0.3-0.7兆帕、冷却到温度为295-305K。d2、将冷却压缩后的渗透气体通入除杂交换器去除渗透气体中的氧化碳。d3将除杂后的渗透气体通入透平膨胀机中二次冷却至温度为98～101k，再次将渗透气体通入除杂交换器。d4、再将除杂交换器中渗透气体通入分馏塔内进行精馏，由于渗透气体各组分的沸点不同而被分离，最后从上塔顶部得到纯化的氮气，从上塔底部得到纯化的氩气，从下塔底部得到纯化的氧气。本专利技术的有益效果为：本专利技术的高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法将高温炉尾气进行分离回收，防止尾气直接排放到空气中污染环境；利用该方法分离尾气的效果好。对于不同组分的气体分别回收，得到的气体纯度高。将这些气体回收再利用可减少资源与能源浪费。利用尾气各组分的相变温度不同，分离尾气，不仅分离效果好，可得到纯度较高的尾气各组分，而且经济环保，具有实用推广价值。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征向量可以相互任意组合。一种高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法，包括：a、将高温炉排出的尾气通入外周设有冷却装置的固气分离装置中，尾气中的杂质气体因骤冷固化而被除去，将固化的杂质气体回收。b、将步骤a中除杂后的尾气通过分子筛膜床吸附氮气，其余气体透过分子筛膜床，得到含氩、氧的渗透气体。其中，当分子筛膜床吸附的氮气接近饱和时，停止供应尾气，并降低分子筛膜床内的压力降低为0.1～0.3个标准大气压，使吸附于分子筛膜床上的氮气解吸，回收得到氮气。当分子筛膜床内的氮气解吸完成后，将分子筛膜床内的压力重新升为标准大气压，继续向分子筛膜床供应尾气。c、将渗透气体通入分离系统进行精馏分离，具体步骤包括：c1、将含氩、氧的渗透气体通过透平压缩机进行冷却压缩；c2、将冷却压缩后的渗透气体通入除杂交换器去除渗透气体中的氧化碳；c3、再将除杂后的渗透气体通入分馏塔内进行精馏，由于渗透气体各组分的沸点不同而被分离，最后从上塔顶部得到纯化的氮气，从上塔底部得到纯化的氩气，从下塔底部得到纯化的氧气。其中，步骤c1中透平压缩机将含氩、氧的渗透气体压缩到压力为0.3-0.7兆帕、冷却到温度为295-305K。例如，在实际操作过程中，可以选择将含氩、氧的渗透气体压缩到压力为0.3兆帕、0.4兆帕、0.5兆帕、0.6兆帕或0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法，其特征在于，包括：a、将高温炉排出的尾气通入外周设有冷却装置的固气分离装置中，尾气中的杂质气体因骤冷固化而被除去，将固化的杂质气体回收；b、将除去杂质气体的尾气通入到氮气收集系统中，回收尾气中的氮气，分离出渗透气体；c、将渗透气体通入分离系统进行精馏分离。

【技术特征摘要】
1.一种高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法，其特征在于，包括：a、将高温炉排出的尾气通入外周设有冷却装置的固气分离装置中，尾气中的杂质气体因骤冷固化而被除去，将固化的杂质气体回收；b、将除去杂质气体的尾气通入到氮气收集系统中，回收尾气中的氮气，分离出渗透气体；c、将渗透气体通入分离系统进行精馏分离。2.如权利要求1所述的高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法，其特征在于，所述步骤b中，将除去杂质气体的尾气通入到氮气收集系统进行分离回收的具体步骤为：将步骤a中除杂后的尾气通过分子筛膜床吸附氮气，其余气体透过分子筛膜床，得到含氩、氧的渗透气体。3.如权利要求2所述的高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：当分子筛膜床吸附的氮气接近饱和时，停止供应尾气，并降低分子筛膜床内的压力降低为0.1～0.3个标准大气压，使吸附于分子筛膜床上的氮气解吸，回收得到氮气，当分子筛膜床内的氮气解吸完成后，将分子筛膜床内的压力重新升为标准大气压，继续向分子筛膜床供应尾气。4.如权利要求1所述的高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法，其特征在于，所述步骤c中含氩、氧的气体进行精馏分离的具体步骤为：c1、将含氩、氧的渗透气体通过透平压缩机进行冷却压缩；c2、将冷却压缩后的渗透气体通入除杂交换器去除渗透气体中的氧化碳；c3、再将除杂后的渗透气体通入分馏塔内进行精馏，由于渗透气体各组分的沸点不同而被分离，最后从上塔顶部得到纯化的氮气，从上塔底部得到纯化的氩气，从下塔底部得到纯化的氧气。5.如权利要求4所述的高温炉干法生产金刚石的含氩尾气处理方法，其特征在于，所述步骤c1中透平压缩机将含氩、氧的渗透气体压缩到压力为0.3-0.7兆帕、冷却到温度为295-305K。6.如权利要求4所述的高温炉干法生产石墨的含氩尾气处理方法，其特征在于，步骤c中进一步包括步骤c2之后，步骤c3之前的步骤：将除杂后的渗透气体通入透平膨胀机中进行二次冷却，再次进入除杂交换器，通过除杂交换器进...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙飞，田金星，罗立群，
申请(专利权)人：辽宁新瑞碳材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21