[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

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110702062.7
• 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

本發(fā)明公開了一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳裝置及方法，包括氧氣高爐煤氣增壓，增壓后的煤氣自壓力水洗塔下部通入壓力水洗塔至塔內(nèi)的壓力達(dá)到0.5~0.9MPaG，從壓力水洗塔上部噴淋純水，底部液體進入閃蒸罐再生；經(jīng)過壓力水洗塔凈化后的煤氣通入吸收塔下部，吸收塔為二段式塔，塔中部噴淋半貧液，塔頂采用噴霧器噴入貧液，吸收塔壓力為0.5~0.9MPaG，貧液和半貧液是以MDEA、DEA和哌嗪至少一種作為有效成分的水溶液，有效成分含量的摩爾分?jǐn)?shù)為5%~20%；還原氣從吸收塔頂部排出，通入氧氣高爐風(fēng)口，液體經(jīng)過閃蒸塔和汽化塔加熱再生。本發(fā)明能夠有效地脫除氧氣高爐煤氣中的二氧化碳?xì)怏w，制取還原氣中二氧化碳濃度降至0.5%以下，吸收劑能夠再生，再生效率達(dá)到97%以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體凈化及碳減排技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著我國加大重點行業(yè)、重要領(lǐng)域綠色化改造力度，發(fā)展清潔生產(chǎn)，加快實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展，如何實現(xiàn)碳中和擴大成為企業(yè)關(guān)心的重要問題。鋼鐵工業(yè)是世界關(guān)注的重點碳排放行業(yè)，也是落實碳減排的重要領(lǐng)域。我國作為世界鋼鐵生產(chǎn)和消費中心，粗鋼產(chǎn)量占全球的一半以上，加之我國鋼鐵以高爐-轉(zhuǎn)爐長流程生產(chǎn)工藝為主，因此需要加大碳減排力度。鋼鐵行業(yè)需要引入新一代清潔高效可循環(huán)生產(chǎn)工藝、節(jié)能減碳及二氧化碳循環(huán)利用技術(shù)，以實現(xiàn)全行業(yè)的低碳減排。氧氣高爐煉鐵流程是用全氧鼓風(fēng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)高爐熱風(fēng)，通過大量噴吹煤粉和循環(huán)利用爐頂煤氣，實現(xiàn)少焦冶煉，從而減少碳排放。

中國專利CN?108977234?A公開了一種焦?fàn)t煤氣與轉(zhuǎn)爐和/或高爐煤氣的脫碳方法。粗脫碳：采用變壓吸附的方式對轉(zhuǎn)爐和/或高爐煤氣粗脫碳和去磷化氫；使經(jīng)過變壓吸附的轉(zhuǎn)爐和/或高爐煤氣的二氧化碳的體積分率為5.8-6.2％，磷化氫的含量為1-5PPM；精脫碳：使用MDEA溶液對經(jīng)過粗脫碳的轉(zhuǎn)爐和/或高爐煤氣脫碳，使轉(zhuǎn)爐和/或高爐煤氣的二氧化碳的體積分率為0.0015-0.0019％。此種方法雖然得到的凈化后煤氣二氧化碳含量極低，但是整個脫碳流程長、設(shè)備投資大、占地面積大、能耗高，工業(yè)化應(yīng)用效益不高。

中國專利CN?212375295?U公開了一種利用高爐煤氣制高爐噴吹煤氣的裝置，通過采用熱旋風(fēng)除塵器、干法布袋除塵器、控制閥、煤氣變換裝置、煤氣冷卻裝置、煤氣加壓機I、真空變壓吸附脫氮脫碳裝置、煤氣加壓機II，制取適合高爐噴吹的噴吹煤氣。該方法采用變壓吸附脫氮脫碳，解決了高爐煤氣中氮氣含量高的問題，然而多級加壓致使能耗高。

發(fā)明內(nèi)容

1.所要解決的技術(shù)問題：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于氧氣高爐煤氣制取還原氣的脫碳方法，本方法針對高爐煤氣制取還原氣過程中現(xiàn)有脫碳方法能耗高、流程長、脫碳效率低等問題，以及煤氣脫碳后氮氣含量高不適合高爐噴吹的問題。

2.技術(shù)方案：

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。

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：