提高高炉煤气燃烧热值的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种提高高炉煤气燃烧热值的装置及方法。该装置包括第一CO2膜分离单元和CO2变压吸附分离单元，第一CO2膜分离单元设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，第一CO2膜分离单元中设置有第一CO2选择性分离膜，且第一CO2选择性分离膜为第一聚合物分离膜；CO2变压吸附分离单元设置有第一非渗透气进口、第二二氧化碳富集气出口及二氧化碳脱除气出口，第一非渗透气进口与所述第一非渗透气出口相连，CO2变压吸附分离单元用于对非渗透气进行CO2变压吸附分离。本发明专利技术能有效分离煤气中的二氧化碳，尤其是分离其中的二氧化碳和氢气，既能更有效富集二氧化碳，又能明显提高高炉煤气的燃烧热值。

Device and Method for Increasing Calorific Value of Blast Furnace Gas Combustion

【技术实现步骤摘要】
提高高炉煤气燃烧热值的装置及方法
本专利技术涉及烟气处理
，具体而言，涉及一种提高高炉煤气燃烧热值的装置及方法。
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。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。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无法有效分离高炉烟气中的CO2和氢气。尤其是当煤气中的氢气浓度较高和CO2浓度较低时，存在着氢气富集程度低的问题，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提高高炉煤气燃烧热值的装置及方法，以解决现有技术中高炉煤气中的CO2和氢气分离困难，导致煤气的燃烧热值难以提高、二氧化碳富集程度低的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种提高高炉煤气燃烧热值的装置，其包括：第一CO2膜分离单元，设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，第一CO2膜分离单元中设置有第一CO2选择性分离膜，且第一CO2选择性分离膜为第一聚合物分离膜；CO2变压吸附分离单元，设置有第一非渗透气进口、第二二氧化碳富集气出口及二氧化碳脱除气出口，第一非渗透气进口与第一非渗透气出口相连，CO2变压吸附分离单元用于对第一非渗透气出口排出的非渗透气进行CO2变压吸附分离。进一步地，装置还包括第二CO2膜分离单元，第二CO2膜分离单元设置有第一二氧化碳富集气进口和CO2产品气出口，第一二氧化碳富集气进口与第一二氧化碳富集气出口相连，第二CO2膜分离单元中设置有第二CO2选择性分离膜，且第二CO2选择性分离膜为第二聚合物分离膜。进一步地，第一聚合物分离膜和第二聚合物分离膜上分别携带有极性基团。进一步地，第一非渗透气进口与第一非渗透气出口通过非渗透气输送管路相连，第二CO2膜分离单元还设置有第二非渗透气出口，第二非渗透气出口与非渗透气输送管路相连。进一步地，第一二氧化碳富集气进口与第一二氧化碳富集气出口通过二氧化碳富集气输送管路相连，且第二二氧化碳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，装置还包括第一气体处理单元，第一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，第一气体处理单元包括依次串联设置的第一冷却机、第一除雾器及第一过滤器。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，用于对第一二氧化碳富集气出口排出的二氧化碳富集气进行压缩。进一步地，第二二氧化碳富集气出口与第二压缩单元上游的二氧化碳富集气输送管路相连。进一步地，装置还包括第二气体处理单元，第二气体处理单元设置在第二压缩单元和第一二氧化碳富集气进口之间的二氧化碳富集气输送管路上，用于去除压缩后的二氧化碳富集气中的水分。进一步地，第二气体处理单元包括依次串联设置的第二冷却机、第二除雾器及第二过滤器，或者，第二气体处理单元为脱水装置。进一步地，装置还包括压力能回收单元，压力能回收单元与二氧化碳脱除气出口相连，用于回收二氧化碳脱除气出口排出的气体的压力能。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种提高高炉煤气燃烧热值的方法，其包括以下步骤：对高炉煤气进行第一次CO2膜分离处理，得到第一二氧化碳富集气和第一非渗透气；其中第一次CO2膜分离处理过程采用的第一CO2选择性分离膜为第一聚合物分离膜；以及对第一非渗透气进行二氧化碳变压吸附分离，得到第二二氧化碳富集气和二氧化碳脱除气。进一步地，在得到第一二氧化碳富集气的步骤之后，方法还包括对第一二氧化碳富集气进行第二次CO2膜分离处理的步骤，且第二次CO2膜分离处理过程采用的第二CO2选择性分离膜为第二聚合物分离膜；进一步地，在对第一二氧化碳富集气进行第二次CO2膜分离处理的步骤中，将第二二氧化碳富集气和第一二氧化碳富集气混合后形成的二氧化碳富集气进行第二次CO2膜分离处理。进一步地，第二次CO2膜分离处理过程中还得到了第二非渗透气，在二氧化碳变压吸附分离步骤中，将第二非渗透气和第一非渗透气一起进行二氧化碳变压吸附分离。进一步地，二氧化碳变压吸附分离的步骤中，工艺条件如下：处理温度为-10～160℃，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，在进行第一次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冷却、除雾及过滤。进一步地，在进行第二次CO2膜分离处理的步骤之前，方法还包括对二氧化碳富集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0.10MPa。进一步地，第二次压缩的步骤之后，方法还包括去除压缩后的二氧化碳富集气中水分的步骤；优选地，去除压缩后的二氧化碳富集气中水分的步骤包括：依次对压缩后的二氧化碳富集气进行冷却、除雾及过滤，或者，对压缩后的二氧化碳富集气进行脱水处理。进一步地，在得到二氧化碳脱除气后，方法还包括回收二氧化碳脱除气中的压力能的步骤。本专利技术提供了一种提高高炉煤气燃烧热值的装置，其包括第一CO2膜分离单元和CO2变压吸附分离单元，第一CO2膜分离单元设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，第一CO2膜分离单元中设置有第一CO2选择性分离膜，且第一CO2选择性分离膜为第一聚合物分离膜；CO2变压吸附分离单元设置有第一非渗透气进口、第二二氧化碳富集气出口及二氧化碳脱除气出口，第一非渗透气进口与所述第一非渗透气出口相连，CO2变压吸附分离单元用于对第一非渗透气出口排出的非渗透气进行CO2变压吸附分离。利用本专利技术上述装置处理高炉煤气，能够更有效地分离煤气中的二氧化碳，尤其是分离其中的二氧化碳和氢气，既能够更有效地富集二氧化碳，又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提高高炉煤气燃烧热值的装置示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、第一CO2膜分离单元；20、CO2变压吸附分离单元；30、第二CO2膜分离单元；40、第一压缩单元；50、第一气体处理单元；60、第二压缩单元；70、第二气体处理单元；80、压力能回收单元。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，现有技术中高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高高炉煤气燃烧热值的装置，其特征在于，包括：第一CO2膜分离单元(10)，设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，所述第一CO2膜分离单元(10)中设置有第一CO2选择性分离膜，且所述第一CO2选择性分离膜为第一聚合物分离膜；CO2变压吸附分离单元(20)，设置有第一非渗透气进口、第二二氧化碳富集气出口及二氧化碳脱除气出口，所述第一非渗透气进口与所述第一非渗透气出口相连，所述CO2变压吸附分离单元(20)用于对所述第一非渗透气出口排出的非渗透气进行CO2变压吸附分离。

【技术特征摘要】
1.一种提高高炉煤气燃烧热值的装置，其特征在于，包括：第一CO2膜分离单元(10)，设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，所述第一CO2膜分离单元(10)中设置有第一CO2选择性分离膜，且所述第一CO2选择性分离膜为第一聚合物分离膜；CO2变压吸附分离单元(20)，设置有第一非渗透气进口、第二二氧化碳富集气出口及二氧化碳脱除气出口，所述第一非渗透气进口与所述第一非渗透气出口相连，所述CO2变压吸附分离单元(20)用于对所述第一非渗透气出口排出的非渗透气进行CO2变压吸附分离。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二CO2膜分离单元(30)，所述第二CO2膜分离单元(30)设置有第一二氧化碳富集气进口和CO2产品气出口，所述第一二氧化碳富集气进口与所述第一二氧化碳富集气出口相连，所述第二CO2膜分离单元(30)中设置有第二CO2选择性分离膜，且所述第二CO2选择性分离膜为第二聚合物分离膜。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一聚合物分离膜和所述第二聚合物分离膜上分别携带有极性基团。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一非渗透气进口与所述第一非渗透气出口通过非渗透气输送管路相连，所述第二CO2膜分离单元(30)还设置有第二非渗透气出口，所述第二非渗透气出口与所述非渗透气输送管路相连。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一二氧化碳富集气进口与所述第一二氧化碳富集气出口通过二氧化碳富集气输送管路相连，且所述第二二氧化碳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1至5中任一项所述的装置，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。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一气体处理单元(50)，所述第一气体处理单元(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。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一气体处理单元(50)包括依次串联设置的第一冷却机、第一除雾器及第一过滤器。9.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，用于对所述第一二氧化碳富集气出口排出的二氧化碳富集气进行压缩。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二二氧化碳富集气出口与所述第二压缩单元(60)上游的所述二氧化碳富集气输送管路相连。11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二气体处理单元(70)，所述第二气体处理单元(70)设置在所述第二压缩单元(60)和所述第一二氧化碳富集气进口之间的所述二氧化碳富集气输送管路上，用于去除压缩后的所述二氧化碳富集气中的水分。12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二气体处理单元(70)包括依次串联设置的第二冷却机、第二除雾器及...

【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