[發明專利]一種富二氧化碳的高爐煤氣的利用方法及系統

在審

• 申請號: 201810077302.7
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108265145A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 陳倩倩;孫予罕;唐志永;顧宇;汪丹峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院;中國科學院大學
• 主分類號: C21B5/06
• 分類號: C21B5/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種富二氧化碳的高爐煤氣的利用方法，其特征在于，所述方法至少包括：

提供焦爐煤氣，將所述焦爐煤氣依次進行脫硫凈化處理和氫氣提純處理，獲得富氫氣體；

提供高爐煤氣，將所述高爐煤氣依次進行除塵凈化處理和脫硫脫氮處理，獲得富CO₂氣；

將所述富氫氣體和所述富CO₂氣混合后壓縮換熱，再進行甲醇催化合成反應，獲得甲醇產品，所述甲醇催化合成反應產生的甲醇馳放氣、所述脫硫凈化處理產生的焦爐氣余氣以及所述氫氣提純處理產生的變壓吸附解析氣混合作為鋼鐵聯合生產企業各生產工序以及發電裝置的燃料氣。

2.根據權利要求1所述的富二氧化碳的高爐煤氣的利用方法，其特征在于：所述焦爐煤氣通過煉焦過程獲得，所述高爐煤氣通過高爐煉鐵過程獲得。

3.根據權利要求1所述的富二氧化碳的高爐煤氣的利用方法，其特征在于：將所述焦爐煤氣先升壓至常壓～1.5MPa，然后進行所述脫硫凈化處理，獲得焦爐氣凈化氣，再將所述焦爐氣凈化氣加壓至1MPa～3MPa，對所述焦爐氣凈化氣進行所述氫氣提純處理，其中，所述焦爐氣凈化氣回收率介于65％～80％之間，所述焦爐氣凈化氣摩爾組成包括H₂：55～60％，CO：5-8％，CH₄：23～28％，CO₂：1.5～3％，N₂：3～6％。

4.根據權利要求1所述的富二氧化碳的高爐煤氣的利用方法，其特征在于：進行所述氫氣提純處理后，氫氣的回收率介于75％～90％之間，獲得的所述富氫氣體中，氫氣的摩爾含量大于95％。

5.根據權利要求1所述的富二氧化碳的高爐煤氣的利用方法，其特征在于：所述氫氣提純處理產生的所述變壓吸附解吸氣的熱值介于20～28MJ/m³之間，所述變壓吸附解吸氣的摩爾組成包括H₂：15～30％；CO：10～20％；CH₄：35～50％，CO₂：5～8％，N₂：8～15％。

6.根據權利要求1所述的富二氧化碳的高爐煤氣的利用方法，其特征在于：所述脫硫凈化處理包括胺法脫硫、加氫脫硫及吸附脫硫工藝中的一種。

7.根據權利要求1所述的富二氧化碳的高爐煤氣的利用方法，其特征在于：先將所述高爐煤氣降溫至90～260℃，然后進行所述除塵凈化處理，獲得高爐氣凈化氣，所述高爐氣凈化氣含塵量小于或者等于5mg/m³。

8.根據權利要求7所述的富二氧化碳的高爐煤氣的利用方法，其特征在于：進行所述除塵凈化處理后，先將所述高爐氣凈化氣升壓至常壓～1.5MPa，然后進行所述脫硫脫氮處理，獲得所述富CO₂氣，所述富CO₂氣中的硫化物含量介于0.05～0.1ppm之間，所述富CO₂氣摩爾組成包括H₂：1～5％，CO：48～55％，CO₂：35～45％，N₂：1～5％。

9.根據權利要求1所述的富二氧化碳的高爐煤氣的利用方法，其特征在于：所述富氫氣體和所述富CO₂氣混合后形成甲醇原料氣，所述甲醇原料氣的氫碳摩爾比介于2.0～3之間，經壓縮換熱后將所述甲醇原料氣升至3～7MPa，所述甲醇催化合成反應的溫度介于220～300℃之間，合成氣空速介于4000～15000hr^-1之間，所述甲醇催化合成反應采用固定床反應器，采用的催化劑包括Cu/ZnO/Al₂O₃、Cu/ZnO/ZrO₂、Cu/ZnO/TiO₂及Cu/ZnO/Cr₂O₃中的一種。