[实用新型]H2/CO原料气的生产装置

说明书

本实用新型涉及一种H₂/CO原料气的生产装置，包括：变换反应器，用于将煤气进行部分变换反应，得到含有CO、H₂和N₂的反应气；第一变压吸附装置，连接于变换反应器，用于将得到的反应气中的CO通过变压吸附的方法分离出；第二变压吸附装置，连接于第一变压吸附装置，用于对除CO后的混合气进行变压吸附分离H₂和N₂。由此可将高炉煤气制备成符合所需乙二醇原料气的目的。本实用新型具有节能减排、保护环境、工艺流程简单、设备投资少和附加值高等优点。

技术领域

本实用新型涉及H₂/CO原料气的生产装置，特别是涉及一种由高炉煤气、转炉煤气制备合成乙二醇的原料气的工艺装置。

背景技术

近年来，我国工业持续迅速发展，钢铁焦化行业产量逐年增高，根据国家统计局2014年统计结果显示，2013年，我国生铁产量已达7.08亿吨，焦炭产量达4.79亿吨，粗钢产量达7.78亿吨。在这些工业生产过程中，会伴随产生大量的焦炉煤气(炼焦)、高炉煤气(炼铁) 及转炉煤气( 炼钢) ，简称“三气”。这些副产煤气总量每年可达上万亿立方米，并呈逐年增加的趋势。同时，其它的黑色金属和有色金属的冶炼过程中也会产生高炉煤气、转炉煤气以及气体组分类似于高炉煤气、转炉煤气的尾气。在钢厂“三气”中，高炉煤气虽然有效气体含量最低，但其排放量最大。据统计，每生产出一吨生铁副产1700～2000立方米高炉煤气，在“三气”二次能源总量中高炉煤气约占64%，焦炉气约占29%，转炉气约占7%，因此高炉煤气的有效利用是钢厂节能降耗的重中之重。

高炉煤气主要成分为：CO，CO₂，N₂，H₂，CH₄等，其中CO含量约占25%左右，CO₂和N₂的含量分别占15%、55%，H₂、CH₄的含量很少。高炉煤气热值低，仅为3300～3800kJ/Nm3。由于高炉煤气中的CO₂，N₂既不参与燃烧产生热量，也不能助燃，相反，还吸收大量的燃烧过程中产生的热量，导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低，只有1300℃左右。高炉煤气常温下燃烧不稳定，一般工业炉不能单一以高炉煤气为燃料，需与焦炉煤气或转炉煤气等高热值煤气参混使用，但是高炉煤气与焦炉煤气或与转炉煤气混合使用热值波动大，不但对燃烧装置提出了更高要求，而且对产品质量亦有不同程度的影响。由于大部分企业高炉煤气富余，高热值煤气紧缺，因此存在着不同程度的高炉煤气放散现象，这不仅污染环境，而且浪费能源。我国在2007年高炉煤气放散量达到614亿m³，其中含CO约164亿m³、CO₂约80亿m³，折合标准煤近千万吨。随着钢铁产量的增长，高炉煤气放散量还在增加。如何有效利用这些热值低、杂质含量高、产量巨大、净化困难、环境污染严重的高炉煤气，是国内外都需要解决的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供工艺流程简单、设备投资少和功耗小的由高炉煤气、转炉煤气制备合成乙二醇的原料气的工艺，该工艺不但能够缓解国内能源短缺及高炉煤气浪费严重的现状，且能进一步增大高炉煤气的经济和环境效益。

为达上述目的，实用新型人通过大量的实地调研和多年的工程设计经验，提出了一种高炉煤气经除尘除杂、脱硫、部分变换反应制氢、脱除二氧化碳、变压吸附分离CO、催化反应脱氢脱氧、变压吸附提纯氢气的一体化工艺，该工艺通过整体的物料和能量匹配，不但大大简化了工艺流程，而且减少了设备投资和整体能耗，进一步提高了高炉煤气综合利用的经济效益。

技术方案：

H₂/CO原料气的生产方法，包括如下步骤：