CN210134070U - 脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的装置。该装置包括第一CO₂膜分离单元和羰基硫变压吸附分离单元，第一CO₂膜分离单元设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，第一CO₂膜分离单元中设置有第一CO₂选择性分离膜，且第一CO₂选择性分离膜为第一聚合物分离膜；羰基硫变压吸附分离单元设置有第一非渗透气进口、羰基硫富集气出口及羰基硫脱除气出口，第一非渗透气进口与第一非渗透气出口相连，羰基硫变压吸附分离单元用于对非渗透气进行变压吸附以脱除其中的羰基硫。利用该装置处理高炉煤气，可以更有效脱除其中的羰基硫和二氧化碳，也能明显提高其燃烧热值。

Description

脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的装置

技术领域

本实用新型涉及烟气处理技术领域，具体而言，涉及一种脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的装置。

背景技术

高炉煤气作为许多工业生产的副产尾气，排放量巨大，其主要成分为CO、H₂、CO₂和N₂，并含有少量羰基硫(COS)。其中CO₂的浓度较高，影响了高炉煤气的燃烧热值，且不利于降低CO₂排放。基于提高高炉煤气热值以及减少CO₂排放的目的，通常需要对高炉煤气中的CO₂进行分离捕集。同时，由于COS的存在，其能在高炉煤气燃烧时转化成SO₂，使燃烧后的烟气中SO₂排放超过大气污染控制标准。因此，也需要对高炉煤气中的COS进行分离脱除。

常用的羰基硫脱除的方法包括水解法、催化氧化法以及吸附法。由于煤气中的COS含量较低，且存在较高浓度的CO₂，这些方法的应用都受到显著的影响。高炉煤气中捕集CO₂的方法目前主要为膜分离法，但是目前的膜分离法的分离效果有限。

以上原因导致目前的高炉煤气处理工艺中存在以下缺陷：(1)羰基硫无法有效去除；(2)鉴于二氧化碳分离和羰基硫的脱除效果不佳，导致高炉煤气的燃烧热值较低，限制了其实际应用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的装置，以解决现有技术中高炉煤气中的羰基硫无法有效去除、高炉煤气的燃烧热值较低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的装置，其包括：第一CO₂膜分离单元，设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，第一CO₂膜分离单元中设置有第一CO₂选择性分离膜，且第一CO₂选择性分离膜为第一聚合物分离膜；以及羰基硫变压吸附分离单元，设置有第一非渗透气进口、羰基硫富集气出口及羰基硫脱除气出口，第一非渗透气进口与第一非渗透气出口相连，羰基硫变压吸附分离单元用于对第一非渗透气进口排出的非渗透气进行变压吸附以脱除其中的羰基硫。

进一步地，装置还包括第二CO₂膜分离单元，第二CO₂膜分离单元设置有第一二氧化碳富集气进口和第二二氧化碳富集气出口，第一二氧化碳富集气进口与第一二氧化碳富集气出口相连，第二CO₂膜分离单元中设置有第二CO₂选择性分离膜，且第二CO₂选择性分离膜为第二聚合物分离膜。

进一步地，第一聚合物分离膜和第二聚合物分离膜上分别携带有极性基团。

进一步地，第一非渗透气进口与第一非渗透气出口通过非渗透气输送管路相连，第二CO₂膜分离单元还设置有第二非渗透气出口，第二非渗透气出口与非渗透气输送管路相连。

进一步地，装置还包括第一压缩单元，第一压缩单元设置在高炉煤气进口所在的进气管路上，用于对高炉煤气进行压缩。

进一步地，装置还包括第一气体处理单元，第一气体处理单元设置在第一压缩单元与高炉煤气进口相连的管路上，用于去除压缩后的高炉煤气中的固体杂质和液体杂质。

进一步地，第一气体处理单元包括依次串联设置的第一冷却机、第一除雾器及第一过滤器。

进一步地，装置还包括第二压缩单元，第二压缩单元设置在第一二氧化碳富集气进口和第二二氧化碳富集气出口相连的管路上，用于对第一二氧化碳富集气出口排出的二氧化碳富集气进行压缩。

进一步地，装置还包括第二气体处理单元，第二气体处理单元设置在第二压缩单元和第一二氧化碳富集气进口相连的管路上，用于去除压缩后的二氧化碳富集气中的水分。

进一步地，第二气体处理单元包括依次串联设置的第二冷却机、第二除雾器及第二过滤器，或者，第二气体处理单元为脱水装置。

进一步地，装置还包括压力能回收单元，压力能回收单元与羰基硫脱除气出口相连，用于回收羰基硫脱除气出口排出的气体的压力能。

本实用新型提供了一种脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的装置，其包括第一CO₂膜分离单元和羰基硫变压吸附分离单元，第一CO₂膜分离单元设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，第一CO₂膜分离单元中设置有第一CO₂选择性分离膜，且第一CO₂选择性分离膜为第一聚合物分离膜；羰基硫变压吸附分离单元设置有第一非渗透气进口、羰基硫富集气出口及羰基硫脱除气出口，第一非渗透气进口与第一非渗透气出口相连，羰基硫变压吸附分离单元用于对第一非渗透气进口排出的非渗透气进行变压吸附以脱除其中的羰基硫。

利用本实用新型提供的装置处理高炉煤气，可以更有效地脱除煤气中的羰基硫和二氧化碳，也相应能够明显提高高炉煤气的燃烧热值。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一种实施例的脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的装置示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一CO₂膜分离单元；20、羰基硫变压吸附分离单元；30、第二CO₂膜分离单元；40、第一压缩单元；50、第一气体处理单元；60、第二压缩单元；70、第二气体处理单元；80、压力能回收单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

正如背景技术部分所描述的，现有技术中高炉煤气中的羰基硫无法有效去除，且高炉煤气的燃烧热值较低。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的装置，如图1所示，其包括第一CO₂膜分离单元10和羰基硫变压吸附分离单元20，第一CO₂膜分离单元10设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，第一CO₂膜分离单元10中设置有第一CO₂选择性分离膜，且第一CO₂选择性分离膜为第一聚合物分离膜；羰基硫变压吸附分离单元20，设置有第一非渗透气进口、羰基硫富集气出口及羰基硫脱除气出口，第一非渗透气进口与第一非渗透气出口相连，羰基硫变压吸附分离单元20用于对第一非渗透气进口排出的非渗透气进行变压吸附以脱除其中的羰基硫。

不同于传统的膜分离法，本实用新型采用了膜分离和变压吸附分离相结合的装置处理高炉煤气。具体地：

利用第一CO₂膜分离单元10可以首先对高炉煤气进行CO₂膜分离处理，因碳捕集需要的烟气量巨大，利用第一CO₂膜分离单元10有利于减少占地，并简化处理工艺。由于CO₂的分子动力学尺寸大于COS。同时，由于CO₂的临界温度远高于H₂，导致CO₂的冷凝性要比H₂强，基于该原理，本实用新型中的第一CO₂膜分离单元10中采用了第一聚合物分离膜，CO₂在聚合物分离膜中的溶解性要强于H₂，且选择性透过性高于COS。在第一CO₂膜分离单元10的处理下，烟气中的大部分CO₂通过分离膜形成第一二氧化碳富集气从第一二氧化碳富集气出口排出，CO、H₂、N₂和少量的CO₂和COS则组成第一高压非渗透气排出。

其次，利用羰基硫变压吸附分离单元20可以对第一高压非渗透气中的羰基硫进行变压吸附分离，从而脱除其中的羰基硫。需要说明的是，由于大部分CO₂经第一CO₂膜分离单元10处理后已被分离，第一高压非渗透气的CO₂浓度显著降低，这能够有效防止高浓度CO₂对羰基硫变压吸附过程的影响，使羰基硫能够更充分地被脱除。与此同时，第一高压非渗透气中较低浓度的CO₂也能够随羰基硫一起被吸附分离。

以上原因使得本实用新型的装置能够更充分地脱除高炉煤气中的羰基硫和二氧化碳，相应使H₂、CO这些热值高的气体与N₂富集，形成了燃烧热值较高的产品气(即为图1中示出的羰基硫脱除气A)。除了以上有益效果，二氧化碳的脱除也有利于降低碳排放，且由于第一高压非渗透气本身具有较高的压力，羰基硫变压吸附分离过程中可以直接利用这些压力，也在一定程度上减少了能耗。

上述羰基硫富集气中包含高浓度的CO₂，可以直接销售给油田公司，注入到油田地下深部，和CO₂一起长期封存于地下实现污染物减排。

在一种优选的实施方式中，羰基硫变压吸附分离单元20包括羰基硫变压吸附单元和羰基硫解吸单元，羰基硫变压吸附单元用于对羰基硫进行变压吸附，羰基硫解吸单元用于对吸附羰基硫后的吸附剂进行解吸。具体的解吸方式可以为抽真空等方式。

为了进一步富集二氧化碳，上述装置还包括第二CO₂膜分离单元30，第二CO₂膜分离单元30设置有第一二氧化碳富集气进口和第二二氧化碳富集气出口，第一二氧化碳富集气进口与第一二氧化碳富集气出口相连，第二CO₂膜分离单元30中设置有第二CO₂选择性分离膜，且第二CO₂选择性分离膜为第二聚合物分离膜。这样，从第一CO₂膜分离单元10中分离富集出来的第一二氧化碳富集气再次进入第二CO₂膜分离单元30进行分离富集，在第二聚合物分离膜的分离作用下，气体中的二氧化碳和和少量氢气、一氧化碳、氮气等进一步分离，形成纯度较高的二氧化碳产品气。

在一种优选的实施方式中，第一聚合物分离膜和第二聚合物分离膜上分别携带有氨基极性基团，该聚合物可以是聚酰亚胺(PI)，聚乙烯胺(PVam)，聚醚嵌段聚酰胺(Pebax)等等聚合物材料。CO₂的极性远远强于H₂，采用携带有极性基团(如氨基等极性基团)存在的聚合物分离膜，依据“相似相溶”的原理，这些极性基团进一步增强了分离膜对CO₂的溶解性。除了对CO₂溶解性的提高以外，由于极性基团的存在，可以促进CO₂与聚合物分离膜中载体中极性基团之间发生可逆反应，而H₂难以与极性基团反应。对于COS而言，由于COS酸性弱于CO₂，因此COS相比于CO₂来说更难与这些极性基团发生可逆反应。以上几方面的原因使得CO₂的选择透过性得以进一步提高，从而有利于进一步改善CO₂和氢气、COS的分离效果，从而提高了二氧化碳富集程度，也相应提高了氢气在羰基硫脱除气中的富集程度，进一步提高了其燃烧热值。

在一种优选的实施方式中，第一非渗透气进口与第一非渗透气出口通过非渗透气输送管路相连，第二CO₂膜分离单元30还设置有第二非渗透气出口，第二非渗透气出口与非渗透气输送管路相连。第一CO₂膜分离单元10处理后得到的二氧化碳富集气中不可避免地会携带有少许羰基硫和氢气，经第二CO₂膜分离单元30分离后的第二非渗透气中也会有一些氢气和羰基硫，将第二非渗透气出口与非渗透气输送管路相连，有利于进一步改善装置的分离效果。

在一种优选的实施方式中，第一CO₂膜分离单元10和第二CO₂膜分离单元30中的膜组件分别独立地选自中空纤维膜、卷式膜或板式膜。这里的“分别独立地选自”指的是第一CO₂膜分离单元10和第二CO₂膜分离单元30中的膜组件各自选自上述三种膜组件中的一种，三者相互之间可以相同，也可以不同。

在一种优选的实施方式中，上述装置还包括第一压缩单元40，第一压缩单元40设置在高炉煤气进口所在的进气管路上，用于对高炉煤气进行压缩。利用第一压缩单元40能够为第一CO₂膜分离单元10的CO₂渗透进一步提供压力驱动。且需要说明的是，相比于在渗透侧利用抽真空或吹扫减压的方法，本实用新型利用第一压缩单元40能够提供足够的压力差，以驱动足够多的CO₂透过膜，特别是聚合物分离膜，从而进一步提高CO₂的捕集回收率。同理，更优选地，上述装置还包括第二压缩单元60，第二压缩单元60设置在第一二氧化碳富集气进口和第二二氧化碳富集气出口相连的管路上，用于对第一二氧化碳富集气出口排出的二氧化碳富集气进行压缩。

高炉煤气中除了CO、H₂、CO₂和N₂之外，还携带有一些固体杂质(颗粒物)和液体杂质(水分)，为了减少这些固体杂质和液体杂质对第一CO₂膜分离单元10中聚合物分离膜影响，在一种优选的实施方式中，上述装置还包括第一气体处理单元50，第一气体处理单元50设置在第一压缩单元40与高炉煤气进口相连的管路上，用于去除压缩后的高炉煤气中的固体杂质和液体杂质。聚合物分离膜容易受到颗粒物等固体杂质污染、对湿度要求和温度要求较高，利用第一气体处理单元50可以尽量减少这些影响，从而进一步改善高炉煤气的处理效果。

在一种实施方式中，可以利用过滤器去除烟气中的固体杂质和液体杂质。更优选地，第一气体处理单元50包括依次串联设置的第一冷却机、第一除雾器及第一过滤器。利用第一冷却机可以将高炉煤气中的液体进一步冷凝出来，然后经第一除雾器去除其中可冷凝的液沫、雾滴及可能被夹带的固体粒子，最后再利用第一过滤器可以进一步除去煤气中可能夹带的细微液体等有害杂质。同时，设置第一冷却机还有利于控制煤气温度，以进一步提高第一CO₂膜分离单元10的运行稳定性。

在一种优选的实施例中，第一气体处理单元50还包括换热器，换热器设置有待加热进口和待加热出口，待加热进口与第一过滤器的出口相连，且待加热出口与高炉煤气进口相连。这样可以将去除杂质后的高炉煤气在换热器中进行热交换而被加热，使其远离露点并恒定系统的操作温度。

在一种优选的实施方式中，上述装置还包括第二气体处理单元70，第二气体处理单元70设置在第二压缩单元60和第一二氧化碳富集气进口相连的管路上，用于去除压缩后的二氧化碳富集气中的水分。这样有利于进一步提高第二CO₂膜分离单元30的运行稳定性。优选地，第二气体处理单元70包括依次串联设置的第二冷却机、第二除雾器及第二过滤器，或者，第二气体处理单元70为脱水装置。第二冷却机、第二除雾器及第二过滤器与前文第一冷却机、第一除雾器及第一过滤器具有类似作用。也可以利用脱水装置去除二氧化碳富集气中的水分。

同理，优选第二气体处理单元70还包括换热器，换热器设置有待加热进口和待加热出口，待加热进口与第二过滤器的出口相连，且待加热出口与第二CO₂膜分离单元30的第一二氧化碳富集气进口相连。

经羰基硫变压吸附分离处理后，羰基硫脱除气本身具有一定的压力能，为了回收压力能，节约能耗，在一种优选的实施方式中，上述装置还包括压力能回收单元80，压力能回收单元80与羰基硫脱除气出口相连，用于回收羰基硫脱除气出口排出的气体的压力能。实际运用中，可以通过钢铁厂已经有的TRT能量回收系统或是基于膨胀做功原理的装置作为上述压力能回收单元80。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的方法，其包括以下步骤：对高炉煤气进行第一次CO₂膜分离处理，得到第一二氧化碳富集气和第一非渗透气；其中第一次CO₂膜分离处理过程采用的第一CO₂选择性分离膜为第一聚合物分离膜；对第一非渗透气进行羰基硫变压吸附分离，得到羰基硫富集气和羰基硫脱除气。利用本实用新型上述方法处理高炉煤气，能够更有效地脱除煤气中的羰基硫，并能够更有效地分离煤气中的二氧化碳，相应地，可以明显提高高炉煤气的燃烧热值。除了以上有益效果，二氧化碳的脱除也有利于降低碳排放，且由于第一高压非渗透气本身具有较高的压力，羰基硫变压吸附分离过程中可以直接利用这些压力，也在一定程度上减少了能耗。

为了进一步提高二氧化碳的富集程度，在一种优选的实施方式中，在得到第一二氧化碳富集气的步骤之后，方法还包括对第一二氧化碳富集气进行第二次CO₂膜分离处理的步骤，且第二次CO₂膜分离处理过程采用的第二CO₂选择性分离膜为第二聚合物分离膜。

优选地，第一聚合物分离膜和第二聚合物分离膜上分别携带有极性基团，更优选极性基团为氨基。CO₂的极性远远强于H₂，采用携带有极性基团(如氨基等极性基团)存在的聚合物分离膜，依据“相似相溶”的原理，这些极性基团进一步增强了分离膜对CO₂的溶解性。除了对CO₂溶解性的提高以外，由于极性基团的存在，可以促进CO₂与聚合物分离膜中载体中极性基团之间发生可逆反应，而H₂难以与极性基团反应。基于以上两方面的原因，本实用新型进一步提高了CO₂的选择透过性，有利于进一步改善CO₂和氢气的分离效果，从而提高二氧化碳富集程度和高炉煤气的燃烧热值。

为了进一步富集氢气等高热值成分，在一种优选的实施方式中，第二次CO₂膜分离处理过程中还得到了第二非渗透气，在羰基硫变压吸附分离步骤中，将第二非渗透气和第一非渗透气一起进行羰基硫变压吸附分离。

为了进一步提高羰基硫变压吸附分离的效果，在一种优选的实施方式中，羰基硫变压吸附分离的步骤中，工艺条件如下：处理温度为-10～160℃，吸附压力为0.10～1.50MPa(A)(绝压)，吸附剂为分子筛、硅胶、活性炭及其改性吸附剂中的一种或多种。优选地，羰基硫变压吸附分离的步骤包括：利用上述吸附剂在上述工艺条件下对第一高压非渗透气(和可选的第二高压非渗透气)进行羰基硫变压吸附，得到羰基硫脱除气和吸附有羰基硫的吸附剂；在抽真空的状态下，解吸上述吸附有羰基硫的吸附剂，得到羰基硫富集气，其中由于低浓度二氧化碳也能够随着羰基硫一起被吸附，羰基硫富集气中含有较高浓度的二氧化碳。

在一种优选的实施方式中，在进行第一次CO₂膜分离处理的步骤之前，方法还包括对高炉煤气进行第一次压缩的步骤；优选地，第一次压缩的步骤中，使气体压力大于0.10MPa(A)。这样可以为第一次CO₂膜分离处理的CO₂渗透进一步提供压力驱动。同理，优选地，在进行第二次CO₂膜分离处理的步骤之前，方法还包括对第一二氧化碳富集气进行第二次压缩的步骤；优选地，第二次压缩的步骤中，使气体压力大于0.10MPa(A)。

在进行第二次CO₂膜分离处理的步骤之前，方法还包括对第一二氧化碳富集气进行第二次压缩的步骤；优选地，第二次压缩的步骤中，使气体压力大于0.10MPa(A)。第一次压缩的步骤之后，方法还包括去除压缩后的高炉煤气中的固体杂质和液体杂质的步骤；优选地，去除压缩后的高炉煤气中的固体杂质和液体杂质的步骤包括：对压缩后的高炉煤气依次进行冷却、除雾及过滤。通过除雾可以将煤气中可冷凝的液沫、雾滴及可能被夹带的固体粒子去除。然后通过过滤处理能够进一步除去煤气中可能夹带的细微液体等有害杂质。总之，利用上述方式能够更为充分地去除煤气中的液体杂质、固体颗粒等杂质，从而进一步提高二氧化碳的捕集效果。同时，通过对煤气进行冷却还能够有效控制烟气温度，以进一步提高聚合物分离膜的运行稳定性。

更优选地，第二次压缩的步骤之后，方法还包括去除压缩后的第一二氧化碳富集气中水分的步骤；优选地，去除压缩后的第一二氧化碳富集气中水分的步骤包括：依次对压缩后的第一二氧化碳富集气进行冷却、除雾及过滤，或者，对压缩后的二氧化碳富集气进行脱水处理。

经羰基硫变压吸附分离处理后，羰基硫脱除气本身具有一定的压力能，为了回收压力能，节约能耗，在一种优选的实施方式中，在得到羰基硫脱除气后，方法还包括回收羰基硫脱除气中的压力能的步骤。实际运用中，可以通过钢铁厂已经有的TRT能量回收系统或是基于膨胀做功原理的装置回收二氧化碳脱除气中的压力能。

以下通过实施例进一步说明本实用新型的有益效果：

实施例1

对某钢铁厂高炉烟气进行测试，衡算本实用新型图1中所示的装置对于高炉煤气中低浓度CO₂工艺的捕集，以及氢气等其他气体的处理效果。

其中，二氧化碳膜分离单元中均采用携带有氨基极性基团的聚合物分离膜。该聚合物为聚酰亚胺(PI)；羰基硫变压吸附分离的步骤中，工艺条件如下：处理温度为80摄氏度，吸附压力为0.50MPa(A)，吸附剂为硅胶。

物料衡算结果如表1所示：

表1

由表1可知，当处理的高炉煤气流量为10000Nm³/h，CO₂含量为25.70％，CO含量21.86％，H₂含量2.96％，COS含量50mg/Nm³时，本实施例中的装置获得的第二段CO₂膜分离单元渗透气(产品气)流量为699Nm³/h，CO₂含量为97.11％。CO的浓度21.86％提升到28.97％，氢气的浓度从2.96％提升6.70％，COS从50mg/Nm³减少到5mg/Nm³，实现了有效脱除羰基硫，同时捕集CO₂和提升高炉煤气的燃烧热值的目的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的装置，其特征在于，包括：

第一CO₂膜分离单元(10)，设置有高炉煤气进口、第一二氧化碳富集气出口和第一非渗透气出口，所述第一CO₂膜分离单元(10)中设置有第一CO₂选择性分离膜，且所述第一CO₂选择性分离膜为第一聚合物分离膜；以及

羰基硫变压吸附分离单元(20)，设置有第一非渗透气进口、羰基硫富集气出口及羰基硫脱除气出口，所述第一非渗透气进口与所述第一非渗透气出口相连，所述羰基硫变压吸附分离单元(20)用于对所述第一非渗透气进口排出的非渗透气进行变压吸附以脱除其中的羰基硫。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二CO₂膜分离单元(30)，所述第二CO₂膜分离单元(30)设置有第一二氧化碳富集气进口和第二二氧化碳富集气出口，所述第一二氧化碳富集气进口与所述第一二氧化碳富集气出口相连，所述第二CO₂膜分离单元(30)中设置有第二CO₂选择性分离膜，且所述第二CO₂选择性分离膜为第二聚合物分离膜。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一聚合物分离膜和所述第二聚合物分离膜上分别携带有极性基团。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一非渗透气进口与所述第一非渗透气出口通过非渗透气输送管路相连，所述第二CO₂膜分离单元(30)还设置有第二非渗透气出口，所述第二非渗透气出口与所述非渗透气输送管路相连。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一压缩单元(40)，所述第一压缩单元(40)设置在所述高炉煤气进口所在的进气管路上，用于对所述高炉煤气进行压缩。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一气体处理单元(50)，所述第一气体处理单元(50)设置在所述第一压缩单元(40)与所述高炉煤气进口相连的管路上，用于去除压缩后的所述高炉煤气中的固体杂质和液体杂质。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一气体处理单元(50)包括依次串联设置的第一冷却机、第一除雾器及第一过滤器。

8.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二压缩单元(60)，所述第二压缩单元(60)设置在所述第一二氧化碳富集气进口和第二二氧化碳富集气出口相连的管路上，用于对所述第一二氧化碳富集气出口排出的二氧化碳富集气进行压缩。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二气体处理单元(70)，所述第二气体处理单元(70)设置在所述第二压缩单元(60)和所述第一二氧化碳富集气进口相连的管路上，用于去除压缩后的所述二氧化碳富集气中的水分。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二气体处理单元(70)包括依次串联设置的第二冷却机、第二除雾器及第二过滤器，或者，所述第二气体处理单元(70)为脱水装置。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括压力能回收单元(80)，所述压力能回收单元(80)与所述羰基硫脱除气出口相连，用于回收所述羰基硫脱除气出口排出的气体的压力能。

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