用柴、草和秸秆处理高炉尾气中的CO₂产新能源的技术的制作方法

专利名称：用柴、草和秸秆处理高炉尾气中的CO₂产新能源的技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及用柴、草和秸杆处理高炉尾气中的CO2产新能源的技术，具体来讲是一 种用柴、草和秸杆等可燃物在不添加任何助剂的情况下，用科学的方法，将生物成因气和高 温裂解气安全地回收用于处理全部回收的高炉尾气中的CO2得到再次利用生产能源的技 术。
背景技术：
科技的发展，使粮食产量不断增加，同时农作物废弃的柴、草和秸杆的数量也不断 的增长，怎样处理好农作物废弃的柴、草和秸杆，减少生物成因气对大气的污染，已成为减 少污染排放保护人类环境的头等大事，回田虽然可解决目前紧迫的问题，但柴、草和秸杆等 可燃物作用未获得很好的应用，等同于浪费，况且柴、草和秸杆回田后与水溶合后，会产生 大量的生物成因气，生物成因气很难被其它气体分解，只有当浓度达到5. 4% 14%时发 生爆炸才会被分解，形成对人类无功的CO2等，科学地利用好柴、草和秸杆等可燃物的功能 造福人类，成为头等节能减少保护环境的课题。科技的进步，使人类的生活多姿多彩，保持和完善人类多姿多彩的生活，保证社会 的高速发展，必须加大工业化的生产规模，必将加大对化石能源的使用量，能源供应的足与 否已严重影响到工业的发展，开发新能源势在必行。现在人类生存的地球，气候不断变暖，生存的陆地面积不断减少，这些已严重影响 到人类的生活，造成地球气候变暖的原因就是过度的高炉尾气中CO2的排放，只有彻底减少 高炉尾气中CO2的排放，才能使地球不再变暖回归自然。将柴、草和秸杆通过科学的方法，充分发挥柴、草和秸杆自身的优势，处理消耗高 炉尾气排放的CO2，彻底解决生物成因气和CO2对大气的污染，变废为宝，改善环境节约能 源，保持和完善人们幸福的生活，创造出新的能源。

发明内容
本发明的目的在于充分利用好地上资源，彻底解决高炉尾气的污染排放，根本改 善人类的生活环境，在不改变人类现有美好生活的状态下，使CO2得到再利用造福人类，提 供一种不添加任何助剂，不消耗日益紧缺的化石资源，用柴、草和秸杆处理高炉尾气中的 CO2产新能源的技术。为能达到上述发明的目的，所采用的技术方案是用柴、草和秸杆处理高炉尾气中 的CO2产新能源的技术，其工艺步骤如下(1)将柴、草和秸杆送入三体转化炉，在封闭状态下分别由燃烧炉制得混合燃气， 高温裂解炉制得高温裂解气、碳和碳化硅，蒸汽炉制得蒸汽；(2)步骤(1)中产生的混合燃气送入A系统中，经重质焦油提取器、电捕焦油提 取器、水和油分离器、轻油分离器分别提取分离出重质焦油、电捕焦油、水和油混合液、轻油 后，尾气送入除氧系统除氧后进入待处理罐A。
(3)步骤(1)中产生的高温裂解气送入B系统中，经重质焦油提取器、电捕焦油提 取器、水和油分离器、轻油分离器分别提取分离出重质焦油、电捕焦油、水和油混合液、轻油 后，尾气送入除氧系统除氧后进入待处理罐B。(4)高炉尾气经保温管全部回收送入C系统中，经重质焦油提取器、电捕焦油提 取器、水和油分离器、轻油分离器分别提取分离出重质焦油、电捕焦油、水和油混合液、轻油 后，尾气送入除氧系统除氧后进入待处理罐C。(5)经以上4步骤后，将待处理罐A、B、C中的混合气体分别经压缩机1、2、3加压 到3MPa后，送入活化罐，经活化罐活化后的混合可燃气体送入中压压缩机加压到5. 4MPa过 液化分离罐，由液化分离罐下部获得高纯可燃液化气送入液化气贮存罐，由液化分离罐上 部回收不可液化气。(6)步骤(5)中送入液化气贮存罐中的液化气，在罐内压力为0. 6MPa 0. 8MPa, 在此压力下符合国家的相关规定可分别装车和装瓶供用户使用；液化气瓶阀由现行的橡胶 垫封闭改为由硅胶垫封闭后瓶阀便不再会因腐蚀而发生泄漏，客户便可放心安全地使用。(7)步骤(5)中产生的不可液化气送入净化器，经净化器内Ca(OH)2溶液的过滤 后，CO2和SO2转化为CaCO3和CaSO3固态物留下，尾气为N2和NO对空气无污染则排放入大 气。(8)将步骤(7)中产生的固态物混合液从净化器中提出，水分离入水池，固态物送 入固态物处理炉，经加热后，CaCO3分解为固体CaO和CO2气体，CO2和水蒸汽一并送入C系 统中的水和油分离器入口，随系统进行再处理，已转化的固态物CaO和CaSO3送入水池，进 入水池后CaO转化为Ca (OH) 2溶液，CaSO3沉入池底，由池底部回收CaSO3另行处理，Ca (OH) 2 溶液送回净化器再利用。(9)将步骤(7)中产生的尾气和固态物溶液提取部分送检测室检测，根据检测结 果a、如还有可燃气存在，则加大高炉尾气待处理罐C的处理量；b、如固态物中CaCO3量大， 则加大高温裂解气待处理罐B的使用量，通过ab方法的处理后，整个系统的污染气体排放 量将得到有效控制，最终实现整个生产过程零污染气体排放指标。(10)分别将A、B、C系统中重质焦油提取器和电捕焦油提取器提取的焦油送入焦 油处理池，轻油分离器的轻油入轻油待处理池。(11)将A、B、C系统中水和油分离器分离的水和油混合液送入水和油分离池，经分 离后轻油送入轻油待处理池，水送入水脱酚处理池，经脱酚后的水送贮水池备用。(12)步骤(10)中焦油处理池中的焦油送入炼焦炉，在280°C 470°C的温度下制 得高温裂解气，将高温裂解气送入分馏塔，分别在30(TC、17(rC、25°C 35°C等三个温度段 回收混合蒽油、混合奈油和轻油等，尾气送入待处理罐B，高温裂解后的高碳化合物送入初 焦池，这样就克服了现有炼焦厂尾气污染的问题，降低了 CO2的排放。(13)步骤(11)中轻油待处理池中的轻油，或继续加工提炼汽、柴油，或作产品供 炼油厂使用。(14)步骤(12)中的混合蒽油、混合奈油和轻油既可作深加工提炼一蒽、二蒽、奈、 汽油和柴油的原料，又可作产品供其他化工厂使用。(15)三体转化炉中蒸汽部分制得蒸汽送入蒸汽部再分配，一部分供A、B、C系统中 高温部分加热用，一部分供三体转化炉中高温裂解炉分解碳制水煤气CO和H2随管道B系统进入待处理罐B，一部分供炼焦炉加温使用，一部分供固态物处理使用，大部分用于蒸汽 发电。(16)步骤(12)中初焦油池中的高碳化合物，既可作为焦碳生产的原料继续加工， 又可作为碳纤维和合成纤维工业的生产原料。(17)三体转化炉经一段时间连续生产后，高温裂解炉内会有碳化硅物质结存，这 时关闭高温裂解炉上出气口，打开下出口，在0. 2MPa的蒸汽压力下，将碳化硅物质压出体 外，送入碳化硅处理池，经降温后回收碳化硅物质供化工厂使用，工序完成后，关闭下出口 和蒸汽阀打开上出口，进入下步柴、草和秸杆的高温裂解程序。(18)三体转化炉中燃烧炉下段，经过一段时间生产后，将产生草木灰，而草木灰对 环境无污染，可作为肥料回田，帮助农业生产，也可经再净化后提取SiO2原料制Na2SiO3或 供硅生产企业生产多晶硅，草木灰中SiO2含量高达90%以上。(19)将步骤(15)中产生的液化气贮存罐中的液化气，经减压净化系统处理后，制 得CH4含量在99%以上的地上天然气，根据市场的需要，地上天然气可转为压缩地上天然 气，也可通过管道供化工厂、化肥厂和居民使用。(20)通过以上步骤的实施和运行，柴、草和秸杆的使用量与高炉尾气中的0)2处理 量之比为1 1 1.5之间，高炉尾气排放企业实现对大气的零污染排放，在化石能源本技 术消耗为零的前提下，本技术的大气污染排放接近于零，节能减排目标实现最大化，本技术 生产的主要产品有地上天然气、液化气、混合蒽油、混合奈油、轻油、初焦化物和蒸汽发电寸。综上所述，本发明具有以下的有益效果。1、回收集中处理农业生产后的剩余物——柴、草和秸杆，在不添加任何助剂、不消 耗任何化石能源的情况下，回收利用生物成因气和高温裂解气处理高炉尾气中的CO2，使生 物成因气和CO2不再危害环境，生产出高纯可燃液化气，成为新的能源，减轻能源紧缺的压 力。2、本技术的应用不仅创造出了新能源，同时让占总人口 80%的农业生产者每年每 季的收入都能得到额外的提高，不仅提高了国民生产总值，而且对国内购买力的提高也起 到了积极的作用，推动了和谐社会的建设。3、利用生产的热能产出蒸汽电力，生产过程中产生的大量焦油，经处理和再加工 后，在零排放的前提下，生产出附加值很高的混合蒽油、混合奈油、轻油、初焦化碳等化工产
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ΡΠ O4、生产全过程为封闭式产收气，产气率高，处理高炉尾气中的CO2的效果显著，1吨 柴、草和秸杆可转化处理高炉尾气中的CO2在1 1. 5吨之间，生产的高纯可燃液化气产量 可达1 1. 5吨。5、本技术生产出的产品高纯可燃液化气与现行的化石能源比环境污染小，经燃烧 使用后CO2的排放量为汽油燃烧CO2排放量的50%，为天然气燃烧CO2排放量的70%。6、本技术的生产设备投资小而回报快，可做到当年投资当年回全部投资，原料按 600元/吨计算，流动资金投资与产成品产值之比为1 7。7、本技术的生产和应用，不仅可带动大量的就业，而且可为运输、化工、化肥、合成 纤维、商业和第三产业提供额外的能源、资源和化工品。
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8、本技术生产的产品的应用，必将减轻化石能源紧张的压力，减少化石能源过度 使用量，达到节能减排的目的，是经济和社会效益双丰收的技术。


图1 是本发明技术的工艺流程原理方框2 是本发明技术的工艺流程平面方框图
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述如图1、2所示，用柴、草和秸杆处理高炉尾气中的CO2产新能源的技术，其工艺步 骤如下(1)将柴、草和秸杆送入三体转化炉，在封闭状态下分别由燃烧炉制得混合燃气， 高温裂解炉制得高温裂解气、碳和碳化硅，蒸汽炉制得蒸汽；(2)步骤(1)中产生的混合燃气送入A系统中，经重质焦油提取器、电捕焦油提 取器、水和油分离器、轻油分离器分别提取分离出重质焦油、电捕焦油、水和油混合液、轻油 后，尾气送入除氧系统除氧后进入待处理罐A。(3)步骤(1)中产生的高温裂解气送入B系统中，经重质焦油提取器、电捕焦油提 取器、水和油分离器、轻油分离器分别提取分离出重质焦油、电捕焦油、水和油混合液、轻油 后，尾气送入除氧系统除氧后进入待处理罐B。(4)高炉尾气经保温管全部回收送入C系统中，经重质焦油提取器、电捕焦油提 取器、水和油分离器、轻油分离器分别提取分离出重质焦油、电捕焦油、水和油混合液、轻油 后，尾气送入除氧系统除氧后进入待处理罐C。(5)经以上4步骤后，将待处理罐A、B、C中的混合气体分别经压缩机1、2、3加压 到3MPa后，送入活化罐，经活化罐活化后的混合可燃气体送入中压压缩机加压到5. 4MPa过 液化分离罐，由液化分离罐下部获得高纯可燃液化气送入液化气贮存罐，由液化分离罐上 部回收不可液化气。(6)步骤(5)中送入液化气贮存罐中的液化气，在罐内压力为0. 6MPa 0. 8MPa, 在此压力下符合国家的相关规定可分别装车和装瓶供用户使用；液化气瓶阀由现行的橡胶 垫封闭改为由硅胶垫封闭后瓶阀便不再会因腐蚀而发生泄漏，客户便可放心安全地使用。(7)步骤(5)中产生的不可液化气送入净化器，经净化器内Ca(OH)2溶液的过滤 后，CO2和SO2转化为CaCO3和CaSO3固态物留下，尾气为N2和NO对空气无污染则排放入大 气。(8)将步骤(7)中产生的固态物混合液从净化器中提出，水分离入水池，固态物送 入固态物处理炉，经加热后，CaCO3分解为固体CaO和CO2气体，CO2和水蒸汽一并送入C系 统中的水和油分离器入口，随系统进行再处理，已转化的固态物CaO和CaSO3送入水池，进 入水池后CaO转化为Ca (OH) 2溶液，CaSO3沉入池底，由池底部回收CaSO3另行处理，Ca (OH) 2 溶液送回净化器再利用。(9)将步骤(7)中产生的尾气和固态物溶液提取部分送检测室检测，根据检测结 果a、如还有可燃气存在，则加大高炉尾气待处理罐C的处理量；b、如固态物中CaCO3量大，则加大高温裂解气待处理罐B的使用量，通过ab方法的处理后，整个系统的污染气体排放 量将得到有效控制，最终实现整个生产过程零污染气体排放指标。(10)分别将A、B、C系统中重质焦油提取器和电捕焦油提取器提取的焦油送入焦 油处理池，轻油分离器的轻油入轻油待处理池。(11)将A、B、C系统中水和油分离器分离的水和油混合液送入水和油分离池，经分 离后轻油送入轻油待处理池，水送入水脱酚处理池，经脱酚后的水送贮水池备用。(12)步骤(10)中焦油处理池中的焦油送入炼焦炉，在280°C 470°C的温度下制 得高温裂解气，将高温裂解气送入分馏塔，分别在30(TC、17(rC、25°C 35°C等三个温度段 回收混合蒽油、混合奈油和轻油等，尾所了送入待处理罐B，高温裂解后的高碳化合物送入 初焦池，这样就克服了现有炼焦厂尾气污染的问题，降低了 CO2的排放。(13)步骤(11)中轻油待处理池中的轻油，或继续加工提炼汽、柴油，或作产品供 炼油厂使用。(14)步骤(12)中的混合蒽油、混合奈油和轻油既可作深加工提炼一蒽、二蒽、奈、 汽油和柴油的原料，又可作产品供其他化工厂使用。(15)三体转化炉中蒸汽部分制得蒸汽送入蒸汽部再分配，一部分供A、B、C系统中 高温部分加热用，一部分供三体转化炉中高温裂解炉分解碳制水煤气CO和H2随管道B系 统进入待处理罐B，一部分供炼焦炉加温使用，一部分供固态物处理使用，大部分用于蒸汽 发电。(16)步骤(12)中初焦油池中的高碳化合物，既可作为焦碳生产的原料继续加工， 又可作为碳纤维和合成纤维工业的生产原料。(17)三体转化炉经一段时间连续生产后，高温裂解炉内会有碳化硅物质结存，这 时关闭高温裂解炉上出气口，打开下出口，在0. 2MPa的蒸汽压力下，将碳化硅物质压出体 外，送入碳化硅处理池，经降温后回收碳化硅物质供化工厂使用，工序完成后，关闭下出口 和蒸汽阀打开上出口，进入下步柴、草和秸杆的高温裂解程序。(18)三体转化炉中燃烧炉下段，经过一段时间生产后，将产生草木灰，而草木灰对 环境无污染，可作为肥料回田，帮助农业生产，也可经再净化后提取SiO2原料制Na2SiO3或 供硅生产企业生产多晶硅，草木灰中SiO2含量高达90%以上。(19)将步骤(15)中产生的液化气贮存罐中的液化气，经减压净化系统处理后，制 得CH4含量在99%以上的地上天然气，根据市场的需要，地上天然气可转为压缩地上天然 气，也可通过管道供化工厂、化肥厂和居民使用。(20)通过以上步骤的实施和运行，柴、草和秸杆的使用量与高炉尾气中的0)2处理 量之比为1 1 1.5之间，高炉尾气排放企业实现对大气的零污染排放，在化石能源本技 术消耗为零的前提下，本技术的大气污染排放接近于零，节能减排目标实现最大化，本技术 生产的主要产品有地上天然气、液化气、混合蒽油、混合奈油、轻油、初焦化物和蒸汽发电寸。按照上述方法进行实施证明1吨柴、草和秸杆可生产1 1. 5吨高纯可燃液化 气，至少处理1吨CO2,同时生成混合蒽油100kg、混合奈油100kg、蒸汽电力500度、轻油 100kg。
权利要求
用柴、草和秸杆处理高炉尾气中的CO2产新能源的技术(1)将柴、草和秸杆送入三体转化炉，在封闭状态下分别由燃烧炉制得混合燃气，高温裂解炉制得高温裂解气、碳和碳化硅，蒸汽炉制得蒸汽；(2)步骤(1)中产生的混合燃气送入A系统中，经重质焦油提取器、电捕焦油提取器、水和油分离器、轻油分离器分别提取分离出重质焦油、电捕焦油、水和油混合液、轻油后，尾气送入除氧系统除氧后进入待处理罐A。(3)步骤(1)中产生的高温裂解气送入B系统中，经重质焦油提取器、电捕焦油提取器、水和油分离器、轻油分离器分别提取分离出重质焦油、电捕焦油、水和油混合液、轻油后，尾气送入除氧系统除氧后进入待处理罐B。(4)高炉尾气经保温管全部回收送入C系统中，经重质焦油提取器、电捕焦油提取器、水和油分离器、轻油分离器分别提取分离出重质焦油、电捕焦油、水和油混合液、轻油后，尾气送入除氧系统除氧后进入待处理罐C。(5)经以上4步骤后，将待处理罐A、B、C中的混合气体分别经压缩机1、2、3加压到3MPa后，送入活化罐，经活化罐活化后的混合可燃气体送入中压压缩机加压到5.4MPa过液化分离罐，由液化分离罐下部获得高纯可燃液化气送入液化气贮存罐，由液化分离罐上部回收不可液化气。(6)步骤(5)中送入液化气贮存罐中的液化气，在罐内压力为0.6MPa～0.8MPa，在此压力下符合国家的相关规定可分别装车和装瓶供用户使用；液化气瓶阀由现行的橡胶垫封闭改为由硅胶垫封闭后瓶阀便不再会因腐蚀而发生泄漏，客户便可放心安全地使用。(7)步骤(5)中产生的不可液化气送入净化器，经净化器内Ca(OH)2溶液的过滤后，CO2和SO2转化为CaCO3和CaSO3固态物留下，尾气为N2和NO对空气无污染则排放入大气。(8)将步骤(7)中产生的固态物混合液从净化器中提出，水分离入水池，固态物送入固态物处理炉，经加热后，CaCO3分解为固体CaO和CO2气体，CO2和水蒸汽一并送入C系统中的水和油分离器入口，随系统进行再处理，已转化的固态物CaO和CaSO3送入水池，进入水池后CaO转化为Ca(OH)2溶液，CaSO3沉入池底，由池底部回收CaSO3另行处理，Ca(OH)2溶液送回净化器再利用。(9)将步骤(7)中产生的尾气和固态物溶液提取部分送检测室检测，根据检测结果a、如还有可燃气存在，则加大高炉尾气待处理罐C的处理量；b、如固态物中CaCO3量大，则加大高温裂解气待处理罐B的使用量，通过ab方法的处理后，整个系统的污染气体排放量将得到有效控制，最终实现整个生产过程零污染气体排放指标。(10)分别将A、B、C系统中重质焦油提取器和电捕焦油提取器提取的焦油送入焦油处理池，轻油分离器的轻油入轻油待处理池。(11)将A、B、C系统中水和油分离器分离的水和油混合液送入水和油分离池，经分离后轻油送入轻油待处理池，水送入水脱酚处理池，经脱酚后的水送贮水池备用。(12)步骤(10)中焦油处理池中的焦油送入炼焦炉，在280℃～470℃的温度下制得高温裂解气，将高温裂解气送入分馏塔，分别在300℃、170℃、25℃～35℃等三个温度段回收混合蒽油、混合奈油和轻油等，尾气送入待处理罐B，高温裂解后的高碳化合物送入初焦池，这样就克服了现有炼焦厂尾气污染的问题，降低了CO2的排放。(13)步骤(11)中轻油待处理池中的轻油，或继续加工提炼汽、柴油，或作产品供炼油厂使用。(14)步骤(12)中的混合蒽油、混合奈油和轻油既可作深加工提炼一蒽、二蒽、奈、汽油和柴油的原料，又可作产品供其他化工厂使用。(15)三体转化炉中蒸汽部分制得蒸汽送入蒸汽部再分配，一部分供A、B、C系统中高温部分加热用，一部分供三体转化炉中高温裂解炉分解碳制水煤气CO和H2随管道B系统进入待处理罐B，一部分供炼焦炉加温使用，一部分供固态物处理使用，大部分用于蒸汽发电。(16)步骤(12)中初焦油池中的高碳化合物，既可作为焦碳生产的原料继续加工，又可作为碳纤维和合成纤维工业的生产原料。(17)三体转化炉经一段时间连续生产后，高温裂解炉内会有碳化硅物质结存，这时关闭高温裂解炉上出气口，打开下出口，在0.2MPa的蒸汽压力下，将碳化硅物质压出体外，送入碳化硅处理池，经降温后回收碳化硅物质供化工厂使用，工序完成后，关闭下出口和蒸汽阀打开上出口，进入下步柴、草和秸杆的高温裂解程序。(18)三体转化炉中燃烧炉下段，经过一段时间生产后，将产生草木灰，而草木灰对环境无污染，可作为肥料回田，帮助农业生产，也可经再净化后提取SiO2原料制Na2SiO3或供硅生产企业生产多晶硅，草木灰中SiO2含量高达90％以上。(19)将步骤(15)中产生的液化气贮存罐中的液化气，经减压净化系统处理后，制得CH4含量在99％以上的地上天然气，根据市场的需要，地上天然气可转为压缩地上天然气，也可通过管道供化工厂、化肥厂和居民使用。(20)通过以上步骤的实施和运行，柴、草和秸杆的使用量与高炉尾气中的CO2处理量之比为1∶1～1.5之间，高炉尾气排放企业实现对大气的零污染排放，在化石能源本技术消耗为零的前提下，本技术的大气污染排放接近于零，节能减排目标实现最大化，本技术生产的主要产品有地上天然气、液化气、混合蒽油、混合奈油、轻油、初焦化物和蒸汽发电等。
全文摘要
本发明公开一种用柴、草和秸秆处理高炉尾气中的CO2产新能源的技术。先将柴、草和秸秆经科学处理后制得混合燃气，经A、B处理系统后尾气分别入得处理罐A、B待用，再将高炉尾气全部回收过C处理系统后入待处理罐C，然后分别将处理罐A、B、C中的气体加压送入活化罐，经活化后气体再经加压制得液化气和不可液化气，液化气直接分装供用户，不可液化气经处理回收后，无污染等气体排入大气。整个生产系统完结后，不消耗一点现有能源，污染排放为零，同时生产出地上天然气、液化气、混合蒽油、混合奈油、轻油、蒸汽发电等，经济和社会效益都十分好，节能减排效果非常明显。
文档编号B01D53/78GK101948700SQ20101002814
公开日2011年1月19日 申请日期2010年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者伍思宇 申请人:伍思宇