一种钢铁厂富氢气体综合回收利用的方法和系统与流程

技术特征：
1.一种钢铁厂富氢气体综合回收利用的方法，其特征在于，所述方法包括：s1：使来自炼焦系统的焦炉煤气进入第一膜分离组件(4
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1)进行第一膜分离，得到第一渗透气和第一渗余气；使所述第一渗透气进入制氢psa进行氢气提纯，得到氢气产品和制氢psa解析气；使所述制氢psa解析气返回第一膜分离组件(4
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1)进行所述第一膜分离；s21：当来自退火系统的退火气中氢气浓度不高于所述第一膜分离组件(4
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1)的进料氢气浓度时，使所述退火气进入第二膜分离组件(4
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2)进行第二膜分离，得到第二渗透气和富氮气体产品；使所述第二渗透气进入第一膜分离组件(4
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1)进行所述第一膜分离；并且/或者，s22：当来自退火系统的退火气中氢气浓度不高于30vol％时，将所述退火气作为富氮气体产品；s3：当所述退火气中氢气浓度高于所述第一膜分离组件(4
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1)的进料氢气浓度时，使所述退火气进入第一膜分离组件(4
‑
1)进行所述第一膜分离；s4：当所述退火气中氢气浓度高于所述第一膜分离组件(4
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1)渗透侧的出料氢气浓度时，使所述退火气进入制氢psa进行所述氢气提纯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，使所述制氢psa解析气返回第一膜分离组件(4
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1)进行所述第一膜分离，包括：使所述制氢psa解析气进入第三膜分离组件(4
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3)进行第三膜分离，得到第三渗透气和第三渗余气；使所述第三渗透气进入第一膜分离组件(4
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1)进行所述第一膜分离，使所述第三渗余气进入燃料气管网。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1还包括：使所述第一渗余气进入燃料气管网，使所述氢气产品进入氢气管网；所述第一渗余气中氢气浓度为1vol％
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70vol％，所述氢气产品中氢气浓度为80vol％
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99.999vol％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述第一膜分离的条件包括：温度为20
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150℃，压力为0.5
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20.0mpa；所述制氢psa中氢气提纯的条件包括：温度为10
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300℃，压力为0.1
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20mpa。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，使所述富氮气体产品返回所述退火系统；所述富氮气体产品中氮气浓度为80vol％
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99.999vol％；所述第二膜分离的条件包括：温度为20
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150℃，压力为0.5
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20mpa。6.一种采用权利要求1
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5中任意一项所述的方法进行钢铁厂富氢气体综合回收利用的系统，其特征在于，所述系统包括：焦炉煤气入口、退火气入口、第一膜分离组件(4
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1)、第二膜分离组件(4
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2)和制氢psa；所述焦炉煤气入口与所述第一膜分离组件(4
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1)的入口连通，所述第一膜分离组件(4
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1)的渗透侧出口与所述制氢psa的入口连通，所述制氢psa的解析气出口与所述第一膜分离组件(4
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1)的入口连通；所述退火气入口与所述第二膜分离组件(4
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2)的入口可开闭地连通，所述第二膜分离组件(4
‑
2)的渗透侧出口与所述第一膜分离组件(4
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1)的入口连通；并且/或者，所述退火气入口与退火系统的富氮气体入口连通；所述退火气入口与所述第一膜分离组件(4
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1)的入口可开闭地连通；
所述退火气入口与所述制氢psa的入口可开闭地连通。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第三膜分离组件(4
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3)；所述制氢psa的解析气出口与第三膜分离组件(4
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3)的入口连通，所述第三膜分离组件(4
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3)的渗透侧出口与所述第一膜分离组件(4
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1)的入口连通，所述第三膜分离组件(4
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3)的渗余侧出口与燃料气管网的入口连通。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一膜分离组件(4
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1)的渗余侧出口与燃料气管网的入口连通，所述制氢psa的产品气出口与氢气管网的入口连通；所述第二膜分离组件(4
‑
2)的渗余侧出口与退火系统的富氮气体入口连通。9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一膜分离组件(4
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1)、所述第二膜分离组件(4
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2)和所述第三膜分离组件(4
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3)的材质各自独立地选自聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、硅橡胶或分子筛。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一膜分离组件(4
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1)、所述第二膜分离组件(4
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2)和所述第三膜分离组件(4
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3)各自独立地选自对称膜、不对称膜、复合膜、杂化膜、促进传递膜或多层复合膜；所述第一膜分离组件(4
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1)、所述第二膜分离组件(4
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2)和第三膜分离组件(4
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3)各自独立地选自中空纤维膜、平板膜、管式膜或卷式膜。

技术总结
本发明涉及一种钢铁厂富氢气体综合回收利用的方法和系统，能够根据第一膜分离组件进料及渗透侧出料中氢气浓度与退火气中氢气浓度的差异，灵活地改变退火气在回收过程中的进料位置，并将回收过程中产生的氢气、氮气、燃料气进行循环利用，实现了炼钢厂退火气、焦炉煤气、制氢PSA解析气中氢气的综合回收利用，提高了装置利用率、氢气及氮气回收率，最大程度节约了资源；而且，由于膜组件具有制备成本低、能耗低、占地面积小、易耦合等特点，极大地程度优化了钢铁厂多股富氢气体综合回收利用的操作和降低了装置总投资。和降低了装置总投资。和降低了装置总投资。


技术研发人员：郭明钢 贺高红 杨晓航 米盼盼 代岩 阮雪华
受保护的技术使用者：大连理工大学盘锦产业技术研究院
技术研发日：2021.06.25
技术公布日：2021/10/15