工业废气利用设备及方法与流程

本发明涉及废气处理领域，特别是涉及一种工业废气利用设备及方法。

背景技术：

1、钢铁冶炼过程中产生的废气含有大量如二氧化碳等有害气体及温室气体。目前，传统技术中，对于这些废气的处理并不彻底，并且存在部分车间废气直接排放的现象，传统的钢铁冶炼过程对废气的处理方法在节能减排方面尚有不足，不利于环境保护。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种工业废气利用设备及方法。

2、本发明的其中一个目的是提供一种工业废气利用设备，方案如下：

3、一种工业废气利用设备，包括换热器、气体分离装置、碳氧化物储存容器、氢气储存容器以及甲醇合成装置，所述换热器、所述气体分离装置、所述碳氧化物储存容器以及所述甲醇合成装置依次连接，所述气体分离装置用于从废气中分离出碳氧化物，所述氢气储存容器与所述甲醇合成装置连通，所述换热器还与所述甲醇合成装置连接，以向所述甲醇合成装置提供反应热源。

4、在其中一个实施例中，所述工业废气利用设备还包括脱硫除尘装置，所述脱硫除尘装置位于所述换热器的上游，所述脱硫除尘装置与所述换热器连接。

5、在其中一个实施例中，所述工业废气利用设备还包括第一气体压缩机，所述第一气体压缩位于所述气体分离装置和所述碳氧化物储存容器之间，并与所述气体分离装置和所述碳氧化物储存容器连通。

6、在其中一个实施例中，所述工业废气利用设备还包括混合气体缓冲容器，所述混合气体缓冲容器与所述碳氧化物储存容器、所述氢气储存容器连通以用于接纳碳氧化物和氢气，所述混合气体缓冲容器还与所述甲醇合成装置连通以用于向所述甲醇合成装置供给碳氧化物和氢气的混合气体。

7、在其中一个实施例中，所述工业废气利用设备还包括第二气体压缩机，所述第二气体压缩机设置在所述混合气体缓冲容器和所述碳氧化物储存容器之间，并与所述混合气体缓冲容器和所述碳氧化物储存容器连通。

8、在其中一个实施例中，所述工业废气利用设备还包括第三气体压缩机，所述第三气体压缩机设置在所述混合气体缓冲容器和所述氢气储存容器之间，并与所述混合气体缓冲容器和所述氢气储存容器连通。

9、在其中一个实施例中，所述工业废气利用设备还包括补热装置，当所述甲醇合成装置的反应温度低于预设值时，所述补热装置为所述甲醇合成装置补充提供反应热源，使反应温度达到所述预设值。

10、在其中一个实施例中，所述工业废气利用设备还包括闪蒸罐，所述闪蒸罐与所述甲醇合成装置连通，所述闪蒸罐用于接纳所述甲醇合成装置产生的反应后混合物，并对所述反应后混合物进行闪蒸。

11、在其中一个实施例中，所述气体分离装置为psa气体分离装置。

12、本发明的另一个目的是提供一种工业废气利用方法，方案如下：

13、一种工业废气利用方法，使用上述任一实施例所述的工业废气利用设备，所述工业废气利用方法包括以下步骤：

14、收集待处理废气；

15、通过所述换热器对收集的所述待处理废气进行热量交换处理，以获取所述待处理废气的热量，并使所述待处理废气的温度降低，得到降温废气；

16、通过所述气体分离装置对所述降温废气进行分离处理，分离出碳氧化物和其他气体；

17、将碳氧化物输送至所述碳氧化物储存容器；

18、由所述碳氧化物储存容器向所述甲醇合成装置供给碳氧化物，由氢气储存容器向所述甲醇合成装置供给氢气；以及

19、通过所述甲醇合成装置以碳氧化物和氢气为原料，合成甲醇，所述换热器进行所述热量交换处理后获取的热量为所述甲醇合成装置提供反应热源。

20、与传统方案相比，上述工业废气利用设备及方法具有以下有益效果：

21、上述工业废气利用设备及方法可应用于工业生产如钢铁冶炼等排废的废气的利用与处理。

22、上述工业废气利用设备及方法设置换热器、气体分离装置、碳氧化物储存容器、氢气储存容器以及甲醇合成装置。其中，换热器对待处理废气进行热量交换处理，以获取待处理废气的热量，并使待处理废气的温度降低，得到降温废气，气体分离装置对降温废气进行分离处理，分离出碳氧化物和其他气体，碳氧化物储存容器用于储存分离出的碳氧化物，通过碳氧化物储存容器向甲醇合成装置供给碳氧化物，并通过氢气储存容器向甲醇合成装置供给氢气，甲醇合成装置以碳氧化物和氢气为原料合成甲醇，换热器进行热量交换处理后获取的热量为甲醇合成装置提供反应热源。

23、上述工业废气利用设备根据甲醇生产原料需要大量碳氧化物的特点，回收利用工业生产如钢铁厂废气中大量的碳氧化物，进行甲醇生产，甲醇生产过程中无碳氧化物反应产物，实现碳氧化物的高效利用，减少钢铁厂废气对环境的危害的同时，产生了经济效益。并且，通过换热器对废气中的余热进行回收，回收的余热由换热器利用供给甲醇合成装置作为反应热源，减少甲醇合成的额外能源消耗，提高能源的利用效率，也使得废气温度下降，减少高温废气对下游处理设备的损伤。

技术特征：

1.一种工业废气利用设备，其特征在于，包括换热器、气体分离装置、碳氧化物储存容器、氢气储存容器以及甲醇合成装置，所述换热器、所述气体分离装置、所述碳氧化物储存容器以及所述甲醇合成装置依次连接，所述气体分离装置用于从废气中分离出碳氧化物，所述氢气储存容器与所述甲醇合成装置连通，所述换热器还与所述甲醇合成装置连接，以向所述甲醇合成装置提供反应热源。

2.如权利要求1所述的工业废气利用设备，其特征在于，所述工业废气利用设备还包括脱硫除尘装置，所述脱硫除尘装置位于所述换热器的上游，所述脱硫除尘装置与所述换热器连接。

3.如权利要求1所述的工业废气利用设备，其特征在于，所述工业废气利用设备还包括第一气体压缩机，所述第一气体压缩位于所述气体分离装置和所述碳氧化物储存容器之间，并与所述气体分离装置和所述碳氧化物储存容器连通。

4.如权利要求1所述的工业废气利用设备，其特征在于，所述工业废气利用设备还包括混合气体缓冲容器，所述混合气体缓冲容器与所述碳氧化物储存容器、所述氢气储存容器连通以用于接纳碳氧化物和氢气，所述混合气体缓冲容器还与所述甲醇合成装置连通以用于向所述甲醇合成装置供给碳氧化物和氢气的混合气体。

5.如权利要求4所述的工业废气利用设备，其特征在于，所述工业废气利用设备还包括第二气体压缩机，所述第二气体压缩机设置在所述混合气体缓冲容器和所述碳氧化物储存容器之间，并与所述混合气体缓冲容器和所述碳氧化物储存容器连通。

6.如权利要求4所述的工业废气利用设备，其特征在于，所述工业废气利用设备还包括第三气体压缩机，所述第三气体压缩机设置在所述混合气体缓冲容器和所述氢气储存容器之间，并与所述混合气体缓冲容器和所述氢气储存容器连通。

7.如权利要求1所述的工业废气利用设备，其特征在于，所述工业废气利用设备还包括补热装置，当所述甲醇合成装置的反应温度低于预设值时，所述补热装置为所述甲醇合成装置补充提供反应热源，使反应温度达到所述预设值。

8.如权利要求1～7中任一项所述的工业废气利用设备，其特征在于，所述工业废气利用设备还包括闪蒸罐，所述闪蒸罐与所述甲醇合成装置连通，所述闪蒸罐用于接纳所述甲醇合成装置产生的反应后混合物，并对所述反应后混合物进行闪蒸。

9.如权利要求1～7中任一项所述的工业废气利用设备，其特征在于，所述气体分离装置为psa气体分离装置。

10.一种工业废气利用方法，其特征在于，使用权利要求1～9中任一项所述的工业废气利用设备，所述工业废气利用方法包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种工业废气利用设备及方法。上述工业废气利用设备包括换热器、气体分离装置、碳氧化物储存容器、氢气储存容器以及甲醇合成装置。上述工业废气利用设备根据甲醇生产原料需要大量碳氧化物的特点，回收利用钢铁厂废气中大量的碳氧化物，进行甲醇生产，甲醇生产过程中无碳氧化物反应产物，实现碳氧化物的高效利用，减少钢铁厂废气对环境的危害的同时，产生了经济效益。并且，通过换热器对废气中的余热进行回收，回收的余热由换热器利用供给甲醇合成装置作为反应热源，减少甲醇合成的额外能源消耗，提高能源的利用效率，也使得废气温度下降，减少高温废气对下游处理设备的损伤。

技术研发人员：黄青丹,刘智勇,王红斌,王勇,莫文雄,李紫勇,王婷延,黄慧红,宋浩永,韦凯晴,赵崇智,刘静,魏晓东,李东宇
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15