高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法和装置，涉及高炉煤气解析气回收再利用技术领域；本发明专利技术通过控制温度或者温度和压力，将脱水后的高炉煤气解析气中的CO2和COS深冷液化，经过气液分离后，利用沸点不同，把留下的液体部分即CO2和COS蒸馏分离，再将分离出的CO2气体抽取供给深冷液化环节作为制冷剂回收利用；脱水后气体管、深冷液化装置、气液分离装置、回收液体管、低温蒸馏分离塔依次连通；低温蒸馏分离塔位于物料液面上方任意处设有抽气孔与深冷液化装置的制冷剂进口端间通过冷却二氧化碳气体管连通；本发明专利技术简单合理，回收产物价值较高，合理利用了分离出的CO2作为制冷剂用于深冷液化，利于能源和资源的有效利用。的有效利用。的有效利用。

【技术实现步骤摘要】
高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法和装置


[0001]本专利技术涉及高炉煤气解析气回收再利用
，具体为高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法和装置。

技术介绍

[0002]针对钢铁企业副产高炉煤气燃烧后SO2超标的问题，部分企业开始采用高炉煤气源头精脱硫方法，具体脱硫方法主要包括干法和湿法脱硫两大类。其中，高炉煤气干法脱硫，主要是利用吸附剂吸附煤气中的硫，在吸附材料吸附饱和后，再生解析气可采用热煤气，脱附出吸附的硫化物，完成吸附材料再生，满足多次重复使用需要。
[0003]某高炉煤气干法脱硫项目，经现场实测，高炉煤气解析气中，H2O占比1％，N2占比58％，O2占比1％，CO占比18％，CO2占比20％，COS占比2％。温度约为220℃。
[0004]针对解吸附出来的高炉煤气解析气，处理方法是通过管道输送到烧结用户进行燃烧，利用烧结烟气现有处理装置，满足达标排放的要求；第二种处理方法是设置熔硫釜等装置，制取硫磺，但制取的硫磺纯度不高；这两种处理方法均不能有效提高高炉煤气解析气附加利用价值，若是经过冷凝与气液分离脱去其中1％左右的水后，可以将高炉煤气解析气中的高附加值的工业气体CO2和COS分离出来利用或出售，则是一举多得的方法，但是现有技术中没有专门用于高炉煤气解析气CO2和COS分离的装置，如果简单地叠加高效分离设备又会造成能源或资源的浪费，分离结果可能得不偿失。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法和装置，以减少高炉煤气解析气的分离过程中能源或资源的浪费。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法，包括以下具体内容：通过控制温度或者温度和压力，将脱水后的高炉煤气解析气中的CO2和COS深冷液化，经过气液分离后，利用沸点不同，把留下的液体部分即CO2和COS蒸馏分离，再将分离出的CO2气体抽取供给深冷液化环节作为制冷剂回收利用。
[0007]优选的，气液分离后，将气体部分回送至煤气系统回收利用。
[0008]本专利技术提供的另一种技术方案：高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法和装置，包括脱水后气体管，其出气端连接至深冷液化装置的进料端，深冷液化装置的出料端连接至气液分离装置的进料端；气液分离装置的上端设有出气口并连接有回收气体管，下端设有出液口并连接有回收液体管，其中回收液体管连接至低温蒸馏分离塔的进料端；低温蒸馏分离塔位于物料液面上方任意处设有抽气孔，用于抽取分离后气体，抽气孔与深冷液化装置的制冷剂进口端间通过冷却二氧化碳气体管连通。
[0009]优选的，低温蒸馏分离塔还开设有气体产物出口和液体产物出口，分别用于收集二氧化碳产物和羰基硫产物。
[0010]优选的，低温蒸馏分离塔还设置有制冷设备，用于提供蒸馏分离工作温度。
[0011]优选的，制冷设备为增压膨胀机。
[0012]优选的，冷却二氧化碳气体管上设置有抽气泵，用于抽取低温蒸馏分离塔中的气体。
[0013]优选的，深冷液化装置的内部压力高于1atm，冷却温度为
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50℃～
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85℃，用于将CO2和COS液化。
[0014]优选的，回收气体管连接至煤气管网用于回收利用。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]该高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法和装置，步骤简单，结构合理，通过深冷液化、气液分离、蒸馏分离即可从高炉煤气解析气中分别分离出高附加值的CO2和COS，并且还能回收利用剩余的CO、N2和O2，在此过程中，该高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法和装置还合理利用了分离出的CO2作为制冷剂用于深冷液化，使得能源和资源得到了更好的利用。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的结构示意图。
[0018]图中：1、脱水后气体管；2、回收气体管；3、回收液体管；4、冷却二氧化碳气体管；5、深冷液化装置；6、气液分离装置；7、低温蒸馏分离塔；8、制冷设备。
具体实施方式
[0019]高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法，包括以下具体内容：通过控制温度或者温度和压力，将脱水后的高炉煤气解析气中的CO2和COS深冷液化，经过气液分离后，利用沸点不同，把留下的液体部分即CO2和COS蒸馏分离，再将分离出的CO2气体抽取供给深冷液化环节作为制冷剂回收利用；而气液分离后，由于剩余气体中的主要成分为CO、N2和O2，还可以将其作为高热值煤气回送至煤气系统回收利用。
[0020]为了实现上述方法，可以采用以下结构：高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的装置，如图1所示，包括脱水后气体管1，其出气端连接至深冷液化装置5的进料端，深冷液化装置5的出料端连接至气液分离装置6的进料端；气液分离装置6的上端设有出气口并连接有回收气体管2，下端设有出液口并连接有回收液体管3，其中回收液体管3连接至低温蒸馏分离塔7的进料端；低温蒸馏分离塔7位于物料液面上方任意处设有抽气孔，用于抽取分离后气体，抽气孔与深冷液化装置5的制冷剂进口端间通过冷却二氧化碳气体管4连通。
[0021]除了抽气孔外，低温蒸馏分离塔7还开设有气体产物出口和液体产物出口，分别用于收集二氧化碳产物和羰基硫产物，一般气体产物出口开设于上部，液体产物出口开设于下部。
[0022]低温蒸馏分离塔7一般设置有制冷设备8，用于提供蒸馏分离工作温度；可选的，制冷设备8可以采用增压膨胀机。
[0023]另外，可以再冷却二氧化碳气体管4上设置有抽气泵，用于抽取低温蒸馏分离塔7中的气体。
[0024]深冷液化装置5采用了制冷剂制冷的深冷设备，在正常大气压下，需要冷却至
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80～
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85℃，因为该温度下CO2和COS均会液化，但CO、N2和O2仍为气体，即可进行气液分离，而市
面可买到的深冷液化设备通常带有加压功能，相对于单纯降温，同时通过压力和温度的控制实现液化分离更为省时和省能耗，当进一步采用这种常见设备时，在较优的实施方式中，深冷液化装置5内部压力高于1atm，冷却温度为
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50℃～
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85℃之间，只要实现CO2和COS液化即可；而回收气体管2可进一步连接至煤气管网，其中的主要成分为CO、N2和O2，可作为高热值煤气回收利用。
[0025]此外，低温蒸馏分离塔7宜采用减压蒸馏，通过控制塔内压力和温度，利用CO2和COS的沸点不同(常压下CO2沸点为
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78.5℃，COS沸点为
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50℃)，对CO2和COS进行分离；分离后可获得较高纯度的CO2和COS，进行储存利用或外销。由于采用减压蒸馏，一般在
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50℃～
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85℃之间即可完成CO2和COS的分离，因此上述抽气孔的出气温度也基本可以满足深冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法，其特征在于，包括以下具体内容：通过控制温度或者温度和压力，将脱水后的高炉煤气解析气中的CO2和COS深冷液化，经过气液分离后，利用沸点不同，把留下的液体部分即CO2和COS蒸馏分离，再将分离出的CO2气体抽取供给深冷液化环节作为制冷剂回收利用。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述气液分离后，将气体部分回送至煤气系统回收利用。3.用于实现权利要求1或2所述的高炉煤气解析气后端精馏分离CO2和COS的方法的装置，其特征在于：包括脱水后气体管(1)，其出气端连接至深冷液化装置(5)的进料端，深冷液化装置(5)的出料端连接至气液分离装置(6)的进料端；气液分离装置(6)的上端设有出气口并连接有回收气体管(2)，下端设有出液口并连接有回收液体管(3)，其中回收液体管(3)连接至低温蒸馏分离塔(7)的进料端；低温蒸馏分离塔(7)位于物料液面上方任意处设有抽气孔，用于抽取分离后气体，抽气孔与深冷液化装置(5)的制冷剂进口端间通过冷却二氧化碳气体管(4)连通。4.根据权利要求3所述的高炉煤气解析气后端精馏分...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨猛，洪云川，龙志峰，刘向朋，
申请(专利权)人：中冶华天南京工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：