[发明专利]变压吸附提纯高炉煤气装置及变压吸附提纯高炉煤气方法

说明书

技术领域

本发明涉及变压吸附提纯高炉煤气领域，具体而言，涉及一种变压吸附提纯高炉煤气装置及变压吸附提纯高炉煤气方法。

背景技术

变压吸附提纯高炉煤气生产工艺中，PSA-CO工序要求进入它的煤气中总硫≤1ppm,经过仔细分析，高炉煤气中存在SO₂、H₂S和COS；在工艺流程中必须设置水解塔，使COS在水解剂媒的作用下分解，使之变成H₂S；含有H₂S的高炉煤气，须在粗脱硫塔(装有以活性碳作为载体的媒)中使H₂S与高炉煤气中的氧反应生成单质硫并保存在活性碳的微孔中。高炉煤气经过水解塔和粗脱硫塔后，还有少量的H₂S和COS没有反应完全，为充分消除硫对PSA-CO工序中铜吸附剂的影响，须在粗脱硫后增加精脱硫塔，并在精脱硫塔上部装水解剂，下部装氧化锌脱硫剂。上述单元中水解塔的反应温度须在60～80℃，粗脱硫塔的反应温度必须在40℃左右，精脱硫的反应温度需要60℃以上。

在用变压吸附方式提纯高炉煤气的生产过程中，煤气压缩机送出的煤气温度为85～90℃。因上述工序脱硫的需要，高炉煤气必须经过降温——降温——升温的过程。在第二次降温和升温过程的不同降温剂和加热介质的选择很重要，关系到设备的配置和系统的运行费用。

现有的方案是高炉煤气出煤气压缩机后，用水冷却到水解塔所需要的温度，高炉煤气出水解塔后，再用水冷却到40℃左右，高炉煤气出粗脱硫塔后用蒸汽加热到60℃以进入精脱硫塔。这使得冷却水的需求量很大，而在降温后还需要通过蒸汽对高炉煤气进行加热，使设备投入增加，能耗增大。

发明内容

本发明旨在提供一种变压吸附提纯高炉煤气装置及变压吸附提纯高炉煤气方法，以解决现有技术中变压吸附提纯高炉煤气方法需要很大的冷却水量和蒸汽量增加了设备成本的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种变压吸附提纯高炉煤气装置，该变压吸附提纯高炉煤气装置包括：送气部，送气部将高炉煤气送出；水解塔，水解塔的进气口与送气部的出气口连接；能量复用部，能量复用部具有气气换热器，气气换热器具有第一进气口、与第一进气口连通的第一出气口、第二进气口、与第二进气口连通的第二出气口，第一进气口与水解塔的出气口连通；粗脱硫塔，粗脱硫塔的进气口与能量复用部的出气口连通，粗脱硫塔的出气口与第二进气口连通，能量复用部将从水解塔流出的高炉煤气降温至粗脱硫塔所需的温度；精脱硫塔，精脱硫塔的进气口与气气换热器的第二出气口连通，气气换热器通过水解塔内流出的高温高炉煤气将粗脱硫塔流出的低温高炉煤气升温至精脱硫塔所需温度。

进一步地，送气部包括煤气压缩机和后冷却器，后冷却器的进气口与煤气压缩机的出气口连通，并冷却从煤气压缩机流出的高炉煤气至水解塔所需的温度，水解塔的进气口与后冷却器的出气口连通。

进一步地，送气部还包括保护管路，保护管路连接在煤气压缩机的进气口与后冷却器的出气口之间，且保护管路上设置有回流阀，后冷却器的出气口与保护管路之间还设置有止回阀。

进一步地，保护管路与水解塔的进气口之间还设置有送气阀。

进一步地，能量复用部还包括再降温部，再降温部连接在水解塔的出气口与粗脱硫塔的进气口之间，再降温部将水解塔的出气口流出的高炉煤气降温至粗脱硫塔所需的温度。

进一步地，再降温部包括再冷却器，再冷却器连接在气气换热器和粗脱硫塔之间，再冷却器的进气口与气气换热器的第一出气口连通，并将气气换热器流出的高炉煤气降温至粗脱硫塔所需的温度。

进一步地，再降温部还包括脱水塔，脱水塔的进气口与再冷却器的出气口连通，脱水塔的出气口与粗脱硫塔的进气口连通，高炉煤气经再冷却器后析出的水分经脱水塔脱离。

根据本发明的另一方面，提供了一种变压吸附提纯高炉煤气方法，变压吸附提纯高炉煤气的方法通过上述的变压吸附提纯高炉煤气装置进行，变压吸附提纯高炉煤气方法包括：送气步骤，送气步骤将高炉煤气降温至水解塔所需温度后送入水解塔内；换热步骤，换热步骤通过气气换热器将水解塔流出的高温高炉煤气和粗脱硫塔流出的低温高炉煤气换热，使从气气换热器流出的高炉煤气的温度至精脱硫塔所需的温度；脱硫步骤，脱硫步骤通过粗脱硫塔和精脱硫塔将气气换热器流出的高炉煤气脱硫。