[发明专利]一种变压吸附提氢解析气用于高炉氢能炼铁装置及方法

权利要求书

1.一种变压吸附提氢解析气用于高炉氢能炼铁装置，其特征在于，包括原料气缓冲罐、吸附塔、解析气压缩机、高压缓冲罐、低压缓冲罐、分离器、逆放调节阀、放空调节阀、紧急切断阀、紧急放散阀、高炉风口调节阀；

所述原料气缓冲罐的顶部出口与吸附塔的底部入口管路连接，所述吸附塔的顶部出口与氢气管网管路连接，所述吸附塔的底部出口分为两路，一路经逆放调节阀与高压缓冲罐的中部入口管路连接，另一路与低压缓冲罐的中部入口管路连接，所述高压缓冲罐的下部出口与紧急切断阀的入口管路连接，所述紧急切断阀的出口与分离器的入口管路连接，所述分离器的出口与解析气压缩机的入口管路连接，所述解析气压缩机的出口分为两路，一路经紧急放散阀与解析气管网管路连接，另一路经高炉风口调节阀与高炉风口管路连接，所述低压缓冲罐的顶部出口经放空调节阀与火炬管路连接，所述低压缓冲罐的下部出口连接在高压缓冲罐的下部出口与紧急切断阀的入口的管路上。

2.根据权利要求1所述的一种变压吸附提氢解析气用于高炉氢能炼铁装置，其特征在于，还包括顺放气缓冲罐，所述顺放气缓冲罐设置在吸附塔的顶部出口与氢气管网连接的管路上。

3.根据权利要求1所述的一种变压吸附提氢解析气用于高炉氢能炼铁装置，其特征在于，还包括低压氮气入口、放空阀，所述低压氮气入口设置在紧急切断阀与分离器连接的管路上，所述放空阀设置在低压缓冲罐的下部出口与紧急切断阀的入口的管路上。

4.根据权利要求1所述的一种变压吸附提氢解析气用于高炉氢能炼铁装置，其特征在于，所述解析气压缩机的出口设置一条副线，回到解析气压缩机入口，通过调节阀实现解析气压缩机入口压力的稳定。

5.一种变压吸附提氢解析气用于高炉氢能炼铁方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，来自上游工序的高压富氢气进入原料气缓冲罐，再从吸附塔底部进入处于吸附工况的吸附塔内，在吸附塔内，高压富氢气中的氢气穿透吸附剂床层后从吸附塔顶部出口经顺放气缓冲罐送至下一工序，其他气体被吸附剂床层吸附，部分氢气也停留在吸附塔内，高压富氢气体为3.2～3.5MPa，流量为67500Nm³/h,氢气含量97.44％(v/v)；

步骤2，在吸附塔解析及再生阶段，设置多次均压及再生步序，吸附塔内的解析气通过逆放调节阀进入高压缓冲罐和低压缓冲罐内，在低压缓冲罐的出口设置有放空调节阀，将解析气送至火炬系统；

步骤3，高压缓冲罐及低压缓冲罐出口的尾气进入分离器，所述分离器进口设置紧急切断阀，紧急切断阀前设置放空管线，紧急切断阀后设置有氮气管线，用于开停车及机组置换使用；

步骤4，在解析气压缩机内升温升压后，解析气送至解析气管网，解析气管网设置有紧急放散阀，用于事故及紧急状态下的放散，在解析气压缩机出口设置一条副线，回到解析气压缩机入口，通过调节阀实现入口压力的稳定；

步骤5，解析气压缩机出口的解析气送到管网，经过高炉风口调节阀控制流量稳定的解析气后送至高炉风口，进入高炉进行氢能炼铁，所述高炉风口前设置有高炉风口调节阀。

6.根据权利要求5所述的一种变压吸附提氢解析气用于高炉氢能炼铁方法，其特征在于，所述步骤2中解析气的流量为6600Nm³/h，压力为10～20KPa，主要组分为：H₂:75.87％(v/v)、N₂:9.0％(v/v)、CO:1.5％(v/v)、CH₄:12.5％(v/v)。

7.根据权利要求5所述的一种变压吸附提氢解析气用于高炉氢能炼铁方法，其特征在于，所述低压缓冲罐控制压力为0.025MPaG，所述高压缓冲罐控制压力为0.15MPaG。

8.根据权利要求5所述的一种变压吸附提氢解析气用于高炉氢能炼铁方法，其特征在于，所述氮气管线压力为0.65MPaG。

9.根据权利要求5所述的一种变压吸附提氢解析气用于高炉氢能炼铁方法，其特征在于，所述解析气压缩机的出口压力为0.65～0.75MPaG，温度为70～75℃。