[發明專利]一種利用加熱爐煙氣回收廢甘油制氫的系統及回收方法

有效

• 申請號: 201110077814.1
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN102718184A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 張天賦;劉常鵬;賈麗娣;張宇;袁玲;賈振;李衛東;王東山
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C01B3/38
• 分類號: C01B3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉機械潤滑系統廢甘油的回收利用，具體地說涉及利用常規熱軋板坯加熱爐水平煙道入口處煙氣余熱回收廢甘油制取潔凈能源氫氣的系統及回收方法。

背景技術

在各種工業過程中，用于各種機械系統潤滑的甘油往往不能被系統完全耗散，存在過剩，這些過剩的廢甘油被直接排放到環境中，既浪費資源，又污染環境。

各類廢棄資源再利用技術中，固體廢甘油的回收并沒有受到研究人員的足夠重視，對于現有的一些回收技術，由于孤立地考慮廢甘油的直接利用，費用較大，可操作性不強，如：一種從含有非常少量的甘油的廢水容液中回收甘油的方法(見國內專利“從含鹽廢水中回收甘油”，專利號：CN85109000)，該法在回收甘油時經過：蒸發、與戊醇接觸、分離析出的鹽、閃蒸除戊醇、真空精餾五個環節，流程較為復雜，投資成本高，不適合潤滑過程中未耗凈的廢甘油的回收。

常規熱軋板坯加熱爐煙道入口處煙氣溫度在800℃～950℃之間，對于這類煙氣余熱的回收方式通常是在水平煙道放一到二組空氣換熱器，在空氣換熱器后再加一組煤氣換熱器(有的加熱爐無煤氣換熱器)對煤氣進行預熱。在實際使用過程中，由于排煙溫度過高，水平煙道內的空、煤氣換熱器很容易燒壞，此條件下換熱器的壽命一般在2年左右。為解決此問題，常用的辦法是在水平煙道入口處加一臺風機進行吹掃，降低入口煙溫，使換熱器入口處煙氣溫度降低到600℃～700℃之間，此法可保證換熱器的壽命維持在5年左右。但缺點是降低了煙氣余熱的能級，增加了風機的電消耗。因此有必要開發新技術對此部分煙氣余熱進行回收。

現有各類氫氣的制備新技術中，從能量消耗的角度來說有兩個主要流派：一是消耗電能，常見的是用電解水的制氫方法，如專利“電解水制氫裝置”(專利號：CN200820218961.X)，該專利提供了一種電解水制氫裝置。該裝置能夠將制取氫氣所耗掉的電量回收，用回收的電量再使電解槽產生電解所需的電壓，如此反復，可大大降低電解所耗費的電能。但其消耗電能的本質沒有改變。二、消耗熱能，如專利“一種利用催化劑裂化再生煙氣制氫的方法”(專利號：CN200810302074.5)，該專利提供制氫方法反應溫度為500℃～660℃，維持該反應需要耗散大量的熱源。這兩類制氫技術都是在大量耗散一種能源的同時得到另一種能源。整個過程包含了能級的降低然后再升高兩個過程。因此，不宜在孤立系統中制備氫氣，可將制氫的反應系統放置于前述的煙道系統中，即將甘油制氫的反應器作為余熱回收裝置。

發明內容

本發明公開一種利用加熱爐煙氣回收廢甘油制氫的系統及回收方法，利用甘油具有與水無限互溶的物性和甘油的水溶液可以作為潔凈能源氫氣的制備原料兩大特性，對潤滑用廢甘油進行回收，配制成甘油水溶液，并利用常規熱軋板坯加熱爐水平煙道入口處煙氣余熱資源對回收后機械潤滑系統廢棄甘油進行深度處理制取潔凈能源氫氣，避免直接回收利用甘油所需的繁瑣工藝，通過煙氣余熱作用，將其轉化成潔凈能源氫氣，從而實現廢甘油的綜合利用。

本發明的特點是在常規熱軋板坯加熱爐水平煙道入口處安裝余熱回收系統，該位置煙氣溫度范圍為800℃～950℃，該系統包括甘油水溶液預熱器、CO₂吸附劑預熱器、發射器、反應器和固-氣分離器等5個主要組成部分，在煙道外側發射器的上方安裝CO₂吸附劑添加裝置和CO₂吸附劑預熱裝置。

本發明的工藝步驟如下：首先對固態廢棄甘油進行收集；并利用甘油能夠與水能夠以任意比進行溶解的特點，將收集的廢甘油配制成甘油與水按摩爾比為1∶4～7的水溶液，并將該溶液加熱到65℃～75℃，然后過濾去除雜質得到純凈甘油水溶液；將此甘油水溶液加水后配制成甘油與水的摩爾比為1∶8.9～9.3水溶液，并泵到置于煙道中的甘油預熱裝置中進行預熱，同時將CO₂吸附劑從其添加裝置中導入到置于煙道中的預熱器進行預熱，兩者的預熱溫度范圍為510℃～530℃，CO₂吸附劑為顆粒直徑為38～180μm的鉀活化Mg-Al基水滑石；將預熱后的甘油水溶液和CO₂吸附劑導入發射器中，在發射器中混合，然后通入反應器中，在反應器中發生如下反應：

C₃H₈O₃+3H₂O＝3CO₂+7H₂，ΔH₂₉₈＝128kJ/mol，