[發明專利]一種回收利用高爐煤氣的方法

無效

• 申請號: 201010242294.0
• 申請日: 2010-08-02
• 公開（公告）號: CN101892334A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 張志祥;張玉才;楊憲禮;吳恒奎;安豐森;劉建勛
• 申請（專利權）人: 黑龍江建龍鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21B5/06
• 分類號: C21B5/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及一種高爐煤氣的回收利用方法。

背景技術

在鋼鐵企業中，高爐煤氣為煉鐵過程中產生的副產品，主要成分為：CO，CO₂，N₂、H₂等，其中可燃成分CO含量約占27％左右，H₂的含量約占2.7％左右，CO₂、N₂的含量分別占15％、55％，CH₄約占0.3％左右，熱值較低。現代的煉鐵生產普遍采用大容積、高風溫、高冶煉強度、高噴煤粉量的生產工藝，采用這些先進的生產工藝提高了勞動生產率并降低能耗，但所產的高爐煤氣熱值更低，增加了利用難度。高爐煤氣中的CO₂、N₂既不參與燃燒產生熱量，也不能助燃，相反，還吸收大量的燃燒過程中產生的熱量，導致高爐煤氣的理論燃燒溫度偏低。高爐煤氣的著火點并不高，似乎不存在著火的障礙，但在實際燃燒過程中，受各種因素的影響，混合氣體的溫度必須遠大于著火點，才能確保燃燒的穩定性。高爐煤氣的理論燃燒溫度低，參與燃燒的高爐煤氣的量很大，導致混合氣體的升溫速度很慢，溫度不高，燃燒穩定性不好。而目前鋼鐵企業中，對高爐煤氣的利用主要有點燃排放、燃料補充熱能或燃燒發電，以上利用方式均沒有充分發揮高爐煤氣的組成和化學性質的優勢，其附加值低、效果差。即造成了資源的浪費，又造成了企業綜合競爭能力的下降。

同時鋼鐵企業為了能夠得到生產中需要的氮氣，只能將空氣進行壓縮分離，制取氮氣，從節能減碳和經濟效益方面考慮，均有待探討。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有高爐煤氣的回收利用方法不能充分發揮高爐煤氣的組成和化學性質的優勢，使得高爐煤氣的附加值低、利用效果差的問題，本發明提供了一種回收利用高爐煤氣的方法。

本發明一種回收利用高爐煤氣的方法，是通過以下步驟實現的：一、將高爐煤氣通入氣柜，然后將氣柜中的高爐煤氣壓縮至壓力為0.01～0.1MPa，然后將高爐煤氣通入變溫吸附系統(TSA)進行處理，控制變溫吸附的進口溫度為300～400℃，出口溫度為170～200℃，得到凈化高爐煤氣；二、將步驟一得到的凈化高爐煤氣加壓到0.2～5MPa后，輸送到變壓吸附提碳系統(PSA-C)進行吸附提純碳一混合氣，變壓吸附分離提純條件為：吸附1min～12min后，停止輸送凈化高爐煤氣，然后在表壓為-0.1MPa～0.15MPa的條件下脫附1min～10min，得到體積純度達95％以上的CO和CO₂的碳一混合氣；三、將由步驟二中變壓吸附提碳系統出氣口排出的剩余的高爐煤氣加壓至0.5～3MPa后，再輸送至變壓吸附提氮系統(PSA-N)，將氮氣分離回收，其中變壓吸附分離回收條件為：吸附1～10min后，停止輸送，然后在表壓為-0.1MPa～0.5MPa的條件下脫附1min～10min，得到體積純度達到99.5％以上的氮氣；四、將通過步驟三的變壓吸附提氮系統出氣口排出的剩余高爐煤氣回送至煤氣燃料系統，即完成高爐煤氣的回收利用。

本發明步驟一中變溫吸附系統中具有5～8個吸附塔；步驟二中的變壓吸附提碳系統中具有5～8個吸附塔；步驟三中的變壓吸附提氮系統中具有5～8個吸附塔。本發明步驟一中的變溫吸附系統、步驟二中的變壓吸附提碳系統和步驟三中的變壓吸附提氮系統是常規設備，由四川天一科技股份有限公司提供。

本發明的回收利用高爐煤氣的方法將高爐煤氣分離為可再回收利用的原料氣，經步驟一處理，脫除高爐煤氣中的塵及少量有機雜質等，從而做到不影響下一步高爐煤氣分離系統正常穩定運行；步驟二利用變壓吸附提碳系統(PSA-C)分離出的CO和CO₂的碳一混合氣的體積純度達到95％以上，是用于補充甲醇或其它有機合成中寶貴的碳一合成氣源；步驟三回收的氮氣的體積純度達到99.5％以上，這種高純度的氮氣就可以應用于鋼鐵聯合企業的設備保護氣和生產裝置的惰性置換氣體。經步驟三處理后排出的剩余的高爐煤氣中含有少量的H₂、CH₄、少量的CO和CO₂，以及少量的氮氣，將其分離出系統，回送至煤氣燃料系統即可。