[发明专利]一种用于沉积炉尾气回收的装置及使用方法

权利要求书

1.一种用于沉积炉尾气回收的装置，它包括除油增压系统、TSA预处理系统、脱硫和甲烷化系统、VPSA提粗氢系统、PSA提氢系统、PSA提甲烷系统、甲烷压缩和干燥系统，相互之间通过管道连接，其特征在于：所述油增压系统内设置有横管冷却器、电捕焦器、增压的风机、除油塔、原料气压缩机，相互之间通过管道依次连接，该原料气压缩机一端连接至TSA预处理系统，另一端连接至脱硫和甲烷化系统，脱硫和甲烷化系统与VPSA提氢系统连接，VPSA提氢系统分别与PSA提氢系统和PSA提甲烷系统连接，PSA提甲烷系统与甲烷压缩和干燥系统相连接，所述原料气压缩机设置有一级原料气压缩机、二级原料气压缩机、三级原料气压缩机。

2.根据权利要求1所述的用于沉积炉尾气回收的装置，其特征在于：所述TSA预处理系统为TSA吸附塔，该TSA吸附塔设置有2个，一塔处于吸附状态，一塔处于再生状态，其中再生状态的塔与二级原料气压缩机连接，吸附状态的塔与三级原料气压缩机连接，所述三级原料气压缩机还与脱硫和甲烷化系统连接。

3.根据权利要求2所述的用于沉积炉尾气回收的装置，其特征在于：所述脱硫和甲烷化系统包括除油罐，该除油罐与三级原料气压缩机出口连接；除油罐的前方依次与转化加热器、转化反应器、精脱硫反应器、甲烷化反应器连接，将尾气中的CO²和CO转化为CH₄，在甲烷化反应器后方连接至VPSA提氢系统。

4.根据权利要求3所述的用于沉积炉尾气回收的装置，其特征在于：所述VPSA提氢系统包括：多个VPSA吸附塔、真空泵、解析气混合罐，其中VPSA吸附塔的一端连接至甲烷化反应器，另一端通过管道将多个VPSA吸附塔串联连接，在其中一个VPSA吸附塔内安装有真空泵，最终连接解析气混合罐，实现各吸附塔依次经过吸附、连续多次均压降压、逆放、抽真空、连续多次均压升压和产品气最终升压过程，所述解析气混合罐分别与PSA提氢系统和PSA提甲烷系统通过管道连接。

5.根据权利要求4所述的用于沉积炉尾气回收的装置，其特征在于：所述PSA提氢系统为多个PSA吸附塔组成，其中PSA吸附塔与VPSA提氢产品出口通过管道连接；多个吸附塔依次经过吸附、均压降压、顺放、逆放、冲洗、均压升压和产品气升压过程；将最后连接至顺放罐。

6.根据权利要求4所述的用于沉积炉尾气回收的装置，其特征在于：所述PSA提甲烷系统包括VPSA甲烷吸附塔，PSA甲烷吸附塔PSA提氢解析气混合罐通过管道连接，该VPSA提甲烷吸附塔由多个吸附塔组成，各吸附塔依次经过吸附、连续多次均压降压、逆放、抽真空、连续多次均压升压和产品气最终升压过程；最终将产品储存在甲烷缓冲罐中，所述抽真空通过设置在其中一个VPSA甲烷吸附塔内的真空泵进行抽取，所述甲烷缓冲罐与后方的甲烷压缩和干燥系统通过管道相连接。

7.根据权利要求6所述的用于沉积炉尾气回收的装置，其特征在于：所述甲烷压缩和干燥系统包括甲烷压缩机和干燥器，其中甲烷压缩与甲烷缓冲罐通过管道连接，干燥器与甲烷压缩机通过管道连接。

8.一种根据权利要求1-7任意一项的用于沉积炉尾气回收的装置的使用方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1）除油增压：

将尾气中氢气、氮气、甲烷和杂质混合气体，沉积炉尾气经过电捕焦器和除油塔后焦油含量降低至0.1ppm以下，尾气经过原料气压缩机一、二级增压至0.3-0.6MPa.G之间；

2）TSA预处理：

将增压后的气体送入06TSA预处理系统除去大分子杂质；脱除大分子杂质的尾气进入原料气三级原料气压缩机增压至1.0-1.5MPa之间；

3）脱硫和甲烷化处理：

由原料气三级原料气压缩机送来的尾气经脱硫和甲烷化系统除去有机硫、无机硫、CO、CO²和氧至1ppm以下；

4)VPSA提氢和PSA提氢：

来自脱硫和甲烷化系统的尾气送至VPSA粗提氢系统，可获得纯度高于90%粗氢气，被送至PSA提氢系统粗纯化至5N高纯氢气；

5）Vpsa提甲烷：

来自VPSA的解析气被送至PSA提甲烷系统，并经过压缩和干燥可获得纯度高于90%的甲烷。