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。该装置包括第一变压吸附分离单元、CO2膜分离单元及第二变压吸附分离单元，第一变压吸附分离单元设置有高炉煤气进口、第一脱除气出口和第一CO2和羰基硫富集气出口；CO2膜分离单元设置有第一CO2和羰基硫富集气进口、非渗透气出口及二氧化碳富集气出口，第一CO2和羰基硫富集气进口和第一CO2和羰基硫富集气出口相连；第二变压吸附分离单元设置有非渗透气进口、第二脱除气出口和第二CO2和羰基硫富集气出口，非渗透气进口和非渗透气出口相连。本发明专利技术可以更有效地脱除煤气中的羰基硫和二氧化碳，二氧化碳和氢气也能够有效分离，因而能明显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无法有效分离煤气中的CO2和H2。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)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，以解决现有技术中高炉煤气中的羰基硫无法有效去除、高炉煤气的燃烧热值较低的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种高炉煤气的综合处理装置，其包括：第一变压吸附分离单元，设置有高炉煤气进口、第一脱除气出口和第一CO2和羰基硫富集气出口，第一变压吸附分离单元用于对高炉煤气中的CO2和羰基硫进行变压吸附分离；CO2膜分离单元，设置有第一CO2和羰基硫富集气进口、非渗透气出口及二氧化碳富集气出口，第一CO2和羰基硫富集气进口和第一CO2和羰基硫富集气出口相连；以及第二变压吸附分离单元，设置有非渗透气进口、第二脱除气出口和第二CO2和羰基硫富集气出口，非渗透气进口和非渗透气出口相连，第二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CO2和羰基硫进行变压吸附分离。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，装置还包括第二压缩单元，第二压缩单元设置在第一CO2和羰基硫富集气进口和第一CO2和羰基硫富集气出口相连的管路上，用于对第一CO2和羰基硫富集气出口排出的CO2和羰基硫的富集气进行压缩。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二压缩单元和第一CO2和羰基硫富集气进口相连的管路上，用于去除压缩后的富集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第二冷却机、第二除雾器及第二过滤器。进一步地，装置还包括第一压力能回收装置，第一压力能回收装置通过第一输气管路与第一脱除气出口相连。进一步地，第二脱除气出口通过第二输气管路与第一输气管路相连。进一步地，装置还包括第二压力能回收装置，第二压力能回收装置设置在第二输气管路上。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：对高炉煤气进行第一次变压吸附分离，以分离高炉煤气中的CO2和羰基硫，得到第一脱除气和第一CO2和羰基硫富集气；将第一CO2和羰基硫富集气进行CO2膜分离处理，得到非渗透气和二氧化碳富集气；以及对非渗透气进行第二次变压吸附分离，以分离非渗透气中的CO2和羰基硫，得到第二脱除气和第二CO2和羰基硫富集气。进一步地，第一次变压吸附分离的步骤中，工艺条件如下：处理温度为-10～180℃，处理压力为绝压0.10～1.50MPa，吸附剂为分子筛、硅胶、活性炭中的一种或多种；第二次变压吸附分离步骤中，工艺条件如下：处理温度为-10～100℃，处理压力为绝压0.10～1.50MPa，吸附剂为分子筛、硅胶、活性炭、活性氧化铝中的一种或多种。进一步地，在进行第一次变压吸附分离的步骤之前，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，使气体压力为绝压0.10～1.50MPa。进一步地，在进行CO2膜分离处理的步骤之前，方法还包括对第一CO2和羰基硫富集气进行压缩的步骤；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第一CO2和羰基硫富集气中固体杂质和液体杂质的步骤；优选地，去除压缩后的第一CO2和羰基硫富集气中固体杂质和液体杂质的步骤包括：依次对压缩后的第一CO2和羰基硫富集气进行冷却、除雾及过滤。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，方法还包括对第二脱除气进行减压调节或压力能预回收的步骤，然后将经过减压调节或压力能预回收后的第二脱除气与第一脱除气一起进行压力能回收。本专利技术提供了一种高炉煤气的综合处理装置，其包括第一变压吸附分离单元、CO2膜分离单元及第二变压吸附分离单元，第一变压吸附分离单元设置有高炉煤气进口、第一脱除气出口和第一CO2和羰基硫富集气出口，第一变压吸附单元用于对高炉煤气中的CO2和羰基硫进行变压吸附分离；CO2膜分离单元设置有第一CO2和羰基硫富集气进口、非渗透气出口及二氧化碳富集气出口，第一CO2和羰基硫富集气进口和第一CO2和羰基硫富集气出口相连；第二变压吸附分离单元设置有非渗透气进口、第二脱除气出口和第二CO2和羰基硫富集气出口，非渗透气进口和非渗透气出口相连，第二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CO2和羰基硫进行变压吸附分离。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和二氧化碳，二氧化碳和氢气也能够有效分离，这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、第一变压吸附分离单元；20、CO2膜分离单元；30、第二变压吸附分离单元；40、第一压缩单元；50、第二压缩单元；60、气体处理单元；70、第一压力能回收装置；80、第二压力能回收装置。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，现有技术中高炉煤气中的羰基硫无法有效去除，且高炉煤气的燃烧热值较低。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，其包括第一变压吸附分离单元10、CO2膜分离单元20及第二变压吸附分离单元30，第一变压吸附分离单元10设置有高炉煤气进口、第一脱除气出口和第一CO2和羰基硫富集气出口，第一变压吸附分离单元10用于对高炉煤气中的CO2和羰基硫进行变压吸附分离；CO2膜分离单元20设置有第一CO2和羰基硫富集气进口、非渗透气出口及二氧化碳富集气出口，第一CO2和羰基硫本文档来自技高网...

【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：第一变压吸附分离单元(10)，设置有高炉煤气进口、第一脱除气出口和第一CO2和羰基硫富集气出口，所述第一变压吸附分离单元(10)用于对高炉煤气中的CO2和羰基硫进行变压吸附分离；CO2膜分离单元(20)，设置有第一CO2和羰基硫富集气进口、非渗透气出口及二氧化碳富集气出口，所述第一CO2和羰基硫富集气进口和所述第一CO2和羰基硫富集气出口相连；以及第二变压吸附分离单元(30)，设置有非渗透气进口、第二脱除气出口和第二CO2和羰基硫富集气出口，所述非渗透气进口和所述非渗透气出口相连，所述第二变压吸附分离单元(30)用于对所述非渗透气出口排出的非渗透气中的CO2和羰基硫进行变压吸附分离。

【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：第一变压吸附分离单元(10)，设置有高炉煤气进口、第一脱除气出口和第一CO2和羰基硫富集气出口，所述第一变压吸附分离单元(10)用于对高炉煤气中的CO2和羰基硫进行变压吸附分离；CO2膜分离单元(20)，设置有第一CO2和羰基硫富集气进口、非渗透气出口及二氧化碳富集气出口，所述第一CO2和羰基硫富集气进口和所述第一CO2和羰基硫富集气出口相连；以及第二变压吸附分离单元(30)，设置有非渗透气进口、第二脱除气出口和第二CO2和羰基硫富集气出口，所述非渗透气进口和所述非渗透气出口相连，所述第二变压吸附分离单元(30)用于对所述非渗透气出口排出的非渗透气中的CO2和羰基硫进行变压吸附分离。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1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二压缩单元(50)，所述第二压缩单元(50)设置在所述第一CO2和羰基硫富集气进口和所述第一CO2和羰基硫富集气出口相连的管路上，用于对所述第一CO2和羰基硫富集气出口排出的CO2和羰基硫的富集气进行压缩。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括气体处理单元(60)，所述气体处理单元(60)设置在所述第二压缩单元(50)和所述第一CO2和羰基硫富集气进口相连的管路上，用于去除压缩后的所述富集气中的固体杂质和液体杂质。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述气体处理单元(60)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。6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一压力能回收装置(70)，所述第一压力能回收装置(70)通过第一输气管路与所述第一脱除气出口相连。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二脱除气出口通过第二输气管路与所述第一输气管路相连。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二压力能回收装置(80)，所述第二压力能回收装置(80)设置在所述第二输气管路上。9.一种高炉煤气的综合处理方法，其特征在于，所述方法包括以...

【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