本發(fā)明涉及化工，具體涉及一種電爐尾氣的處理方法和一種處理電爐尾氣的裝置。

背景技術(shù)：

1、一氧化碳變換是現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目的重要組成部分，通過變換反應(yīng)將原料氣中的co通過與蒸汽反應(yīng)轉(zhuǎn)化為h2，調(diào)節(jié)原料氣中的氫碳比，以滿足下游裝置的要求。

2、變換反應(yīng)為可逆放熱反應(yīng)，傳統(tǒng)的變換技術(shù)一般采用多個(gè)絕熱變換反應(yīng)器串聯(lián)，以達(dá)到所需要的變換深度。隨著煤氣化技術(shù)的不斷發(fā)展，干煤粉激冷流程氣化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，該類氣化技術(shù)所產(chǎn)粗煤氣具有水含量高、co含量高的“雙高”特點(diǎn)，如果直接進(jìn)入變換爐進(jìn)行反應(yīng)，催化劑床層溫度高達(dá)500℃以上，嚴(yán)重影響催化劑的使用壽命和系統(tǒng)的安全運(yùn)行。傳統(tǒng)的絕熱變換技術(shù)一般采用高水氣比或低水氣比工藝來防止催化劑床層超溫。然而，無論是高水氣比工藝還是低水氣比工藝，都無法從根本上解決催化劑在高溫下使用的問題。近年來，等溫變換技術(shù)得到了眾多科研單位和企業(yè)的重視，并取得了突破性的發(fā)展。

3、us6033634公開了一種氫氣制造裝置，具有板式高溫變換爐，帶有變換反應(yīng)腔，腔中充有高溫變換催化劑；冷卻腔，具有裝填物可促進(jìn)熱傳遞，冷卻氣引入冷卻腔，和分隔變換反應(yīng)腔和冷卻腔的隔板。變換反應(yīng)腔具有多孔板構(gòu)成的板式隔板分隔的輕騎腔和氫氣能滲透的鈀模。因此，只有在變換反應(yīng)腔產(chǎn)生的氫氣可通過氫氣滲透模進(jìn)入氫氣腔。

4、cn1461730a公開了一氧化碳變換工藝及反應(yīng)器。工藝步驟包括：將原料氣引入反應(yīng)單元的反應(yīng)器管，反應(yīng)器管帶有位于反應(yīng)區(qū)的變換催化劑的固定床；在可有效地使一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣的變換反應(yīng)條件下水原料氣與催化劑接觸；冷卻介質(zhì)具有沿反應(yīng)器管的外殼側(cè)流動(dòng)的降模形式，通過冷卻介質(zhì)進(jìn)行非直接熱交換使反應(yīng)冷卻，并從降模中去除加熱的冷卻介質(zhì)，使變換反應(yīng)生成的氫通過氫選擇模到達(dá)滲透區(qū)；將氫從滲透區(qū)抽出并將耗盡一氧化碳的原料氣從反應(yīng)區(qū)排出。

5、鐵合金還原電爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量尾氣，尾氣中含co、h2、ch4等有效燃料成分約占?xì)怏w體積的80％，主要是co，發(fā)熱值為2100-2400千卡/標(biāo)米。電爐尾氣由于組成復(fù)雜，處理困難，一直是一個(gè)技術(shù)難題，傳統(tǒng)的處理方法已經(jīng)無法滿足環(huán)保要求，在新的環(huán)保要求下，如何減少?gòu)U氣的排放，實(shí)現(xiàn)電爐尾氣利用效率，改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、節(jié)能降耗，是一個(gè)新的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的電爐尾氣利用效率較低和廢氣排放較多的問題，提供一種電爐尾氣的處理方法和一種處理電爐尾氣的裝置，該處理方法針對(duì)co含量較高，氣體組成復(fù)雜的電爐尾氣，能夠有效減少?gòu)U氣的排放，且能夠?qū)崿F(xiàn)電爐尾氣的高效利用，使電爐尾氣中的co有較高的轉(zhuǎn)化率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種電爐尾氣的處理方法，所述方法包括以下步驟：

3、s1、將預(yù)處理后電爐尾氣進(jìn)行第一脫硫，得到脫硫原料氣；

4、s2、將所述脫硫原料氣進(jìn)行第一脫氧，得到脫氧原料氣；

5、s3、將所述脫氧原料氣與水蒸氣混合進(jìn)行凈化處理，得到變換原料氣；其中，所述凈化處理包括第二脫硫、脫氯、脫砷和第二脫氧；

6、s4、將所述變換原料氣進(jìn)行等溫變換反應(yīng)，得到的氣相產(chǎn)物進(jìn)行冷凝和氣液分離；

7、s5、將所述氣液分離得到的粗變換產(chǎn)品氣進(jìn)行脫碳，得到脫碳后變換產(chǎn)品氣。

8、本發(fā)明第二方面提供一種處理電爐尾氣的裝置，其中，所述裝置包括：依次連通的預(yù)處理爐、脫硫單元、脫氧爐、凈化爐、等溫變換反應(yīng)爐、氣液分離單元和變溫吸附塔；其中，

9、所述預(yù)處理爐用于將電爐尾氣進(jìn)行預(yù)處理以除去油污和粉塵，從而得到預(yù)處理后電爐尾氣；

10、所述脫硫單元用于將預(yù)處理后電爐尾氣進(jìn)行第一脫硫，從而得到脫硫原料氣；

11、所述脫氧爐用于將所述脫硫原料氣進(jìn)行第一脫氧，從而得到脫氧原料氣；

12、所述凈化爐中裝填有脫硫劑、脫氯劑、脫砷劑和脫氧劑，分別用于將所述脫氧原料氣進(jìn)行第二脫硫、脫氯、脫砷和第二脫氧，得到變換原料氣；

13、所述等溫變換反應(yīng)爐用于將所述變換原料氣進(jìn)行等溫變換反應(yīng)，將所述變換原料氣中的co轉(zhuǎn)化為h2和co2；

14、所述氣液分離單元包括水冷系統(tǒng)和氣液分離器，用于將等溫變換反應(yīng)得到的氣相產(chǎn)物進(jìn)行冷凝和氣液分離，得到的粗變換產(chǎn)品氣從氣液分離器上部流出；

15、所述變溫吸附塔用于脫除所述粗變換產(chǎn)品氣中的co2。

16、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：

17、本發(fā)明的等溫變換反應(yīng)爐，反應(yīng)的熱量能有效的快速移走，較傳統(tǒng)的反應(yīng)爐相比，對(duì)使用的等溫變換催化劑有很好的保護(hù)作用，催化劑的使用條件得到拓寬。

18、本發(fā)明將預(yù)處理后電爐尾氣依次進(jìn)行第一脫硫和第一脫氧，然后再依次進(jìn)行第二脫硫、脫氯、脫砷和第二脫氧，經(jīng)過這些處理，能夠有效脫除電爐尾氣中的硫化物、氧氣、氯化物和砷，凈化效果顯著，得到的硫化物、氧氣、氯化物和砷含量較低的變換原料氣在進(jìn)行等溫變換反應(yīng)時(shí)，能夠滿足等溫變換反應(yīng)催化劑的使用要求，從而增加了電爐尾氣的來源范圍。本發(fā)明的處理方法可采用的電爐尾氣原料氣的范圍較廣，適用于co含量較高，氣體組成復(fù)雜的電爐尾氣。采用本發(fā)明提供的處理方法，能夠減少二氧化碳?xì)怏w的排放，且能夠?qū)崿F(xiàn)電爐尾氣的高效利用，使電爐尾氣中的co有較高的轉(zhuǎn)化率。

技術(shù)特征：

1.一種電爐尾氣的處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電爐尾氣中的co的含量為60-75vol％，氫氣的含量為3-6vol％，二氧化碳的含量為11-16vol％，氮?dú)獾暮繛?2-16vol％，甲烷的含量為0.01-0.03vol％，氧氣的含量0.02-0.08vol％，硫化物的含量小于等于0.15ppm，氯化物的含量小于等于0.15ppm，砷化物的含量小于等于0.01ppm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，s1中，所述第一脫硫在第一脫硫劑存在下進(jìn)行；其中，所述第一脫硫劑選自cos水解脫硫劑、氧化鋅、銅基脫硫劑和活性炭中的至少一種，優(yōu)選為氧化鋅、銅基脫硫劑和活性炭中的至少一種；

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，s2中，所述第一脫氧在第一脫氧劑存在下進(jìn)行；其中，所述第一脫氧劑選自活性炭、銅系脫氧劑和分子篩中的至少一種，優(yōu)選為銅系脫氧劑；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，s3中，所述第二脫硫、所述脫氯、所述脫砷和所述第二脫氧分別在第二脫硫劑、脫氯劑、脫砷劑和第二脫氧劑存在下進(jìn)行；其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，s4中，所述等溫變換反應(yīng)在等溫變換反應(yīng)催化劑存在下進(jìn)行；其中，所述催化劑選自銅系中溫變換催化劑和/或銅系等溫變換催化劑，優(yōu)選為銅系等溫變換催化劑；

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，s5中，所述脫碳的方法包括：將所述粗變換產(chǎn)品氣以吸附劑進(jìn)行吸附和脫附；其中，所述吸附劑選自硅膠、活性炭和分子篩中的至少一種，優(yōu)選為分子篩；

8.一種處理電爐尾氣的裝置，其特征在于，所述裝置包括：依次連通的預(yù)處理爐、脫硫單元、脫氧爐、凈化爐、等溫變換反應(yīng)爐、氣液分離單元和變溫吸附塔；其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述脫硫單元包括依次連通的中溫脫硫爐、低溫脫硫爐和精脫硫爐；其中，

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述凈化爐的內(nèi)壁設(shè)置有環(huán)狀套管，管內(nèi)裝有循環(huán)水；

11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述等溫變換反應(yīng)爐中裝填有等溫變換反應(yīng)催化劑；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，公開了電爐尾氣的處理方法和處理電爐尾氣的裝置。所述方法包括以下步驟：S1、將預(yù)處理后電爐尾氣進(jìn)行第一脫硫，得到脫硫原料氣；S2、將所述脫硫原料氣進(jìn)行第一脫氧，得到脫氧原料氣；S3、將所述脫氧原料氣與水蒸氣混合進(jìn)行凈化處理，得到變換原料氣；其中，所述凈化處理包括第二脫硫、脫氯、脫砷和第二脫氧；S4、將所述變換原料氣進(jìn)行等溫變換反應(yīng)，得到的氣相產(chǎn)物進(jìn)行冷凝和氣液分離；S5、將所述氣液分離得到的粗變換產(chǎn)品氣進(jìn)行脫碳，得到脫碳后變換產(chǎn)品氣。本發(fā)明的處理方法適用于CO含量較高，且氣體組成復(fù)雜的電爐尾氣。

技術(shù)研發(fā)人員：王金利,蔡進(jìn),張覓,吳學(xué)其,郭天佛,孫晉冬,徐本剛,張杰,朱艷芳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6