一种VPSA制氧尾气处理方法及系统与流程

本发明涉及尾气回收处理，特别涉及一种vpsa制氧尾气处理方法及系统。

背景技术：

1、真空变压吸附制氧(简称vpsa制氧)主要由鼓风机、真空泵、切换阀、吸附塔和氧气平衡罐组成。空气进入原料风机之前，要经过原料空气过滤器除掉灰尘颗粒后，被罗茨鼓风机增压送入吸附塔。吸附塔内装填吸附剂，吸附剂选择性的吸附空气中的n2、co2、h2o等少量其他气体，而o2(包括ar)为非吸附组分从吸附塔顶部出口处作为产品气排至氧气缓冲罐，当该吸附塔的吸附剂达到饱和状态时，切换阀利用真空泵对其抽真空(与吸附方向相反)；已吸附的n2、co2、h2o等少量其他气体组分被抽出并排至大气，吸附剂得到再生，但若将分离出的n2等气体直接排放至大气，则会造成资源浪费的现象。

2、因此，如何提供一种能够避免vpsa制氧尾气直接排放到大气，且不造成资源浪费的vpsa制氧尾气处理工艺，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种vpsa制氧尾气处理方法及系统，以解决现有技术中的上述技术问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种vpsa制氧尾气处理方法。

3、所述vpsa制氧尾气处理方法，包括：

4、采集vpsa制氧设备的尾气，并对所述尾气进行提纯处理，得到高纯氮气；

5、将所述高纯氮气通入至用于生产钢铁的干熄炉，促使所述高纯氮气与所述干熄炉内的红焦充分接触，实现热交换；

6、在热交换处理后，对干熄炉内中的气体进行收集，得到高温高纯度氮气。

7、此外，所述vpsa制氧尾气处理方法，还包括：对得到的高温高纯度氮气进行除尘过滤处理、和/或除水吸附处理。

8、另外，所述vpsa制氧尾气处理方法，还包括：将所述高温高纯度氮气用于蒸汽发电处理、热风炉煤气空气预热处理和/或干燥原煤处理。

9、其中，在对所述尾气进行提纯处理，得到高纯氮气时，所采用的提纯处理方法包括：vpsa制氮法、膜分离法、或深冷分离法。

10、其中，所述高纯氮气中可燃气体以及助燃气体浓度比例范围为：氢气小于3％、一氧化碳小于6％、氧气小于1％、二氧化碳小于18％。

11、可选的，在将所述高纯氮气通入至用于生产钢铁的干熄炉时，将所述高纯氮气通过风机鼓入干熄炉内。

12、其中，在所述高纯氮气与所述干熄炉内的红焦充分接触，实现热交换后，红焦温度小于200℃，所述高温高纯度氮气的温度为800～1000℃。

13、根据本发明的第二方面，提供了一种vpsa制氧尾气处理系统。

14、所述vpsa制氧尾气处理系统，包括：

15、vpsa尾气采集单元，用于采集vpsa制氧设备的尾气，并对所述尾气进行提纯处理，得到高纯氮气；

16、氮气换热单元，用于将所述高纯氮气通入至用于生产钢铁的干熄炉，促使所述高纯氮气与所述干熄炉内的红焦充分接触，实现热交换；

17、高温氮气收集单元，用于在热交换处理后，对干熄炉内中的气体进行收集，得到高温高纯度氮气。

18、此外，所述vpsa制氧尾气处理系统，还包括：氮气处理单元，用于对得到的高温高纯度氮气进行除尘过滤处理、和/或除水吸附处理。

19、另外，所述vpsa制氧尾气处理系统，还包括：氮气再利用单元，用于将所述高温高纯度氮气用于蒸汽发电处理、热风炉煤气空气预热处理和/或干燥原煤处理。

20、其中，所述vpsa尾气采集单元在对所述尾气进行提纯处理，得到高纯氮气时，所采用的提纯处理方法包括：vpsa制氮法、膜分离法、或深冷分离法。

21、其中，所述高纯氮气中可燃气体以及助燃气体浓度比例范围为：氢气小于3％、一氧化碳小于6％、氧气小于1％、二氧化碳小于18％。

22、可选的，所述氮气换热单元在将所述高纯氮气通入至用于生产钢铁的干熄炉时，将所述高纯氮气通过风机鼓入干熄炉内。

23、其中，在所述高纯氮气与所述干熄炉内的红焦充分接触，实现热交换后，红焦温度小于200℃，所述高温高纯度氮气的温度为800～1000℃。

24、本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

25、本发明利用提纯后的vpsa尾气进行干法熄焦，避免vpsa尾气直接排放，造成资源浪费。而利用提纯vpsa尾气得到的高纯度n2作为干法熄焦的惰性气体来源，无需循环使用且可保证惰性气体的纯度，避免传统干法熄焦将惰性气体循环使用时，存在密封不严等情况，循环气体组分发生变化，增大焦炭烧损。此外，在一定程度上还降低了干法熄焦时焦炭的烧损，增加了干法熄焦后惰性气体的使用范围，尽可能的提高了尾气利用效率。

26、此外，本发明中干法熄焦得到的高温氮气除蒸汽发电外，由于其纯度高，可应用与其他工艺，使用范围广。

27、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

技术特征：

1.一种vpsa制氧尾气处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种vpsa制氧尾气处理方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的一种vpsa制氧尾气处理方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的一种vpsa制氧尾气处理方法，其特征在于，在对所述尾气进行提纯处理，得到高纯氮气时，所采用的提纯处理方法包括：

5.根据权利要求4所述的一种vpsa制氧尾气处理方法，其特征在于，所述高纯氮气中可燃气体以及助燃气体浓度比例范围为：

6.根据权利要求1所述的一种vpsa制氧尾气处理方法，其特征在于，在将所述高纯氮气通入至用于生产钢铁的干熄炉时，将所述高纯氮气通过风机鼓入干熄炉内。

7.根据权利要求6所述的一种vpsa制氧尾气处理方法，其特征在于，在所述高纯氮气与所述干熄炉内的红焦充分接触，实现热交换后，红焦温度小于200℃，所述高温高纯度氮气的温度为800～1000℃。

8.一种vpsa制氧尾气处理系统，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的一种vpsa制氧尾气处理系统，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的一种vpsa制氧尾气处理系统，其特征在于，所述vpsa尾气采集单元在对所述尾气进行提纯处理，得到高纯氮气时，所采用的提纯处理方法包括：vpsa制氮法、膜分离法、或深冷分离法。

技术总结
本发明涉及尾气回收处理技术领域，公开一种VPSA制氧尾气处理方法及系统，该方法包括：采集VPSA制氧设备的尾气，并对尾气进行提纯处理，得到高纯氮气；将高纯氮气通入至干熄炉，促使高纯氮气与干熄炉内的红焦充分接触，实现热交换；在热交换处理后，对干熄炉内中的气体进行收集，得到高温高纯度氮气；对高温高纯度氮气进行除尘过滤处理、和/或除水吸附处理；将进行除尘过滤处理、和/或除水吸附处理后的高温高纯度氮气用于蒸汽发电处理、热风炉煤气空气预热处理和/或干燥原煤处理。本发明避免了VPSA尾气直接排放，造成资源浪费，降低了干法熄焦时焦炭的烧损，增加了干法熄焦后惰性气体的使用范围，尽可能的提高了尾气利用效率。

技术研发人员：张伟,李靖琦,窦群康
受保护的技术使用者：湖北中船气体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15