[发明专利]一种冶金行业中CO回收处理的方法及系统

说明书

本发明公开一种冶金行业中CO回收处理的方法,其操作简单、快捷，能耗低，副产物少，并能有效回收热能。该方法包括步骤：(1)在低温等离子体反应器中加入颗粒催化剂；(2)打开电源，在低温等离子体反应器上施加电压；(3)在低温等离子体反应器中通入含指定浓度CO的待处理废气；(4)在等离子体化学反应和背景温度升高诱导的热化学反应作用下，CO发展为自持燃烧；(5)关闭电源。还提供了采用这种方法的系统。

技术领域

本发明属于能源回收利用的技术领域，具体地涉及一种冶金行业中CO回收处理的方法，以及采用该方法的系统。

背景技术

目前，转炉炼钢是我国主要的炼钢方法，转炉炼钢会产生含高浓度CO的高温煤气(约150-180m³/t)。CO含有大量的化学热，且CO→CO₂氧化过程的热值可达9MJ/Nm³。因此，冶金行业中普遍针对CO进行煤气回收。

但是，由于转炉煤气产生的不连续性和回收工艺对煤气质量的要求，大量不符合回收条件的转炉煤气(O₂含量>2％或CO含量<35％)被直接点火放散入大气环境，而且这种传统处理方法采用长明火点火、伴烧，工艺复杂，造成了严重的能源浪费和环境污染。

催化燃烧是一种高效地生产适合发电所需热量的方法，可使CO在较低温度下氧化为CO₂。CH₄自持催化燃烧过程中，CH₄/O₂混合气体首先在催化剂表面被催化，产生局部高温点；然后，这些高温点分裂至相邻的CH₄和O₂分子上，导致热化学逃逸，随后急速地转变至强烈的自持燃烧。受CH₄自持催化燃烧启发，若CO→CO₂氧化过程同样存在自持燃烧现象，则带来两个明显优点：(1)燃烧效率高，反应器与前期投资小；(2)能耗低，自持燃烧一旦开始就不再需要外界提供能量。

近几年，由于等离子体引燃具有强烈的电子引发和热化学过程的协同效应，在常温下即可快速启动，因此受到国内外学者的高度重视。放电过程可以使气体分子电离、激发、或吸附电子成负离子，从而引发等离子体化学反应；而背景温度的升高不仅会诱导热化学反应还会影响等离子体的物理性质。然而，单纯低温等离子体系统的转化率和能量利用率并不高，而且在反应过程中可能会产生某些有害副产物，造成二次污染。

将低温等离子体与催化剂联合使用在降低能耗和减少副产物产生方面具有很大优势，日益受到人们的青睐。

需要指出的是，对于低温等离子体引燃的CO催化自持燃烧方法还未见相关报道。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种冶金行业中CO回收处理的方法,其操作简单、快捷，能耗低，副产物少，并能有效回收热能。

本发明的技术解决方案是：这种冶金行业中CO回收处理的方法，该方法包括以下步骤：

(1)在低温等离子体反应器中加入颗粒催化剂；

(2)打开电源，在低温等离子体反应器上施加电压；

(3)在低温等离子体反应器中通入含指定浓度CO的待处理废气；

(4)在等离子体化学反应和背景温度升高诱导的热化学反应作用下，CO发展为自持燃烧；

(5)关闭电源。

由于本发明采用低温等离子体联合催化剂处理CO，低温等离子体和催化剂的协同作用使CO在催化剂表面上反应并逐步发展为自持燃烧，这时候关闭电源，不需要提供外界能量CO催化自持燃烧可以一直维持下去，因此与传统冶金行业CO回收方法相比，本发明操作简单、快捷，能耗低，副产物少，并能有效回收热能。