[发明专利]炭黑尾气中气体分离和综合利用的方法及实现方法的装置

权利要求书

1.一种炭黑尾气中气体分离和综合利用的方法，其特征在于：采用第一级变压吸附分离出H₂O和含硫气体，再采用第二级变压吸附将H₂和N₂、CO、CO₂进行分离，然后采用第三级变压吸附将N₂和CO、CO₂进行分离，第二级变压吸附分离的H₂与第三级变压吸附分离的CO、CO₂用于炭黑燃烧和尾气燃烧的燃料，第三级变压吸附分离的N₂用于炭黑表面处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：第一级变压吸附步骤中，增压对炭黑尾气中的H₂O气体和含硫气体进行吸附，增压压力为0.1-0.5MPa，温度为10-30℃，然后减压至常压，将H₂O气体和含硫气体分离。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：第一级变压吸附步骤中采用的吸附材料为活性氧化铝和分子筛。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：经过第一级变压吸附的炭黑尾气进入第二级变压吸附，第二级变压吸附步骤中增压对炭黑尾气中的N₂、CO、CO₂进行吸附，增压压力为2.0-2.3MPa，温度为60-80℃，提纯出的H₂进行尾气收集。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：第二级变压吸附步骤中采用的吸附材料为活性碳和分子筛。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：第二级变压吸附减压至常压，N₂、CO、CO₂解吸后进入第三级变压吸附，增压对炭黑尾气中的CO、CO₂进行吸附，增压压力为0.7-1.0MPa，温度为10-30℃，提纯出的N₂进行分离并用于炭黑表面处理；然后第三级变压吸附减压至常压，将CO、CO₂解吸后进行尾气收集，并与第二级变压吸附分离出的H₂混合收集，作为炭黑反应及尾气燃烧所需的燃料。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：第三级变压吸附步骤中采用的吸附材料为活性碳。

8.实现如权利要求1-7任一所述方法的装置，其特征在于：包括依次通过管线连接的第一级变压吸附塔、第二级变压吸附塔、第三级变压吸附塔，以及与第二级变压吸附塔、第三级变压吸附塔分别连接的尾气储罐。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：第一级变压吸附塔内部设置活性氧化铝和分子筛吸附材料，活性氧化铝设置在吸附塔的底层，分子筛设置在吸附塔的上层；第二级变压吸附塔内部设置活性炭和分子筛吸附材料，活性炭设置在吸附塔的底层，分子筛设置在吸附塔的上层；第三级变压吸附塔内部设置活性炭。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于：第一级变压吸附塔顶部通过阀门连接H₂O气体和含硫气体收集装置，第三级变压吸附塔顶部通过阀门连接氮气储罐。