CN105565285A - 一种利用变压吸附工艺从烟道气脱酸尾气提取纯氮的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用变压吸附工艺分离提纯烟道气脱酸尾气并获得纯氮的方法，烟道气经0.8MPa及以上压力变压吸附脱酸处理后，CO2浓度低于0.5％，压力约为0.7MPa以上，主要含有浓度约92.5％的N2和约7％O2，通过变压吸附制氮工艺脱除其中的CO2与O2，获得纯度为99％以上的N2，制氮装置解吸气不含水，直接用于变压吸附脱酸处理工序再生，由此节省脱酸工序再生能耗。

Description

一种利用变压吸附工艺从烟道气脱酸尾气提取纯氮的方法
技术领域
本方法适用于化工领域，涉及到一种利用变压吸附工艺从烟道气脱酸尾气提取纯氮的方法。
背景技术
现在很多技术主要集中在回收烟道气中的CO2，其中以变压吸附提纯CO2的技术最为受人们青睐。因其能耗低、吸附剂使用周期长、工艺流程简单、自动化程度高、环境效益好、无污染产生等的优点。
中国专利CN103055659B公开了一种利用多层变压吸附原理，在同一个吸附床内先用强亲水性并易解吸的吸附剂截留住烟道气中的水蒸气，保护主CO2吸附层。最终达到仅用一套吸附装置同时分离水蒸气和CO2，最终实现高浓度捕集CO2的方法。
中国专利CN102989295A公开了一种捕集烟道气或合成气中二氧化碳的吸收剂，对低压下的二氧化碳的吸收容量大，再生效果好，单位二氧化碳捕集能耗低。
中国专利CN101745288B公开了一种二氧化碳的多塔式真空变压变温耦合吸附浓缩二氧化碳的方法，其为循环吸附以及解吸工艺过程，每个循环包括吸附、均压、升温、真空、真空吹扫、均压、加压和降温八个步骤。
中国专利申请号200510021158.8提供了一种从烟道气中脱除和回收二氧化碳的方法，烟气经水洗塔除尘降温，进入吸收塔，吸收剂与烟气在吸收塔内逆流接触，吸收烟气中CO2，吸收CO2后的吸收剂进入闪蒸塔或汽提塔，分离富液中的杂质(O2、SO2、NOX、CO等)，然后富液经换热器后进再生塔，在再生塔顶得到高纯度的CO2，吸收剂在再生塔底获得再生，再生后的吸收剂经换热后去吸收塔循环使用。
但是烟道气中的CO2含量仅有10％左右，相对于投资能耗而言意义不大。剩下的气体组分主要是N2和O2，氮气含量达到70％左右，且未见有变压吸附提纯烟道气氮气的相关报道。
在此种形势下本发明侧重于提取烟道气脱酸尾气中的氮气。因为烟道气脱酸尾气的主要成分是氮气和氧气，与空气的组分相似。且相对于利用变压吸附分离工艺从空气制取纯氮而言，直接将脱酸尾气变压吸附分离提纯氮气投资更省，能耗更低。酸性气体的吸附与再生能耗比空气中氧气的净化再生能耗要低，是因为制氮过程氧气吹扫流出气直接作为酸性气体吹扫气可以节省酸性气体再生能耗。
本发明的目的是提供一种适用于烟道气脱酸尾气利用变压吸附工艺制取纯氮的方法，由于制氮装置解吸气不含水，直接用于变压吸附脱酸处理工序再生，由此节省脱酸工序再生能耗。
发明内容
本发明涉及一种利用变压吸附工艺分离提纯烟道气脱酸尾气并获得纯氮的方法，该方法烟道气经0.8MPa及以上压力变压吸附脱酸处理后，CO2浓度低于0.5％，压力约为0.7MPa以上，主要含有浓度为92.5％左右的N2和7％左右的O2，通过变压吸附制氮工艺脱除其中的CO2与O2，获得纯度为99％以上的N2。
本发明的优势在于：制氮装置解吸气不含水，直接返回变压吸附脱酸处理工序再生，由此节省脱酸工序再生能耗。相对于空气制纯氮装置，成本可降低60-70％，且对于本身脱酸之后的尾气达到了废气再利用的目的，无疑是一项经济效益和社会效益都很突出的发明。
具体实施方式
实施例1：某锅炉烟道气(干基)成分如下：
(1)组成：
组成 CO2 NOx O2 N2 SO2
含量(V％) 11.3 0.1 8.6 80 200mg/Nm3
(2)温度：≤常温(40℃)
(3)压力(表压)：～0.80Mpa
(4)原料气量：～15000Nm3/H
锅炉烟道气压缩至0.8MPa，经变压吸附脱除其中的酸性气体CO2、CO、SO2、NOX等，脱酸后的尾气压力约为0.7MPa，CO2浓度＝0.4％、N2浓度＝92.5％、O2浓度＝7.1％，通过5塔变压吸附制氮工序脱除其中的CO2与O2，获得纯度为99.5％N2。
实施例2：某石灰窑烟道气(干基)成分如下：
(1)组成：
组成 CO2 NOx O2 N2 SO2
含量(V％) 9 3 10 78 100mg/Nm3
(2)温度：≤常温(40℃)
(3)压力(表压)：～0.85Mpa
(4)原料气量：～10000Nm3/H
石灰窑烟道气压缩至0.85MPa，经变压吸附脱除其中的酸性气体CO2、CO、SO2、NOX等，脱酸后的尾气压力约为0.7MPa，CO2浓度＝0.5％、N2浓度＝93.5％、O2浓度＝6％，通过5塔变压吸附制氮工序脱除其中的CO2与O2，获得纯度为99.6％的N2。

Claims (1)

1.一种利用变压吸附工艺分离提纯烟道气脱酸尾气并获得纯氮的方法，其特征在于：烟道气经0.8MPa及以上压力变压吸附脱酸处理后，CO2浓度低于0.5％，压力约为0.7MPa以上，主要含有浓度为92.5％左右的N2和7％左右的O2，通过变压吸附制氮工艺脱除其中的CO2与O2，获得纯度为99％以上的N2，制氮装置解吸气不含水，直接用于变压吸附脱酸处理工序再生，由此节省脱酸工序再生能耗。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0657203A2 (en) * 1993-12-13 1995-06-14 Noxso Corporation Nitrogen oxides and sulfur oxides removal utilizing transport line absorber
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