分离高炉煤气解析气的方法及系统.pdf

1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310693107.8(22)申请日 2023.06.13(71)申请人 中冶华天南京工程技术有限公司地址 210000 江苏省南京市建邺区富春江东街18号 申请人 中冶华天工程技术有限公司(72)发明人 杨猛洪云川龙志峰刘向朋(74)专利代理机构 马鞍山市金桥专利代理有限公司 34111专利代理师 吴方舟(51)Int.Cl.C10K 1/00(2006.01)C10K 1/04(2006.01)C01B 32/50(2017.01)C01B 17/98(2006.01)(54)发明名称一

2、种分离高炉煤气解析气的方法及系统(57)摘要本发明公开了一种分离高炉煤气解析气的方法及系统，涉及高炉煤气解析气回收再利用技术领域，为解决现有技术中没有专门用于高炉煤气解析气CO2和COS分离的方法或装置的问题；本发明将高炉煤气解析气初步冷却后脱水，经过深冷液化、气液分离后获得CO2和COS混合液体，利用沸点不同蒸馏分离；高炉煤气解析气管道连接至冷凝器的进气口，其出气口连接至旋流脱水器的进气端，旋流脱水器出气端连接至深冷系统的进气管，深冷系统的出气管连接至气液分离装置，用于分离出液化的CO2和COS，其液体出口连接至低温蒸馏分离系统；本发明方法简单，可制备CO2、COS，回收高热值煤气，能够提高

3、高炉煤气解析气的附加利用价值、减少碳排放。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 116606676 A2023.08.18CN 116606676 A1.一种分离高炉煤气解析气的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：将高炉煤气解析气初步冷却后脱水，再经过深冷液化，将其中的CO2和COS液化，气液分离后获得CO2和COS混合液体，最后利用沸点不同将二者蒸馏分离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述深冷液化降压进行，且液化后CO、N2和O2仍为气态，气液分离后将气体返回煤气系统再利用。3.一种用于实现权利要求1或2所述的方法的分离高炉煤气解析气的系统，包括高炉煤气解析气管道，其特征在于

4、：还包括冷凝器(1)、旋流脱水器(2)、深冷系统(3)、气液分离装置(4)和低温蒸馏分离系统(5)；高炉煤气解析气管道连接至冷凝器(1)的进气口，用于对解析气降温，其出气口连接至旋流脱水器(2)的进气端，用于脱水，旋流脱水器(2)出气端连接至深冷系统(3)的进气管，用于将CO2和COS液化，深冷系统(3)的出气管连接至气液分离装置(4)，用于分离出液化的CO2和COS，其液体出口连接至低温蒸馏分离系统(5)，用于利用沸点不同分离CO2和COS。4.根据权利要求3所述的一种分离高炉煤气解析气的系统，其特征在于：所述冷凝器(1)采用冷却水进行间接热交换，且出气口温度为70。5.根据权利要求3所述的

5、一种分离高炉煤气解析气的系统，其特征在于：所述旋流脱水器(2)的下端设有出水口，用于收集冷却水。6.根据权利要求3所述的一种分离高炉煤气解析气的系统，其特征在于：所述深冷系统(3)采用制冷剂制冷，其内部压力高于1atm，冷却温度为5085之间。7.根据权利要求3所述的一种分离高炉煤气解析气的系统，其特征在于：所述气液分离装置(4)的气体出口连接回煤气系统，用于回收利用。8.根据权利要求3所述的一种分离高炉煤气解析气的系统，其特征在于：所述低温蒸馏分离系统(5)为减压蒸馏。权利要求书1/1 页2CN 116606676 A2一种分离高炉煤气解析气的方法及系统技术领域0001本发明涉及高炉煤气解析

6、气回收再利用技术领域，具体为一种分离高炉煤气解析气的方法及系统。背景技术0002针对钢铁企业副产高炉煤气燃烧后SO2超标的问题，部分企业开始采用高炉煤气源头精脱硫方法，具体脱硫方法主要包括干法和湿法脱硫两大类。其中，高炉煤气干法脱硫，主要是利用吸附剂吸附煤气中的硫，在吸附材料吸附饱和后，再生解析气可采用热煤气，脱附出吸附的硫化物，完成吸附材料再生，满足多次重复使用需要。0003某高炉煤气干法脱硫项目，经现场实测，高炉煤气解析气中，H2O占比1，N2占比58，O2占比1，CO占比18，CO2占比20，COS占比2。温度约为220。0004针对解吸附出来的高炉煤气解析气，一种处理方法是通过管道输送

7、到烧结用户进行燃烧，利用烧结烟气现有处理装置，满足达标排放的要求；第二种处理方法是设置熔硫釜等装置，制取硫磺，但制取的硫磺纯度不高；这两种处理方法均不能有效提高高炉煤气解析气附加利用价值，若是可以将高炉煤气解析气中的高附加值的工业气体CO2和COS分离出来利用或出售，则是一举多得的方法，但是现有技术中没有专门用于高炉煤气解析气CO2和COS分离的方法或装置，因此，亟需一种分离高炉煤气解析气的方法及系统。发明内容0005本发明的目的在于提供一种分离高炉煤气解析气的方法及系统，以解决现有技术中没有专门用于高炉煤气解析气CO2和COS分离的方法或装置的问题。0006为实现上述目的，本发明提供如下技术

8、方案：一种分离高炉煤气解析气的方法，包括以下具体步骤：将高炉煤气解析气初步冷却后脱水，再经过深冷液化，将其中的CO2和COS液化，气液分离后获得CO2和COS混合液体，最后利用沸点不同将二者蒸馏分离。0007优选的，上述深冷液化降压进行，且液化后CO、N2和O2仍为气态，气液分离后将气体返回煤气系统再利用。0008本发明提供的另一技术方案：一种分离高炉煤气解析气的系统，包括高炉煤气解析气管道，还包括冷凝器、旋流脱水器、深冷系统、气液分离装置和低温蒸馏分离系统；高炉煤气解析气管道连接至冷凝器的进气口，用于对解析气降温，其出气口连接至旋流脱水器的进气端，用于脱水，旋流脱水器出气端连接至深冷系统的进

9、气管，用于将CO2和COS液化，深冷系统的出气管连接至气液分离装置，用于分离出液化的CO2和COS，其液体出口连接至低温蒸馏分离系统，用于利用沸点不同分离CO2和COS。0009优选的，冷凝器采用冷却水进行间接热交换，且出气口温度为70。0010优选的，旋流脱水器的下端设有出水口，用于收集冷却水。0011优选的，深冷系统采用制冷剂制冷，其内部压力高于1atm，冷却温度为5085之间。说明书1/3 页3CN 116606676 A30012优选的，气液分离装置的气体出口连接回煤气系统，用于回收利用。0013优选的，低温蒸馏分离系统为减压蒸馏。0014与现有技术相比，本发明的有益效果是：0015该

10、分离高炉煤气解析气的方法及系统，步骤简单、结构合理，仅需几个常见设备依次串接即可完成由高炉煤气解析气制备分离的CO2和COS的过程；能够提高高炉煤气解析气的附加利用价值，此外，由于除了其中的CO2和COS进行了回收，还可将气液分离的气体返回煤气系统，其中含有CO等可作为高热值煤气，因此，还能够顺便实现减少碳排放；能耗方面虽然进行了液化和蒸馏，但是回收的高热值煤气能提高资源利用率，且分离的CO2和COS带来了其他利润。附图说明0016图1为本发明的结构示意图。0017图中：1、冷凝器；2、旋流脱水器；3、深冷系统；4、气液分离装置；5、低温蒸馏分离系统。具体实施方式0018一种分离高炉煤气解析气

11、的方法，包括以下具体步骤：将高炉煤气解析气初步冷却后脱水，再经过深冷液化，将其中的CO2和COS液化，气液分离后获得CO2和COS混合液体，最后利用沸点不同将二者蒸馏分离。0019深冷液化可以降压进行，且液化后CO、N2和O2仍为气态，气液分离后将气体返回煤气系统再利用。0020为了实现上述方法，如图1所示，一种分离高炉煤气解析气的系统，包括高炉煤气解析气管道，还包括冷凝器1、旋流脱水器2、深冷系统3、气液分离装置4和低温蒸馏分离系统5；高炉煤气解析气管道连接至冷凝器1的进气口，用于对解析气降温，冷凝器1可采用冷却水进行间接热交换，采用冷却水对高炉煤气解析气进行降温冷却，通过控制冷却水量及冷却

12、水进出口温度，将高炉煤气解析气温度从220降低到70；冷凝器1的出气口连接至旋流脱水器2的进气端，对冷却后的高炉煤气解析气进行脱水，此外，旋流脱水器2的下端还设有出水口，用于收集冷却水，具体可以根据高炉煤气解析气量及脱水率要求等，确定旋流脱水器2的筒体直径及高度等参数；旋流脱水器2出气端连接至深冷系统3的进气管，用于将CO2和COS液化，深冷系统3的出气管连接至气液分离装置4，用于分离出液化的CO2和COS，其液体出口连接至低温蒸馏分离系统5，用于利用沸点不同分离CO2和COS。0021深冷系统3采用制冷剂制冷，正常大气压下，需要冷却至8085，该温度下CO2和COS均会液化，但CO、N2和O

13、2等仍为气体，即可进行气液分离，而市面可买到的深冷液化设备通常带有加压功能，相对于单纯降温，同时通过压力和温度的控制实现液化分离更为省时和省能耗，当进一步采用这种常见设备时，可选的，深冷系统3内部压力高于1atm，冷却温度为5085之间，只要实现CO2和COS液化即可；0022在一种较优的实施方式中，气液分离装置4的气体出口连接回煤气系统，其中含有CO、N2和O2等，可作为高热值煤气进行回收利用。0023低温蒸馏分离系统5宜采用减压蒸馏，通过控制蒸馏塔内压力和温度，利用CO2和说明书2/3 页4CN 116606676 A4COS的沸点不同(常压下CO2沸点为78.5，COS沸点为50)，对CO2和COS进行分离，参阅图1，CO2气化后从蒸馏塔上部收集，COS仍为液态，从塔底收集；分离后可获得较高纯度的CO2和COS，进行储存利用或外销。0024以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。0025本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。说明书3/3 页5CN 116606676 A5图1说明书附图1/1 页6CN 116606676 A6