專利名稱：從高爐廢氣中提取作燃料的一氧化碳的變壓吸附法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從氣體混合物中，分離和純化氣體的變壓吸附工藝，特別是從鋼鐵廠冶煉過程所產(chǎn)生的高爐廢氣中分離提取一氧化碳的二段法變壓吸附工藝。
變壓吸附法是一種從氣體混合物中分離和提純氣體的技術(shù)。是一種在常溫下進行的氣、固相物理吸附過程。變壓吸附技術(shù)也是低能耗、無環(huán)境污染的技術(shù)。變壓吸附技術(shù)依據(jù)吸附劑對不同的氣體組份有吸附選擇性的特征，和在高壓(吸附壓力)下對氣體組份的吸附容量大，而在低壓(解吸壓力)下吸附容量小的特點，由吸附和解吸組成的交替切換循環(huán)工藝，用以實現(xiàn)氣體組份的分離。
CO的分離回收方法，工業(yè)上通常有深冷法、溶劑吸收法、吸附分離法。深冷法由于其工藝流程復雜、混合氣中的N2和CO沸點接近，而難于分離，因此應(yīng)用不普遍。典型的溶劑吸收法Cosorb法，是70年代初，由美國Tenneco公司開發(fā)成功的，已被廣泛采用。但是，Cosorb法使用的吸收溶劑，在與含CO的混合氣中的水、硫化氫、氮等雜質(zhì)長期接觸后，吸收能力會下降。因此，Cosorb法預處理工藝復雜，吸收劑再生能耗高。吸附分離技術(shù)，在五十年代末期已在工業(yè)上被采用，現(xiàn)已廣泛用于H2、N2、O2、CH4等氣體的分離提純，以及其它工業(yè)氣體的凈化。
已有的吸附分離法，根據(jù)原料氣的不同，而有不同的工藝步驟。其中，已有的二段法變壓吸附提純CO工藝，(請舉出較本發(fā)明復雜的二段法工藝？)經(jīng)第一段吸附工序各吸附床依次進行吸附，均壓降、逆放，沖洗、均壓升、最終升壓的循環(huán)步驟，首先除去H2O、CO2等吸附力強于CO的組份；然后進入第二段吸附工序，各吸附床依次進行吸附、置換、逆放、抽真空、升壓的循環(huán)步驟，進行CO與N2、O2、H2等組份的分離，去除吸附性弱于一氧化碳的組份，吸留而提取一氧化碳，得到CO產(chǎn)品。已有的二段法變壓吸附提取CO,CO的提純度較高，但工藝步驟復雜、操作復雜、設(shè)備投資高。
鋼鐵廠在治煉過程中，產(chǎn)生大量的高爐廢氣(簡稱高爐氣)。其組成為組成COH2CON2O2+ArV％22～252～58～2250～600.1此含量的高爐氣熱值很低，只有750kcal/Nm3左右，無法用作燃料，大部分只能作為廢熱回收，無法回收的氣體只好排放入大氣，每年排入大氣的CO達560萬噸以上，既對環(huán)境造成嚴重污染又浪費了CO寶貴能源。已有的高爐氣未能獲得再利用，是因為高爐氣中的CO濃度太低，因此，提高高爐氣CO濃度，也就提高了高爐氣的熱值，就可以回收再利用，作為燃料或其它之用，對保護環(huán)境和綜合利用CO都有重要意義。而作為燃料，則無需高純度的CO，因此便可以采用較簡單的工藝。
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝較簡單、操作方便、投資少的從高爐廢氣中提取作燃料的一氧化碳的變壓吸附法；本發(fā)明的另一目的在于提供一種制取CO含量為66～85％，燃燒熱值為2000kcal/Nm3以上的燃料氣的從高爐廢氣中提取作燃料的一氧化碳的變壓吸附法；本發(fā)明再一目的是使排出廢氣中CO含量降到盡可能低，減少環(huán)境污染的從高爐廢氣中提取作燃料的一氧化碳的變壓吸附法。
本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的在已有的變壓吸附二段法提純CO的工藝基礎(chǔ)上，在其第二段工序PSA-Ⅱ中，將順放步驟直接放壓到常壓，去掉置換、逆放步驟。從而，簡化流程的工藝步驟，大大降低裝置的投資。
本發(fā)明的從高爐廢氣中提取作燃料的一氧化碳的變壓吸附法(參見附圖)，在由各自有至少二個吸附床的第一段序(PSA-Ⅰ)和第二段工序(PSA-Ⅱ)串接構(gòu)成的變壓吸附系統(tǒng)中，用充填在吸附床內(nèi)的吸附劑選擇性地吸附分離混合氣體中的雜質(zhì)氣體，其特征在于經(jīng)第一段工序各吸附床循環(huán)運行依次經(jīng)歷含吸附、均壓降、逆放、沖洗、均壓升、最終升壓的步驟，吸留而去除混合氣中吸附性強于一氧化碳的組份后，再經(jīng)第二段工序各吸附床循環(huán)運行依次經(jīng)歷含吸附、均壓降、順放、沖洗、均壓升、最終升壓的步驟，去除吸附性弱于一氧化碳的組份，吸留而提取一氧化碳。
上述的第一段工序沖洗步驟的用氣來自第二段工序排出的廢氣。
上述的第一段工序的吸附床內(nèi)的吸附于劑是硅膠、活性炭、鋁膠、碳分子篩中的至少一種，第二段工序的吸附床內(nèi)的吸附劑是活性炭、碳分子篩、沸石分子篩中的至少一種。
上述的第一段工序的吸附步驟的壓力為0.1～1.2MPa，第二段工序的吸附步驟的壓力為0.1～1.1MPa，抽真空步驟的壓力為-0.07～-0.098MPa。
本發(fā)明的從一氧化碳混合氣中提純一氧化碳的變壓吸附法(參見附圖)，由第一段工序(PSA-Ⅰ)和第二段工序(PSA-Ⅱ)串接構(gòu)成變壓吸附系統(tǒng)，其CO的濃縮過程如下。
高爐氣由系統(tǒng)外引入，通過管道在壓力0.1～1.2MPa(表壓)，室溫20～40℃下進入第一段工序的吸附床，第一段工序根據(jù)原料氣組成、氣量、壓力的不同，由三個或三個以上的多個吸附床(3～10個)組成，并根據(jù)吸附床數(shù)量和工藝步驟，配備相應(yīng)的程序控制閥門。在各吸附床層內(nèi)充填的吸附劑為特制的硅膠、活性炭、鋁膠、碳分子篩中的一種或幾種，以除去H2O、CO2及硫化物。得到的半成品氣中含有N2及少量H2和O2+Ar，進入第二段工序的吸附床。在第一段工序吸附床中吸附的CO2等組分通過逆放和沖洗方式解吸，沖洗氣來自于第二段的順放廢氣。
第一段工序以脫除吸附性強于CO的組分為目的，各吸附床完成一個循環(huán)操作，需經(jīng)歷吸附、均壓降、逆向放壓、沖洗、均壓升、最終升壓步驟，多個吸附床交替完成上述工藝步驟。每一吸附床在同一時間內(nèi)都在執(zhí)行互不相同的步驟，在任何時候，總有一個或一個以上吸附床處于吸附步驟，并在壓力基本恒定的情況下，將獲得的半成品氣，經(jīng)管道輸向第二段工序的吸附床。以下對該工序的各步驟加以說明。
吸附(A)原料氣在一定壓力(0.1～2.0MPa表壓)下，連續(xù)穩(wěn)定地進入吸附床，原料氣中的H2O、CO2、硫化物等被吸附，留在吸附床中，而未被吸附的CO、H2、O2、N2、Ar等流出吸會附床去第二段工序，進行CO與其它組分的分離。當吸附床在經(jīng)過一段時間吸附雜質(zhì)后，吸附劑已基本上被CO2、H2等雜質(zhì)所飽和，為使吸附劑進行再生需進入下一步操作。
均壓降(ED)均壓降步驟是完成吸附步驟的吸附床向其它需要升壓的吸附床放壓的過程，均壓降步驟可以回收吸附床中的有用組份。均壓降步驟可分為1～5次完成，稱為一次均壓降、二次均壓降、三次均壓降、四次均壓降、五次均壓降。在具體的工藝過程中，所采用的均壓降次數(shù)視原料氣壓力及組成和吸附床數(shù)量而定。
逆放(D)即逆向放壓。放壓是使吸附床壓力降低，使吸附床中吸附的雜質(zhì)組份(需要脫除的組份)解吸的過程。逆向放壓指氣流流向與原料氣流向相反。
沖洗(P)沖洗是用不含雜質(zhì)組份的氣體吹掃吸附床，使雜質(zhì)組份充分解吸的過程。沖洗氣來自于第二段工序的廢氣。
均壓升(ER)均壓升是利用另一個塔的均壓降氣體對吸附床進行升壓的過程。均壓升步驟可分為1～5次完成，稱為一次均壓升、二次均壓升、三次均壓升、四次均壓升、五次均壓升。在具體的工藝過程中，所采用的均壓升次數(shù)視原料氣壓力及組成而定。均壓升與均壓降次數(shù)相對應(yīng)。
最終升壓(FR)該步驟是使吸附床壓力升到吸附壓力的過程。
完成上述步驟后，吸附床完成了一個周期的循環(huán)操作，每一吸附床經(jīng)歷的工藝步驟完成相同，只是在時間上相互錯開，以保證在任何時候均有一個吸附塔在進行吸附步驟操作，從而保證裝置的連續(xù)運行。
第二段工序，串接在第一段工序之后。根據(jù)原料氣組成、氣量、壓力的不同，由四個或四個以上的多個吸附床(4～12個)組成，并根據(jù)吸附床數(shù)量和工藝步驟，配備相應(yīng)的程序控制閥門。吸附床內(nèi)充填有活性炭、分子篩或碳分子篩吸附劑，視高爐氣組成可能是其中一種或多種。在第二段工序的吸附床內(nèi)，吸附劑對CO進行選擇性吸附，CO留在吸附床內(nèi)，其它H2、N2、O2、Ar從出口端排出部分，經(jīng)管道返回第一段工序，作為第一段工序吸附劑再生的沖洗氣，沖洗后的氣體放空，其中主要為H2+N2+CO2。吸留在吸附床層中的CO用真空抽吸方式解吸，獲得濃縮的CO產(chǎn)品，該產(chǎn)品CO大于66％以上濃度(相當2000kcal/Nm3)輸出供用戶作燃料或其它用途。
第一段工序以獲得CO產(chǎn)品，在第二段工序的每一次循環(huán)中，每個吸附床均要經(jīng)歷吸附、均壓降、順放、抽空、升壓工藝步驟，無論采用幾個吸附床組合，都交替執(zhí)行這些工藝步驟，以使CO產(chǎn)品連續(xù)穩(wěn)定輸出?，F(xiàn)將每一步驟作如下說明吸附(A)從第一段工序(PSA-Ⅰ)輸出的半成品氣送至該工段，作為(PSA-2)的原料氣，從吸附床進氣端進入，其中CO被選擇吸附于吸附劑上，其它組分作為吸附廢氣從吸附器頂部排出去PSA-Ⅰ工序。一部分作為PSA-Ⅰ工序的吸附劑再生用的沖洗氣。該步驟實現(xiàn)了CO和其它不易吸附組分的分離。
均壓降(ED)該步驟與均壓降步驟順放(PP)即順向放壓。順著吸附進行的方向降壓到常壓，降壓氣體匯入吸附廢氣，并通過第一段工序排出系統(tǒng)外。
抽空(VC)吸附床壓力降至常壓時，借助真空泵的動力進一步降低吸附床的壓力，抽出氣體即為濃縮的CO產(chǎn)品，輸出系統(tǒng)供用戶。此步驟完成后，吸附床內(nèi)吸附劑也再生完畢，準備進行下一步循環(huán)操作。
最終升壓(FR)抽空步驟完成后，利用吸附廢氣對該床升壓。
本發(fā)明的從高爐廢氣中提取作燃料的一氯化碳的變壓吸附法，以高爐廢氣為原料，采用第一段工序除去吸附力強于CO的H2O、CO2等組分，第二段工序除去吸附能力弱于CO的N2、O2、H2等組分，而被吸留CO，然后經(jīng)降壓抽空方式得到濃縮的CO燃燒產(chǎn)品。與已有的二段法相比較，去掉了置換、逆向放壓步驟，具有工藝較簡單、操作步驟簡化，進而大大降低裝置的投資優(yōu)點。
本發(fā)明能以高爐廢氣為原料，制取CO含量為66～85％，燃燒熱值為2000kcal/Nm3以上的高熱值的CO燃料。其排出廢氣中CO含量極低，其含量在9％以下，從而減少了環(huán)境污染。
下面，再用實施例及其附圖對本發(fā)明作進一步地說明。
附圖的簡要說明。


圖1是本發(fā)明的一種從高爐廢氣中提取作燃料的一氧化碳的變壓吸附法的工藝流程圖。顯示第一段工序為三床、第二段工序為四床的工藝流程。
圖2是圖1的第一段工序各步驟的氣體流向圖。
圖3是圖1的第二段工序各步驟的氣體流向圖。
圖4是圖1的第一段工序各步驟的壓力變化趨勢圖。
圖5是圖1的第二段工序各步驟的壓力變化趨勢圖。
圖6是本發(fā)明的另一種從高爐廢氣中提取作燃料的一氧化碳的變壓吸附法的工藝流程圖。顯示第一段工序為六床、第二段工序為八床的工藝流程。
圖7是圖6的第一段工序各步驟的氣體流向圖。
圖8是圖6的第二段工序各步驟的氣體流向圖。
實施例1本發(fā)明的一種從高爐廢氣中提取作燃料的一氧化碳的變壓吸附法，原料氣為高爐氣，其組成組成CO2O2CO H2N2V％20.610.322.761.4654.87本變壓吸附法采用通常的變壓吸附系統(tǒng)，工藝流程如圖1所示，第一段工序PSA-Ⅰ，采用三床一均工藝，第二段工序PSA-Ⅱ，采用四床一均工藝。第一段工序和第二段工序的各吸附床工藝步驟之間的對應(yīng)關(guān)系分別如表1、表2所示。第一段工序和第二段工序的工藝步驟的氣體流向分別如圖2、圖3所示，圖中只對A床各步驟氣體流向作為標注，其它各床間的氣流流向與A床相似，故未標出。
第一段工序操作壓力在0.1～0.35MPa，第二段操作壓力在-0.08～0.3MPa范圍內(nèi)操作。各步驟壓力變化分別如圖4、圖5所示。
第一段工序PSA-Ⅰ，有三個塔式結(jié)構(gòu)的吸附床ⅠA、ⅠB、ⅠC，與各吸附床連通的原料氣管1Ⅰ、和各自的入口閥為1-ⅠA、1-ⅠB、1-ⅠC；與各吸附床連通的半成品管2Ⅰ、和各自的出口閥2-ⅠA、2-ⅠB、2-ⅠC；與各吸附床連通的逆放管3Ⅰ、和各自的逆放閥3-ⅠA、3-ⅠB、3-ⅠC；與各吸附床連通的均壓終升管5Ⅰ及其調(diào)節(jié)閥5-Ⅰ、和各自的均壓終升閥5-ⅠA、5-ⅠB、5-ⅠC；與各吸附床連通的沖洗管6Ⅰ及其調(diào)節(jié)閥6-Ⅰ、和各自的沖洗閥6-ⅠA、6-ⅠB、6-ⅠC。各吸附床中充填的吸附劑是硅膠或活性炭。
第二段工序PSA-Ⅱ，有四個塔式結(jié)構(gòu)的吸附床ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅡD，接續(xù)第一段工序PSA-Ⅰ的半成品管1Ⅰ并與本工序各吸附床連通的半成品管1Ⅱ及其調(diào)節(jié)閥1-Ⅱ，和各自的入口閥1-ⅡA、1-ⅡB、1-ⅡC、1-ⅡD；與各吸附床連通的吸附廢氣管2Ⅱ，和各自的排出閥2-ⅡA、2-ⅡB、2-ⅡC、2-ⅡD2-2D；與各吸附床連通的產(chǎn)品管3Ⅱ，和各自的出口閥3-ⅡA、3-ⅡB、3-ⅡC、3-ⅡD；與各吸附床連通的順放管4Ⅱ、和各自的順放閥4-ⅡA、4-ⅡB、4-ⅡC、4-ⅡD；與各吸附床連通的均壓最終升壓管5Ⅱ及其調(diào)節(jié)閥5-Ⅱ，和各自的均壓最終升壓閥5-ⅡA、5-ⅡB、5-ⅡC、5-ⅡD；產(chǎn)品管3Ⅱ中設(shè)置有真空泵7。各吸附塔中充填的吸附劑是沸石分子篩。
本變壓吸附系統(tǒng)，在計算機指令下，與工藝過程配套的各閥門自動切換執(zhí)行按工藝要求所設(shè)置的工作步驟。
高爐氣在約0.35MPa壓力下，進入本發(fā)明的第一段工序PSA-Ⅰ，按照表1的工作步驟，該工序吸附床，每循環(huán)周期由吸附A、均壓降ED、逆放D、沖洗P、均壓升ER、最終升壓FR六個步驟所組成。在三床吸附中除去氣體中的強吸附組分H2O、CO2等雜質(zhì)氣體，作為半成品送往本發(fā)明的第二段工序PSA-Ⅱ。在0.3MPa壓力下進入第二段工序的吸附床，按照表2的工作步驟連續(xù)循環(huán)操作，該工序吸附床每循環(huán)周期由吸附A、均壓降ED、順放PP、抽空VC、均壓升ER、最終升壓FR六個步驟組成。以除去半成品氣中的大部分弱吸附雜質(zhì)組分N2、H2、Ar+O2等，最后從吸附床固相吸附劑中通過抽空的方式獲得濃縮CO產(chǎn)品。本系統(tǒng)運行時在計算機的控制下，高爐氣不斷輸入，濃縮的產(chǎn)品CO連續(xù)輸出。
本實施例，可獲得產(chǎn)品CO純度≥66％，即達到燃燒熱值2000kcal/Nm3以上，CO回收率在85％以上，成為可利用的工業(yè)燃料。排放氣中的CO從22～25％降至8％以下。
實施例2本發(fā)明的另一種從高爐廢氣中提取作燃料的一氧化碳的變壓吸附法，與實施例1相類似，第一段工序PSA-Ⅰ為六床一均工藝，第二段工序PSA-Ⅱ為八床一均工藝。任何時候都有兩個吸附床同時處于進料吸附狀態(tài)，其工藝流程如圖6所示。
原料氣為鋼鐵廠高爐氣，其組成同實施例1組成CO2O2CO H2N2V％:20.610.3 22.761.4654.87本變壓吸附法采用通常的變壓吸附系統(tǒng)，工藝流程如圖1所示，第一段工序PSA-Ⅰ，采用六床一均工藝，第二段工序PSA-Ⅱ，采用八床一均工藝。第一段工序和第二段工序的各吸附床工藝步驟之間的對應(yīng)關(guān)系分別如表3、表4所示。第一段工序和第二段工序的工藝步驟的氣體流向分別如圖7、圖8所示，圖中只對A床各步驟氣體流向作為標注，其它各床間的氣流流向與A床相似，故未標出。
第一段工序操作壓力在0.1～0.35MPa，第二段操作壓力在-0.D8～0.3MPa范圍內(nèi)操作。各步驟壓力變化分別如圖4、圖5所示。
第一段工序PSA-Ⅰ，有六個塔式結(jié)構(gòu)的吸附床ⅠA、ⅠB、ⅠC、ⅠD、ⅠE、ⅠF，與各吸附床連通的原料氣管1Ⅰ，和各自的入口閥為1-ⅠA、1-ⅠB、1-ⅠC、1-ⅠD、1-ⅠE、1-ⅠF；與各吸附床連通的半成品管2Ⅰ，和各自的出口閥2-ⅠA、2-ⅠB、2-ⅠC、2-ⅠD、2-ⅠB、2-ⅠF；與各吸附床連通的逆放管3Ⅰ，和各自的逆放閥3-ⅠA、3-ⅠB、3-ⅠC、3-ⅠD、3-ⅠE、3-ⅠF；與各吸附床連通的均壓終升管5Ⅰ及其調(diào)節(jié)閥5-Ⅰ，和各自的均壓終升閥5-ⅠA、5-ⅠB、5-ⅠC、5-ⅠD、5-ⅠE、5-ⅠF；與各吸附床連通的沖洗管6Ⅰ及其調(diào)節(jié)閥6-Ⅰ，和各自的沖洗閥6-ⅠA、6-ⅠB、6-ⅠC、6-ⅠD、6-ⅠE、6-ⅠF。
第二段工序PSA-Ⅱ，有八塔式結(jié)構(gòu)的吸附床ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅡD、ⅡE、ⅡF、ⅡG、ⅡH，接續(xù)第一段工序PSA-Ⅰ的半成品管1Ⅰ，并與本工序各吸附床連通的半成品管1Ⅱ及其調(diào)節(jié)閥1-Ⅱ，和各自的入口閥1-ⅡA、1-ⅡB、1-ⅡC、1-ⅡD、1-ⅡE、1-ⅡF、1-ⅡG、1-ⅡH；與各吸附床連通的吸附廢氣管2Ⅱ，和各自的排出閥2-ⅡA、2-ⅡB、2-ⅡC、2-ⅡD、2-ⅡE、2-ⅡF、2-ⅡG、2-Ⅱ；與各吸附床連通的產(chǎn)品管3Ⅱ，和各自的出口閥3-ⅡA、3-ⅡB、3-ⅡC、3-ⅡD、3-ⅡE、3-ⅡF、3-ⅡG、3-ⅡH；與各吸附床連通的順放管4Ⅱ，和各自的順放閥4-ⅡA、4-ⅡB、4-ⅡC、4-ⅡD、4-ⅡE、4-ⅡF、4-ⅡG、4-ⅡH；與各吸附床連通的均壓最終升壓管5Ⅱ及其調(diào)節(jié)閥5-Ⅱ，和各自的均壓最終升壓閥5-ⅡA、5-ⅡB、5-ⅡC、5-ⅡD、5-ⅡE、5-ⅡF、5-ⅡG、5-ⅡH；產(chǎn)品管3Ⅱ中設(shè)置有真空泵7。
本變壓吸附系統(tǒng)，在計算機指令下，與工藝過程配套的各閥門自動切換執(zhí)行按工藝要求所設(shè)置的工作步驟。
將原料氣壓縮至0.5MPa，在常溫下進入PSA-Ⅰ工序，經(jīng)脫除CO2、H2O、硫化物等雜質(zhì)后；半成品氣進入PSA-Ⅱ工序，H2、N2與CO分離，提濃CO。提濃后的CO通過抽真空方式獲得，同時吸附劑得到再生。
PSA-Ⅰ工序按圖表3所示的六床一均工藝步驟運行，該工序吸附床，每循環(huán)周期由吸附A、均壓降ED、逆放D、沖洗P、均壓升ER、最終升壓FR六個步驟所組成。圖7以吸附床ⅠA為例示出各工作步驟的氣體流向，其它各吸附床間的氣體流向與A床相似，故不另標注說明。
在運行中總有二個吸附床處于進料，產(chǎn)出半成品氣的吸附步驟，其余四個吸附床處于吸附再生的不同步驟。按表3的工作步序，就能使半成品氣連續(xù)穩(wěn)定輸往PSA-Ⅱ工序，作為PSA-Ⅱ工序的原料氣。本工序各吸附床中充填的吸附劑是活性氧化鋁和硅膠。所經(jīng)歷的循環(huán)周期約720秒。吸附壓力在0.5MPa。吸附劑再生通過均壓降，均壓終壓力為～0.25MPa再逆放至常壓，然后在常壓下經(jīng)沖洗步驟來完成。
PSA-Ⅱ工序按表4的工藝步驟運行，該工序吸附床每循環(huán)周期由吸附A、均壓降ED、順放PP、抽空VC、均壓升ER、最終升壓FR六個步驟組成。圖8以吸附床ⅡA為例示各工作步驟氣體流向，其它各床間的氣體流向與A床相似，故不另標注說明。
在運行中總有二個吸附床進料處于吸附步驟，吸附步驟在0.4MPa壓力下進行，以除去半成品氣中的弱吸附雜質(zhì)組分N2、H2、部分CH4和Ar等。吸附結(jié)束后與剛抽空結(jié)束的另一吸附床進行均壓，該床的均壓降氣體對另一吸附床進行均壓升。均壓終壓力約為0.18MPa(表壓)。均壓降后進行順放步驟，順放終的吸附床壓力降到常壓0MPa(表壓)，使吸附前端的氣體得到進一步分離。最后以抽空的降壓方式，抽空壓力約0～0.08MPa，獲得濃縮的CO產(chǎn)品，同時吸附劑得以再生。然后以均壓升的方式使該吸附床升至～0.118MPa，再用吸附廢氣升壓至吸附壓力0.4MPa進行下一循環(huán)的操作。在八個吸附床中均裝填沸石分子篩作吸附劑。所經(jīng)歷的周期約960秒。
此實例可獲得產(chǎn)品濃縮CO純度＞75％，CO回收率＞80％以上。排放氣中的CO從22～25％降至9％以下。
表1 PSA-Ⅰ工序三床工藝步驟對應(yīng)關(guān)系圖
表2 PSA-Ⅱ工序四床工藝步驟對應(yīng)關(guān)系
表3 PSA-Ⅰ工序六床工藝步驟對應(yīng)關(guān)系圖
權(quán)利要求
1.從高爐廢氣中提取作燃料的一氧化碳的變壓吸附法，在由各自有至少二個吸附床的第一段工序(PSA-Ⅰ)和第二段工序(PSA-Ⅱ)串接構(gòu)成的變壓吸附系統(tǒng)中，用充填在吸附床內(nèi)的吸附劑選擇性地吸附分離混合氣體中的雜質(zhì)氣體，其特征在于經(jīng)第一段工序各吸附床循環(huán)運行依次經(jīng)歷含吸附、均壓降、逆放、沖洗、均壓升、最終升壓的步驟，吸留而去除混合氣中吸附性強于一氧化碳的組份后，再經(jīng)第二段工序各吸附床循環(huán)運行依次經(jīng)歷含吸附、均壓降、順放、沖洗、均壓升、最終升壓的步驟，去除吸附性弱于一氧化碳的組份，吸留而提取一氧化碳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓吸附法，其特征是所說的第一段工序沖洗步驟的用氣來自第二段工序排出的廢氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變壓吸附法，其特征所說的第一段工序的吸附床內(nèi)的吸附劑是硅膠、活性炭、鋁膠、碳分子篩中的至少一種，第二段工序的吸附床內(nèi)的吸附劑是活性炭、碳分子篩、沸石分子篩中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓吸附法，其特征是所說的第一段工序的吸附步驟的壓力為0.1～1.2MPa，第二段工序的吸附步驟的壓力為0.1～1.1MPa，抽真空步驟的壓力為-0.07～-0.098MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及從氣體混合物中,特別是從高爐廢氣中分離濃縮一氧化碳的二段法變壓吸附工藝。旨在解決從高爐廢氣中提取作燃料的CO的問題。本變壓吸附法經(jīng)第一段工序各吸附床循環(huán)經(jīng)歷含吸附、均壓降、逆放、沖洗、均壓升、最終升壓的步驟,吸留而去除混合氣中吸附性強于一氧化碳的組份后,再經(jīng)第二段工序各吸附床循環(huán)經(jīng)歷含吸附、均壓降、順放、沖洗、均壓升、最終升壓的步驟,去除吸附性弱于一氧化碳的組份,吸留而濃縮一氧化碳。
文檔編號B01D53/047GK1215625SQ9710773
公開日1999年5月5日 申請日期1997年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月24日
發(fā)明者古共偉, 陳健, 唐莉 申請人:化學工業(yè)部西南化工研究設(shè)計院