子系统113)以产生较高纯度的氧流(例如，包含99.7摩尔％的氧)。
[0060]在步骤705中，二氧化碳和水蒸汽贫化的排出气体流和/或较高纯度的氧流提供至可利用这些流的一个或多个过程(例如，提供至一个或多个过程111和/或再循环至压热器103) ο
[0061]实施例1
以下为系统100的模拟具体操作参数的实施例，使用变压吸附单元作为二氧化碳和水分离子系统109。使用排出气体洗涤子系统107冷却和清洁来自压热器103的排出气体。排出气体洗涤子系统107产生具有60%氧、6%氩和氮，和35% 二氧化碳的组成(百分数为摩尔基准)的排出气体流。排出气体流107在33atm(3344kPa)的压力下，冷却至100 °F的温度(38°C )，并进料至变压吸附(PSA)系统。PSA单元由10个吸附剂床组成，每个包含硅胶。操作吸附剂床使得两个床总是进行进料步骤，且在一个循环内每个床经过4个压力均衡步骤。来自PSA系统的产物气(在权利要求中称为第三排出气体)具有以下组成(百分数为摩尔基准):90%氧、9%氩和氮、和1% 二氧化碳。在该实施例中，在进料中超过92%的氧可回收。
[0062]实施例2
以下为系统100的模拟具体操作参数的实施例，使用变压吸附单元后接变温吸附单元作为二氧化碳和水分离子系统109，和低温蒸馏塔作为氮和氩分离子系统113。如先前的实施例，首先使用排出气体洗涤子系统107冷却和清洁来自压热器103的排出气体。
[0063]在该实施例中，提供至压热器的富氧进料气为99.5%或更高纯度的氧。进料气的余量为氩且含极少氮。因此，通过氮和氩分离子系统113去除的气体基本上由氩组成。如以上所述，氩的去除是重要的，以避免高水平氩的聚集，如果来自PSA单元的排出气体再循环至压热器103而没有去除氩，将会发生高水平氩的聚集。此外，氩可有利地用于在系统100所处的位置进行的其它过程。
[0064]离开PSA单元的排出气体的压力增加至46atm(4663kPa)，和在变温吸附单元中进一步纯化以去除二氧化碳并将来自变温吸附单元的排出气体中的二氧化碳减少至小于百万分之一。然后，来自变温吸附单元的排出气体冷却至低于它的沸点并进料至蒸馏塔。在这点上，气体基本上由氩和氧组成。蒸馏塔将氩/氧混合物分离为在塔底部具有99.8%氧的液氧产物和富氩塔顶蒸气。然后，来自蒸馏塔底部的液氧被栗送至比压热器的压力(41atm ;4157kPa)更高的压力下，经加热，蒸发，并进一步经由换热器用来自变温吸附单元的排出气体加热。然后，氧气再循环至压热器，不需要压缩机。
[0065]塔顶氩可进一步纯化并生产为氩产物，或加热并排至大气。一些富氩塔顶气任选地经加热、压缩、冷却，然后在蒸馏塔的再沸器中冷凝，然后发送到塔顶作为回流至塔中。
[0066]基于该实施例的模拟，来自压热器排出气体的氧可高达99.9%的回收率，尤其是当系统100经配置用于最大氩回收率时。
[0067]任选地，来自用于将富氧气体供应至压热器103的低温空气分离单元的富氮气体可用于TSA单元床的再生。此外，来自低温蒸馏塔的富氩气体可任选地用来吹扫来自TSA床的氮。
[0068]任选地，在将蒸气流从低压塔去除并发送到氩塔和将氩塔的底部液体发送至低压塔的位置或附近，可将来自TSA单元的排出气体进料至ASU的低压塔。
[0069]虽然结合优选实施方案在以上描述本发明的原理，但应清楚理解仅作为实例而非本发明范围的限制进行本说明。
【主权项】
1.一种方法，其包含: (a)从压热器取出第一排出气体流，所述压热器操作上配置用以氧化矿石并作为矿石处理设备的一部分； (b)冷却所述第一排出气体流； (C)使用排出气体洗涤子系统从所述第一排出气体流去除硫氧化物和颗粒物，从而产生具有比所述第一排出流更低的硫氧化物浓度的第二排出气体流； (d)使用二氧化碳和水分离子系统从所述第二排出气体流去除水蒸汽和二氧化碳，从而产生具有比所述第二排出气体流更低的水蒸汽和二氧化碳浓度的第三排出气体流；和 (e)将所述第三排出气体流引入至金属处理设备中的至少一个过程中。2.权利要求1的方法，其中步骤(d)包含将所述第三排出气体流的至少第一部分引入至压热器中，且所述方法还包含: (f)从所述第三排出气体流中去除氮和/或氩，然后实施步骤(e)。3.权利要求2的方法，其中所述压热器包括多个隔间和入口管道，通过所述管道将矿石引入到所述压热器，所述多个隔间的第一隔间设置为最接近所述入口管道，和其中步骤(e)包含将所述第三排出气体流引入至所述第一单元。4.权利要求2的方法，其中所述压热器包括多个隔间和入口管道，通过所述管道将矿石引入到所述压热器，第一隔间包含所述多个隔间的未氧化矿石的最大量，和其中步骤(e)包含将所述第三排出气体流弓I入至所述第一隔间。5.权利要求1的方法，其中步骤(e)包含将所述第三排出气体流的至少第一部分引入至选自以下的至少一个过程中:中和来自所述压热器的矿石淤浆准备用于氰化浸出、烘烤过程和炉中的加热过程。6.权利要求1的方法，其进一步包含: (g)通过将所述第三排出气体流引入至氮和/或氩分离子系统，从所述第三排出气体流中去除氮和氩，从而产生具有比所述第三排出气体流更高氧浓度的第四排出气体流。7.权利要求6的方法，其中步骤(g)通过将所述第三排出气体流引入至包含低温空气分离单元的氮和/或氩分离子系统，从所述第三排出气体流去除氮和/或氩，从而产生具有比所述第三排出气体流更高氧浓度的第四排出气体流。8.权利要求6的方法，其进一步包含: (h)将所述第四排出气体流的至少一部分引入至利用富氧气流的金属处理设备内的组件中。9.权利要求7的方法，其中所述步骤(h)包含将所述第四排出气体流的至少一部分引入至所述压热器中。10.权利要求1的方法，其中步骤(C)包含通过将所述第一排出气体流引入至包含两个或更多个可逆发生器床的排出气体洗涤子系统，从所述第一排出气体流去除硫氧化物和颗粒物，从而产生第二排出气体流。11.权利要求1的方法，其中步骤(e)还包含使用二氧化碳和水分离子系统从所述第二排出气体流去除水蒸汽和二氧化碳，所述二氧化碳和水分离子系统包含具有至少一个膜的至少一个膜单元，所述膜对二氧化碳和水蒸汽具有比氧更多的渗透性，从而产生第三排出气体流。12.权利要求1的方法，其中步骤(e)还包含使用包含吸附单元的二氧化碳和水分离子系统，从所述第二排出气体流去除水蒸汽和二氧化碳，从而产生第三排出气体流。13.权利要求1的方法，其进一步包含: (i)通过将选自以下的至少一个流的至少一部分膨胀以发电来产生能量:所述第一排出气体流，所述第二排出气体流，所述第三排出气体流和所述第四排出气体流。14.用于处理有色金属矿石的设备，其包含: 压热器，其流体连接到富氧进料气的供应源和含水矿石淤浆的供应源； 第一排出气体管道，其流体连接到所述压热器，用于从所述压热器排出第一排出气体流，所述第一排出流具有比所述富氧进料气更低的氧浓度； 洗涤器子系统，其流体连接到所述第一排出气体管道，所述洗涤器子系统操作上配置用以从所述第一排出气体流去除二氧化硫并产生通过第二排出气体管道的第二排出气体流，所述第二排出气体流具有比所述第一排出气体流更低的二氧化硫浓度； 第一分离子系统，其操作上配置用以从所述第二排出气体流去除二氧化碳和水并产生通过第三管道的第三排出气体流，所述第三排出气体流具有比所述第二排出气体流更低的二氧化碳含量以及更低的二氧化碳和水浓度； 其中所述第三排出气体管道流体连接至选自以下的至少之一:用于发电的膨胀器，第二分离子系统和需要富氧的第三子系统。15.权利要求14的设备，其中所述第二分离子系统操作上配置用以从所述第三排出气体流去除氩以产生第四排出气体流，所述第四排出气体流通过第四排出气体管道离开所述第二分呙子系统。16.权利要求15的设备，其中所述第二分离子系统操作上配置用以从所述第三排出气体流去除氣。17.权利要求15的设备，其中所述第四排出气体管道流体连接到所述压热器。18.权利要求16的设备，其中所述压热器还包含多个隔间，所述多个隔间包含含有矿石的第一隔间，所述矿石具有比所述多个隔间中任何其它隔间更大的氧浓度，和其中所述第四排出气体管道流体连接到第一隔间。19.权利要求14的设备，其中所述洗涤器子系统包含至少两个可逆再生器床。20.权利要求14的设备，其中所述第一分离子系统包含具有至少一个膜的至少一个膜单元，所述膜对二氧化碳和水蒸汽具有比氧更多的渗透性。
【专利摘要】公开了使来自压热器(103)的排出气体再循环的设备和/或系统和方法，其包括冷却和清洁排出气体，将冷却和清洁的所得的流引入至净化单元(109)以去除包含在其中的二氧化碳和水蒸汽的至少一部分，和将经纯化的富氧流再循环至压热器(103)或需要富氧的另一个过程(111)中。
【IPC分类】C22B3/00, C22B11/00, B01D53/75
【公开号】CN105228729
【申请号】CN201480030711
【发明人】M.J.萨耶, 徐建国
【申请人】气体产品与化学公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年5月23日
【公告号】CA2911248A1, CN204325448U, US20140353886, WO2014193751A1