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一种转炉气的净化方法.pdf

  • 上传人:111****11
  • 文档编号:930762
  • 上传时间:2018-03-19
  • 格式:PDF
  • 页数:8
  • 大小:463.16KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201010574032.4

    申请日:

    2010.12.06

    公开号:

    CN102071280A

    公开日:

    2011.05.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C21C 5/40申请日:20101206|||公开

    IPC分类号:

    C21C5/40; B01D53/04; B01D53/86; B01D53/46

    主分类号:

    C21C5/40

    申请人:

    四川天一科技股份有限公司

    发明人:

    杨云; 李克兵; 刘厚阳; 刘照利; 潘锋

    地址:

    610041 四川省成都市高新区高朋大道5号

    优先权:

    专利代理机构:

    成都九鼎天元知识产权代理有限公司 51214

    代理人:

    徐宏;吴彦峰

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    内容摘要

    本发明公开了一种转炉气的净化方法,包括以下步骤:A、引气:将经降温除尘处理后的转炉气加压,输送至变温吸附单元;B、变温吸附:将步骤A处理后的气体送往吸附床变压变温吸附脱除气体中的硫、磷和砷,吸附床床层内吸附剂以活性炭、硅胶或氧化铝为载体,负载有重量百分比为0.1%~15%的钾、钠、钙、镁、锌、铁或铜的化合物中的一种或几种;C、精脱砷:将步骤B处理后的气体送往固定床反应器进行催化吸收,脱除混合气中的砷化物。本发明构思巧妙、流程简单、投资较少,可以有效降低转炉气中有毒有害杂质的含量,满足化工生产对原料的要求。

    权利要求书

    1: 一种转炉气的净化方法, 其特征在于包括以下步骤 : A、 引气 : 将经降温除尘处理后的转炉气加压, 输送至变温吸附单元 ; B、 变温吸附 : 将步骤 A 处理后的气体送往吸附床变压变温吸附脱除气体中的硫、 磷和 砷, 吸附床床层内吸附剂以活性炭、 硅胶或氧化铝为载体, 负载有重量百分比为 0.1% ~ 15% 的钾、 钠、 钙、 镁、 锌、 铁或铜的化合物中的一种或几种 ; C、 精脱砷 : 将步骤 B 处理后的气体送往固定床反应器进行催化吸收, 脱除混合气中的 砷化物。
    2: 如权利要求 1 所述的一种转炉气的净化方法, 其特征在于 : 所述步骤 A 中, 采用鼓风 机或压缩机对转炉气加压、 输送。
    3: 如权利要求 1 所述的一种转炉气的净化方法, 其特征在于 : 所述步骤 B 中, 吸附床至 少为两个, 变温吸附在吸附床内周期性循环进行。
    4: 如权利要求 1 或 3 所述的一种转炉气的净化方法, 其特征在于 : 所述步骤 B 中, 压力 为 0.02 ~ 2.0Mpa、 常温下进行吸附, 升温至 50 ~ 350℃冲洗再生, 再生温度为 50 ~ 350℃。

    说明书


    一种转炉气的净化方法

        【技术领域】
         本发明涉及一种转炉气的净化方法, 特别涉及一种转炉气的吸附分离净化方法。背景技术 转炉气是使用转炉进行冶金过程中排出其的废气, 转炉冶炼过程中产生大量转炉 气, 其主要成份是 CO、 CO2 和 N2, 其中 CO 含量在 60 ~ 80%, 平均发热量约为 8000kJ/m3, 是一 种非常理想的化工原料气和燃料气。转炉气不仅有极大的经济价值, 而且通过对转炉气回 收和利用, 还可以减少环境的污染, 因此对转炉气的回收和利用是十分重要的问题。
         目前, 转炉气净化回收的常用方法主要有 : Lurgi-Thyssen 法, 简称 LT 法, 是采用 干法电除尘技术的转炉气回收流程 ; 以及 Oxygen Converter Gas Recovery System 法, 简 称 OG 法, 是以双级文氏管为主的湿法除尘转炉气回收流程。两种技术相比, 干法主要优点 3 3 有: 1) 除尘效率较高。 净化后烟气含尘浓度为 10mg/Nm ~ 15mg/Nm , 如果有特殊要求, 可降 3 至 5mg/Nm 。2) 系统阻力小, 耗能低, 风机运行费低, 寿命长, 维修工作量少。3) 不需要设置 泥浆沉淀池及污泥处理设施。4) 含铁干粉灰压块后可直接供转炉利用。
         转炉气净化回收后, 由于存在硫、 磷、 砷等有毒有害杂质, 一般只能用作燃料, 造成 了资源的浪费。 为进一步提高转炉气的应用价值, 使其成为合格的化工原料, 需要对其进行 深度净化, 如何使得硫、 磷、 砷及其化合物等主要微量杂质组分的含量满足化工生产要求, 成为一个亟待解决的问题。
         作为化工原料一般要求总硫含量小于 1ppm, 现有脱硫技术一般分为湿法和干法两 大类, 湿法脱硫是以碱性溶液为脱硫剂, 化学吸收脱除硫化物, 主要脱除硫化氢, 湿法脱硫 量大, 但精度有限 ; 干法脱硫是以固体吸附剂为脱硫剂, 吸附脱除硫化物, 干法可达较高精 度, 但硫容偏低, 经济性较差。典型的转炉气脱硫技术有石灰石 - 石膏法, 喷雾干燥法, 电子 束法, 氨法等。由于转炉气中硫化物形态多为氧化态的 SO2 和 COS, 对氧化态的 SO2 和 COS, 尤其是 COS 要达到精脱指标, 需要进行水解转化为 H2S, 再吸附脱除, 流程复杂、 成本较高。
         发明内容 本发明的目的在于克服现有技术中转炉气净化后仍然含有大量杂质, 无法满足化 工生产要求的不足, 提供一种转炉气的净化方法。该净化方法构思巧妙、 流程简单、 投资较 少, 可以有效降低转炉气中有毒有害杂质的含量, 满足化工生产对原料的要求。
         为实现上述目的, 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 : 一种转炉气的净化方法, 包括以下步骤 : A、 引气 : 将经降温除尘处理后的转炉气加压, 输送至变温吸附单元 ; B、 变温吸附 : 将步骤 A 处理后的气体送往吸附床变压变温吸附脱除气体中的硫、 磷和 砷, 吸附床床层内吸附剂以活性炭、 硅胶或氧化铝为载体, 负载有重量百分比为 0.1% ~ 15% 钠、 钙、 镁、 锌、 铁或铜的化合物中的一种或几种 ; 的钾、 C、 精脱砷 : 将步骤 B 处理后的气体送往固定床反应器进行催化吸收, 脱除混合气中的
         砷化物。 作为优选方式, 所述步骤 A 中, 采用鼓风机或压缩机对转炉气加压、 输送。
         作为优选方式, 所述步骤 B 中, 吸附床至少为两个, 变温吸附在吸附床内周期性循 环进行。
         作为优选方式, 所述步骤 B 中, 压力为 0.02 ~ 2.0Mpa、 常温下进行吸附, 升温至 50 ~ 350℃冲洗再生, 再生温度为 50 ~ 350℃。
         本发明采用吸附分离工艺对转炉气进行处理, 不仅对硫、 磷、 砷及其化合物的脱除 3 精度高, 并且对转炉气中的其它杂质含量均可从 1 ~ 500mg/m 脱除至 <1ppm, 其中砷化物可 达 <5ppb, 而且操作自动化、 流程简单、 再生简便、 投资较少。
         本发明吸附剂表面呈现弱碱性和一定的活性, 增强吸附硫、 磷、 砷及其化合物的能 力, 提高其脱除精度。本发明提供的吸附剂具有吸附力强、 脱除精度高的特点, 使得采用抽 空或冲洗方式再生都不能达到吸附剂循环使用的要求, 因此选用变温吸附方式, 在常温下 吸附、 在升温后冲洗再生, 再生温度为 50 ~ 350℃。 精脱砷步骤主要是采用固定床反应器催 化吸收, 脱除混合气中的砷化物, 净化气出口砷含量可低至 5ppb 以下。由于硫化物、 磷化物 会使脱砷剂的活性组分失活, 因此将精脱砷单元放在净化末端。
         本发明的有益效果在于 : 本发明构思巧妙、 流程简单、 投资较少, 可以有效降低转 炉气中有毒有害杂质的含量, 满足化工生产对原料的要求。附图说明
         本发明将通过例子并参照附图的方式说明, 其中 : 图 1 为实施例 1 的反应工艺流程图 ; 图 2 为实施例 2 的反应工艺流程图。
         图中标记 : 1 鼓风机、 2 吸附床、 3 脱砷器、 4 电加热器、 5 换热器。 具体实施方式
         本说明书中公开的所有特征, 或公开的所有方法或过程中的步骤, 除了互相排斥 的特征和 / 或步骤以外, 均可以以任何方式组合。
         实施例 1 : 如图 1 所示, 一种转炉气的净化方法, 包括以下步骤 : 3 转炉气 500Nm /h 经水洗除尘、 降温, 再经鼓风机加压至 1.5MPa 后送入二塔变压变温吸 附装置。变压变温装置由两个吸附床组成一个连续运转系统, 它们中的每个吸附床在一次 循环中必须依次经历以下步骤 : (1) 吸附 将转炉气自下而上的送入吸附床内进行吸附, 净化后的气体自床层顶部排出。当吸附 区的前沿向上移动到床层的一定位置时, 硫、 磷、 砷及其化合物在净化气体中达到规定浓度 后, 终止转炉气进入、 停止吸附, 此时原料气进入已再生冷却后的另一吸附床层进行吸附。
         (2) 逆向放压 使吸附床层在吸附压力下逆向放压, 床层内气体自原料气进口端放出, 直至达到常压 状态。
         (3) 加热冲洗用氮气或另一吸附床层排出的一部分净化气减压至 0.01 ~ 0.5MPa 经过加热器加热到 50 ~ 350℃, 由上而下通过床层, 使被吸附的硫、 磷、 砷及其化合物解吸, 吸附剂被再生。
         (4) 冷吹 为了准备进入吸附步骤, 必须使床层冷却到环境温度, 即停止加热而继续以净化后的 冷气体或外供再生气进行冲洗、 冷却。
         (5) 充压 用净化后的气体对床层进行升压至吸附压力。
         每个吸附床都将经历相同的步骤, 只是时序上相互叉开, 以保证分离过程连续进 行, 工艺步骤时序见表一。
         表一 二塔工艺步骤时序见表吸附剂为含有 1% 钾和 0.5% 锌的活性氧化铝和具有丰富微孔结构的活性炭复合吸附 剂, 吸附步骤的时间为 6 小时, 再生步骤中逆向放压 15 分钟、 加热冲洗 3 小时、 冷吹冲洗 2.5 小时、 充压 15 分钟。加热冲洗和冷吹均在 0.02Mpa 压力下进行, 加热冲洗时温度控制在 3 3 120℃, 净化后气体中含磷化物 <1mg/m , 含硫化物 <1mg/m 。净化气通过变压吸附法提纯一 氧化碳至 99.5% 用于羰基合成。逆放气和加热冲洗步骤的解吸气经后水洗塔洗涤后进入放 空火炬。
         实施例 2 : 如图 2 所示, 一种转炉气的净化方法, 包括以下步骤 : 3 3000Nm /h 的转炉气经两级水洗除尘、 降温, 再经鼓风机加压至 0.05MPa 后送入三塔变 压变温吸附装置。
         三塔变压变温装置由三个吸附床组成一个连续运转系统, 它们中的每个吸附床在 一次循环中必须依次经历以下步骤 : (1) 吸附 将转炉气自下而上的送入吸附床内进行吸附, 净化后的气体自床层顶部排出。当吸附 区的前沿向上移动到床层的一定位置时, 硫、 磷、 砷及其化合物在净化气体中达到规定浓度 后, 终止转炉气进入、 停止吸附, 此时原料气进入已再生冷却后的另一吸附床层进行吸附。
         (2) 逆向放压 使吸附床层在吸附压力下逆向放压, 床层内气体自原料气进口端放出, 直至达到常压 状态。
         (3) 加热冲洗 用氮气或另一吸附床层排出的一部分净化气减压至 0.01 ~ 0.5MPa 经过加热器加热到 50 ~ 350℃, 由上而下通过床层, 使被吸附的硫、 磷、 砷及其化合物解吸, 吸附剂被再生。
         (4) 冷吹 为了准备进入吸附步骤, 必须使床层冷却到环境温度, 即停止加热而继续以净化后的 冷气体或外供再生气进行冲洗、 冷却。
         (5) 充压用净化后的气体对床层进行升压至吸附压力。
         每个吸附床都将经历相同的步骤, 只是时序上相互叉开, 以保证分离过程连续进 行, 工艺步骤时序见表二。吸附剂采用含有 1% 钠和 0.4% 铁的活性炭, 吸附步骤的时间为 4 小时, 再生步骤中 逆放 5 分钟、 加热冲洗 3.5 小时、 冷吹冲洗 3.5 小时、 充压 25 分钟。加热冲洗和冷吹冲洗均 在 0.01Mpa 压力下进行, 加热冲洗温度为 350℃。净化后气体中含磷化物 <1mg/m3 含硫化物 <1mg/m3。逆放气和加热冲洗步骤的解吸气经后水洗塔洗涤后进入放空火炬。
         本发明并不局限于前述的具体实施方式。 本发明扩展到任何在本说明书中披露的 新特征或任何新的组合, 以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
        

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    一种 转炉 净化 方法
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