專利名稱：冶煉爐氣一氧化碳分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于分離回收冶煉爐排放爐氣中ー氧化碳?xì)怏w的方法。
背景技術(shù)：
目前，冶煉爐排放的爐氣中的熱量和有效成份的利用率都很低，特別是爐氣中有效成份ー氧化碳?xì)怏w，在冶煉爐表面燃燒排放棹，還有未燃部分容易造成空氣污染，使現(xiàn)場(chǎng) 操作人員被排放的爐氣熏染而出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。為了有效地利用這些爐氣中的ー氧化碳?xì)怏w，必須將這些爐氣進(jìn)行壓縮分離出來(lái)。而目前使用的氣體壓縮機(jī)對(duì)混合的爐氣進(jìn)行壓縮后進(jìn)入變壓吸附裝置對(duì)氣體中各成分進(jìn)行壓縮分離時(shí)，其分離氣體中，除回收所需的ー氧化碳?xì)怏w外還會(huì)產(chǎn)生其它成分的富余壓縮氣體，這些富余壓縮氣體仍具有相當(dāng)大的蘊(yùn)藏能量，若將其向空中釋放會(huì)造成其蘊(yùn)藏的能量的無(wú)謂浪費(fèi)?，F(xiàn)有的氣體壓縮機(jī)，如一種活塞式氣體壓縮機(jī)，它是在機(jī)身的上端連接閥體，機(jī)身內(nèi)設(shè)有氣缸，機(jī)身氣缸正對(duì)的閥體上設(shè)有向氣缸內(nèi)配氣的進(jìn)氣閥和排氣閥，氣缸內(nèi)裝有壓縮氣體的活塞，活塞的下端連接有活塞桿，活塞桿的另一端穿過(guò)氣缸的底端與一個(gè)裝在機(jī)身中的十字頭滑道中的十字頭滑塊的一端連接，十字頭滑塊內(nèi)鉸接有十字頭銷，十字頭銷的一端與活塞桿的小頭一端連接，活塞桿的大頭一端裝在曲軸的曲柄上，曲柄的一端通過(guò)飛輪與電動(dòng)機(jī)連接。這種典型的氣體壓縮機(jī)只能依靠電動(dòng)機(jī)的能量來(lái)壓縮氣體，不能直接利用上述富余壓縮氣體的能量作為壓縮動(dòng)力，只能將這些富余壓縮氣向空中釋放，其蘊(yùn)藏的能量白白地浪費(fèi)，造成分離回收ー氧化碳?xì)怏w成本增高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供ー種冶煉爐氣ー氧化碳分離方法，它可解決從冶煉爐氣中分離回收ー氧化碳?xì)怏w成本高的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是將冶煉爐排出的爐氣經(jīng)過(guò)冷卻、除塵后，由氣體壓縮機(jī)將其壓入變壓吸附裝置中將一氧化碳從爐氣中分離出來(lái)；所述爐氣的冷卻是將爐氣通過(guò)原料預(yù)熱器中的原料，對(duì)入爐前的礦料進(jìn)行預(yù)熱的同時(shí)將爐氣冷卻；經(jīng)過(guò)對(duì)原料預(yù)熱后獲得冷卻的爐氣經(jīng)過(guò)氣/水分離器去除水分后再通過(guò)旋風(fēng)除塵器進(jìn)行所述的除塵；所述的氣體分離是采用變壓吸附エ藝方法濃縮提純ー氧化碳，吸附溫度20-55°C，吸附壓カ為O. 25-1. 2MPa ；
所述氣體壓縮機(jī)，包括設(shè)有進(jìn)氣閥和排氣閥的閥體，內(nèi)設(shè)有氣缸的機(jī)身，安裝在所述氣缸內(nèi)的活塞以及與所述活塞連接的活塞桿；所述活塞桿的另一端穿過(guò)所述氣缸的底端與十字頭滑塊連接，所述活塞桿與氣缸的底端之間裝有密封件，所述十字頭滑塊通過(guò)十字頭銷與一端裝在曲軸上的連桿相連，所述氣缸在靠近所述曲軸的一端，設(shè)有進(jìn)氣口和出氣ロ，所述進(jìn)氣ロ所連通的進(jìn)氣道上裝有進(jìn)氣控制氣閥，所述出氣ロ所連通的出氣道上裝有出氣控制氣閥；所述進(jìn)氣控制氣閥和出氣控制氣閥內(nèi)均設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯，這些轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯均通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置與所述曲軸連接；所述閥體的出氣ロ通過(guò)管道與變壓吸附裝置連通，所述變壓吸附裝置輸出的富余壓縮氣體通過(guò)管道與儲(chǔ)氣罐相連通，所述儲(chǔ)氣罐連通氣缸的管道上裝有閥門和進(jìn)氣控制氣閥。上述技術(shù)方案要中，更為具體的方案還可以是所述進(jìn)氣控制氣閥和出氣控制氣閥結(jié)構(gòu)相同，包括有裝在控制閥體內(nèi)的所述轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯，該轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯連接有同步皮帶輪，所述轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯是ー個(gè)圓盤體，在這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯上設(shè)有一段環(huán)形通孔，所述控制閥體的出氣ロ設(shè)在與所述轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯接合的一個(gè)端面上，所述控制閥體的進(jìn)氣ロ與所述轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯另一個(gè)端面外的空腔連通；所述機(jī)械傳動(dòng)裝置是由所述進(jìn)氣控制氣閥和出氣控制氣閥的同步皮帶輪與裝在所述曲軸上的同步皮帶輪和同步皮帶構(gòu)成的同步皮帶傳動(dòng)裝置。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果
I、爐氣經(jīng)除塵凈化后減少了塵粒，再經(jīng)變壓吸附裝置進(jìn)行氣體分離，將爐氣中ー氧化碳等其它有用成分分離出來(lái)再利用，既節(jié)能又減少了污染，達(dá)到降低成本的目的；同時(shí)利用分離后的富余壓縮氣體壓カ的能量輔助由曲軸輸入的能量對(duì)從進(jìn)氣閥進(jìn)入的爐氣進(jìn)行壓 縮，節(jié)約能源，進(jìn)ー步降低分離回收一氧化碳的成本。2、由于富余壓縮氣體的輸入，活塞在壓縮氣體的后期，與普通活塞式壓縮機(jī)相比，活塞上下壓カ差減小，活塞密封環(huán)和氣缸之間的摩擦損耗減少，減少溫升，從而減少對(duì)活塞的氣密封性能的要求，提高了設(shè)備的可靠性。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意 圖2是本發(fā)明中控制氣閥的主視剖面示意 圖3是圖2中A-A處的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)ー步說(shuō)明
冶煉爐排出的爐氣經(jīng)過(guò)冷卻、除塵，所述爐氣的冷卻是將爐氣通過(guò)原料預(yù)熱器中的原料，對(duì)入爐前的礦料進(jìn)行預(yù)熱的同時(shí)將爐氣冷卻；經(jīng)過(guò)對(duì)原料預(yù)熱后獲得冷卻的爐氣再經(jīng)過(guò)氣/水分離器去除水分后通過(guò)旋風(fēng)除塵器進(jìn)行所述的除塵；除塵后爐氣由圖I所示的進(jìn)氣管I進(jìn)入氣體壓縮機(jī)，由氣體壓縮機(jī)將其壓入變壓吸附裝置3從爐氣中對(duì)ー氧化碳進(jìn)行分離，氣體分離采用變壓吸附エ藝方法濃縮提純ー氧化碳，吸附溫度20-55°C，吸附壓カ為
O.25-1. 2MPa，具體的分離エ藝方法按照中國(guó)專利號(hào)為200810044763. O的專利方法進(jìn)行。圖I所示是ー個(gè)對(duì)冶煉爐氣先經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮后再分離，然后將富余壓縮氣體返回壓縮機(jī)輔助對(duì)冶煉爐氣進(jìn)行壓縮的工作原理示意圖。冶煉爐氣從壓縮機(jī)進(jìn)氣ロ I進(jìn)入壓縮機(jī)氣缸20，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮進(jìn)入到變壓吸附裝置3進(jìn)行分離，經(jīng)分離出的ー氧化碳從氣管4輸出后，其它被壓縮了的氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣罐5成為富余壓縮氣體，這些富余壓縮氣體根據(jù)需要將通過(guò)閥門6和進(jìn)氣控制氣閥7進(jìn)入壓縮機(jī)氣缸20內(nèi)。圖I中的壓縮機(jī)，有ー個(gè)內(nèi)含進(jìn)氣閥21和排氣閥22的閥體2，有一個(gè)內(nèi)設(shè)有氣缸20的機(jī)身19，閥體2裝在機(jī)身19的上端，在機(jī)身19中氣缸20的上端的閥體2上裝有進(jìn)氣閥21和排氣閥22。在氣缸20內(nèi)裝有活塞23，活塞23的下端連接有活塞桿24，活塞桿24穿過(guò)氣缸20的下端與十字頭滑塊12連接，十字頭滑塊12裝在機(jī)身19的十字頭滑道內(nèi)，活塞桿24與氣缸20的底端之間裝有密封件25，十字頭滑塊12通過(guò)裝在其上的十字頭銷與一端裝在曲軸10上的連桿11相連。當(dāng)曲軸10帶動(dòng)連桿11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿11將通過(guò)十字頭銷驅(qū)動(dòng)十字頭滑塊12在機(jī)身19的十字頭滑道內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，十字頭滑塊12的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)活塞桿24帶動(dòng)活塞23上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞23向下運(yùn)動(dòng)吋，閥體2上的進(jìn)氣閥21打開(kāi)，出氣閥22關(guān)閉，讓需要壓縮的氣體從進(jìn)氣管I進(jìn)入氣缸；活塞23向上運(yùn)動(dòng)吋，閥體2上的進(jìn)氣閥21關(guān)閉，出氣閥22在活塞23向上運(yùn)動(dòng)將至缸體20的項(xiàng)端，即接近活塞的上行程止點(diǎn)前方才打開(kāi)，讓壓縮了的氣體從閥體2的出氣管進(jìn)入變壓吸附裝置3，這部分是現(xiàn)有活塞氣體壓縮機(jī)的工作原理部分。此外，在氣缸20在靠近曲軸10的一端，設(shè)有進(jìn)氣口和出氣ロ，進(jìn)氣ロ連通的進(jìn)氣道上裝有進(jìn)氣控制氣閥7，出氣ロ連通的出氣道17上裝有出氣控制氣閥18。進(jìn)氣控制氣閥7和出氣控制氣閥18的結(jié)構(gòu)均相同。如圖2、圖3所示，這種閥有一個(gè)控制閥體7-1，在控制閥體7-1內(nèi)裝有轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯7-2，轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯7-2通過(guò)芯軸7_4連接有一個(gè)同步皮帶輪7-3，芯軸7-4裝在閥體隔板7-6和閥體封板7-5上，芯軸7_4與閥體隔板7-6之間裝有滾動(dòng)軸承7-7和“O”形密封圈7-8，芯軸7-4與閥體封板7-5之間裝有滾動(dòng)軸承，轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯7-2為ー個(gè)圓盤體，它的左端面壓接在控制閥體7-1內(nèi)腔的左端面上，在轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯7-2與控制閥體7-1之間裝有推力球軸承7-9，控制閥體7-1上出氣道的出氣ロ就設(shè)在與閥芯7-2的圓盤體接合的一個(gè)端面上，轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯7-2上設(shè)有一段環(huán)形通孔，控制閥體7-1進(jìn)氣道的進(jìn)氣ロ與閥芯7-2右端面外設(shè)置的空腔連通。進(jìn)氣控制氣閥7通過(guò)其上的同步皮帶輪7-3通過(guò)同步皮帶8與裝在曲軸10右端上的同步皮帶輪9連接；出氣控制氣閥18的同步皮帶輪7-3通過(guò)同步皮帶16與裝在曲軸10左端上的同步皮帶輪15連接，使進(jìn)氣控制氣閥7和出氣控制氣閥18內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯7-2實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。在活塞23向上運(yùn)動(dòng)到上行程止點(diǎn)附近前，進(jìn)氣控制氣閥7中的轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯7-2圓盤體上的環(huán)形通孔均讓控制閥體7-1的進(jìn)氣ロ與出氣ロ保持暢通，在此其間，出氣控制氣閥18中的轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯7-2圓盤體上的環(huán)形通孔封閉，讓控制閥體7-1的出氣ロ與進(jìn)氣ロ隔斷。使從變壓吸附裝置3出到儲(chǔ)氣罐5內(nèi)的富余壓縮氣體通過(guò)閥門6和進(jìn)氣控制氣閥7壓入氣缸20內(nèi)與來(lái)自電動(dòng)機(jī)13通過(guò)飛輪14驅(qū)動(dòng)的曲軸10通過(guò)連桿11、十字頭滑塊12和活塞桿24的能量一起推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)做功壓縮氣體，以減小電動(dòng)機(jī)13向曲軸10輸入的能量；當(dāng)活塞23向下運(yùn)動(dòng)吸氣時(shí)，曲軸10驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣控制氣閥7中的轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯7-2轉(zhuǎn)動(dòng)，讓轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯7-2的圓盤體上的環(huán)形通孔封閉控制閥體7-1的出氣ロ，以關(guān)閉富余氣體進(jìn)入氣缸20，在此其間，曲軸10驅(qū)動(dòng)出氣控制氣閥18中的轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯7-2圓盤體上的環(huán)形通孔打開(kāi)，讓控制閥體7-1的進(jìn)氣ロ通過(guò)圓盤體上的環(huán)形通孔與出氣ロ連通，讓做了功后的富余氣體從出氣控制氣閥18中通過(guò)排出氣缸。如此循環(huán)，便實(shí)現(xiàn)將富余氣體的能量用于對(duì)所需要壓縮的氣體進(jìn)行壓縮，從而節(jié)省電動(dòng)機(jī)的輸入電能，達(dá)到降低成本的目的。
在其它實(shí)施例中，可以采用鏈條和鏈輪代替本實(shí)施例中的同步皮帶和同步皮帶輪。
權(quán)利要求
1.一種冶煉爐氣一氧化碳分離方法，其特征在于 將冶煉爐排出的爐氣經(jīng)過(guò)冷卻、除塵后，由氣體壓縮機(jī)將其壓入變壓吸附裝置中將一氧化碳從爐氣中分離出來(lái)；所述爐氣的冷卻是將爐氣通過(guò)原料預(yù)熱器中的原料，對(duì)入爐前的礦料進(jìn)行預(yù)熱的同時(shí)將爐氣冷卻；經(jīng)過(guò)對(duì)原料預(yù)熱后獲得冷卻的爐氣經(jīng)過(guò)氣/水分離器去除水分后再通過(guò)旋風(fēng)除塵器進(jìn)行所述的除塵；所述的氣體分離是采用變壓吸附工藝方法濃縮提純一氧化碳，吸附溫度20-55°C，吸附壓力為0. 25-1. 2MPa ； 所述氣體壓縮機(jī)包括設(shè)有進(jìn)氣閥(21)和排氣閥(22)的閥體(2)，內(nèi)設(shè)有氣缸(20)的機(jī)身(19)，安裝在所述氣缸(20)內(nèi)的活塞(23)以及與所述活塞(23)連接的活塞桿(24)；所述活塞桿(24)的另一端穿過(guò)所述氣缸(20)的底端與十字頭滑塊(12)連接，所述活塞桿(24)與氣缸(20)的底端之間裝有密封件(25)，所述十字頭滑塊(12)通過(guò)十字頭銷與一端裝在曲軸(10)上的連桿(11)相連，所述氣缸(20)在靠近所述曲軸(10)的一端，設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口所連通的進(jìn)氣道上裝有進(jìn)氣控制氣閥(7 )，所述出氣口所連通的出氣道(17)上裝有出氣控制氣閥(18);所述進(jìn)氣控制氣閥(7)和出氣控制氣閥(18)內(nèi)均設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(7-2)，這些轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(7-2)均通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置與所述曲軸(10)連接；所述閥體(2)的出氣口通過(guò)管道與變壓吸附裝置(3)連通，所述變壓吸附裝置(3)輸出的富余壓縮氣體通過(guò)管道與儲(chǔ)氣罐(5 )相連通，所述儲(chǔ)氣罐(5 )連通氣缸(20 )的管道上裝有閥門(6 )和進(jìn)氣控制氣閥(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冶煉爐氣一氧化碳分離方法，其特征在于所述的進(jìn)氣控制氣閥(7)和出氣控制氣閥(18)結(jié)構(gòu)相同，包括有裝在控制閥體(7-1)內(nèi)的所述轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(7-2),該轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(7-2)連接有同步皮帶輪(7-3)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(7-2)是一個(gè)圓盤體，在這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(7-2)上設(shè)有一段環(huán)形通孔，所述控制閥體(7-1)的出氣口設(shè)在與所述轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(2-2 )接合的一個(gè)端面上，所述控制閥體(7-1)的進(jìn)氣口與所述轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(7-2 )另一個(gè)端面外的空腔連通；所述機(jī)械傳動(dòng)裝置是由所述進(jìn)氣控制氣閥(7)和出氣控制氣閥(18)的同步皮帶輪(7-3 )與裝在所述曲軸(10 )上的同步皮帶輪(9、15 )和同步皮帶(8、16 )構(gòu)成的同步皮帶傳動(dòng)裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種冶煉爐氣一氧化碳分離方法，該方法是將冶煉爐排出的爐氣經(jīng)過(guò)冷卻、除塵后，由壓縮機(jī)將其壓入變壓吸附裝置進(jìn)行爐氣分離，所述的爐氣分離是采用變壓吸附工藝方法濃縮提純一氧化碳，吸附溫度20-55℃，吸附壓力為0.25-1.2MPa。該分離方法采用的設(shè)備包括壓縮機(jī)和變壓吸附裝置，所述壓縮機(jī)中氣缸在靠近曲軸的一端，設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口和出氣口所連通的氣道上分別裝有進(jìn)氣控制氣閥和出氣控制氣閥；所述進(jìn)氣控制氣閥和出氣控制氣閥內(nèi)均設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯，這些轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯均通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置與所述曲軸連接。本發(fā)明解決從冶煉爐氣中分離回收一氧化碳?xì)怏w成本高的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C01B31/18GK102730684SQ20121022144
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月30日
發(fā)明者謝宇軍, 韋平忠 申請(qǐng)人:廣西柳州中嘉知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)有限公司