CN116371147A - 一种富氢碳循环氧气高炉煤气co2捕集液化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富氢碳循环氧气高炉煤气CO2捕集液化的方法，从富氢碳循环氧气高炉产生的炉顶煤气通过炉顶煤气除尘系统降温至40℃，由煤气输出管引出通过脱CO2装置脱除CO2后，得到喷吹入炉的还原成品气和二氧化碳的捕集液化原料解吸气。捕集液化原料解吸气在脱CO2装置的收集贮存装置内进行存储、液化，液化的CO2原料气体经缓冲器分离水分，然后进入预冷机组降温到8‑10℃左右。精脱硫后的原料气进入纯化干燥系统，纯化干燥器设两台，经过干燥器后的CO2气体进入低温制冷机冷却降温到约‑18℃，变成过冷（过冷度约2‑3℃）的CO2液体，然后进入低温液体贮槽贮存。纯化干燥系统的再生分四个步骤进行：第一步骤降压；第二步骤加热；第三步骤吹冷；第四步骤升压。
Description
技术领域
本发明涉及一种富氢碳循环氧气高炉煤气CO2捕集液化的方法。
背景技术
钢铁工业以碳冶金为主，生产过程中CO2的排放量占全球CO2排放总量的5%～6%，钢铁行业中CO2的排放主要来源于炼铁高炉中焦炭和煤粉的化石燃料燃烧产生的煤气中，因此，CO2的减排与高炉煤气的高效循环利用是紧密关联的，煤气的循环利用效率的提高，能够有效减少CO2的排放量。八钢的富氢碳循环氧气高炉HyCROF自循环煤气中还原煤气成分，与传统高炉煤气相比，该煤气的特点是：CO+H2还原气氛比例高、N2少，有利于煤气自循环脱除CO2的工艺流程实施，随着除CO2还原煤气喷吹，富氢碳循环氧气高炉HyCROF炉况进一步稳定，与喷吹煤气前相比，实现了全氧冶炼，焦比（燃料比）维持在300kg/t以下，减排效果明显，提高了成本竞争优势。随着富氢碳循环氧气高炉HyCROF的持续生产，自循环脱除的CO2需要处理，杜绝由汽提塔顶直接向大气直接放散，进一步降低CO2排放。这种从汽提塔塔顶直接排放大气的处理方式，会造成资源浪费和温室效应气体的排放。富氢碳循环氧气高炉HyCROF每年产生的解析气CO2为33360万Nm3/a，合计产生温室效应气体CO2为65.5万吨。而CO2本身是一种重要的化工原料，食品、轻工、冶金、化工等行业都需要大量的CO2气体；若将富氢碳循环氧气高炉HyCROF的温室效应气体CO2进行捕集液化并进行出售，既降低了企业的温室气体排放，又增加了经济效益，进而消除了富氢碳循环氧气高炉HyCROF脱除的CO2的工艺存在明显的弊端。
发明内容
本发明的目的在于提供一种富氢碳循环氧气高炉煤气CO2捕集液化的方法，可以有效补集液化钢铁生产中的二氧化碳，降低二氧化碳排放量。
本发明的技术方案是：一种富氢碳循环氧气高炉煤气CO2捕集液化的方法，包括具有从富氢碳循环氧气高炉HyCROF1产生的炉顶煤气、作为副产品的煤气由炉顶引出，通过炉顶煤气除尘系统进行除尘后至10mg/Nm3，降温至40℃，调整输出煤气压力至10kPa左右引出2路，一路进入煤气管网，另一路由煤气输出管引出通过脱CO2装置脱除CO2后，得到喷吹入炉的还原成品气和二氧化碳的捕集液化原料解吸气。捕集液化原料解吸气在脱CO2装置的收集贮存装置内进行存储，贮存的CO2气用途有二，一是通过加压作为煤气喷吹加热系统的安保气，二是进行进行液化，液化的CO2原料气体经缓冲器分离水分，脱水后的解析气CO2含量达到>99%，入CO2气体压缩机进口，经CO2气体压缩机压缩到2.3MPa，经过后冷却器冷却，然后进入预冷机组降温到8-10℃左右。接着进入精脱硫系统，硫化氢含量脱除到小于5ppm。精脱硫后的原料气进入纯化干燥系统，确保纯化干燥系统出来的CO2气体中水份＜20ppm，满足液化不结冰要求，同时吸附微量高沸物（如高碳烃等），纯化干燥器设两台，一台吸附一台再生，设置再生工艺，再生气使用经加热器加热的氮气。经过干燥器后的CO2气体进入低温制冷机冷却降温到约-18℃，变成过冷（过冷度约2-3℃）的CO2液体，然后进入低温液体贮槽贮存。
具体的二氧化碳原料气的压缩和冷却，将含有杂质的二氧化碳的捕集液化原料解吸气经过经缓冲器分离水分，脱水后的解析气CO2含量达到>99%，入CO2气体压缩机进口，经CO2气体压缩机压缩到2.3MPa。
将含有杂质的二氧化碳的捕集液化原料解吸气经过经缓冲器分离水分，脱水后的解析气压缩冷却，提高了二氧化碳原料解吸气的压力，降低了二氧化碳原料解吸气的温度。
具体的二氧化碳原料解吸气提高压力后的精脱硫，二氧化碳原料解吸气，经过干式等离子体，由精脱硫系统精脱硫塔体下部进入，进气口的布置是按照气流的均匀进入而设计，从而保证烟气的停留时间和均匀分布，有效地避免烟气的旋流及壁面效应，通过此系统，硫化氢含量脱除到小于5ppm。
此精脱硫系统投资少，占地小，运行成本低，与主体工程兼容性好，脱硫效率能够满足利于二氧化碳液化的要求，脱硫副产品容易处理，无二次污染。
具体的脱硫后的二氧化碳原料解吸气的净化：脱硫后的二氧化碳原料解吸气脱硫后的输入2个并列的纯化干燥系统中的一个纯化干燥吸附塔，经过对应的纯化干燥入口控制装置和纯化干燥出口控制装置的切换，使得其中一座纯化干燥系统中的一个纯化干燥吸附塔处于吸附阶段，其中另一座纯化干燥系统中的纯化干燥吸附塔处于加热再生阶段；脱除二氧化碳中的水和其他组分及杂质；
被压缩的二氧化碳原料解吸气经预冷系统冷却至15℃，脱硫后,自下而上通过纯化干燥系统一、二,所含的H2O、C2H2、CO2、C3H6、C4H8等微量高沸物（如高碳烃等）杂质相继被吸附清除，从而避免了这些杂质在设备和管路局部聚结、堵塞。
所述的纯化干燥系统一、二,是交替运行的，主要包括纯化干燥塔10、一座吸附时，另一只被再生，工作周期为24h。其下层装填活性氧化铝30和惰性氧化铝20。一定高度的吸附床是由支承栅架30承托的，支承栅架是由工字钢60、格栅70和不锈钢孔板80组成。分子筛40和氧化铝之间用分隔板50隔开。内设分隔板，对气流有一定的阻力，也可增加二氧化碳原料解吸气流动的均匀性；同时可以预防因压力波动引起的冲床事故。 为了改善再生污氮气流的均匀性，在污氮气进口处设有上分布器90，其作用是给再生污氮气以阻力，使其分配均匀，并挡住工作过程中分子筛可能产生的粉末，使其不能进入管路系统，起到内置过滤器的作用。 为了改善二氧化碳原料解吸气流的均匀性，在二氧化碳原料解吸气进口处设有下分布器100，该分布器为圆筒上开孔。并在其进口留有出水孔，防止再生解析水分积聚。 具体详见图2为本发明的一种富氢碳循环氧气高炉HyCROF煤气CO2捕集液化技术方法的纯化干燥系统的纯化干燥塔原理图。
所述的纯化干燥系统的再生分四个步骤进行：第一步骤降压；第二步骤加热；第三步骤吹冷；第四步骤升压。
降压步骤：纯化干燥系统在24h结束工作周期，需将剩余在纯化干燥系统内的二氧化碳原料解吸气进行释放。
所述的降压是通过将纯化干燥入口控制装置一或二，纯化干燥出口控制装置一或二关闭，打开降压控制装置一（或降压控制装置二）及消音器来实现减压的。为了避免分子筛床层的吸附剂活性氧化铝受到压力波动的冲击，降压的速度不要少于10分钟。降压是按压力联锁实现，降压至纯化干燥系统的压力表显示10kPa完毕。
加热步骤：打开加热氮气控制阀，关闭吹冷氮气控制阀；打开再生氮气控制装置一或二，打开氮气出口控制装置一或二。再生气由氮气放散排出。
所述的加热是使氮气经加热器被加热到170℃以上，干燥的热氮气在纯化干燥系统一或二入口处温度在170℃以上，自上而下通过纯化干燥系统。时间为95-100分钟。
吹冷步骤：关闭加热氮气控制阀，打开吹冷氮气控制阀；使冷氮气不经过电加热器而走旁通，经过氮气控制装置一或二和氮气出口控制装置一或二，吹冷气由氮气放散排出。
所述的吹冷用氮气吹冷期内在纯化干燥系统入口处，温度最高为20℃。氮气出纯化干燥系统温度起初继续上升，待上升至100℃以后就逐渐下降。吹冷末，氮气出纯化干燥系统温度可下降至比工作温度高5～10℃。
升压步骤：关闭氮气控制装置一或二和氮气出口控制装置一或二，打开纯化干燥出口连通装置，使正在工作的一座纯化干燥系统中的二氧化碳原料解吸气充入再生完毕的一座纯化干燥系统中，当两座纯化干燥系统压差显示在6kPa时，说明再生纯化干燥系统的压力与工作纯化干燥系统的压力已经均衡，。为避免气流冲击分子筛床层，使床层发生移动或磨擦，故升压需要缓慢，此步完成时间不要少于25分钟。
所述的再生四步骤结束后，该只吸附器就投入工作。此步骤通过交替循环，完成连续生产。一座纯化干燥系统吸附杂质而另一座纯化干燥系统被再生。吸附和再生过程顺序自动控制以保证装置连续运行。采用来氮气对吸附器进行再生。再生时再生的一座纯化干燥系统与吸附流程隔离，再生气放空。与吸附流程隔离的纯化干燥系统先降压，然后先电加热器加热氮气进行再生，然后用从氮气旁路来的冷低温氮气对纯化干燥系统进行冷却。
所述的各控制系统的各切换阀门的动作都是由通过程序控制器控制的。
具体的净化后气体二氧化碳的预冷和不凝气体的冷能回收：经过纯化干燥系统后的CO2气体进入低温制冷机冷却降温到约-18℃，变成过冷（过冷度约2-3℃）的CO2液体，然后进入低温液体贮槽贮存。低温制冷机排出的不凝气体CH4、N2经过分离器与CO2液体分离后利用放散排放；液体二氧化碳作为高纯液体二氧化碳产品去CO2液体收集球罐储存, 并通过排液装置与运输装置连接便于排放CO2液体。
实施本发明具有以下效果：
1.本发明富氢碳循环氧气高炉HyCROF煤气CO2捕集液化技术方法在全球冶金低碳实验平台富氢碳循环氧气高炉HyCROF首次使用，具有独有的创新性。富氢碳循环氧气高炉HyCROF煤气脱除CO2并捕集液化，解决了富氢碳循环氧气高炉HyCROF煤气脱除CO2后，从汽提塔塔顶直接排放大气的处理方式，造成资源浪费和温室效应气体的排放这一弊端。本发明可以得到高纯度的液体CO2产品，可满足CO2大规模运输封存的要求，因而可以作为化石能源系统大规模CO2捕获与封存系统中的一项重要的核心技术；可使液态CO2产品的纯度达到99.5％以上，可满足CO2储存运输和一般工业应用的要求，市场应用前景广泛。同时，该系统全流程没有采用化学溶剂，因此设备的造价低廉、安全性高、运行维护成本较低。可广泛用于从CO2的混合气体中分离提纯CO2，特别适合于从CO2浓度较高的混合气体中分离CO2。
2.本工艺原料气先预冷，后脱硫和干燥，其优点是可减少脱硫剂和干燥吸附剂使用量，并降低干燥装置再生能耗，采用干法吸附脱硫工艺，不消耗能量，同时可保证在原料气中硫含量高时产品无异味。 采用中、低温度两种工况制冷机组组合的节能型制冷工艺，以充分利用制冷剂的蒸发优势和中温制冷的机械效率，大幅度降低制冷功耗。本项目中纯化干燥系统、压缩机组、制冷机组均可设计制造成整体撬块化装置，可节省安装费用。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明方法示意图。
图2为本发明的纯化干燥塔原理图。
图3为本发明图2中的纯化干燥塔中的分隔板结构示意图。
图中标记： 1、富氢碳循环氧气高炉HyCROF。2、炉顶煤气除尘系统。3、煤气加热系统。4、煤气脱CO2系统。51、氮气进口控制装置一。52、氮气进口控制装置二。6、纯化干燥系统一。71、纯化干燥出口控制装置一。72、纯化干燥出口控制装置二。8、纯化干燥出口连通装置。9、纯化干燥系统二。10、电加热器。11、吹冷氮气控制。12、氮气供给装置。13、低温制冷机。14、煤气管网。15、放散。16、分离器。17、缓冲器。18、压缩机。19、冷却器预冷机组。20、精脱硫系统。211、纯化干燥入口控制装置一。212、纯化干燥入口控制装置二。221、氮气出口控制装置一。222、氮气出口控制装置二。231、降压控制装置一。232、降压控制装置二。24、加热氮气控制。25、消音器。26、CO2液体收集球罐。27、排液装置。28、氮气放散。
实施方式
一种富氢碳循环氧气高炉煤气CO2捕集液化的方法，包括具有从富氢碳循环氧气高炉HyCROF1产生的炉顶煤气、作为副产品的煤气由炉顶引出，通过炉顶煤气除尘系统进行除尘后至10mg/Nm3，降温至40℃，调整输出煤气压力至10kPa左右引出2路，一路进入煤气管网，另一路由煤气输出管引出通过脱CO2装置脱除CO2后，得到喷吹入炉的还原成品气和二氧化碳的捕集液化原料解吸气。捕集液化原料解吸气在脱CO2装置的收集贮存装置内进行存储，贮存的CO2气用途有二，一是通过加压作为煤气喷吹加热系统的安保气，二是进行进行液化，液化的CO2原料气体经缓冲器分离水分，脱水后的解析气CO2含量达到>99%，入CO2气体压缩机进口，经CO2气体压缩机压缩到2.3MPa，经过后冷却器冷却，然后进入预冷机组降温到8-10℃左右。接着进入精脱硫系统，硫化氢含量脱除到小于5ppm。精脱硫后的原料气进入纯化干燥系统，确保纯化干燥系统出来的CO2气体中水份＜20ppm，满足液化不结冰要求，同时吸附微量高沸物（如高碳烃等），纯化干燥器设两台，一台吸附一台再生，设置再生工艺，再生气使用经加热器加热的氮气。经过干燥器后的CO2气体进入低温制冷机冷却降温到约-18℃，变成过冷（过冷度约2-3℃）的CO2液体，然后进入低温液体贮槽贮存。
具体的二氧化碳原料气的压缩和冷却，将含有杂质的二氧化碳的捕集液化原料解吸气经过经缓冲器分离水分，脱水后的解析气CO2含量达到>99%，入CO2气体压缩机进口，经CO2气体压缩机压缩到2.3MPa。
将含有杂质的二氧化碳的捕集液化原料解吸气经过经缓冲器分离水分，脱水后的解析气压缩冷却，提高了二氧化碳原料解吸气的压力，降低了二氧化碳原料解吸气的温度。
具体的二氧化碳原料解吸气提高压力后的精脱硫，二氧化碳原料解吸气，经过干式等离子体，由精脱硫系统精脱硫塔体下部进入，进气口的布置是按照气流的均匀进入而设计，从而保证烟气的停留时间和均匀分布，有效地避免烟气的旋流及壁面效应，通过此系统，硫化氢含量脱除到小于5ppm。
此精脱硫系统投资少，占地小，运行成本低，与主体工程兼容性好，脱硫效率能够满足利于二氧化碳液化的要求，脱硫副产品容易处理，无二次污染。
具体的脱硫后的二氧化碳原料解吸气的净化：脱硫后的二氧化碳原料解吸气脱硫后的输入2个并列的纯化干燥系统中的一个纯化干燥吸附塔，经过对应的纯化干燥入口控制装置和纯化干燥出口控制装置的切换，使得其中一座纯化干燥系统中的一个纯化干燥吸附塔处于吸附阶段，其中另一座纯化干燥系统中的纯化干燥吸附塔处于加热再生阶段；脱除二氧化碳中的水和其他组分及杂质；
被压缩的二氧化碳原料解吸气经预冷系统冷却至15℃，脱硫后,自下而上通过纯化干燥系统一、二,所含的H2O、C2H2、CO2、C3H6、C4H8等微量高沸物（如高碳烃等）杂质相继被吸附清除，从而避免了这些杂质在设备和管路局部聚结、堵塞。
所述的纯化干燥系统一、二,是交替运行的，主要包括纯化干燥塔10、一座吸附时，另一只被再生，工作周期为24h。其下层装填活性氧化铝30和惰性氧化铝20。一定高度的吸附床是由支承栅架30承托的，支承栅架是由工字钢60、格栅70和不锈钢孔板80组成。分子筛40和氧化铝之间用分隔板50隔开。内设分隔板，对气流有一定的阻力，也可增加二氧化碳原料解吸气流动的均匀性；同时可以预防因压力波动引起的冲床事故。 为了改善再生污氮气流的均匀性，在污氮气进口处设有上分布器90，其作用是给再生污氮气以阻力，使其分配均匀，并挡住工作过程中分子筛可能产生的粉末，使其不能进入管路系统，起到内置过滤器的作用。 为了改善二氧化碳原料解吸气流的均匀性，在二氧化碳原料解吸气进口处设有下分布器100，该分布器为圆筒上开孔。并在其进口留有出水孔，防止再生解析水分积聚。 具体详见图2为本发明的方法的纯化干燥系统的纯化干燥塔原理图。
所述的纯化干燥系统的再生分四个步骤进行：第一步骤降压；第二步骤加热；第三步骤吹冷；第四步骤升压。
降压步骤：纯化干燥系统在24h结束工作周期，需将剩余在纯化干燥系统内的二氧化碳原料解吸气进行释放。
所述的降压是通过将纯化干燥入口控制装置一或二，纯化干燥出口控制装置一或二关闭，打开降压控制装置一（或降压控制装置二）及消音器来实现减压的。为了避免分子筛床层的吸附剂活性氧化铝受到压力波动的冲击，降压的速度不要少于10分钟。降压是按压力联锁实现，降压至纯化干燥系统的压力表显示10kPa完毕。
加热步骤：打开加热氮气控制阀，关闭吹冷氮气控制阀；打开再生氮气控制装置一或二，打开氮气出口控制装置一或二。再生气由氮气放散排出。
所述的加热是使氮气经加热器被加热到170℃以上，干燥的热氮气在纯化干燥系统一或二入口处温度在170℃以上，自上而下通过纯化干燥系统。时间为95-100分钟。
吹冷步骤：关闭加热氮气控制阀，打开吹冷氮气控制阀；使冷氮气不经过电加热器而走旁通，经过氮气控制装置一或二和氮气出口控制装置一或二，吹冷气由氮气放散排出。
所述的吹冷用氮气吹冷期内在纯化干燥系统入口处，温度最高为20℃。氮气出纯化干燥系统温度起初继续上升，待上升至100℃以后就逐渐下降。吹冷末，氮气出纯化干燥系统温度可下降至比工作温度高5～10℃。
升压步骤：关闭氮气控制装置一或二和氮气出口控制装置一或二，打开纯化干燥出口连通装置，使正在工作的一座纯化干燥系统中的二氧化碳原料解吸气充入再生完毕的一座纯化干燥系统中，当两座纯化干燥系统压差显示在6kPa时，说明再生纯化干燥系统的压力与工作纯化干燥系统的压力已经均衡，。为避免气流冲击分子筛床层，使床层发生移动或磨擦，故升压需要缓慢，此步完成时间不要少于25分钟。
所述的再生四步骤结束后，该只吸附器就投入工作。此步骤通过交替循环，完成连续生产。一座纯化干燥系统吸附杂质而另一座纯化干燥系统被再生。吸附和再生过程顺序自动控制以保证装置连续运行。采用来氮气对吸附器进行再生。再生时再生的一座纯化干燥系统与吸附流程隔离，再生气放空。与吸附流程隔离的纯化干燥系统先降压，然后先电加热器加热氮气进行再生，然后用从氮气旁路来的冷低温氮气对纯化干燥系统进行冷却。
实施例：如图1、2、3所示，本发明包括具有从富氢碳循环氧气高炉HyCROF1产生的炉顶煤气、作为副产品的煤气由炉顶引出，通过炉顶煤气除尘系统进行除尘后至10mg/Nm3，降温至40℃，调整输出煤气压力至10kPa左右引出2路，一路进入煤气管网14，另一路由煤气输出管引出，通过煤气脱CO2系统4进行脱除煤气中的CO2，脱除的CO2还原煤气利用煤气加热系统3加热后喷入富氢碳循环氧气高炉HyCROF1。脱除的含有杂质的CO2的捕集液化原料解吸气通过煤气脱CO2系统4捕集储存后经过经缓冲器17分离水分，入CO2气体压缩机18，压缩到2.3MPa。加压后的二氧化碳原料解吸气经过冷却器预冷机组19冷却降温到8-10℃左右，由精脱硫系统20精脱硫塔体下部进入进行脱硫。脱硫后的二氧化碳原料解吸气输入2个并列的纯化干燥系统6、9中的一个纯化干燥吸附塔，经过对应的纯化干燥入口控制装置211、212和纯化干燥出口控制装置71、72的切换，使得其中一座纯化干燥系统中的一个纯化干燥吸附塔处于吸附阶段，其中另一座纯化干燥系统中的纯化干燥吸附塔处于加热再生阶段，所述的纯化干燥系统一6和纯化干燥系统二9,是交替运行的，一座吸附时，另一只被再生，工作周期为24h。 所述的纯化干燥系统的再生分降压、加热、吹冷、升压。降压通过将纯化干燥入口控制装置一211或纯化干燥入口控制装置二212，纯化干燥出口控制装置一71或纯化干燥出口控制装置二72关闭，打开降压控制装置一231（或降压控制装置二232）及消音器25来实现减压的。加热时氮气供给装置12的氮气经过电加热器10加热，加热的氮气经过控制阀24，经过再生氮气控制装置一51或氮气控制装置二52，进入纯化干燥系统一6或纯化干燥系统二9，使干燥系统内富集吸附的气体再生，之后打开氮气出口控制装置一221或氮气出口控制装置二222由氮气放散28排出。吹冷通过关闭加热氮气控制阀24，打开吹冷氮气控制11；使冷氮气经过氮气控制装置一51或氮气控制装置二52，进入纯化干燥系统一6或纯化干燥系统二9及氮气出口控制装置一221或氮气出口控制装置二222由氮气放散28排出。升压通过关闭氮气控制装置一51或氮气控制装置二52以及氮气出口控制装置一221或氮气出口控制装置二222，打开纯化干燥出口连通装置8，使正在工作的一座纯化干燥系统中的二氧化碳原料解吸气充入再生完毕的一座纯化干燥系统中，完成再生或吸附。
经过纯化干燥系统后的CO2气体进入低温制冷机13冷却降温变成过冷的CO2液体，然后进入分离器16分离不凝气体CH4、N2经过放散15排放；高纯液体二氧化碳产品去CO2液体收集球罐26储存, 并通过排液装置27排放CO2液体。
实施例中选取了初态为40℃，压力为0.01MPa的CO2气体为研究对象， 需要将其压缩至8.1MPa的超临界状态。
1 富氢碳循环氧气高炉HyCROF煤气的生产净化，脱除CO2含有粉尘的煤气通过湿法除尘净化后脱水、降温至45℃左右，具体煤气成分见下表：
通过煤气脱CO2系统对富氢碳循环氧气高炉HyCROF煤气中的CO2进行捕集，得到喷吹入炉的还原成品气和二氧化碳的捕集液化原料解吸气。具体成分如下：
其中压缩机操作技术参数：流量：4000 Nm3/h；进口压力：0.03Mpag；进口温度：40℃；出口压力：2.3Mpa；出口温度：40 ℃；冷却水流量：92t/h；轴功率：548kW；电机功率：630kW；预冷机组操作参数：制冷量143kW；冷媒R407C；轴功率38kW；电机功率50kW；冷却水流量32t/h；气侧阻力10kPa；脱硫塔操作参数：处理气量6975Nm3/h，入口温度10 ℃，入口压力2.29Mpag，出口H2S含量 ≤5ppm；干燥系统操作参数：处理气量6970Nm3/h，气体进口温度16℃，空气出口温度~21℃，工作压力~2.28MpaG，再生温度170℃，再生气量约800Nm3/h，H2O露点≤-40℃；吸附周期24小时切换（单台）；电加热器负荷约100kw，低温制冷机组操作参数，制冷量1220kW，轴功率784kW，电机功率920kW，冷却水流量350t/h，气侧阻力10kPa，CO2液体收集球罐；压力2.1MPa，温度-23℃。CO2液低温液态，压力：2.15MPa，温度：约－18℃。
控制方式：
本富氢碳循环氧气高炉HyCROF煤气CO2捕集液化技术方法按DCS系统对工艺装置和生产过程进行集中控制和监视；CO2气体压缩机组及制冷机组由制造厂商成套提供就地检测、控制，重要参数引入主装置DCS集中监视。
DCS集中控制系统，由操作站（一台操作员站，一台工程师站）、打印机、存储设备、通讯网络、控制器、I/O卡件等设备组成。完成主要工艺参数数据采集、流程图的显示、趋势记录、历史事件记录、故障查询、报警、过程控制、逻辑运算、顺序控制和快速联锁等多种功能。实现中控有效的监控全套设备系统的生产、运行、储供过程。
Claims (1)
1.一种富氢碳循环氧气高炉煤气CO2捕集液化的方法，其特征在于按照下列步骤实施，包括具有从富氢碳循环氧气高炉HyCROF1产生的炉顶煤气、作为副产品的煤气由炉顶引出，通过炉顶煤气除尘系统进行除尘后至10mg/Nm3，降温至40℃，调整输出煤气压力至10kPa左右引出2路，一路进入煤气管网，另一路由煤气输出管引出通过脱CO2装置脱除CO2后，得到喷吹入炉的还原成品气和二氧化碳的捕集液化原料解吸气，捕集液化原料解吸气在脱CO2装置的收集贮存装置内进行存储、液化，液化的CO2原料气体经缓冲器分离水分，脱水后的解析气CO2含量达到>99%，入CO2气体压缩机进口，经CO2气体压缩机压缩到2.3MPa，经过后冷却器冷却，然后进入预冷机组降温到8-10℃，接着进入精脱硫系统，硫化氢含量脱除到小于5ppm，精脱硫后的原料气进入纯化干燥系统，纯化干燥器设两台，一台吸附一台再生，设置再生工艺，再生气使用经加热器加热的氮气，经过干燥器后的CO2气体进入低温制冷机冷却降温到-18℃，变成过冷的CO2液体，然后进入低温液体贮槽贮存；二氧化碳原料解吸气，经过干式等离子体，由精脱硫系统精脱硫塔体下部进入，脱硫后的二氧化碳原料解吸气脱硫后的输入2个并列的纯化干燥系统中的一个纯化干燥吸附塔，经过对应的纯化干燥入口控制装置和纯化干燥出口控制装置的切换，使得其中一座纯化干燥系统中的一个纯化干燥吸附塔处于吸附阶段，其中另一座纯化干燥系统中的纯化干燥吸附塔处于加热再生阶段；脱除二氧化碳中的水和其他组分及杂质；被压缩的二氧化碳原料解吸气经预冷系统冷却至15℃，脱硫后,自下而上通过纯化干燥系统一、二，所述的纯化干燥系统一、二交替运行，包括纯化干燥塔，其下层装填活性氧化铝和惰性氧化铝，分子筛和氧化铝之间用分隔板隔开；在污氮气进口处设有上分布器，在二氧化碳原料解吸气进口处设有下分布器，该分布器为圆筒上开孔，并在其进口留有出水孔，所述纯化干燥系统的再生分四个步骤进行：第一步骤降压；第二步骤加热；第三步骤吹冷；第四步骤升压：
降压步骤：纯化干燥系统在24h结束工作周期，需将剩余在纯化干燥系统内的二氧化碳原料解吸气进行释放，所述的降压是通过将纯化干燥入口控制装置一或二，纯化干燥出口控制装置一或二关闭，打开降压控制装置一或降压控制装置二及消音器来实现减压，降压的速度不少于10分钟，降压至纯化干燥系统的压力表显示10kPa完毕；
加热步骤：打开加热氮气控制阀，关闭吹冷氮气控制阀；打开再生氮气控制装置一或二，打开氮气出口控制装置一或二，再生气由氮气放散排出；
所述的加热是使氮气经加热器被加热到170℃以上，干燥的热氮气在纯化干燥系统一或二入口处温度在170℃以上，自上而下通过纯化干燥系统，时间为95-100分钟；
吹冷步骤：关闭加热氮气控制阀，打开吹冷氮气控制阀；使冷氮气不经过电加热器而走旁通，经过氮气控制装置一或二和氮气出口控制装置一或二，吹冷气由氮气放散排出；
所述的吹冷用氮气吹冷期内在纯化干燥系统入口处，温度最高为20℃，氮气出纯化干燥系统温度起初继续上升，待上升至100℃以后就逐渐下降，吹冷末，氮气出纯化干燥系统温度下降至比工作温度高5～10℃；
升压步骤：关闭氮气控制装置一或二和氮气出口控制装置一或二，打开纯化干燥出口连通装置，使正在工作的一座纯化干燥系统中的二氧化碳原料解吸气充入再生完毕的一座纯化干燥系统中，当两座纯化干燥系统压差显示在6kPa时，则再生纯化干燥系统的压力与工作纯化干燥系统的压力已经均衡，此步完成时间不少于25分钟；
所述的再生四步骤结束后，该只吸附器就投入工作，此步骤通过交替循环，完成连续生产，一座纯化干燥系统吸附杂质而另一座纯化干燥系统被再生，吸附和再生过程顺序自动控制以保证装置连续运行，采用来氮气对吸附器进行再生，再生时再生的一座纯化干燥系统与吸附流程隔离，再生气放空，与吸附流程隔离的纯化干燥系统先降压，然后先电加热器加热氮气进行再生，然后用从氮气旁路来的冷低温氮气对纯化干燥系统进行冷却。
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