[發明專利]一種高爐煤氣濃縮的工藝無效

申請號：	201110041143.3	申請日：	2011-02-21
公開（公告）號：	CN102643681A	公開（公告）日：	2012-08-22
發明（設計）人：	耿云峰;張佳平;李騰蛟;伍科;田偉;唐偉;謝有暢	申請（專利權）人：	北京北大先鋒科技有限公司
主分類號：	C10K1/00	分類號：	C10K1/00;C10K1/32
代理公司：	北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319	代理人：	蘇培華
地址：	100080 北京市海淀區***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種高爐煤氣濃縮工藝
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及變壓吸附的技術領域，特別是涉及一種高爐煤氣濃縮的工藝。

背景技術

鋼鐵行業是我國國民經濟的支柱產業和基礎行業，鋼鐵行業的基礎工藝是高爐煉鐵，幾乎所有的鋼材原料都由高爐煉鐵生產，眾所周知，高爐煉鐵將會副產大量的高爐煤氣。然而，由于高爐煤氣中可燃組分含量不高，熱值僅為約800kCal/Nm3，并且含有大量的氮氣和二氧化碳，難以有效地回收利用。目前，大部分鋼鐵企業仍將大量高爐煤氣直接放空燃燒。若按照全國年產5億噸生鐵、高爐煤氣排放量為10％(體積分數)、高爐煤氣中一氧化碳的體積分數為25％計算，則每年排放到空氣中的一氧化碳達225億立方(約為2800萬噸)，不僅嚴重污染環境，同時造成能源的巨大浪費。

如果能將高爐煤氣濃縮使其中一氧化碳的濃度提高，就可以顯著提高高爐煤氣的熱值。當CO的體積分數提高到45％以上，即熱值達到1350Kcal/Nm3以上，濃縮后的高爐煤氣作為燃料時的燃燒熱效率顯著提高，盡管可能還需要添加焦爐煤氣或者燃料油等配比使用；當CO的體積分數提高到60％以上，即熱值達到1800Kcal/Nm3以上，濃縮的高爐煤氣就可以直接于鋼鐵企業內部軋鋼等工序，從而充分節省能源，減少環境污染。

近年來，高爐煤氣的濃縮工藝在不斷地被開發。如97107736.3號中國專利在1999年5月5日公開了一種從高爐煤氣中提取一氧化碳的兩段變壓吸附工藝。該變壓吸附法經第一段工序各吸附床循環經歷含吸附、均壓降、逆放、沖洗、均壓升、最終升壓的步驟，吸留而去除高爐煤氣中吸附性強于一氧化碳的組份，如H₂O、CO₂等雜質組分后，再經第二段工序各吸附床循環經歷含吸附、均壓降、順放、沖洗、均壓升、最終升壓的步驟，去除吸附性弱于一氧化碳的組份，如N₂、O₂、H₂等組分，吸留而濃縮一氧化碳；最終得到一氧化碳含量為66％——85％、熱值2000kCal/Nm3以上的產品氣。

又如，98111619.1號中國專利在1999年7月28日公開了一種采用催化吸附劑將含氮的一氧化碳多組分混合高爐氣體以及石油和化工等工業中具有類似混合氣體進行分離、濃縮和提純的工藝過程，該工藝將采用專利96117226.6中提到的催化劑，在前置一個脫除或者吸附二氧化碳變壓吸附工序后，在0——55℃吸附溫度下、0.04——0.7MPa的吸附壓力下進行變壓吸附濃縮一氧化碳。

可以看出，為得到高純一氧化碳氣體，現有的變壓吸附濃縮高爐煤氣的技術大都采用兩段工藝，由于濃縮操作工藝復雜、能耗高、投資大等缺點使變壓吸附濃縮高爐煤氣的技術始終沒有實現工業化。

因此，目前需要本領域技術人員迫切解決的一個技術問題就是：如何能夠創新地提出一種能耗低、投資小、易于實現工業化的新型變壓吸附濃縮高爐煤氣的工藝。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能耗低、投資小、易于實現工業化的新型變壓吸附濃縮高爐煤氣的工藝。

為了解決上述問題，本發明公開了一種高爐煤氣濃縮的工藝，包括：

預處理工序，用于去除高爐煤氣中對吸附劑有害的物質；

一段變壓吸附工序，用于在預處理工序后，采用至少兩臺吸附塔循環進行吸附、均壓降壓、抽真空、均壓升壓和終升壓步驟，獲得CO體積分數大于或等于45％的產品氣；

其中，所述吸附劑為在相同的吸附溫度和壓力下對CO的靜態吸附量為對CO₂的靜態吸附量1倍以上的吸附劑。

優選的，所述吸附劑為，在相同的吸附溫度和壓力下對CO靜態吸附量為對CO₂的靜態吸附量1倍以上，并且，對N₂、CH₄、H₂的靜態吸附量3倍以上的吸附劑。

優選的，所述吸附劑為對CO具有選擇吸附性的負載活性組份的多孔物質。

優選的，所述吸附劑為負載銅化合物的各種比表面積大于200m²/g的多孔物質。

優選的，所述負載銅化合物的各種比表面積大于200m²/g的多孔物質包括：負載銅化合物的分子篩、活性炭、活性氧化鋁、硅膠或多孔陶瓷。