[发明专利]变压吸附提纯高炉煤气的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及高炉煤气提纯领域，具体而言，涉及一种变压吸附提纯高炉煤气的方法及其系统。

背景技术

在现有技术的工艺流程中，在用变压吸附的方式进行高炉煤气提纯的过程中，提纯工艺要求进入一氧化碳吸附塔的原料煤气的温度需要达到80℃左右，而原料煤气是经过精脱硫之后进入脱氧塔再进行脱氧处理，原料煤气在经脱硫、脱氧处理工艺之后的温度为60℃～65℃，因此需经蒸汽加热后才能达到需要的温度(80℃左右)，并且用来加热高炉煤气的蒸汽用量较大，需要用2吨/小时。

发明内容

本发明旨在提供一种变压吸附提纯高炉煤气的方法及其系统，以解决现有技术的在高炉煤气的提纯过程中需要使用大量蒸汽来加热煤气的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种变压吸附提纯高炉煤气的方法，包括以下步骤：步骤S1：将高炉煤气进行脱硫处理，使高炉煤气转化为脱硫煤气；步骤S2：向脱硫煤气中通入含氧气体，通过氧化反应对脱硫煤气进行脱氧处理，获得脱氧煤气，同时使脱氧煤气的温度升高至预定温度区间的范围内；步骤S3：将脱氧煤气进行吸附提纯。

进一步地，在步骤S2中，将脱硫煤气与含氧气体混合，使脱硫煤气转化为富氧煤气，然后将富氧煤气进行脱氧处理，使富氧煤气转化为脱氧煤气。

进一步地，在步骤S2中，包括对含氧气体中的氧气含量的计量步骤S2-1。

进一步地，在步骤S2中，混合入富氧煤气的含氧气体的氧气量占富氧煤气总量的比例为0.15～0.20％。

进一步地，预定温度区间为[A，B]，在步骤S2完成之后，对脱氧煤气的温度值x进行温度检测；当A≤x≤B时，进行步骤S3；当x＜A时，对脱氧煤气进行第二次加热处理，使得A≤x≤B，然后进行步骤S3；当x＞B时，对脱氧煤气进行降温处理，使得A≤x≤B，然后进行步骤S3。

根据本发明的另一方面，提供了一种变压吸附提纯高炉煤气的系统，包括顺次连接的精脱硫塔、脱氧塔和用于提纯高炉煤气的吸附塔，变压吸附提纯高炉煤气的系统还包括：加氧支路，加氧支路与脱氧塔的进气口连通。

进一步地，加氧支路包括气泵和主加氧管线，主加氧管线上设置有控制阀组，气泵设置在主加氧管线的进气端，主加氧管线的出气端与脱氧塔的进气口连通。

进一步地，控制阀组包括沿主加氧管线上的输送含氧气体的方向上依次设置有第一截止阀、调节阀和第二截止阀。

进一步地，加氧支路还包括辅助加氧管线，辅助加氧管线的第一端连接于控制阀组和气泵之间，辅助加氧管线的第二端连接于控制阀组和主加氧管线的出气端之间。

进一步地，辅助加氧管线上安装有辅助控制阀。

进一步地，加氧支路还包括止回阀。

进一步地，变压吸附提纯高炉煤气的系统还包括氧分析仪，氧分析仪与脱氧塔的进气口连通。

进一步地，变压吸附提纯高炉煤气的系统还包括温度传感器、换热器和控制单元，温度传感器用于测量脱氧塔的出口气体的温度，换热器设置在脱氧塔的出气口与吸附塔之间；控制单元与温度传感器通讯连接，控制单元与换热器通讯连接以控制换热器的工作状态。

进一步地，控制单元还与氧分析仪通讯连接，并控制加氧支路的工作状态。

应用本发明的技术方案，该变压吸附提纯高炉煤气的方法首先将收集到的高炉煤气进行脱硫处理，使得高炉煤气转化为脱硫煤气，使得最终提纯得到的煤气中的硫含量减少甚至没有，从而在燃烧提纯后的煤气时减小对空气的污染；然后向脱硫煤气中通入含氧气体，使含氧气体与脱硫煤气混合，从而得到富氧煤气；当富氧煤气进入脱氧塔中进行脱氧处理的时候，利用CO+O₂→CO₂反应放热的原理，使富氧煤气的氧气被反应而去除掉，同时也将脱氧后的煤气加热，使得脱氧后的煤气升温至预定的温度区间范围内，以达到吸附提出煤气的温度要求；然后对脱氧并加热升温后的煤气进行吸附提纯，得到提纯煤气产品。应用本发明的技术方案，不再利用蒸汽对高炉煤气进行加热升温，而是应用高炉煤气中的化学反应的过程中放热，从而将高炉煤气加热升温，减少了蒸汽的使用量，而且使用价格便宜的含氧气体(空气)中的氧气与高炉煤气中的CO反应就能达到加热升温的目的，大大节约了提纯高炉煤气的成本。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的变压吸附提纯高炉煤气的系统的实施例的结构示意简图。