放散煤气利用系统及方法技术方案

本发明专利技术是关于一种放散煤气的利用系统及方法。所述的放散煤气的利用系统包括化学链燃烧反应器，所述的化学链燃烧反应器内充填有金属载氧体；所述的放散煤气输入化学链燃烧反应器并在所述的载氧体上进行反应。载氧体以Fe基载氧体为主，配入一定比例的Cu基载氧体，通过阀门的切换使放散煤气和空气在化学链燃烧反应器中的流动方向相反，以解决放散煤气因安全隐患大、间歇性排放而难以利用的问题，从而实现放散煤气的安全、清洁、高效利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种尾气处理领域，尤其涉及一种。
技术介绍
在钢铁生产过程中，转炉煤气的高效利用关乎企业的经济效益与环境责任。但转炉煤气在回收与利用过程中存在几个问题:1.煤气因成分不达标(C0%< 35%, 02%^ 2% )而点火放散的情况还比较严重，由此带来的能源浪费以及造成的大气污染不可小觑；2.为了降低转炉煤气放散时的安全隐患而设置的吹扫和点火系统需额外消耗大量蒸汽(或N2)和燃料；3.转炉煤气中C0与C02的含量之和可高达90%，具有碳富集的天然优势，然而传统燃烧方式由于使用空气助燃，使得烟气中的C02被大量N2冲淡，从而失去碳富集的优势，使得C02的捕集变得困难；4.基于传统燃烧方式的放散煤气燃烧会产生大量的N0X ；5.转炉煤气的间歇性与能源利用过程所要求的连续性之间存在矛盾。如图1所示，是现有技术中转炉煤气处理系统示意图。从转炉101出来的转炉煤气经余热回收单元102进行回收余热后，进一步通过除尘单元103精除尘，通过煤气成分分析仪104测定转炉煤气成分，若煤气成分达标(如，C0%彡35%，02%< 2% )，则三通阀105回收侧打开，放散侧关闭，转炉煤气送入煤气柜，若煤气不达标，则三通阀105放散侧打开，回收侧关闭，将转炉放散煤气送入放散塔106点火放散。在执行上述转炉煤气处理方法时，专利技术人发现上述现有技术中至少存在如下问题:对转炉煤气直接点火放散严重浪费燃料、恶化大气环境，此外，还需消耗大量吹扫气体和点火助燃气体，可见，点火放散是非常不合理的做法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种，主要目的是通过采用化学链燃烧反应来处理放散煤气，从而实现放散煤气的有效利用，节约能源降，低环境污染。为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案:—方面，本专利技术实施例提供了一种放散煤气的利用系统，其包括化学链燃烧反应器，所述的化学链燃烧反应器内充填有金属载氧体；所述的放散煤气输入化学链燃烧反应器并在所述的载氧体上进行反应。进一步的，所述的放散煤气的利用系统，其中所述的金属载氧体为以Fe203为主成分的Fe基载氧体。进一步的，所述的放散煤气的利用系统，其中所述的金属载氧体为以Fe203为主成分的Fe基载氧体和以CuO为主成分的Cu基载氧体的混合物。进一步的，所述的放散煤气的利用系统，其中Cu基载氧体的质量占金属载氧体总质量的5?50%。进一步的，所述的放散煤气的利用系统，其中所述化学链燃烧反应器的一端连接有转炉放散煤气的入口管道和氧化反应产物气体的排出管道，另一端连接有空气的入口管道和还原反应产物气体的排出管道，并在转炉放散煤气的入口管道、氧化反应产物气体的排出管道、空气的入口管道、以及还原反应产物气体的排出管道上设置有阀门。进一步的，所述的放散煤气的利用系统，其中所述的化学链燃烧反应器设置有冷却夹套。以Fe基载氧体为主的金属载氧体，其氧化反应的绝热反应温升很大。在本专利技术中，对化学链燃烧反应器增设冷却夹套，用于稳定反应器温度，以避免因温度飙升而损害金属载氧体。进一步的，所述的放散煤气的利用系统，还包括至少两个蓄热室，每一个蓄热室的一端与化学链燃烧反应器的产物气体的排出管道相连接，每个蓄热室的另一端设有待预热气体的入口管道。为回收化学链燃烧产物气体的热量，本专利技术的蓄热系统可用于待预热气体(如助燃空气、煤气等)的加热。为实现化学链燃烧产物气体的热量回收与待预热气体的加热同步进行，蓄热系统设置两个蓄热室，产物气体和待预热气体各进入一个蓄热室，分别向蓄热体释放热量和吸收热量。当一个蓄热室吸收产物气体热量时，另一个蓄热室向待预热气体释放热量，直至该蓄热室的供热能力不足以继续将待预热气体加热至预定温度时，切换蓄热系统气体管路上配备的三通阀，来引导产物气体和待预热气体分别进入另外一个蓄热室。蓄热系统包含四个三通阀，分别安装在蓄热系统的产物气体管路、产物气体出口管路，待预热气体入口管路和待预热气体出口管路上，通过各三通阀的切换来引导气流进入蓄热室，使蓄热系统正常工作。前述蓄热室填装有蓄热体。蓄热室内的蓄热体起到能量传递介质的作用。当化学链燃烧产物气体流过蓄热体时，蓄热体吸收并存储产物气体释放的热量，当待预热气体流过蓄热体时，再向待预热气体释放热量，将其加热至预定温度。所述的蓄热体可以采用现有技术中的方案来实现，例如为石蜡。前述蓄热系统用于助燃空气或煤气等气体的加热。钢厂的热用户如冶金加热炉、燃气锅炉、热风炉等，出于节约能源及高效燃烧的目的，往往对助燃空气和煤气进行预热，但其烟气往往只用于加热其中一种气体。本专利技术的蓄热系统，可在热用户原有预热系统的基础上，对大流量的助燃空气和煤气(如高炉煤气、转炉煤气等)进行双预热。进一步的，所述的放散煤气的利用系统，还包括余热锅炉，将所述化学链燃烧反应器的产物气体的排出管道与该余热锅炉相连接。该余热锅炉与化学链燃烧反应器的氧化产物气体和还原产物气体的排出管路相连接。该余热锅炉将化学链燃烧产物气体的热量用于工业生产，例如用于产生蒸汽。优选的，前述的转炉放散煤气利用系统，还设有0)2压缩机和冷凝与气液分离器，对余热锅炉出口的还原产物气体进行C02捕集，以实现在转炉放散煤气利用过程中的C02近零排放进一步的，所述的放散煤气的利用系统，还设有压缩机和冷凝与气液分离器，所述的压缩机连接于所述的余热锅炉的产物气体输出管道，并对所述的产物气体进行压缩，所述的压缩机连接于所述的冷凝与气液分离器，用于对压缩后物料进行冷凝，并进行气液分离。另一方面，本专利技术实施例还提供一种放散煤气的利用方法，其采用上述的放散煤气利用系统，该方法包括，当没有放散煤气时，将空气通入化学链燃烧反应器，进行氧气与载氧体发生氧化反应的再生过程；当有放散煤气产生时，停止向化学链反应器通入空气，而将放散煤气通入化学链燃烧反应器，进行一氧化碳和氧气分别与载氧体发生还原和氧化反应的处理过程。进一步的，所述的放散煤气的利用方法，通过切换设置在入口管道和排出管道上的阀门，使化学链燃烧反应器中的转炉放散煤气与空气的流动方向相反。进一步的，所述的放散煤气的利用方法，其中所述再生过程和处理过程的反应温度控制在500?900°C的范围。当所述再生过程的温度低于所述反应温度范围时增大通入空气的流量；当所述处理过程的温度低于所述反应温度范围时，在通入转炉放散煤气的同时向化学链燃烧反应器通入空气，所通入空气的最大流量为转炉放散煤气流量的25 %。[002当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放散煤气的利用系统，其特征在于，其包括化学链燃烧反应器，所述的化学链燃烧反应器内充填有金属载氧体；所述的放散煤气输入化学链燃烧反应器并在所述的载氧体上进行反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏庆泉，朱探金，吴举茂，
申请(专利权)人：北京科技大学，北京联力源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11