提高高炉煤气燃烧热值的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种提高高炉煤气燃烧热值的装置。该装置包括第一CO

A device for increasing the combustion calorific value of blast furnace gas

【技术实现步骤摘要】
提高高炉煤气燃烧热值的装置
本技术涉及烟气处理
，具体而言，涉及一种提高高炉煤气燃烧热值的装置。
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，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。本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技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本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。为了解决上述问题，本技术提供了一种提高高炉煤气燃烧热值的装置，如图1所示，其包括第一CO2膜分离单元10和CO2变压吸附分离单元20，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，第一CO2膜分离单元10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，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20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。不同于传统的膜分离法，本技术采用了膜分离和变压吸附分离相结合的装置处理高炉煤气。具体地：利用第一CO2膜分离单元10可以首先对高炉煤气进行CO2膜分离处理，因碳捕集需要的烟气量巨大，利用第一CO2膜分离单元10有利于减少占地，并简化处理工艺。由于CO2的临界温度远高于H2，导致CO2的冷凝性要比H2强，基于该原理，本技术中的第一CO2膜分离单元10中采用了第一聚合物分离膜，CO2在聚合物分离膜中的溶解性要强于H2。在第一CO2膜分离单元10的处理下，烟气中的大部分CO2通过分离膜形成第一二氧化碳富集气从第一二氧化碳富集气出口排出，CO、H2、N2和少量的CO2则组成第一高压非渗透气排出。其次，利用CO2变压吸附分离单元20可以对第一高压非渗透气中的二氧化碳进行变压吸附分离，从而进一步分离其中的CO2和H2。CO2变压吸附分离单元20是基于平衡吸附的原理，即依靠变压条件下吸附剂对于CO2和氢气、CO、氮气吸附性的强弱达到分离CO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：/n第一CO

【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(...

【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：新型
国别省市：北京;11