[发明专利]一种用于沉积炉尾气回收的装置及使用方法

说明书

本发明为一种用于沉积炉尾气回收的装置及使用方法，其中装置包括除油增压系统、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。

技术领域

本发明涉及一种用于沉积炉尾气回收的装置及使用方法，属于涉及废气回收环保领域。

背景技术

碳纤维复合材料主要是以碳纤维为增强材料，以树脂、碳、金属、陶瓷等作为基体材料，通过物理或化学的方法，复合成具有新性能的结构或功能材料。

化学气相沉积过程是生产碳纤维复合材料关键工序，它是将碳纤维预制体置于反应室内，在一定温度下使碳源气体（天然气）在沉积炉内发生裂解反应，生成的碳原子在碳纤维表面不断地堆积，形成热解碳，随着热解碳的不断沉积或渗透，形成碳纤维复合材料，同时化学热裂解反应副产废气，其主要组分是氢气、氮气和甲烷等。

每生产1吨炭/炭复合材料，大约会生产0.9吨废气，这些尾气直接排放大气会造成极大的污染及浪费，如何回收利用碳纤维复合材料加工制造过程尾气是急需解决的技术问题。为此，设计一种用于沉积炉尾气回收的装置及使用方法，以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少尾气排放与资源回收利用，用于从沉积炉尾气中回收甲烷和氢气的装置及方法，其具有很好的实用价值和经济效益。本发明可以对沉积炉尾气进行预处理、甲烷化反应和变压吸附提纯分离，生产出高纯氢气和副甲烷气体，提高了尾气利用价值，最大程度的回收尾气。

为实现上述目的，本发明采用如下技术：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，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。

作为优选：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。

作为优选：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。

作为优选：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。

作为优选：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。