專利名稱：用于將氣態(tài)的組成部分分離出來(lái)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將至少一個(gè)氣態(tài)的組成部分從用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備的廢氣中分離出來(lái)的一種方法和一種裝置。具體來(lái)講，本發(fā)明涉及一種用于將至少一個(gè)氣態(tài)的組成部分從用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備的廢氣中分離出來(lái)的方法，其中在第一步驟中廢氣的氣流在第一壓力下流過(guò)至少一個(gè)吸附分離器，由此將所述氣態(tài)的組成部分絕大部分從所述廢氣中分離出來(lái)，并且在第二步驟中將所述氣態(tài)的組成部分在比所述第一壓力低的第二壓力下絕大部分從所述吸附分離器中除去。用于實(shí)施這種方法的裝置具有至少一個(gè)吸附分離器和至少一個(gè)用于產(chǎn)生解吸壓力的裝置。
背景技術(shù)：
由AT 41796 A公開(kāi)了一種用于將二氧化碳從用于制造海綿鐵的設(shè)備的廢氣中分離出來(lái)的裝置，該裝置具有吸附分離器和用于產(chǎn)生解吸壓力的裝置，其中所述用于產(chǎn)生解吸壓力的裝置構(gòu)造為壓縮機(jī)。用于產(chǎn)生盡可能低的解吸壓力的壓縮機(jī)的使用并不有利，因?yàn)樗鰤嚎s機(jī)并非免維護(hù)，引起較高的投資成本和能量成本，具有較高的空間位置需求并且此外引起較高的噪聲負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供用于將至少一個(gè)氣態(tài)的組成部分從用于制造液態(tài)的生鐵、 液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備的廢氣中分離出來(lái)的一種方法和一種裝置，所述裝置免維護(hù)、引起較低的投資成本及能源成本并且具有較小的空間位置需求。該任務(wù)通過(guò)一種方法得到解決，對(duì)于該方法來(lái)說(shuō)所述第二壓力或者解吸壓力通過(guò)至少一臺(tái)噴射泵來(lái)產(chǎn)生，在此在比所述第二壓力高的第三壓力下將驅(qū)動(dòng)氣體的氣流輸送給所述噴射泵。在將至少一個(gè)氣態(tài)的組成部分比如二氧化碳(CO2)和/或水蒸汽(吐0)從用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備的廢氣中分離出來(lái)時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)尤其使用變壓吸附設(shè)備(英語(yǔ) PSA Pressure Swing Adsorption 或者 VPSA Pressure Swing Adsorption)。所述廢氣由爐頂氣、排出氣、過(guò)剩氣或者所述氣體的任意的混合氣所組成。 來(lái)自高爐或者還原井筒的利用過(guò)的還原氣體稱為爐頂氣。來(lái)自一個(gè)或者多個(gè)渦流層反應(yīng)器的利用過(guò)的還原氣稱為排出氣(Offgas)。來(lái)自熔化氣化器的對(duì)于調(diào)節(jié)來(lái)說(shuō)所必需的調(diào)節(jié)氣體稱為過(guò)剩氣。在第一步驟中也就是所謂的吸附階段，所述廢氣在第一壓力P1也就是所謂的吸附壓力下流過(guò)至少一個(gè)吸附分離器，由此將所述氣態(tài)的組成部分大部分從所述廢氣中分離出來(lái)。在此將所述第一壓力調(diào)節(jié)得越高，分離的效果就越好。因?yàn)榘谒鑫椒蛛x器中的吸附劑的吸收能力受到限制，所以有必要在第二步驟中也就是所謂的解吸階段中在比所述第一壓力低的第二壓力P2也就是所謂的解吸壓力下將所述氣態(tài)的組成部分從所述吸附分離器中除去。將所述第二壓力調(diào)節(jié)得越低，將所述氣態(tài)的組成部分從所述吸附分離器中除去的效果就越好。根據(jù)按本發(fā)明的方法，所述第二壓力通過(guò)至少一臺(tái)噴射泵來(lái)產(chǎn)生，其中在比所述第二壓力高的第三壓力P3下將驅(qū)動(dòng)氣體的氣流輸送給所述噴射泵的驅(qū)動(dòng)氣體接頭。所述噴射泵的抽吸接頭借助于連接管路與所述吸附分離器的解吸接頭相連接，在解吸階段中從一個(gè)或者多個(gè)吸附分離器中除去的氣體稱為尾氣(Tailgas)。也經(jīng)常被稱為噴射器、噴注器或者文丘里噴嘴的噴射泵為技術(shù)人員所熟知(比如參照http:// de. wikipedia. org/wiki/Strahlpumpe)0噴射泵的使用相對(duì)于用于產(chǎn)生解吸壓力的壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)具有以下優(yōu)點(diǎn)噴射泵的購(gòu)置成本及能量成本較低、空間位置需求較小并且免維護(hù)。一種有利的實(shí)施方式在于，作為用于噴射泵的驅(qū)動(dòng)氣體要么使用爐頂氣、排出氣、 過(guò)剩氣，要么使用由所述氣體中的至少兩種構(gòu)成的混合氣。因?yàn)樗鰵怏w典型地具有從0. 5 到^ar的壓力水平并且根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)本來(lái)就必須對(duì)這種壓力進(jìn)行節(jié)流，所以有利地是，將在驅(qū)動(dòng)氣體中存在的壓力能用于產(chǎn)生解吸壓力，由此-與具有壓縮機(jī)的PSA設(shè)備相比-所產(chǎn)生的運(yùn)行及投資成本明顯更低。在一種實(shí)施方式中，作為廢氣要么使用爐頂氣、排出氣、過(guò)剩氣，要么使用由所述氣體中的至少兩種構(gòu)成的混合氣。有利的是，從所述廢氣中分離出二氧化碳(CO2)和/或分離出水蒸汽(吐0)，由此提高廢氣的還原潛力和/或提高其燃燒值。對(duì)于直接還原設(shè)備來(lái)說(shuō)廢氣的還原潛力的提高意義重大，對(duì)于高爐來(lái)說(shuō)廢氣的還原潛力的提高以及廢氣的燃燒值的提高同樣意義重大。為了分離出二氧化碳和/或水蒸汽，有利的是，在吸附分離器中使用由沸石、活化的氧化硅、硅膠、活化的氧化鋁、活性炭或者由所述材料中的至少兩種構(gòu)成的混合物構(gòu)成的吸附劑。如果將處于0. 5到^3ar的壓力下的驅(qū)動(dòng)氣體通過(guò)環(huán)境壓力輸送給噴射泵，在驅(qū)動(dòng)氣體中存在的壓力能可以直接用于對(duì)所述吸附分離器進(jìn)行解吸。由此不必使驅(qū)動(dòng)氣體的壓力水平(P3)匹配到解吸壓力(P2)。所述解吸壓力的調(diào)節(jié)要么通過(guò)驅(qū)動(dòng)氣體的流量，通過(guò)噴射泵的面積比，要么通過(guò)一臺(tái)或者多臺(tái)(比如串聯(lián)的)噴射泵的構(gòu)造和布置來(lái)進(jìn)行。如果將驅(qū)動(dòng)氣體輸送給多臺(tái)串聯(lián)布置的噴射泵，那就可以實(shí)現(xiàn)特別低的解吸壓力并且由此實(shí)現(xiàn)所述吸附分離器的特別徹底的解吸處理并且由此實(shí)現(xiàn)有待除去的氣體成分 (比如(X)2和/或吐0)的較低的剩余含量，由此在降低了的第二壓力下將所述氣態(tài)的組成部分從所述吸附分離器中除去。在另一種變型方案中，可以將驅(qū)動(dòng)氣體輸送給多臺(tái)并聯(lián)布置的噴射泵，由此在降低了的第二壓力下將所述氣態(tài)的組成部分從所述吸附分離器中除去。通過(guò)噴射泵的這種布置，可以使用多臺(tái)較小的噴射泵來(lái)取代一臺(tái)較大的噴射泵。對(duì)于所述變壓吸附設(shè)備的運(yùn)行來(lái)說(shuō)，有利的是，在吸附階段中給所述吸附分離器加載所述第一壓力，在第一過(guò)渡階段中以一個(gè)或者多個(gè)中間壓力將所述吸附分離器中的壓力從第一壓力降低到第二壓力或者略高于所述第二壓力的壓力，在解吸階段中給所述吸附分離器加載所述第二壓力，并且隨后在第二過(guò)渡階段中以一個(gè)或者多個(gè)中間壓力將所述吸附分離器中的壓力從所述第二壓力提高到所述第一壓力。由此避免快速的壓力交變，這對(duì)分離效率產(chǎn)生積極影響，因?yàn)檩^少的由一氧化碳(CO)和氫(H2)構(gòu)成的氣體成分會(huì)進(jìn)入到尾氣中并且此外降低了所述吸附分離器的壓力負(fù)荷以及分配器底部的壓力交變負(fù)荷以及噪聲。特別有利的是，連續(xù)地改變所述吸附分離器中的解吸壓力。作為替代方案，也可以不連續(xù)地也就是說(shuō)分階段地比如通過(guò)所述噴射泵的驅(qū)動(dòng)氣體供給的調(diào)節(jié)來(lái)改變所述壓力。如果所述第二壓力或者解吸壓力借助于測(cè)量裝置來(lái)檢測(cè)并且輸送給調(diào)節(jié)器，可以特別精確地調(diào)節(jié)所述壓力，所述調(diào)節(jié)器借助于調(diào)節(jié)規(guī)則并且在考慮額定值的情況下求得調(diào)節(jié)量并且將其輸送執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中如此改變輸送給噴射泵的驅(qū)動(dòng)氣體的氣流，使得所述壓力盡可能相當(dāng)于用于所述解吸壓力的額定值。為了能夠盡可能直接地實(shí)施所述按本發(fā)明的方法從而解決本發(fā)明的任務(wù)，有利的是，將所述用于產(chǎn)生解吸壓力的裝置構(gòu)造為噴射泵，該噴射泵具有處于所述吸附分離器的解吸接頭與該噴射泵的抽吸接頭之間的連接管路。在一種有利的實(shí)施方式中，所述噴射泵的驅(qū)動(dòng)氣體接頭與所述用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備的、用于爐頂氣、排出氣、過(guò)剩氣或者由所述氣體中的至少兩種構(gòu)成的混合氣的管路相連接。如果多臺(tái)噴射泵串聯(lián)布置，可以實(shí)現(xiàn)所述吸附分離器的特別低的解吸壓力并且由此可以實(shí)現(xiàn)其特別徹底的解吸處理，其中第一噴射泵的抽吸接頭與所述吸附分離器的解吸接頭相連接，前置的噴射泵的壓力接頭分別與后置的噴射泵的抽吸接頭相連接，并且所有驅(qū)動(dòng)氣體接頭與所述用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備的、用于爐頂氣、排出氣、過(guò)剩氣或者由所述氣體中的至少兩種構(gòu)成的混合氣的管路相連接。另一種實(shí)施變型方案在于，將多臺(tái)噴射泵并聯(lián)布置，所有抽吸接頭與所述吸附分離器的解吸接頭相連接并且所有驅(qū)動(dòng)氣體接頭與所述用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備的、用于爐頂氣、排出氣、過(guò)剩氣或者由所述氣體中的至少兩種構(gòu)成的混合氣的管路相連接。當(dāng)然同樣可以這樣安排，即所述裝置具有噴射泵的串聯(lián)線路和并聯(lián)線路的組合。 在一種可能的實(shí)施方式中，將驅(qū)動(dòng)氣體輸送給多臺(tái)串聯(lián)布置的噴射泵，其中所述串聯(lián)線路的每個(gè)成員包括多臺(tái)并聯(lián)布置的噴射泵。在這種情況下，將輸送給所述串聯(lián)線路的成員的驅(qū)動(dòng)氣體分配到并聯(lián)布置的噴射泵上。通過(guò)由多臺(tái)噴射泵構(gòu)成的并聯(lián)線路來(lái)提高總抽吸功率，由此可以使用較小的噴射泵，而不必使其大小與必需的總抽吸功率相匹配(可伸縮性)。 通過(guò)由多臺(tái)噴射泵構(gòu)成的串聯(lián)線路來(lái)降低能夠達(dá)到的總解吸壓力。為了能夠在過(guò)渡階段中特別精確地調(diào)節(jié)所述吸附分離器中的壓力，有利的是，所述裝置在所述噴射泵的驅(qū)動(dòng)氣體管路中額外地具有用于檢測(cè)解吸壓力的測(cè)量裝置、調(diào)節(jié)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征從以下對(duì)非限制性的實(shí)施例所作的說(shuō)明中獲得，其中參照以下附圖，附圖示出如下
圖1是基于粉礦的具有用于將(X)2和H2O分離出來(lái)的變壓吸附設(shè)備的熔化還原設(shè)備的示意圖2是用于將(X)2和H2O分離出來(lái)的變壓吸附設(shè)備的示意圖；圖3是具有用于將(X)2和H2O分離出來(lái)的變壓吸附設(shè)備的高爐的示意圖； 圖4是噴射泵的兩張示意圖； 圖5是噴射泵的串聯(lián)線路的示意圖；并且圖6是噴射泵的并聯(lián)線路的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)箭頭來(lái)表明流動(dòng)方向。在圖1中示出了用于在粉礦的基礎(chǔ)上制造液態(tài)的生鐵的熔化還原設(shè)備。在此必要時(shí)用添加劑在由多個(gè)預(yù)還原反應(yīng)器3 (示出了四個(gè)渦流層反應(yīng)器，也可選可以使用2個(gè)或者3個(gè)渦流層反應(yīng)器)構(gòu)成的級(jí)聯(lián)中對(duì)粉礦進(jìn)行預(yù)還原，并且隨后將其裝載到還原反應(yīng)器2 中。在所述還原反應(yīng)器2中對(duì)所裝載的材料進(jìn)行進(jìn)一步還原和預(yù)熱。但是也可以放棄在所述還原反應(yīng)器2中進(jìn)行進(jìn)一步還原，由此省去氣體洗滌器4和用于爐頂氣13的管路。所述預(yù)還原反應(yīng)器3中的預(yù)還原或者還原反應(yīng)器2中的還原借助于在熔化氣化器1中產(chǎn)生的還原氣9來(lái)進(jìn)行，所述還原氣9在除塵之后導(dǎo)入到所述還原反應(yīng)器2中并且先后導(dǎo)送穿過(guò)單個(gè)的預(yù)還原反應(yīng)器3。超過(guò)的氣體量要么在氣體洗滌器4b中進(jìn)行氣體洗滌并且在用壓縮機(jī)恥進(jìn)行壓縮之后作為冷卻氣體18與經(jīng)過(guò)凈化的廢氣15相混合，要么又在氣體洗滌器如中進(jìn)行氣體洗滌之后用作過(guò)剩氣11。為了提高整個(gè)過(guò)程的能效，可以省去所述用于冷卻氣體18的管路連同氣體洗滌器4b和壓縮機(jī)恥。排出氣10沿其流動(dòng)方向從最后一個(gè)預(yù)還原反應(yīng)器3中排出并且在氣體洗滌器如中得到凈化。所述熔化還原設(shè)備的廢氣14由在壓力調(diào)節(jié)器23之前分支出來(lái)的排出氣10的第一部分量、爐頂氣13和過(guò)剩氣11所組成。所述壓力調(diào)節(jié)器23的任務(wù)是，將所述排出氣10的壓力保持恒定并且調(diào)節(jié)用于所述壓縮機(jī)如及驅(qū)動(dòng)氣體的預(yù)壓力；排出氣10的第二部分量則作為驅(qū)動(dòng)氣體觀輸送給噴射泵7。所述廢氣14借助于壓縮機(jī)fe來(lái)壓縮，借助于氣體冷卻器沈來(lái)冷卻并且在第一壓力P1下輸送給用于將二氧化碳(CO2)和/或水蒸汽(H2O)分離出來(lái)的變壓吸附設(shè)備6的至少一個(gè)吸附分離器。隨后使通過(guò)(X)2和/或H2O的分離來(lái)得到凈化的廢氣15與還原氣體9相混合，并且將其進(jìn)一步用在處理過(guò)程中；在此不重要的是，是在熱氣旋風(fēng)分離器之前還是在其之后來(lái)添加所述經(jīng)過(guò)凈化的廢氣15。在一種未示出的實(shí)施方式中，所述經(jīng)過(guò)凈化的廢氣15或其一部分量通過(guò)加熱裝置得到加熱。所述驅(qū)動(dòng)氣體在第三壓力P3下流動(dòng)通過(guò)所述噴射泵7，由此產(chǎn)生第二壓力P2或者解吸壓力(p2<p3并且P2<Pl)，其用于將所分離的二氧化碳和/或水蒸汽從所述變壓吸附設(shè)備6的吸附分離器中除去。為此吸附分離器的解吸接頭通過(guò)用于尾氣的連接管路8與所述噴射泵的抽吸接頭相連接。在一種未示出的實(shí)施方式中，可以在所述連接管路8與用于輸出氣體的管路之間在噴射泵7之后的區(qū)域中設(shè)置具有閉鎖機(jī)構(gòu)的管路，比如在起動(dòng)熔化還原設(shè)備時(shí)將該管路閉鎖，由此在起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生所述輸出氣體12的較低的壓力；但是在正常運(yùn)行中這條管路被閉鎖。通過(guò)讓驅(qū)動(dòng)氣體流經(jīng)所述噴射泵7的方式來(lái)產(chǎn)生解吸壓力，這種做法具有以下優(yōu)點(diǎn)噴射泵免維護(hù)，尤其不活動(dòng)的部件，與壓縮機(jī)相比空間位置需求小并且購(gòu)置成本低并且此外無(wú)能量成本。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)于按現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備來(lái)說(shuō)本來(lái)就必須將排出氣或者爐頂氣或者過(guò)剩氣的壓力節(jié)流到環(huán)境壓力。對(duì)于按本發(fā)明的方法來(lái)說(shuō)，將廢氣的壓力能用于產(chǎn)生解吸壓力并且廢氣作為輸出氣體12來(lái)供使用。圖2示出了具有兩個(gè)吸附分離器16a和16b的變壓吸附設(shè)備6的一種實(shí)施方式。輸送給所述變壓吸附設(shè)備6的廢氣14如在圖1中一樣由排出氣10的一部分量、過(guò)剩氣11 以及爐頂氣13所組成。如繪出的一樣，閥17a和17b打開(kāi)并且閥17f關(guān)閉，也就是說(shuō)所述吸附分離器16a處于吸附階段中并且將CO2和/或H2O從被壓縮的廢氣14中分離出來(lái)。如此經(jīng)過(guò)凈化的氣體15-如在圖1中繪出的一樣-可以與還原氣體相混合或者必要時(shí)在加熱之后用作還原氣體。閥17c和17d關(guān)閉并且閥17e打開(kāi)，也就是說(shuō)所述吸附分離器16b處于解吸階段中。解吸壓力的產(chǎn)生借助于被驅(qū)動(dòng)氣體觀(排出氣10的支流)從中流過(guò)噴射泵 7來(lái)進(jìn)行。在流經(jīng)所述噴射泵7之后，所述排出氣10和通過(guò)連接管路8提取的尾氣作為輸出氣體供使用。如果所述吸附分離器16a中的吸附劑的吸收能力在很大程度上耗盡并且/ 或者所述吸附分離器16b已經(jīng)在很大程度上被解吸，那就關(guān)閉所述閥17a、17b、和17e并且打開(kāi)所述閥17c、17d和17f。所述閥的打開(kāi)或者關(guān)閉可以快速地或者不連續(xù)地進(jìn)行，或者不過(guò)也可以緩慢地或者連續(xù)地進(jìn)行。通過(guò)所述閥的切換，將所述吸附分離器16a置于解吸階段中并且將所述吸附分離器16b置于吸附階段中。在附圖中通過(guò)點(diǎn)劃線來(lái)示出用于連接其它的設(shè)備部件之間的接口。圖3示出了用于制造生鐵的具有變壓吸附設(shè)備6的高爐M的示意圖。生鐵在高爐M中在添加含氧的氣體(優(yōu)選>80%02)并且裝載焦炭和礦石的情況下來(lái)制造。所述高爐 24的廢氣10的一部分量，所謂的爐頂氣13，在壓力調(diào)節(jié)器23之前分支出來(lái)并且在借助于壓縮機(jī)5提高壓力之后并且在氣體冷卻器沈中冷卻之后在第一壓力P1下輸送給所述變壓吸附設(shè)備6。爐頂氣13的一部分量作為驅(qū)動(dòng)氣體觀在第三壓力P3下輸送給噴射泵7，所述噴射泵7產(chǎn)生第二壓力P2或者解吸壓力，用于將(X)2和/或H2O從所述變壓吸附設(shè)備6的吸附分離器中除去。在此又適用這一點(diǎn)，即！^如工并且P2<p3。所述變壓吸附設(shè)備6從廢氣中分離出CO2和/或H2O,使得經(jīng)過(guò)凈化的廢氣15具有更高的還原潛力和更高的燃燒值。這種氣體在可選的預(yù)熱之后比如通過(guò)風(fēng)口或者氧氣噴嘴輸送給還原氣爐25和高爐M，或者在軟熔帶(kohhive Zone)上方輸送到高爐的井筒中。將由驅(qū)動(dòng)氣體觀、連接管路8中的尾氣以及剩余的廢氣組成的輸出氣體12中間存放在儲(chǔ)氣罐27中，從那里將其輸送給熱利用設(shè)備。關(guān)于所述變壓吸附設(shè)備6的細(xì)節(jié)，請(qǐng)參照?qǐng)D2。通過(guò)讓驅(qū)動(dòng)氣體觀流經(jīng)噴射泵7 這種方式來(lái)產(chǎn)生解吸壓力，這種做法又具有以下優(yōu)點(diǎn)噴射泵免維護(hù)，尤其不活動(dòng)的部件， 與壓縮機(jī)相比空間位置需求小并且購(gòu)置成本低并且此外無(wú)能量成本。圖4示出了噴射泵的兩張示意圖。左邊的示意圖示出了噴射泵7，其中所述驅(qū)動(dòng)氣體接頭21和壓力接頭19處于一條軸線上。所述抽吸接頭20相對(duì)于驅(qū)動(dòng)氣體接頭-壓力接頭這條軸線以直角來(lái)布置。在右邊的示意圖中，所述抽吸接頭20和壓力接頭19處于一條軸線上，所述驅(qū)動(dòng)氣體接頭21相對(duì)于該軸線以直角來(lái)布置。對(duì)于這兩張示意圖來(lái)說(shuō)適用這一點(diǎn)，即所述抽吸接頭20與所述噴射泵的最窄小的流動(dòng)橫截面的區(qū)域處于連接之中，并且在壓力P3下向所述驅(qū)動(dòng)氣體接頭21加載驅(qū)動(dòng)氣體，由此在所述抽吸接頭20中產(chǎn)生壓力 ]32，對(duì)于該壓力1 來(lái)說(shuō),適用]32<p3。圖5示出了兩臺(tái)噴射泵7a和7b的串聯(lián)線路的示意圖。用于尾氣的連接管路8將噴射泵7a的抽吸接頭20與吸附分離器16的解吸接頭22連接起來(lái)。所述抽吸泵7a的壓力接頭與所述抽吸泵7b的抽吸接頭相連接，由此可以獲得特別低的解吸壓力。借助于驅(qū)動(dòng)氣體接頭21來(lái)向這兩個(gè)噴射泵7a和7b供給驅(qū)動(dòng)氣體。在圖6中示出了兩臺(tái)噴射泵7的并聯(lián)線路的示意圖。兩條用于尾氣的連接管路8分別將所述兩臺(tái)噴射泵7的抽吸接頭20與吸附分離器16的解吸接頭22連接起來(lái)。這兩臺(tái)噴射泵7借助于其驅(qū)動(dòng)氣體接頭21得到驅(qū)動(dòng)氣體的供給，由此將驅(qū)動(dòng)氣體觀分配到兩臺(tái)較小的抽吸泵上。此外可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)氣體量的改變來(lái)較為容易地調(diào)節(jié)(開(kāi)環(huán)控制或閉環(huán)控制)解吸壓力。所述按本發(fā)明的方法或者所述按本發(fā)明的裝置的使用絕不局限于FINEX 設(shè)備 (圖1)或者高爐(圖3);更確切地說(shuō)，也可以有利地運(yùn)用在(比如HYL 或者FINMET 類型的) 天然氣直接還原設(shè)備、C0REX 設(shè)備上，不過(guò)也可以有利地運(yùn)用在直接還原組合設(shè)備上。附圖標(biāo)記列表
1熔化氣化器2還原反應(yīng)器3預(yù)還原反應(yīng)器的級(jí)4氣體洗滌器5壓縮機(jī)6變壓吸附設(shè)備7噴射泵8連接管路9還原氣體10排出氣11過(guò)剩氣12輸出氣體13爐頂氣14廢氣15經(jīng)過(guò)凈化的廢氣16吸附分離器17閥18冷卻氣體19壓力接頭20抽吸接頭21驅(qū)動(dòng)氣體接頭22解吸接頭23壓力調(diào)節(jié)器24高爐25還原氣爐26氣體冷卻器27儲(chǔ)氣罐28驅(qū)動(dòng)氣體。
權(quán)利要求
1.用于將至少一個(gè)氣態(tài)的組成部分從用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備的廢氣中分離出來(lái)的方法，其中在第一步驟中廢氣的氣流在第一壓力下流過(guò)至少一個(gè)吸附分離器，由此將所述氣態(tài)的組成部分絕大部分從所述廢氣中分離出來(lái)，并且在第二步驟中將所述氣態(tài)的組成部分在比所述第一壓力低的第二壓力下絕大部分從所述吸附分離器中除去，其特征在于，所述第二壓力通過(guò)至少一臺(tái)噴射泵來(lái)產(chǎn)生，將驅(qū)動(dòng)氣體的氣流在比所述第二壓力高的第三壓力下輸送給所述噴射泵。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，作為驅(qū)動(dòng)氣體要么使用爐頂氣、排出氣、過(guò)剩氣，要么使用由所述氣體中的至少兩種構(gòu)成的混合氣。
3.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，作為廢氣要么使用爐頂氣、排出氣、過(guò)剩氣，要么使用由所述氣體中的至少兩種構(gòu)成的混合氣。
4.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，從所述廢氣中分離出二氧化碳 (CO2)和/或分離出水蒸汽(H20)。
5.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在吸附分離器中使用由沸石、活化的氧化硅、硅膠、活化的氧化鋁、活性炭或者由所述材料中的至少兩種構(gòu)成的混合物構(gòu)成的吸附劑。
6.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述處于0.5到^ar的壓力下的驅(qū)動(dòng)氣體通過(guò)環(huán)境壓力輸送給所述噴射泵。
7.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述驅(qū)動(dòng)氣體輸送給多臺(tái)串聯(lián)布置的噴射泵，由此在降低了的第二壓力下將所述氣態(tài)的組成部分從所述吸附分離器中除去。
8.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述驅(qū)動(dòng)氣體輸送給多臺(tái)并聯(lián)布置的噴射泵，由此將所述氣態(tài)的組成部分在降低了的第二壓力下從所述吸附分離器中除去。
9.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在吸附階段中給所述吸附分離器加載第一壓力，以一個(gè)或者多個(gè)中間壓力將所述吸附分離器中的壓力從第一壓力降低到第二壓力，或者降到略高于所述第二壓力的壓力，在解吸階段中給所述吸附分離器加載所述第二壓力，并且隨后以一個(gè)或者多個(gè)中間壓力將所述吸附分離器中的壓力從所述第二壓力提高到所述第一壓力。
10.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，連續(xù)地或者不連續(xù)地改變所述吸附分離器中的壓力。
11.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于測(cè)量裝置來(lái)檢測(cè)所述第二壓力并且將其輸送給調(diào)節(jié)器，所述調(diào)節(jié)器借助于調(diào)節(jié)規(guī)則并且在考慮額定值的情況下求得調(diào)節(jié)量并且將其輸送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中如此改變輸送給所述噴射泵的驅(qū)動(dòng)氣體的氣流， 使得所述壓力盡可能相當(dāng)于所述額定值。
12.用于將至少一個(gè)氣態(tài)的組成部分從用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備(24)的廢氣(14)中分離出來(lái)的裝置，其具有至少一個(gè)吸附分離器(16)和至少一個(gè)用于產(chǎn)生解吸壓力的裝置，其特征在于，所述用于產(chǎn)生解吸壓力的裝置構(gòu)造為噴射泵 (7)，該噴射泵(7)具有處于所述吸附分離器(16)的解吸接頭(22)與該噴射泵(7)的抽吸接頭(20)之間的連接管路(8)。
13.按權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述噴射泵(7)的驅(qū)動(dòng)氣體接頭(21)與所述用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備(24)的、用于爐頂氣、排出氣、 過(guò)剩氣或者由所述氣體中的至少兩種構(gòu)成的混合氣的管路相連接。
14.按權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，多臺(tái)噴射泵(7)串聯(lián)布置，前置的噴射泵(7)的壓力接頭(19)分別與后置的噴射泵(7)的抽吸接頭(20)相連接，并且所有驅(qū)動(dòng)氣體接頭(21)與所述用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備(24)的、用于爐頂氣、排出氣、過(guò)剩氣或者由所述氣體中的至少兩種構(gòu)成的混合氣的管路相連接。
15.按權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，多臺(tái)噴射泵(7)并聯(lián)布置，所有抽吸接頭(20)與所述吸附分離器(16)的解吸接頭(22)相連接，并且所有驅(qū)動(dòng)氣體接頭(21) 與所述用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備(24)的、用于爐頂氣、排出氣、過(guò)剩氣或者由所述氣體中的至少兩種構(gòu)成的混合氣的管路相連接。
16.按權(quán)利要求14或15所述的裝置，其特征在于，該裝置具有噴射泵的串聯(lián)線路及并聯(lián)線路的組合。
17.按權(quán)利要求12到16中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置在所述噴射泵 (7)的驅(qū)動(dòng)氣體管路中額外地具有用于檢測(cè)解吸壓力的測(cè)量裝置、調(diào)節(jié)裝置(23)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將至少一個(gè)氣態(tài)的組成部分從用于制造液態(tài)的生鐵、液態(tài)的鋼預(yù)產(chǎn)品或者海綿鐵的設(shè)備(24)的廢氣(14)中分離出來(lái)的一種方法和一種裝置，其中在第一步驟中廢氣(14)的氣流在第一壓力下流過(guò)至少一個(gè)吸附分離器(16)，由此將所述氣態(tài)的組成部分絕大部分從所述廢氣(14)中分離出來(lái)，并且在第二步驟中將所述氣態(tài)的組成部分在比所述第一壓力低的第二壓力下絕大部分從所述吸附分離器(16)中除去。本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種方法和一種裝置，所述裝置免維護(hù)、引起較低的投資成本及能源成本并且具有較小的空間位置需求。該任務(wù)通過(guò)一種方法得到解決，對(duì)于該方法來(lái)說(shuō)所述第二壓力或者解吸壓力通過(guò)至少一臺(tái)噴射泵(7)來(lái)產(chǎn)生，在此在比所述第二壓力高的第三壓力下將驅(qū)動(dòng)氣體(28)的氣流輸送給所述噴射泵。
文檔編號(hào)B01D53/047GK102325578SQ201080008570
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者羅森福爾納 G., 賴因 N., 米爾納 R. 申請(qǐng)人:西門子 Vai 金屬科技有限責(zé)任公司