[发明专利]提高高炉煤气燃烧热值的装置及方法

说明书

本发明提供了一种提高高炉煤气燃烧热值的装置及方法。该装置包括第一CO₂膜分离单元和CO₂变压吸附分离单元，第一CO₂膜分离单元设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，第一CO₂膜分离单元中设置有第一CO₂选择性分离膜，且第一CO₂选择性分离膜为第一聚合物分离膜；CO₂变压吸附分离单元设置有第一非渗透气进口、第二二氧化碳富集气出口及二氧化碳脱除气出口，第一非渗透气进口与所述第一非渗透气出口相连，CO₂变压吸附分离单元用于对非渗透气进行CO₂变压吸附分离。本发明能有效分离煤气中的二氧化碳，尤其是分离其中的二氧化碳和氢气，既能更有效富集二氧化碳，又能明显提高高炉煤气的燃烧热值。

技术领域

本发明涉及烟气处理技术领域，具体而言，涉及一种提高高炉煤气燃烧热值的装置及方法。

背景技术

高炉煤气作为许多工业生产的副产尾气，排放量巨大，其主要成分为CO、H₂、CO₂和N₂。其中CO₂的浓度较高，影响了高炉煤气的燃烧热值，且不利于降低CO₂排放。基于提高高炉煤气热值以及减少CO₂排放的目的，通常需要对高炉煤气中的CO₂进行分离捕集。

高炉煤气中捕集CO₂的方法目前主要为膜分离法，但是目前的膜分离法无法有效分离高炉烟气中的CO₂和氢气。尤其是当煤气中的氢气浓度较高和CO₂浓度较低时，存在着氢气富集程度低的问题，导致高炉煤气的燃烧热值较低，限制了其实际应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种提高高炉煤气燃烧热值的装置及方法，以解决现有技术中高炉煤气中的CO₂和氢气分离困难，导致煤气的燃烧热值难以提高、二氧化碳富集程度低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种提高高炉煤气燃烧热值的装置，其包括：第一CO₂膜分离单元，设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，第一CO₂膜分离单元中设置有第一CO₂选择性分离膜，且第一CO₂选择性分离膜为第一聚合物分离膜；CO₂变压吸附分离单元，设置有第一非渗透气进口、第二二氧化碳富集气出口及二氧化碳脱除气出口，第一非渗透气进口与第一非渗透气出口相连，CO₂变压吸附分离单元用于对第一非渗透气出口排出的非渗透气进行CO₂变压吸附分离。

进一步地，装置还包括第二CO₂膜分离单元，第二CO₂膜分离单元设置有第一二氧化碳富集气进口和CO₂产品气出口，第一二氧化碳富集气进口与第一二氧化碳富集气出口相连，第二CO₂膜分离单元中设置有第二CO₂选择性分离膜，且第二CO₂选择性分离膜为第二聚合物分离膜。

进一步地，第一聚合物分离膜和第二聚合物分离膜上分别携带有极性基团。

进一步地，第一非渗透气进口与第一非渗透气出口通过非渗透气输送管路相连，第二CO₂膜分离单元还设置有第二非渗透气出口，第二非渗透气出口与非渗透气输送管路相连。

进一步地，第一二氧化碳富集气进口与第一二氧化碳富集气出口通过二氧化碳富集气输送管路相连，且第二二氧化碳富集气出口与二氧化碳富集气输送管路相连。

进一步地，装置还包括第一压缩单元，第一压缩单元设置在高炉煤气进口所在的进气管路上，用于对高炉煤气进行压缩。