高炉煤气的综合处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高炉煤气的综合处理装置及方法。该装置包括CO2膜分离单元、羰基硫变压吸附分离单元以及低温精馏单元，CO2膜分离单元设置有高炉煤气进口、二氧化碳富集气出口和非渗透气出口；羰基硫变压吸附分离单元设置有非渗透气进口、羰基硫富集气出口以及第一脱除气出口，非渗透气进口与非渗透气出口相连，羰基硫变压吸附分离单元用于对非渗透气中的羰基硫进行变压吸附分离；低温精馏单元设置有二氧化碳富集气进口、二氧化碳产品气出口、羰基硫产品气出口以及第二脱除气出口，二氧化碳富集气进口分别与二氧化碳富集气出口和羰基硫富集气出口相连。本发明专利技术可以有效脱除煤气中的羰基硫，改善二氧化碳富集程度，并提高高炉煤气的燃烧热值。

Comprehensive Processing Device and Method of Blast Furnace Gas

【技术实现步骤摘要】
高炉煤气的综合处理装置及方法
本专利技术涉及烟气处理
，具体而言，涉及一种高炉煤气的综合处理装置及方法。
技术介绍
高炉煤气作为许多工业生产的副产尾气，排放量巨大，其主要成分为CO、H2、CO2和N2，并含有少量羰基硫(COS)。其中CO2的浓度较高，影响了高炉煤气的燃烧热值，且不利于降低CO2排放。基于提高高炉煤气热值以及减少CO2排放的目的，通常需要对高炉煤气中的CO2进行分离捕集。同时，由于COS的存在，其能在高炉煤气燃烧时转化成SO2，使燃烧后的烟气中SO2排放超过大气污染控制标准。因此，也需要对高炉煤气中的COS进行分离脱除。常用的羰基硫脱除的方法包括水解法、催化氧化法以及吸附法。由于煤气中的COS含量较低，且存在较高浓度的CO2，这些方法的应用都受到显著的影响。高炉煤气中捕集CO2的方法目前主要为膜分离法，但是目前的膜分离法的分离效果有限。以上原因导致目前的高炉煤气处理工艺中存在以下缺陷：(1)羰基硫无法有效去除；(2)二氧化碳的富集程度低；(3)鉴于二氧化碳分离和羰基硫的脱除效果不佳，导致高炉煤气的燃烧热值较低，限制了其实际应用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种高炉煤气的综合处理装置及方法，以解决现有技术中处理高炉煤气时存在的以下问题：(1)羰基硫无法有效去除；(2)二氧化碳的富集程度低；(3)鉴于二氧化碳分离和羰基硫的脱除效果不佳，导致高炉煤气的燃烧热值较低，限制了其实际应用。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种高炉煤气的综合处理装置，其包括：CO2膜分离单元，设置有高炉煤气进口、二氧化碳富集气出口和非渗透气出口；羰基硫变压吸附分离单元，设置有非渗透气进口、羰基硫富集气出口以及第一脱除气出口，非渗透气进口与非渗透气出口相连，羰基硫变压吸附分离单元用于对非渗透气出口排出的非渗透气中的羰基硫进行变压吸附分离；以及低温精馏单元，设置有二氧化碳富集气进口、二氧化碳产品气出口、羰基硫产品气出口以及第二脱除气出口，二氧化碳富集气进口分别与二氧化碳富集气出口和羰基硫富集气出口相连。进一步地，装置还包括第一压缩单元，第一压缩单元设置在高炉煤气进口所在的进气管路上，用于对高炉煤气进行压缩。进一步地，装置还包括气体处理单元，气体处理单元设置在第一压缩单元与高炉煤气进口相连的管路上，用于去除压缩后的高炉煤气中的固体杂质和液体杂质。进一步地，气体处理单元包括依次串联设置的过滤器、冷却机和除雾器。进一步地，二氧化碳富集气进口与二氧化碳富集气出口通过二氧化碳富集气输送管路相连，羰基硫富集气出口与二氧化碳富集气输送管路相连。进一步地，装置还包括第二压缩单元，第二压缩单元设置在二氧化碳富集气输送管路上，且羰基硫富集气出口与二氧化碳富集气输送管路的连接处位于第二压缩单元的上游。进一步地，装置还包括压力能回收单元，压力能回收单元与第一脱除气出口相连。进一步地，压力能回收单元与第一脱除气出口通过脱除气输送主管相连，第二脱除气出口通过脱除气输送支管与脱除气输送主管相连。进一步地，装置还包括调节单元，调节单元设置在脱除气输送支管上，用于调节第二脱除气出口排出的气体的压力，以减小其与第一脱除气出口排出气体之间的压力差。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种高炉煤气的综合处理方法，其包括以下步骤：将高炉煤气进行CO2膜分离处理，得到二氧化碳富集气和非渗透气；对非渗透气进行羰基硫变压吸附分离，得到羰基硫富集气和第一脱除气；以及对二氧化碳富集气和羰基硫富集气的混合气进行低温精馏，得到二氧化碳产品气、羰基硫产品气和第二脱除气。进一步地，在进行羰基硫变压吸附分离的步骤中，采用的工艺条件如下：处理温度为绝压，吸附压力为绝压0.10～1.50MPa，吸附剂为分子筛、硅胶、活性炭及其改性吸附剂中的一种或多种。进一步地，低温精馏的步骤中，采用的工艺条件如下：处理温度为-70～0℃，处理压力为绝压1.5～10.0MPa。进一步地，在进行CO2膜分离处理的步骤之前，方法还包括对高炉煤气进行第一次压缩的步骤；优选地，第一次压缩的步骤中，使气体压力大于绝压0.10MPa。进一步地，第一次压缩的步骤之后，方法还包括去除压缩后的高炉煤气中的固体杂质和液体杂质的步骤；优选地，去除压缩后的高炉煤气中的固体杂质和液体杂质的步骤包括：对压缩后的高炉煤气依次进行过滤、冷却及除雾。进一步地，在进行低温精馏的步骤之前，方法还包括混合气进行第二次压缩的步骤；优选地，第二次压缩的步骤中，使气体压力大于绝压1.50MPa。进一步地，在得到第一脱除气的步骤之后，方法还包括回收第一脱除气的压力能的步骤；优选地，将第二脱除气与第一脱除气一起进行压力能回收。进一步地，在将第二脱除气与第一脱除气一起进行压力能回收的步骤之前，方法还包括调节第二脱除气的压力的步骤，优选调节第二脱除气的压力以减少其与第一脱除气之间的压力差。本专利技术提供了一种高炉煤气的综合处理装置，其包括CO2膜分离单元、羰基硫变压吸附分离单元以及低温精馏单元，CO2膜分离单元设置有高炉煤气进口、二氧化碳富集气出口和非渗透气出口；羰基硫变压吸附分离单元设置有非渗透气进口、羰基硫富集气出口以及第一脱除气出口，非渗透气进口与非渗透气出口相连，羰基硫变压吸附分离单元用于对非渗透气出口排出的非渗透气中的羰基硫进行变压吸附分离；低温精馏单元设置有二氧化碳富集气进口、二氧化碳产品气出口、羰基硫产品气出口以及第二脱除气出口，二氧化碳富集气进口分别与二氧化碳富集气出口和羰基硫富集气出口相连。利用本专利技术提供的装置处理高炉煤气，可以更有效地脱除煤气中的羰基硫，并改善二氧化碳的富集程度，也相应能够明显提高高炉煤气的燃烧热值。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术一种实施例的高炉煤气的综合处理装置示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、CO2膜分离单元；20、羰基硫变压吸附分离单元；30、低温精馏单元；40、第一压缩单元；50、气体处理单元；60、第二压缩单元；70、压力能回收单元；80、调节单元。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。正如
技术介绍
部分所描述的，现有技术中处理高炉煤气时存在的以下问题：(1)羰基硫无法有效去除；(2)二氧化碳的富集程度低；(3)鉴于二氧化碳分离和羰基硫的脱除效果不佳，导致高炉煤气的燃烧热值较低，限制了其实际应用。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种高炉煤气的综合处理装置，如图1所示，其包括CO2膜分离单元10、羰基硫变压吸附分离单元20及低温精馏单元30，CO2膜分离单元10设置有高炉煤气进口、二氧化碳富集气出口和非渗透气出口；羰基硫变压吸附分离单元20设置有非渗透气进口、羰基硫富集气出口以及第一脱除气出口，非渗透气进口与非渗透气出口相连，羰基硫变压吸附分离单元20用于对非渗透气出口排出的非渗透气中的羰基硫进行变压吸附分离；低温精馏单元30设置有二氧化碳富集气进口、二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高炉煤气的综合处理装置，其特征在于，包括：CO2膜分离单元(10)，设置有高炉煤气进口、二氧化碳富集气出口和非渗透气出口；羰基硫变压吸附分离单元(20)，设置有非渗透气进口、羰基硫富集气出口以及第一脱除气出口，所述非渗透气进口与所述非渗透气出口相连，所述羰基硫变压吸附分离单元(20)用于对所述非渗透气出口排出的非渗透气中的羰基硫进行变压吸附分离；以及低温精馏单元(30)，设置有二氧化碳富集气进口、二氧化碳产品气出口、羰基硫产品气出口以及第二脱除气出口，所述二氧化碳富集气进口分别与所述二氧化碳富集气出口和所述羰基硫富集气出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种高炉煤气的综合处理装置，其特征在于，包括：CO2膜分离单元(10)，设置有高炉煤气进口、二氧化碳富集气出口和非渗透气出口；羰基硫变压吸附分离单元(20)，设置有非渗透气进口、羰基硫富集气出口以及第一脱除气出口，所述非渗透气进口与所述非渗透气出口相连，所述羰基硫变压吸附分离单元(20)用于对所述非渗透气出口排出的非渗透气中的羰基硫进行变压吸附分离；以及低温精馏单元(30)，设置有二氧化碳富集气进口、二氧化碳产品气出口、羰基硫产品气出口以及第二脱除气出口，所述二氧化碳富集气进口分别与所述二氧化碳富集气出口和所述羰基硫富集气出口相连。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一压缩单元(40)，所述第一压缩单元(40)设置在所述高炉煤气进口所在的进气管路上，用于对所述高炉煤气进行压缩。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括气体处理单元(50)，所述气体处理单元(50)设置在所述第一压缩单元(40)与所述高炉煤气进口相连的管路上，用于去除压缩后的所述高炉煤气中的固体杂质和液体杂质。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述气体处理单元(50)包括依次串联设置的过滤器、冷却机和除雾器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述二氧化碳富集气进口与所述二氧化碳富集气出口通过二氧化碳富集气输送管路相连，所述羰基硫富集气出口与所述二氧化碳富集气输送管路相连。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二压缩单元(60)，所述第二压缩单元(60)设置在所述二氧化碳富集气输送管路上，且所述羰基硫富集气出口与所述二氧化碳富集气输送管路的连接处位于所述第二压缩单元(60)的上游。7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括压力能回收单元(70)，所述压力能回收单元(70)与所述第一脱除气出口相连。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述压力能回收单元(70)与所述第一脱除气出口通过脱除气输送主管相连，所述第二脱除气出口通过脱除气输送支管与所述脱除气输送主管相连。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括调节单元(80)，所述调节单元(80)设置在所述脱除气...

【专利技术属性】
技术研发人员：林千果，
申请(专利权)人：林千果，
类型：发明
国别省市：北京,11