[發(fā)明專利]一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳裝置及方法

有效

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• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113336193B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃顯著;李夢龍;朱慧;朱學(xué)田;黃易思;黃艷;王雪雯
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化南京化工研究院有限公司;中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C01B3/52
• 分類號: C01B3/52
• 代理公司: 南京源古知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32300
• 代理人: 鄭宜梅

1.一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳裝置，其特征在于：包括增壓機，壓力水洗塔、閃蒸罐、第一增壓泵，吸收塔、噴霧器、第二增壓泵，閃蒸塔、換熱器、汽化塔、第三增壓泵；所述增壓機的進口通入氧氣高爐煤氣，增壓機的出口與壓力水洗塔的下部氣體進口連接；壓力水洗塔頂部的出氣口與吸收塔的下部氣體進口連接；壓力水洗塔下部液體出口與閃蒸罐液體進口連接；閃蒸罐頂部的出氣口連接至二氧化碳管道，閃蒸罐底部液體出口經(jīng)第一增壓泵與壓力水洗塔上部液體進口連接；所述吸收塔為二段式吸收塔，塔中部設(shè)有噴嘴，塔上部設(shè)置有噴霧器，吸收塔頂部的出氣口接氧氣高爐；所述吸收塔底部的液體出口與閃蒸塔上部液體進口連接；所述的閃蒸塔底部的液體分為兩路，一路經(jīng)第二增壓泵與吸收塔中部噴嘴連接，另一路經(jīng)第二增壓泵與換熱器冷物流液體進口連接；換熱器冷物流出口與汽化塔上部液體進口連接；所述閃蒸塔頂部的出氣口與二氧化碳管道連接；所述的汽化塔頂部產(chǎn)生的蒸汽通入閃蒸塔下部氣體進口，汽化塔底部液體出口與換熱器熱物流進口連接，換熱器熱物流出口液體經(jīng)第三增壓泵與吸收塔上部噴霧器進口連接。

2.一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：將經(jīng)過降溫除塵單元后的氧氣高爐煤氣通過增壓機增壓至0.5~0.9MPaG；

步驟二：加壓后的煤氣通入壓力水洗塔下部；所述壓力水洗塔對通入的煤氣從上部噴淋純水；所述壓力水洗塔中的壓力大小為0.5~0.9MpaG；所述壓力水洗塔中液氣摩爾比為0.1~0.8；所述壓力水洗塔溫度為室溫；

步驟三：壓力水洗塔底部液體出口輸出的液體通入閃蒸罐進行閃蒸處理，閃蒸罐頂部出氣口輸出的氣體并入二氧化碳管道送出界區(qū)；閃蒸罐底部液體出口輸出的液體經(jīng)過增壓后循環(huán)通入壓力水洗塔中部的液體輸入口；

步驟四：壓力水洗塔頂部出氣口輸出的凈化后的煤氣通入吸收塔下部的氣體進口，從吸收塔中部噴嘴噴淋半貧液，從吸收塔頂部的噴霧器噴入貧液；所述吸收塔壓力為0.5~0.9MPaG，溫度為室溫；

步驟五：吸收塔頂部氣體出口排出凈化后煤氣，通入氧氣高爐的風(fēng)口，用于還原煉鐵；吸收塔底部液體出口排出的液體，進入閃蒸塔上部的液體進口進入閃蒸塔進行閃蒸處理；閃蒸塔底部液體進口通入來自汽化塔的蒸汽，脫除后的二氧化碳從閃蒸塔頂部出氣口排出，匯入二氧化碳管道送出界區(qū)；

步驟六：從閃蒸塔底部液體出口排出的液體其中的一部分作為半貧液通入吸收塔中部的噴嘴，另一部分通入汽化塔上部的液體進口；

步驟七：汽化塔頂部蒸汽從頂部排出，進入閃蒸塔底部，汽化塔底部貧液經(jīng)過換熱后通入吸收塔上部通過噴霧器噴霧吸收。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳方法，其特征在于：所述氧氣高爐的風(fēng)口鼓風(fēng)富氧率在50%以上。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳方法，其特征在于：所述吸收塔的噴嘴與噴霧器之間不設(shè)置填料層；噴霧器上部設(shè)置填料層及絲網(wǎng)除沫器；噴嘴下部設(shè)置填料層；噴嘴與噴霧器之間距離為1~6m。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳方法，其特征在于：所述噴霧器產(chǎn)生的液滴尺寸為微米級別。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳方法，其特征在于：所述噴霧器產(chǎn)生的液滴尺寸為20~100μm?。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳方法，其特征在于：所述貧液和半貧液，為MDEA、DEA和哌嗪中的至少一種作為有效成分的水溶液，其中有效成分含量的摩爾分數(shù)為5%~20%。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳方法，其特征在于：所述半貧液質(zhì)量流量與煤氣體積流量之比為：4~100:1；其中質(zhì)量流量單位為：kg/h，煤氣體積流量為：Nm³/h。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳方法，其特征在于：所述吸收塔中貧液質(zhì)量流量與煤氣體積流量之比為：0.1~10:1，其中質(zhì)量流量單位為：kg/h，煤氣體積流量為：Nm³/h。