CN102730684B

CN102730684B - 冶炼炉气一氧化碳分离方法

Info

Publication number: CN102730684B
Application number: CN2012102214449A
Authority: CN
Inventors: 韦平忠; 谢宇军
Original assignee: GUANGXI LIUZHOU ZHONGJIA INTELLECTUAL PROPERTY RIGHTS SERVICE CO Ltd
Current assignee: Luocheng county science and Technology Bureau
Priority date: 2012-06-30
Filing date: 2012-06-30
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2032-06-30
Also published as: CN102730684A

Abstract

本发明公开了一种冶炼炉气一氧化碳分离方法，该方法是：将冶炼炉排出的炉气经过冷却、除尘后，由压缩机将其压入变压吸附装置进行炉气分离，所述的炉气分离是采用变压吸附工艺方法浓缩提纯一氧化碳，吸附温度20-55℃，吸附压力为0.25-1.2MPa。该分离方法采用的设备包括压缩机和变压吸附装置，所述压缩机中气缸在靠近曲轴的一端，设有进气口和出气口，所述进气口和出气口所连通的气道上分别装有进气控制气阀和出气控制气阀；所述进气控制气阀和出气控制气阀内均设有转动阀芯，这些转动阀芯均通过机械传动装置与所述曲轴连接。本发明解决从冶炼炉气中分离回收一氧化碳气体成本高的问题。

Description

冶炼炉气一氧化碳分离方法

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，尤其是一种用于分离回收冶炼炉排放炉气中一氧化碳气体的方法。

背景技术

目前，冶炼炉排放的炉气中的热量和有效成份的利用率都很低，特别是炉气中有效成份一氧化碳气体，在冶炼炉表面燃烧排放掉，还有未燃部分容易造成空气污染，使现场操作人员被排放的炉气熏染而出现中毒现象。为了有效地利用这些炉气中的一氧化碳气体，必须将这些炉气进行压缩分离出来。而目前使用的气体压缩机对混合的炉气进行压缩后进入变压吸附装置对气体中各成分进行压缩分离时，其分离气体中，除回收所需的一氧化碳气体外还会产生其它成分的富余压缩气体，这些富余压缩气体仍具有相当大的蕴藏能量，若将其向空中释放会造成其蕴藏的能量的无谓浪费。现有的气体压缩机，如一种活塞式气体压缩机，它是在机身的上端连接阀体，机身内设有气缸，机身气缸正对的阀体上设有向气缸内配气的进气阀和排气阀，气缸内装有压缩气体的活塞，活塞的下端连接有活塞杆，活塞杆的另一端穿过气缸的底端与一个装在机身中的十字头滑道中的十字头滑块的一端连接，十字头滑块内铰接有十字头销，十字头销的一端与活塞杆的小头一端连接，活塞杆的大头一端装在曲轴的曲柄上，曲柄的一端通过飞轮与电动机连接。这种典型的气体压缩机只能依靠电动机的能量来压缩气体，不能直接利用上述富余压缩气体的能量作为压缩动力，只能将这些富余压缩气向空中释放，其蕴藏的能量白白地浪费，造成分离回收一氧化碳气体成本增高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冶炼炉气一氧化碳分离方法，它可解决从冶炼炉气中分离回收一氧化碳气体成本高的问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：将冶炼炉排出的炉气经过冷却、除尘后，由气体压缩机将其压入变压吸附装置中将一氧化碳从炉气中分离出来；所述炉气的冷却是将炉气通过原料预热器中的原料，对入炉前的矿料进行预热的同时将炉气冷却；经过对原料预热后获得冷却的炉气经过气/水分离器去除水分后再通过旋风除尘器进行所述的除尘；所述的气体分离是采用变压吸附工艺方法浓缩提纯一氧化碳，吸附温度20-55℃，吸附压力为0.25-1.2MPa；

所述气体压缩机，包括设有进气阀和排气阀的阀体，内设有气缸的机身，安装在所述气缸内的活塞以及与所述活塞连接的活塞杆；所述活塞杆的另一端穿过所述气缸的底端与十字头滑块连接，所述活塞杆与气缸的底端之间装有密封件，所述十字头滑块通过十字头销与一端装在曲轴上的连杆相连，所述气缸在靠近所述曲轴的一端，设有进气口和出气口，所述进气口所连通的进气道上装有进气控制气阀，所述出气口所连通的出气道上装有出气控制气阀；所述进气控制气阀和出气控制气阀内均设有转动阀芯，这些转动阀芯均通过机械传动装置与所述曲轴连接；所述阀体的出气口通过管道与变压吸附装置连通，所述变压吸附装置输出的富余压缩气体通过管道与储气罐相连通，所述储气罐连通气缸的管道上装有阀门和进气控制气阀。

上述技术方案要中，更为具体的方案还可以是：所述进气控制气阀和出气控制气阀结构相同，包括有装在控制阀体内的所述转动阀芯，该转动阀芯连接有同步皮带轮，所述转动阀芯是一个圆盘体，在这个转动阀芯上设有一段环形通孔，所述控制阀体的出气口设在与所述转动阀芯接合的一个端面上，所述控制阀体的进气口与所述转动阀芯另一个端面外的空腔连通；所述机械传动装置是由所述进气控制气阀和出气控制气阀的同步皮带轮与装在所述曲轴上的同步皮带轮和同步皮带构成的同步皮带传动装置。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、炉气经除尘净化后减少了尘粒，再经变压吸附装置进行气体分离，将炉气中一氧化碳等其它有用成分分离出来再利用，既节能又减少了污染，达到降低成本的目的；同时利用分离后的富余压缩气体压力的能量辅助由曲轴输入的能量对从进气阀进入的炉气进行压缩，节约能源，进一步降低分离回收一氧化碳的成本。

2、由于富余压缩气体的输入，活塞在压缩气体的后期，与普通活塞式压缩机相比，活塞上下压力差减小，活塞密封环和气缸之间的摩擦损耗减少，减少温升，从而减少对活塞的气密封性能的要求，提高了设备的可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图；

图2是本发明中控制气阀的主视剖面示意图；

图3是图2中A-A处的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

冶炼炉排出的炉气经过冷却、除尘，所述炉气的冷却是将炉气通过原料预热器中的原料，对入炉前的矿料进行预热的同时将炉气冷却；经过对原料预热后获得冷却的炉气再经过气/水分离器去除水分后通过旋风除尘器进行所述的除尘；除尘后炉气由图1所示的进气管1进入气体压缩机，由气体压缩机将其压入变压吸附装置3从炉气中对一氧化碳进行分离，气体分离采用变压吸附工艺方法浓缩提纯一氧化碳，吸附温度20-55℃，吸附压力为0.25-1.2MPa，具体的分离工艺方法按照中国专利号为200810044763.0的专利方法进行。

图1所示是一个对冶炼炉气先经过压缩机压缩后再分离，然后将富余压缩气体返回压缩机辅助对冶炼炉气进行压缩的工作原理示意图。冶炼炉气从压缩机进气口1进入压缩机气缸20，经过压缩机压缩进入到变压吸附装置3进行分离，经分离出的一氧化碳从气管4输出后，其它被压缩了的气体进入储气罐5成为富余压缩气体，这些富余压缩气体根据需要将通过阀门6和进气控制气阀7进入压缩机气缸20内。

图1中的压缩机，有一个内含进气阀21和排气阀22的阀体2，有一个内设有气缸20的机身19，阀体2装在机身19的上端，在机身19中气缸20的上端的阀体2上装有进气阀21和排气阀22。在气缸20内装有活塞23，活塞23的下端连接有活塞杆24，活塞杆24穿过气缸20的下端与十字头滑块12连接，十字头滑块12装在机身19的十字头滑道内，活塞杆24与气缸20的底端之间装有密封件25，十字头滑块12通过装在其上的十字头销与一端装在曲轴10上的连杆11相连。当曲轴10带动连杆11转动时，连杆11将通过十字头销驱动十字头滑块12在机身19的十字头滑道内往复运动，十字头滑块12的往复运动通过活塞杆24带动活塞23上、下往复运动。活塞23向下运动时，阀体2上的进气阀21打开，出气阀22关闭，让需要压缩的气体从进气管1进入气缸；活塞23向上运动时，阀体2上的进气阀21关闭，出气阀22在活塞23向上运动将至缸体20的项端，即接近活塞的上行程止点前方才打开，让压缩了的气体从阀体2的出气管进入变压吸附装置3，这部分是现有活塞气体压缩机的工作原理部分。此外，在气缸20在靠近曲轴10的一端，设有进气口和出气口，进气口连通的进气道上装有进气控制气阀7，出气口连通的出气道17上装有出气控制气阀18。

进气控制气阀7和出气控制气阀18的结构均相同。如图2、图3所示，这种阀有一个控制阀体7-1，在控制阀体7-1内装有转动阀芯7-2，转动阀芯7-2通过芯轴7-4连接有一个同步皮带轮7-3，芯轴7-4装在阀体隔板7-6和阀体封板7-5上，芯轴7-4与阀体隔板7-6之间装有滚动轴承7-7和“O”形密封圈7-8，芯轴7-4与阀体封板7-5之间装有滚动轴承，转动阀芯7-2为一个圆盘体，它的左端面压接在控制阀体7-1内腔的左端面上，在转动阀芯7-2与控制阀体7-1之间装有推力球轴承7-9，控制阀体7-1上出气道的出气口就设在与阀芯7-2的圆盘体接合的一个端面上，转动阀芯7-2上设有一段环形通孔，控制阀体7-1进气道的进气口与阀芯7-2右端面外设置的空腔连通。

进气控制气阀7通过其上的同步皮带轮7-3通过同步皮带8与装在曲轴10右端上的同步皮带轮9连接；出气控制气阀18的同步皮带轮7-3通过同步皮带16与装在曲轴10左端上的同步皮带轮15连接，使进气控制气阀7和出气控制气阀18内的转动阀芯7-2实现同步转动。在活塞23向上运动到上行程止点附近前，进气控制气阀7中的转动阀芯7-2圆盘体上的环形通孔均让控制阀体7-1的进气口与出气口保持畅通，在此其间，出气控制气阀18中的转动阀芯7-2圆盘体上的环形通孔封闭，让控制阀体7-1的出气口与进气口隔断。使从变压吸附装置3出到储气罐5内的富余压缩气体通过阀门6和进气控制气阀7压入气缸20内与来自电动机13通过飞轮14驱动的曲轴10通过连杆11、十字头滑块12和活塞杆24的能量一起推动活塞向上运动做功压缩气体，以减小电动机13向曲轴10输入的能量；当活塞23向下运动吸气时，曲轴10驱动进气控制气阀7中的转动阀芯7-2转动，让转动阀芯7-2的圆盘体上的环形通孔封闭控制阀体7-1的出气口，以关闭富余气体进入气缸20，在此其间，曲轴10驱动出气控制气阀18中的转动阀芯7-2圆盘体上的环形通孔打开，让控制阀体7-1的进气口通过圆盘体上的环形通孔与出气口连通，让做了功后的富余气体从出气控制气阀18中通过排出气缸。如此循环，便实现将富余气体的能量用于对所需要压缩的气体进行压缩，从而节省电动机的输入电能，达到降低成本的目的。

在其它实施例中，可以采用链条和链轮代替本实施例中的同步皮带和同步皮带轮。

Claims

1.一种冶炼炉气一氧化碳分离方法，其特征在于：

将冶炼炉排出的炉气经过冷却、除尘后，由气体压缩机将其压入变压吸附装置中将一氧化碳从炉气中分离出来；所述炉气的冷却是将炉气通过原料预热器中的原料，对入炉前的矿料进行预热的同时将炉气冷却；经过对原料预热后获得冷却的炉气经过气/水分离器去除水分后再通过旋风除尘器进行所述的除尘；所述的气体分离是采用变压吸附工艺方法浓缩提纯一氧化碳，吸附温度20-55℃，吸附压力为0.25-1.2MPa；

所述气体压缩机包括设有进气阀（21）和排气阀（22）的阀体（2），内设有气缸（20）的机身（19），安装在所述气缸（20）内的活塞（23）以及与所述活塞（23）连接的活塞杆（24）；所述活塞杆（24）的另一端穿过所述气缸（20）的底端与十字头滑块（12）连接，所述活塞杆（24）与气缸（20）的底端之间装有密封件（25），所述十字头滑块（12）通过十字头销与一端装在曲轴（10）上的连杆（11）相连，所述气缸（20）在靠近所述曲轴（10）的一端，设有进气口和出气口，所述进气口所连通的进气道上装有进气控制气阀（7），所述出气口所连通的出气道（17）上装有出气控制气阀（18）；所述进气控制气阀（7）和出气控制气阀（18）内均设有转动阀芯（7-2），这些转动阀芯（7-2）均通过机械传动装置与所述曲轴（10）连接；所述阀体（2）的出气口通过管道与变压吸附装置（3）连通，所述变压吸附装置（3）输出的富余压缩气体通过管道与储气罐（5）相连通，所述储气罐（5）连通气缸（20）的管道上装有阀门（6）和进气控制气阀（7）。

2.根据权利要求1所述的冶炼炉气一氧化碳分离方法，其特征在于：所述的进气控制气阀（7）和出气控制气阀（18）结构相同，包括有装在控制阀体（7-1）内的所述转动阀芯（7-2），该转动阀芯（7-2）连接有同步皮带轮（7-3），所述转动阀芯（7-2）是一个圆盘体，在这个转动阀芯（7-2）上设有一段环形通孔，所述控制阀体（7-1）的出气口设在与所述转动阀芯（7-2）接合的一个端面上，所述控制阀体（7-1）的进气口与所述转动阀芯（7-2）另一个端面外的空腔连通；所述机械传动装置是由所述进气控制气阀（7）和出气控制气阀（18）的同步皮带轮（7-3）与装在所述曲轴（10）上的同步皮带轮（9、15）和同步皮带（8、16）构成的同步皮带传动装置。