本發(fā)明屬于工業(yè)節(jié)能環(huán)保，具體涉及一種干熄焦放散氣中一氧化碳的催化利用系統(tǒng)及催化轉(zhuǎn)化利用方法。
背景技術(shù)：
1、焦炭是鋼鐵冶金的核心原料，干法熄焦（干熄焦）因熄焦效率高、焦炭質(zhì)量?jī)?yōu)、余熱回收好，已在焦化行業(yè)全面普及，絕大多數(shù)焦?fàn)t均配套干熄焦裝置。干熄焦運(yùn)行中，為確保系統(tǒng)安全、防可燃?xì)怏w積聚，需持續(xù)排放干熄焦放散氣，其中含高濃度一氧化碳（co，體積濃度6～8vol%），同時(shí)含少量so2、粉塵，且具低氧、干燥的特性，兼具污染治理與能源回收、碳資源利用價(jià)值。
2、現(xiàn)今環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求逐漸嚴(yán)格，焦化行業(yè)減污降碳需求迫切。co屬于有毒有害、高熱值可燃的大氣污染物，直接排放不但污染環(huán)境，還浪費(fèi)能源；同時(shí)，焦?fàn)t煤氣制甲醇、lng等下游裝置普遍存在碳?xì)浔仁Ш鈫?wèn)題，亟需高純度co2優(yōu)化反應(yīng)，但常規(guī)焦?fàn)t煙道氣中co2濃度偏低，難以高效捕集。因此，將干熄焦放散氣中co催化轉(zhuǎn)化為co2，同步回收余熱、制取高濃度co2，成為兼顧環(huán)保、節(jié)能、資源利用的核心攻關(guān)方向。
3、干熄焦放散氣治理技術(shù)處于不斷更新中，其早期治理側(cè)重so2、粉塵凈化，直接排放會(huì)造成污染、浪費(fèi)co的能源價(jià)值；近年來(lái)，其治理技術(shù)轉(zhuǎn)向co催化氧化、余熱回收路線，依托催化劑可使co與o2發(fā)生無(wú)焰催化反應(yīng)，生成co2并釋放熱量，實(shí)現(xiàn)co的治理與余熱回收。但該技術(shù)存在兩大主要缺點(diǎn)：一是催化劑需240～280℃的起燃溫度，放散氣原始溫度難以滿足；二是催化劑燒結(jié)失活，縮短壽命、增加運(yùn)維成本。
4、為解決溫升與起燃溫度的難題，現(xiàn)有技術(shù)多采用焦?fàn)t煙道氣摻混稀釋方案，通過(guò)混合高溫?zé)煹罋馓嵘郎囟取⑾♂宑o至?1vol%以下并提升氧含量至6vol%以上，控制溫升避免催化劑失活。但該技術(shù)存在以下缺陷：一是摻混外煙氣會(huì)污染放散氣，破壞其低氧、干燥、高co2的特性，無(wú)法用于后續(xù)碳捕集，資源價(jià)值流失；二是處理風(fēng)量會(huì)劇增，會(huì)增加系統(tǒng)能耗與設(shè)備投資，使運(yùn)維成本居高不下；三是余熱回收效率低，稀釋后煙氣熱量分散，會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱溫差小、余熱利用不充分。
5、綜上，現(xiàn)有干熄焦放散氣co治理技術(shù)，難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)co深度治理、高效余熱回收與高價(jià)值碳資源捕集，亟需一種溫控穩(wěn)定、能耗低廉、資源可回收利用的新型治理方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于上述技術(shù)背景，本發(fā)明的主要目的在于提供一種干熄焦放散氣中一氧化碳的催化利用系統(tǒng)及催化轉(zhuǎn)化利用方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
2、為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：
3、本發(fā)明第一方面在于提供一種干熄焦放散氣中一氧化碳的催化利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括催化轉(zhuǎn)化裝置和相互連接的煙氣冷卻裝置；其中，所述催化轉(zhuǎn)化裝置包括催化轉(zhuǎn)化組件、蓄熱組件、換熱組件。
4、所述催化轉(zhuǎn)化組件，用于催化氧化放散氣中的co，使其轉(zhuǎn)化為co2；
5、所述蓄熱組件與催化轉(zhuǎn)化組件相連，蓄熱組件用于回收凈化放散氣催化反應(yīng)后產(chǎn)生的熱量，并將回收的熱量用于加熱放散氣，使凈化放散氣達(dá)到催化反應(yīng)起始溫度。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置蓄熱組件，可以回收利用催化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，具有節(jié)能環(huán)保，降低成本的優(yōu)勢(shì)。
6、所述換熱組件與催化轉(zhuǎn)化組件相連，用于對(duì)催化反應(yīng)升溫后的放散氣換熱降溫，避免催化反應(yīng)升溫導(dǎo)致催化劑高溫失活，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置換熱組件，有利于延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。
7、所述煙氣冷卻裝置與催化轉(zhuǎn)化裝置聯(lián)通，用于將凈化放散氣中殘余的co催化氧化為co2，并將凈化放散氣降溫，使凈化放散氣以較低的溫度排出系統(tǒng)中。
8、在本發(fā)明中，所述催化轉(zhuǎn)化組件包括多個(gè)催化反應(yīng)器，多個(gè)催化反應(yīng)器沿放散氣流通方向依次設(shè)置，每個(gè)催化反應(yīng)器均對(duì)流入的放散氣中的co進(jìn)行催化氧化。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置多個(gè)催化反應(yīng)器，可分批對(duì)放散氣中的co進(jìn)行催化氧化，避免一次催化氧化反應(yīng)升溫過(guò)高，導(dǎo)致催化劑高溫失活。
9、所述多件催化反應(yīng)器可按照層疊的方式或依次排列的方式進(jìn)行設(shè)置，優(yōu)選按照層疊的方式進(jìn)行設(shè)置。層疊設(shè)置不僅節(jié)省空間，同時(shí)，催化反應(yīng)升溫后的凈化放散氣還會(huì)自然向上流通，進(jìn)入位于上層的催化反應(yīng)器中，以此可以減小凈化放散氣的流通阻力。
10、所述蓄熱組件包括兩件蓄熱器，兩個(gè)所述蓄熱器分別設(shè)置于催化轉(zhuǎn)化組件的兩端，凈化放散氣流入端的蓄熱器用于將回收的催化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量加熱凈化放散氣，使凈化放散氣達(dá)到催化反應(yīng)的起始溫度；凈化放散氣流出端的蓄熱器用于收集催化反應(yīng)放出的熱量，并將該熱量用于加熱凈化放散氣，實(shí)現(xiàn)催化反應(yīng)熱量的回收利用。
11、所述換熱組件包括多個(gè)換熱器，相鄰兩個(gè)催化反應(yīng)器之間均安裝換熱器，換熱器的個(gè)數(shù)比催化反應(yīng)器的個(gè)數(shù)少一個(gè)，每個(gè)所述換熱器用于為從相鄰催化反應(yīng)器中流出的凈化放散氣換熱降溫。上述設(shè)置方式，可保證每次催化升溫的凈化放散氣均能被換熱器換熱降溫。本發(fā)明通過(guò)采用換熱器對(duì)催化反應(yīng)后的凈化放散氣換熱降溫，可避免凈化放散氣溫度過(guò)高，導(dǎo)致催化劑高溫失活，有效延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，并降低成本。
12、在本發(fā)明一種優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述催化轉(zhuǎn)化組件包括三個(gè)催化反應(yīng)器，分別為一級(jí)催化反應(yīng)器、二級(jí)催化反應(yīng)器和三級(jí)催化反應(yīng)器；
13、所述換熱組件包括兩個(gè)換熱器，分別為一級(jí)換熱器和二級(jí)換熱器；
14、所述蓄熱組件包括一級(jí)蓄熱器和二級(jí)蓄熱器；
15、所述一級(jí)蓄熱器、一級(jí)催化反應(yīng)器、一級(jí)換熱器、二級(jí)催化反應(yīng)器、二級(jí)換熱器、三級(jí)催化反應(yīng)器、二級(jí)蓄熱器依次連接。
16、所述催化轉(zhuǎn)化裝置采用蓄熱燃燒加分級(jí)催化（通過(guò)設(shè)置多個(gè)催化反應(yīng)器）的方式，既解決了高濃度co催化反應(yīng)需要一定的起燃溫度問(wèn)題，又能分段控溫、控氧，避免催化劑高溫失活。該催化轉(zhuǎn)化裝置采用分段催化換熱的方式，具有換熱溫差大、換熱效率高、換熱面積小、系統(tǒng)阻力低的優(yōu)點(diǎn)。
17、根據(jù)本發(fā)明，所述一級(jí)蓄熱器、二級(jí)蓄熱器的材質(zhì)選自鋁普瓷、莫來(lái)石、高鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)中的一種。
18、優(yōu)選地，所述一級(jí)蓄熱器、二級(jí)蓄熱器的材質(zhì)均為鋁普瓷。
19、根據(jù)本發(fā)明，所述一級(jí)蓄熱器和二級(jí)蓄熱器的體積均為4～8?m3。
20、優(yōu)選地，一級(jí)蓄熱器和二級(jí)蓄熱器的體積均為6?m3。
21、在所述一級(jí)催化反應(yīng)器、二級(jí)催化反應(yīng)器、三級(jí)催化反應(yīng)器中均設(shè)置催化劑，在所述各催化反應(yīng)器中設(shè)置的催化劑體積為4～12?m3，所述催化劑選自以鉑（pt）、鈀（pd）、銠（rh）、釕（ru）等貴金屬為活性組分的pt基催化劑、pt-ru雙原子催化劑及以過(guò)渡金屬氧化物為核心活性組分的銅錳氧化物催化劑、銅鈰氧化物催化劑、銅錫氧化物催化劑中的一種或幾種。
22、優(yōu)選地，所述催化劑為pt基催化劑。
23、各催化反應(yīng)器中催化劑的使用空速為2000～40000?h-1(視催化劑類(lèi)型不同，其使用空速進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整)，優(yōu)選地，各催化反應(yīng)器中催化劑的使用空速為20000?h-1。
24、催化劑的應(yīng)用空速是指單位時(shí)間內(nèi)單位體積催化劑處理的氣體或液體反應(yīng)物的體積量，是衡量催化劑處理能力的重要參數(shù)。
25、根據(jù)本發(fā)明，在所述一級(jí)蓄熱器和二級(jí)蓄熱器上均設(shè)置凈化放散氣的入口和出口，這樣設(shè)置可以使凈化放散氣從一級(jí)蓄熱器的入口或二級(jí)蓄熱器的入口通入催化轉(zhuǎn)化裝置中，使催化反應(yīng)后的凈化放散氣可以從一級(jí)蓄熱器的出口或二級(jí)蓄熱器的出口流出催化轉(zhuǎn)化裝置。
26、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，在所述一級(jí)蓄熱器的入口、二級(jí)蓄熱器的入口和凈化放散氣通入管道之間設(shè)置三通換向閥，在所述一級(jí)蓄熱器的出口、二級(jí)蓄熱器的出口和煙氣冷卻裝置之間也設(shè)置三通換向閥。
27、本發(fā)明設(shè)置三通換向閥的作用如下：當(dāng)凈化放散氣從一級(jí)蓄熱器的入口流入，從二級(jí)蓄熱器的出口流出時(shí)，一級(jí)蓄熱器在不斷加熱凈化放散氣的過(guò)程中，一級(jí)蓄熱器的溫度會(huì)逐漸降低，當(dāng)一級(jí)蓄熱器的溫度降低至催化反應(yīng)的起始溫度下限時(shí)，一級(jí)蓄熱器將無(wú)法加熱凈化放散氣至催化反應(yīng)的起始溫度，與此同時(shí)，二級(jí)蓄熱器不斷與從三級(jí)催化反應(yīng)器流出的經(jīng)催化反應(yīng)升溫的凈化放散氣交換熱量，二級(jí)蓄熱器不斷收集催化反應(yīng)放出的熱量，使二級(jí)蓄熱器的溫度不斷升高，當(dāng)二級(jí)蓄熱器的溫度升高至與催化反應(yīng)后的凈化放散氣溫度相同時(shí)，二級(jí)蓄熱器無(wú)法將升溫的凈化放散氣降溫，此時(shí)，可同時(shí)轉(zhuǎn)換上述兩個(gè)三通換向閥，可使凈化放散氣從升溫的二級(jí)蓄熱器的入口通入催化轉(zhuǎn)化裝置中，并從降溫的一級(jí)蓄熱器的出口流出催化轉(zhuǎn)化裝置中，使二級(jí)蓄熱器收集的能量用以加熱凈化放散氣的溫度至催化反應(yīng)的起始溫度，此時(shí)，二級(jí)蓄熱器作為加熱凈化放散氣的裝置使用，同時(shí)，經(jīng)催化反應(yīng)升溫的凈化放散氣流入一級(jí)蓄熱器中，一級(jí)蓄熱器將充當(dāng)收集凈化放散氣熱量的裝置，一級(jí)蓄熱器不斷收集凈化放散氣的催化反應(yīng)后的熱量，使其溫度不斷升高，此時(shí)，二級(jí)蓄熱器收集儲(chǔ)存的熱量不斷加熱凈化放散氣，導(dǎo)致其溫度不斷降低，直至二級(jí)蓄熱器的熱量無(wú)法加熱凈化放散氣至催化反應(yīng)的起始溫度，此時(shí)，再同時(shí)轉(zhuǎn)換上述兩個(gè)三通換向閥，使凈化放散氣從升溫后的一級(jí)蓄熱器中進(jìn)入，從降溫后的二級(jí)蓄熱器中流出，如此循環(huán)使用，使一級(jí)蓄熱器和二級(jí)蓄熱器不斷轉(zhuǎn)換并發(fā)揮其作用。
28、根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選地實(shí)施方式，一級(jí)蓄熱器和二級(jí)蓄熱器的凈化放散氣入口均設(shè)置在蓄熱器的同一側(cè)，一級(jí)蓄熱器和二級(jí)蓄熱器的凈化放散氣出口均設(shè)置在凈化放散氣入口的對(duì)側(cè)，入口煙氣換向閥與出口煙氣換向閥分別設(shè)置在催化轉(zhuǎn)化裝置的兩側(cè)。通過(guò)將換向閥和放散氣出入口設(shè)置為上述方式，使該催化轉(zhuǎn)化裝置整體布局緊湊，管路閥門(mén)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。
29、在本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述一級(jí)蓄熱器、一級(jí)催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器、一級(jí)換熱器依次按照從低到高的層疊方式安裝在催化轉(zhuǎn)化裝置的一側(cè)，所述二級(jí)蓄熱器、三級(jí)催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器、二級(jí)換熱器依次按照從低到高的層疊方式安裝在催化轉(zhuǎn)化裝置的另一側(cè)，所述二級(jí)催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器安裝在一級(jí)換熱器和二級(jí)換熱器的頂部。
30、具體地，所述一級(jí)蓄熱器位于催化轉(zhuǎn)化裝置的底部一側(cè)，在一級(jí)蓄熱器的上方設(shè)置一級(jí)催化反應(yīng)器，在一級(jí)催化反應(yīng)器的上方設(shè)置一級(jí)換熱器，所述二級(jí)蓄熱器位于催化轉(zhuǎn)化裝置底部的另一側(cè)，在二級(jí)蓄熱器的上方設(shè)置三級(jí)催化反應(yīng)器，在三級(jí)催化反應(yīng)器的上方設(shè)置二級(jí)換熱器，在一級(jí)換熱器和二級(jí)換熱器的上方設(shè)置二級(jí)催化反應(yīng)器。
31、通過(guò)上述設(shè)置，使該催化轉(zhuǎn)化裝置呈立體集成式結(jié)構(gòu)，各功能組件和裝置均層疊設(shè)置，并將放散氣出入口和三通換向閥進(jìn)行上述設(shè)置，使該裝置整體具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。此外，層疊設(shè)置還可有效降低凈化放散氣的流通阻力。
32、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，所述催化轉(zhuǎn)化裝置還包括汽包組件，所述汽包組件與換熱組件相連，用于對(duì)換熱組件進(jìn)行冷卻降溫。
33、在本發(fā)明中，所述汽包組件還與煙氣冷卻裝置相連。汽包組件底部的下降管與一級(jí)換熱器和二級(jí)換熱器的換熱管集管相連，汽包組件底部的除鹽水在重力作用下流入換熱管，與高溫放散氣換熱后，除鹽水汽化聚集在汽包組件的上部，持續(xù)產(chǎn)出蒸汽。
34、本發(fā)明所述蓄熱組件、換熱組件、汽包組件和煙氣冷卻裝置采用深度余熱回收技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)煙氣高效降溫，排出系統(tǒng)的煙氣溫度可降至70℃以下，有利于煙氣后續(xù)壓縮或分離的深度處理。
35、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，按凈化放散氣的流動(dòng)方向，所述煙氣冷卻裝置包括依次連接的催化反應(yīng)器、前置換熱器、中段換熱器和末端換熱器。
36、所述催化反應(yīng)器與凈化放散氣流出端的蓄熱器相連，用于對(duì)從催化轉(zhuǎn)化裝置中流出的凈化放散氣中的殘余co進(jìn)一步催化氧化。
37、所述前置換熱器、中段換熱器和末端換熱器用于對(duì)從催化反應(yīng)器中流出的凈化放散氣逐級(jí)冷卻降溫，本發(fā)明通過(guò)逐級(jí)冷卻降溫的方式，可使催化轉(zhuǎn)化后的凈化放散氣冷卻至70℃以下。
38、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，在所述一級(jí)蓄熱器的出口、二級(jí)蓄熱器的出口和催化反應(yīng)器之間設(shè)置三通換向閥。
39、通過(guò)設(shè)置該三通換向閥，可將一級(jí)蓄熱器流出的凈化放散氣或二級(jí)蓄熱器流出的凈化放散氣通入催化反應(yīng)器中，對(duì)凈化放散氣中的co進(jìn)一步催化氧化。
40、在本發(fā)明中，所述系統(tǒng)還包括用于向煙氣冷卻裝置泵送循環(huán)水的鍋爐給水裝置。
41、所述鍋爐給水裝置包括除氧器，所述除氧器包括除氧水箱和設(shè)置在除氧水箱頂部的除氧頭。
42、除氧水箱分別與前置換熱器、中段換熱器相連，用于緩沖進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水。
43、中段換熱器采用高溫?fù)Q熱，換熱器出水溫度在95℃以上，在換熱器出水口與除氧頭之間依次設(shè)置安全閥、節(jié)流孔板和減壓閥，用于防止因高溫回水進(jìn)入除氧器后壓力驟降導(dǎo)致閃蒸和空化問(wèn)題，能夠穩(wěn)定流量提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
44、除氧頭分別與中段換熱器、末端換熱器、汽包組件相連；用于去除外接除鹽水中的溶解氧。
45、除氧器用于將循環(huán)水泵入前置換熱器、中段換熱器、末端換熱器中，為前置換熱器、中段換熱器和末端換熱器進(jìn)行換熱降溫，同時(shí)利用從上述換熱器中泵送的熱水將外接除鹽水升溫去除溶解氧，除氧水箱作為緩沖水箱，可用于緩沖外接除鹽水、系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水、以及去往汽包組件的補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)三合一的作用。
46、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，所述鍋爐給水裝置還包括給水泵、循環(huán)泵、節(jié)流孔板、減壓閥和安全閥。
47、所述給水泵連接于除氧水箱的底部和前置換熱器之間，用于將除氧水箱中的循環(huán)水泵入前置換熱器中。
48、所述循環(huán)泵，連接于除氧水箱的下部和中段換熱器之間，用于將抽出的循環(huán)水送入中段換熱器中。
49、所述節(jié)流孔板和減壓閥，依次連接于中段換熱器和除氧頭之間，節(jié)流孔板和減壓閥為減壓回流裝置，通過(guò)分級(jí)減壓可防止因高溫回水進(jìn)入除氧器后壓力驟降導(dǎo)致閃蒸和空化問(wèn)題，同時(shí)能夠穩(wěn)定流量提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
50、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，在除氧水箱的上部和除氧頭的頂部之間設(shè)置循環(huán)水回流管路，在循環(huán)水回流管路上設(shè)置安全閥。安全閥的設(shè)置可保證回流管路回水安全，安全閥的泄放口與除氧器的下部水箱相連。
51、根據(jù)本發(fā)明，除氧器的除氧頭和汽包組件相連，所述末端換熱器與外接常溫除鹽水相連，所述汽包組件與前置換熱器相連。
52、通過(guò)上述設(shè)置，在鍋爐給水裝置中，來(lái)自除鹽水管網(wǎng)的外接常溫除鹽水（約20℃）首先經(jīng)末端換熱器換熱升溫后，接入除氧器的除氧頭中，在除氧器中被循環(huán)水和蒸汽加熱除氧后落入除氧器下部常壓的除氧水箱中。在除氧器的下部接有循環(huán)泵，在循環(huán)泵的作用下，持續(xù)抽出循環(huán)水送入中段換熱器中換熱升溫，然后經(jīng)過(guò)減壓回流裝置（節(jié)流孔板和減壓閥）減壓后回到除氧器的除氧頭中，與補(bǔ)入的新鮮外接常溫除鹽水混合除氧后落到除氧器的底部（即除氧水箱中）。在循環(huán)水回流管路上安裝有安全閥以保證壓力管路安全，安全閥的泄放口與除氧器下部水箱相連。在除氧器的下部還接有給水泵，在其作用下，可持續(xù)抽出循環(huán)水送入前置換熱器中，經(jīng)換熱升溫后補(bǔ)入催化轉(zhuǎn)化裝置汽包組件中。
53、根據(jù)本發(fā)明，所述系統(tǒng)還包括與末端換熱器相連的引風(fēng)機(jī)；所述引風(fēng)機(jī)安裝在催化轉(zhuǎn)化裝置和煙氣冷卻裝置的后端，用于使系統(tǒng)中的管道呈負(fù)壓狀態(tài)，方便通過(guò)控制含氧量來(lái)調(diào)控各級(jí)催化反應(yīng)的反應(yīng)效率。
54、本發(fā)明第二方面在于提供一種采用本發(fā)明第一方面所述干熄焦放散氣中一氧化碳的催化利用系統(tǒng)對(duì)干熄焦放散氣進(jìn)行一氧化碳催化利用的方法，所述方法包括以下步驟：
55、步驟1、將脫硫除塵后的凈化放散氣通入蓄熱組件中，放散氣經(jīng)蓄熱組件加熱后，流入催化轉(zhuǎn)化組件，對(duì)凈化放散氣中的co催化轉(zhuǎn)化成co2，反應(yīng)完成后，流入換熱組件換熱降溫；
56、步驟2、催化轉(zhuǎn)化后的凈化放散氣經(jīng)蓄熱組件從催化轉(zhuǎn)化裝置中流出，通入至煙氣冷卻裝置中，進(jìn)行冷卻降溫。
57、以下對(duì)上述步驟進(jìn)行具體描述。
58、步驟1中，凈化放散氣的通入流量為15000～25000?m3/h。
59、優(yōu)選地，凈化放散氣的通入流量為20000?m3/h。
60、凈化放散氣通入催化轉(zhuǎn)化裝置的起始溫度為120～150℃。
61、凈化放散氣經(jīng)一級(jí)蓄熱器蓄熱后，凈化放散氣的溫度達(dá)到380～420℃。
62、優(yōu)選地，凈化放散氣經(jīng)一級(jí)蓄熱器蓄熱后，凈化放散氣的溫度達(dá)到400℃。
63、經(jīng)一級(jí)催化反應(yīng)器催化轉(zhuǎn)化后，進(jìn)入一級(jí)換熱器中，經(jīng)一級(jí)換熱器換熱后，放散氣溫度換熱冷卻至280～300℃。
64、經(jīng)一級(jí)催化換熱后，進(jìn)入二級(jí)催化反應(yīng)器中經(jīng)催化轉(zhuǎn)化后，經(jīng)二級(jí)換熱器換熱冷卻至280～300℃。
65、經(jīng)二級(jí)催化換熱后，放散氣通入三級(jí)催化反應(yīng)器進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化，經(jīng)催化升溫至400～450℃，隨后通入二級(jí)蓄熱器中，二級(jí)蓄熱器溫度升高，放散氣的溫度降低。
66、在一級(jí)催化反應(yīng)器、二級(jí)催化反應(yīng)器和三級(jí)催化反應(yīng)器中催化劑的應(yīng)用空速均為2000～40000?h-1。
67、優(yōu)選地，催化劑的應(yīng)用空速為20000?h-1。
68、干熄焦放散氣中co的濃度約6～8vol%，在不考慮其它可燃?xì)饨M分的情況下，放散氣中的co完全催化轉(zhuǎn)化后可帶來(lái)約450℃的溫升，如果采用一步催化的方式，在催化劑入口溫度260℃的情況下，出口溫度將達(dá)到710℃，這將超出催化劑的耐受溫度，易造成催化劑燒結(jié)失活，使催化劑的壽命縮短。本發(fā)明將凈化后的放散氣依次通過(guò)蓄熱器升溫使其達(dá)到催化反應(yīng)的起始活化溫度，再通過(guò)控制催化劑的體積和放散氣的通入量，先經(jīng)過(guò)一次催化反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)約30%～33%的催化，催化后的凈化放散氣溫度升高，通過(guò)控制催化劑的體積和凈化放散氣的通入量，可將放散氣的溫度控制在450℃以下，從而有效避免催化劑高溫?zé)Y(jié)失活。
69、本發(fā)明設(shè)置的換熱器可通過(guò)與汽包組件相連的換熱管換熱降溫，通過(guò)換熱降溫，可將換熱器和放散氣降溫至260～300℃，隨后放散氣在二級(jí)催化反應(yīng)器中再進(jìn)行第二次催化升溫，催化升溫控制在450℃以下，催化轉(zhuǎn)化率約30%～33%。催化升溫后的凈化放散氣隨后通入二級(jí)換熱器中換熱降溫至260～300℃，經(jīng)二級(jí)換熱器換熱降溫后，凈化放散氣進(jìn)入三級(jí)催化反應(yīng)器中進(jìn)行第三次催化轉(zhuǎn)化，催化轉(zhuǎn)化同樣控制在450℃以下，催化轉(zhuǎn)化率約30%～33%。經(jīng)過(guò)第三次催化升溫的放散氣進(jìn)入二級(jí)蓄熱器中，二級(jí)蓄熱器用于降低放散氣的溫度，催化升溫的放散氣可將二級(jí)蓄熱器加熱，從而使放散氣自身溫度下降，放散氣從催化轉(zhuǎn)化裝置通出時(shí)，此時(shí)放散氣中仍殘留部分co，殘留的co在煙氣冷卻裝置中的催化反應(yīng)器中進(jìn)行最后一次深度催化轉(zhuǎn)化處理，徹底轉(zhuǎn)化co。轉(zhuǎn)化后的放散氣通過(guò)煙氣冷卻裝置的三級(jí)冷卻后經(jīng)系統(tǒng)排出。
70、隨著流程進(jìn)行，凈化放散氣流入端的蓄熱器由于不斷加熱凈化放散氣，使凈化放散氣流入端的蓄熱器熱量逐漸降低，溫度逐漸下降，當(dāng)凈化放散氣流入端的蓄熱器溫度低于催化劑起活溫度下限時(shí)，將無(wú)法加熱凈化放散氣溫度至催化反應(yīng)的起活溫度，此時(shí)，需要同時(shí)切換催化轉(zhuǎn)化裝置出入口的三通換向閥，調(diào)轉(zhuǎn)凈化放散氣流動(dòng)方向，使原來(lái)處于加熱狀態(tài)的凈化放散氣流入端的蓄熱器變?yōu)槭占療崃康臓顟B(tài)，使原來(lái)處于收集熱量的凈化放散氣流出端的蓄熱器變?yōu)榧訜釥顟B(tài)，使兩個(gè)所述蓄熱器轉(zhuǎn)換使用狀態(tài)，如此往復(fù)循環(huán)。
71、凈化放散氣在催化轉(zhuǎn)化裝置中催化反應(yīng)的過(guò)程中，可通過(guò)同時(shí)切換煙氣入口的三通換向閥和煙氣出口的三通換向閥，調(diào)轉(zhuǎn)凈化放散氣通入催化轉(zhuǎn)化裝置的入口和出口，從而調(diào)整凈化放散氣在催化轉(zhuǎn)化裝置中的流動(dòng)方向。
72、同時(shí)切換煙氣入口的三通換向閥和煙氣出口的三通換向閥的時(shí)間間隔為15～45min。
73、優(yōu)選地，同時(shí)切換煙氣入口的三通換向閥和煙氣出口的三通換向閥的時(shí)間間隔為30?min。
74、例如，將凈化放散氣由一級(jí)蓄熱器的底部煙氣入口通入催化轉(zhuǎn)化裝置中，在一級(jí)蓄熱器的加熱下，使凈化放散氣達(dá)到催化反應(yīng)的起始活化溫度，然后向上依次經(jīng)過(guò)一級(jí)催化反應(yīng)器進(jìn)行一次催化轉(zhuǎn)化，隨后通入一級(jí)換熱器中換熱降溫，再通入二級(jí)催化反應(yīng)器中到達(dá)催化轉(zhuǎn)化裝置的頂部，進(jìn)行二級(jí)催化轉(zhuǎn)化，然后向下依次經(jīng)過(guò)二級(jí)換熱器換熱降溫、三級(jí)催化反應(yīng)器進(jìn)一步催化轉(zhuǎn)化，催化轉(zhuǎn)化后升溫的凈化放散氣通入二級(jí)蓄熱器后，將二級(jí)蓄熱器加熱，同時(shí)使自身溫度降低，最后從二級(jí)蓄熱器的底部出口引出，得到催化轉(zhuǎn)化co后的凈化放散氣。催化轉(zhuǎn)化過(guò)程中，由于一級(jí)蓄熱器不斷加熱放散氣導(dǎo)致自身溫度降低，同時(shí)二級(jí)蓄熱器不斷被放散氣加熱，導(dǎo)致二級(jí)蓄熱器溫度不斷升高，最終一級(jí)蓄熱器的溫度低于催化劑起活溫度下限，無(wú)法加熱凈化放散氣溫度至起活溫度下限，此時(shí)，同時(shí)切換煙氣入口處的三通換向閥和煙氣出口處的三通換向閥，調(diào)轉(zhuǎn)放散氣在催化轉(zhuǎn)化裝置中的流動(dòng)方向，使凈化放散氣由二級(jí)蓄熱器的入口通入催化轉(zhuǎn)化裝置中，然后由三級(jí)催化反應(yīng)器向上依次通過(guò)二級(jí)換熱器、二級(jí)催化反應(yīng)器中，隨后由二級(jí)催化反應(yīng)器向下依次通過(guò)一級(jí)換熱器、一級(jí)催化反應(yīng)器，最后由一級(jí)蓄熱器的煙氣出口通出，如此往復(fù)循環(huán)。
75、本發(fā)明所述一氧化碳催化利用系統(tǒng)不需要摻混稀釋?zhuān)瑹煔饬啃。\(yùn)行能耗低，而且保留了放散氣低氧、干燥和co2濃度相對(duì)較高的特性，為后續(xù)實(shí)施碳捕集獲取co2創(chuàng)造了良好條件。
76、步驟2中，從催化轉(zhuǎn)化裝置出口通出的催化轉(zhuǎn)化co后的放散氣的溫度≥280℃。
77、將催化轉(zhuǎn)化co后的放散氣通入煙氣冷卻裝置中，從煙氣冷卻裝置的入口依次經(jīng)過(guò)催化反應(yīng)器、前置換熱器、中段換熱器、末端換熱器，經(jīng)冷卻后，從系統(tǒng)排出。
78、在催化反應(yīng)器中設(shè)置催化劑，催化反應(yīng)器中催化劑的應(yīng)用空速為?10000h-1。（停留時(shí)間s=3600/空速h-1）
79、本發(fā)明采用三級(jí)煙氣換熱器進(jìn)行換熱冷卻，中溫?fù)Q熱器（處理105→99℃煙氣）采用循環(huán)水升壓設(shè)計(jì)，可使循環(huán)水溫升達(dá)15～17℃，減少換熱面積。
80、經(jīng)煙氣冷卻裝置的三級(jí)冷卻后，從系統(tǒng)排出的煙氣的溫度為50～80℃。
81、本發(fā)明所具有的有益效果：
82、（1）本發(fā)明所述一氧化碳催化利用系統(tǒng)包括催化轉(zhuǎn)化裝置和煙氣冷卻裝置，本發(fā)明摒棄了煙氣摻混稀釋方式，可避免煙氣摻混對(duì)放散氣污染，杜絕放散氣利用價(jià)值流失，避免后處理工序；本發(fā)明通過(guò)在催化轉(zhuǎn)化裝置中設(shè)置換熱組件，可避免催化劑高溫失活，提高催化劑的使用壽命；設(shè)置蓄熱組件可收集利用催化反應(yīng)釋放的熱量，并用收集的熱量加熱凈化放散氣至催化反應(yīng)起始溫度，可有效降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗，具有綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
83、（2）所述催化轉(zhuǎn)化裝置中設(shè)置的蓄熱組件包括兩件蓄熱器，可分別實(shí)現(xiàn)蓄熱和加熱的功能，所述催化轉(zhuǎn)化組件包括多件沿凈化放散氣流通方向的催化反應(yīng)器，可對(duì)凈化放散氣分次進(jìn)行催化反應(yīng)，換熱組件包括多件換熱器，可分批對(duì)催化反應(yīng)升溫的凈化放散氣換熱降溫，本發(fā)明設(shè)置的蓄熱組件、催化轉(zhuǎn)化組件和換熱組件采用蓄熱升溫、分級(jí)催化、分次換熱的方式，不僅滿足了co催化起燃溫度要求，還可將每級(jí)催化溫度控制在450℃以下，避免催化劑燒結(jié)失活，實(shí)現(xiàn)co徹底轉(zhuǎn)化，使該系統(tǒng)解決了放散氣排放的環(huán)保問(wèn)題。
84、（3）所述煙氣冷卻裝置包括催化反應(yīng)器和三級(jí)換熱器，催化反應(yīng)器可進(jìn)一步催化轉(zhuǎn)化放散氣中殘留的co，三級(jí)換熱器通過(guò)分級(jí)換熱的方式，具有換熱效率高、余熱最大化回收的優(yōu)點(diǎn)，可將排出系統(tǒng)的放散氣溫度降至70℃以下，標(biāo)準(zhǔn)工況下可穩(wěn)定產(chǎn)出0.7～0.9mpa、6～10?t/h的蒸汽，將co的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為高價(jià)值蒸汽能源。
85、（4）所述鍋爐給水裝置采用常壓水箱一體化設(shè)計(jì)，該鍋爐給水裝置利用循環(huán)水預(yù)熱外接常溫除鹽水，可大幅降低除氧蒸汽消耗，同時(shí)實(shí)現(xiàn)凈化放散氣的余熱梯級(jí)高效回收與除氧節(jié)能。
86、（5）本發(fā)明所述系統(tǒng)中催化轉(zhuǎn)化裝置、煙氣冷卻裝置和鍋爐給水裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、能耗低，運(yùn)行維護(hù)便捷的優(yōu)點(diǎn)，其中：催化轉(zhuǎn)化裝置為立式集成結(jié)構(gòu)，各功能區(qū)層疊設(shè)置，大幅減少了占地面積，并有效降低系統(tǒng)阻力；該催化轉(zhuǎn)化裝置采用負(fù)壓運(yùn)行和蓄熱體循環(huán)蓄熱的方式，無(wú)需額外加熱和大量摻混煙氣，運(yùn)行能耗顯著降低；同時(shí)，設(shè)置旁路煙道，可靈活調(diào)節(jié)系統(tǒng)負(fù)荷、方便檢修，操作與運(yùn)行穩(wěn)定性高。
87、（6）本發(fā)明所述系統(tǒng)和利用方法采用無(wú)摻混轉(zhuǎn)化可讓煙氣保留低氧、干燥、co2濃度高的特性，為后續(xù)碳捕集創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)條件，捕集的co2可補(bǔ)充至焦?fàn)t煤氣制甲醇/lng（液化天然氣）裝置中，有效解決其碳?xì)浔仁Ш鈫?wèn)題，實(shí)現(xiàn)co2的資源化；本發(fā)明轉(zhuǎn)化的低氧干燥煙氣可降低煙氣后續(xù)壓縮、分離的難度與成本，賦能后續(xù)碳捕集與資源化利用。