[發明專利]由黑色冶金單元的廢氣生產富集二氧化碳的流體的方法和裝置

有效

• 申請號: 201180059269.1
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN103249464A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: A·布里利亞;O·德卡耶;R·杜貝蒂爾-格勒尼耶;A·吉亞爾;X·特拉維薩;C·薩姆盧斯基
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;C01B31/20;C21B5/06;C21B7/00;B01D53/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭立兵;林柏楠

本發明涉及一種從黑色冶金單元的廢氣例如來自高爐或者Midrex、DRI或Corexa設備的廢氣生產富集二氧化碳的流體的方法和設備。

本發明克服了現有技術的方法中的缺陷并且尤其從對任選具有再循環的黑色冶金單元上的捕獲CO₂的方法做出了以下貢獻：

-減少富集一氧化碳的污染物排放

-減少用于高爐的焦炭的消耗量

-增加高爐的生產效率

-簡化設備的旋轉機構

-便于管理

-防止能量消耗的惡化。

當在基本上恒定的壓縮比下操作在吸附單元上游的壓縮機時，如果來自黑色冶金單元的廢氣的壓力改變，這導致吸附單元上游的壓力減小。根據本發明的方法使得吸附單元由于特別是再循環氣能夠在良好的CO固有輸出和總的CO輸出為大約100%的情況下接受這些不同入口壓力。

富集二氧化碳的流體包含例如至少70mol%的二氧化碳且可以是氣態或者液體形式。

根據WO-A-2006/106253，為了生產富集二氧化碳的氣體和富集一氧化碳的廢氣，使用吸附方法、然后使用蒸餾純化的方法是已知的。

FR-2848123描述了一種通過使用胺洗滌分離來自黑色金屬冶金單元的廢氣的方法。使用胺洗滌的該方法使用具有變化的壓力的進料流是不能運行的。

US2003/0047037描述了一種吸附分離來自黑色金屬冶金單元的廢氣的方法，該方法使用天然氣沖洗氣體并且僅生產旨在與天然氣混合并且將其輸送到黑色金屬冶金單元的流體。

本發明提供了源自高爐的富集一氧化碳的脫碳酸氣體的部分或者全部的再循環。該方法使得不僅可能顯著減少每噸鑄鐵的焦炭消耗量，而且可能提供增加高爐的生產率的益處。

源自高爐的廢氣具有能作為裝置進料速率的函數而改變的壓力。這些變化典型地大于1巴，在維持恒定的進料壓力至PSA的同時是無法接受的，這對于用于商用機器的現有技術。注意，高爐的壓力和廢氣的摩爾流量基本上成比例變化，導致在壓縮高爐氣體的機器的吸氣時按體積計實際上流量恒定。

由此，根據本發明，允許吸附單元接收的廢氣的壓力變化。將吸附單元設計為在第一壓力下分離氣體，但是也可以在比第一壓力至少低2巴的第二壓力下以減小的輸出的操作。

根據本發明的主題，提供了由源自黑色冶金單元的包含二氧化碳和一氧化碳的廢氣開始生產富集二氧化碳的流體的方法，其中在第一壓縮機中將至少一部分廢氣壓縮，任選干燥壓縮的廢氣，在吸附單元中由吸附法分離任選干燥的廢氣以便生產富集二氧化碳和貧一氧化碳的氣體以及貧二氧化碳和富集一氧化碳的氣體，在分離單元中將富集二氧化碳的氣體分離以生產富集二氧化碳的流體和包含一氧化碳的再循環氣，富集二氧化碳的流體作為產品離開，在吸附單元的入口壓力下將再循環氣從分離單元再循環到吸附單元，且將至少一部分貧二氧化碳的氣體輸送到該黑色冶金單元或者另一黑色冶金單元，優選在再加熱后。

根據其他可選的主題:

-在第一操作期間，在第一壓縮機中壓縮的廢氣具有位于壓縮機的出口的在8到15巴絕對壓力的第一壓力，一氧化碳的第一濃度和第一流速，并且在第二操作期間，在第一壓縮機中壓縮的廢氣具有位于壓縮機的出口的3到7巴絕對壓力的第二壓力，一氧化碳的小于第一濃度的第二濃度和小于第一流速的第二流速，

-在基本上等于第一壓縮機的排出物壓力的壓力下將至少一部分再循環氣再循環到吸附單元，以便在吸附單元中分離，

-在分離單元上游的第二壓縮機中將富集二氧化碳的氣體壓縮或者在分離單元和吸附單元之間將再循環氣體壓縮，

-經至少一個冷卻階段，在低于0℃的溫度下操作分離單元，接著是至少一個相分離階段，其可以例如是蒸餾單元，

-通過調整第一壓縮機的出口壓力將第一和/或第二壓力維持基本上恒定，例如通過在后者上游連接的鼓風機，

-通過將廢氣輸送到第一壓縮機上游的儲存設備中和從儲存設備中向第一壓縮機中加料來調整第一壓縮機的出口壓力，

-改變循環氣的壓力以便其在第一操作期間處于更高的壓力和在第二操作期間處于更低的壓力，

-吸附單元在第一操作期間具有第一一氧化碳分離輸出和在第二操作期間具有比第一輸出更低的第二一氧化碳分離輸出，

-從黑色冶金單元中離開的具有可變壓力的第二廢氣，

-將至少一部分貧二氧化碳的氣體不與另外的流體混合輸送至該黑色冶金單元或者另一黑色冶金單元，

-在吸附單元的上游將再循環氣與任選干燥的廢氣混合。