(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202122516807.9 (22)申请日 2021.10.19 (73)专利权人 碳和科技 （北京） 有限公司 地址 100176 北京市通州区北京经济技 术 开发区 （通州） 景盛南四街甲13号 19幢 2层201 （北京自贸试验区高端产业片 区亦庄组团） (72)发明人 李玉雪　戚励　 (74)专利代理 机构 北京五洲洋和知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11387 代理人 刘春成　刘素霞 (51)Int.Cl. C10L 3/08(2006.01) C10L 3/10(2006.01) C01B 21/04(2006.01)B01D 53/00(2006.01) B01D 53/04(2006.01) B01D 53/26(2006.01) C01B 32/50(2017.01) (54)实用新型名称 一种利用烟道气分离二氧化碳和氮气的废 气回收系统 (57)摘要 本实用新型提供一种利用烟道气分离二氧 化碳和氮气 的废气回收系统。 所述系统包括： 净 化装置， 净化装置用于净化焦炉产生的烟道气； 预处理系统， 预处理系统与净化装置相连， 用于 对净化后的烟道气进行脱水和降温； 碳氮分离系 统， 碳氮分离系统与预处理系统相连， 用于变压 吸附预处理后的烟道气并分离出含氮放空气和 粗二氧化碳气体； 氮气提纯系统， 氮气提纯系统 与碳氮分离系统相连， 用于对碳氮分离系统分离 出的含氮放空气进行提纯； 天然气合成系统， 天 然气合成系统与碳氮分离系统相连， 并与富氢气 气源相连， 用于采用碳氮分离系统分离出的粗二 氧化碳气体和富氢气制得 天然气。 本实用新型的 系统能够最大程度的回收二氧化碳和氮气， 且节 能环保。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 216404319 U 2022.04.29 CN 216404319 U 1.一种利用烟道气分离二氧化 碳和氮气的废气回收系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 净化装置， 所述净化装置用于净化焦炉产生的烟道气； 预处理系统， 所述预处理系统与所述净化装置相连， 用于对净化后的烟道气进行脱水 和降温； 碳氮分离系统， 所述碳氮分离系统与所述预处理系统相连， 用于变压吸附预处理后的 烟道气并分离出含氮放空气和粗 二氧化碳气体； 氮气提纯系统， 所述氮气提纯系统与所述碳氮分离系统相连， 用于对所述碳氮分离系 统分离出的含氮放空气进行提纯； 天然气合成系统， 所述天然气合成系统与所述碳氮分离系统相连， 并与富氢气气源相 连， 用于采用所述 碳氮分离系统分离出的粗 二氧化碳气体和富氢气制得天然气。 2.如权利要求1所述的利用烟道气分离二氧化碳和氮气的废气回收系统， 其特征在于， 所述天然气合成系统包括： 混合气柜， 所述混合气柜的进气口与所述碳氮分离系统相连， 并与富氢气气源相连， 用 于将所述 碳氮分离系统分离出的二氧化 碳气体和富氢气混合以得到混合气； 混合气压缩机， 所述混合气压缩机的进口与所述混合气柜的出口相连； 甲烷合成反应器， 所述甲烷合成反应器的进气口与所述混合气压缩机的出口相连， 用 于使混合气中的氢气与二氧化 碳反应以生产甲烷； 液化分离装置， 所述液化分离装置的进口与所述甲烷合成反应器的出气口相连， 用于 使甲烷化的混合气分离出 液化天然气和富氢气； 液化天然气储罐， 与所述液化分离装置的液化天然气出口相连。 3.如权利要求2所述的利用烟道气分离二氧化碳和氮气的废气回收系统， 其特征在于， 所述液化分离装置的富氢气出口与所述混合气柜的进气口相连。 4.如权利要求2所述的利用烟道气分离二氧化碳和氮气的废气回收系统， 其特征在于， 所述混合气压缩机与所述甲烷合成反应器之间还设置有脱硫净化塔， 所述脱硫净化塔的进 气口与所述混合气 压缩机的出气口相连， 所述脱硫净化塔的出气口与所述甲烷合成反应器 的进气口相连， 用于对混合气进行脱硫净化处 理。 5.如权利要求2所述的利用烟道气分离二氧化碳和氮气的废气回收系统， 其特征在于， 所述甲烷合成反应器与所述液化分离装置之间还设置有干燥纯化装置， 所述干燥纯化装置 的进气口与所述甲烷合成反应器的出气口相连， 所述干燥纯化装置的出气口与所述液化分 离装置的进气口相连， 用于对甲烷 化的混合气进行干燥纯化处 理。 6.如权利要求5所述的利用烟道气分离二氧化碳和氮气的废气回收系统， 其特征在于， 所述干燥纯化装置为 填充有分子筛的干燥塔。 7.如权利要求1所述的利用烟道气分离二氧化碳和氮气的废气回收系统， 其特征在于， 所述预处理系统包括第一冷却器、 第一气液分离器和烟气引风机， 所述第一冷却器的入口 连通所述净化装置的出 口， 所述第一冷却器的出 口连通所述第一气液分离器的入口， 所述 第一气液分离器的出口连通所述烟气引风机的入口， 所述烟气引风机的出口连通所述碳氮 分离系统。 8.如权利要求1所述的利用烟道气分离二氧化碳和氮气的废气回收系统， 其特征在于， 所述碳氮分离系统包括： 所述碳氮分离系统包括烟气压缩机、 第二气液分离器、 第一干燥权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 216404319 U 2器、 第一吸附塔组、 真空泵和 第一缓冲罐， 所述第一吸附塔组包括多台并联设置的第一吸附 塔， 每一个所述第一吸附塔内均填充 有第一吸附剂； 其中， 所述烟气压缩机的入口连通所述预处理系统， 所述烟气压缩机的出口与所述第 二气液分离器的入口连通， 所述第二气液分离器的出 口与所述第一干燥器的入口连通， 所 述第一干燥器的出口与所述第一吸附塔组的进气口连通， 所述第一吸附塔组的顶部出气为 含氮放空气， 底部出气为二氧化碳气体， 所述第一吸 附塔组的塔顶出气口与所述氮气提纯 系统连通， 所述第一吸 附塔组的塔底出气口与所述真空泵的入口连通， 所述真空泵的出 口 与所述第一缓冲罐的入口连通， 所述第一缓冲罐的出口与所述天然气合成系统连通。 9.如权利要求1所述的利用烟道气分离二氧化碳和氮气的废气回收系统， 其特征在于， 所述氮气提纯系统包括第二缓冲罐、 氮气压缩机、 第二干燥器、 过滤器和第二吸附塔组， 所 述第二吸附塔组包括并联设置的多台第二吸附塔， 所述第二吸附塔内填充 有第二吸附剂； 其中， 所述第二缓冲罐的入口与所述碳氮分离系统相连， 所述第二缓冲罐的出口连通 于所述氮气压缩机的入口， 所述氮气压缩机的出 口连通于所述第二干燥器的入口， 所述第 二干燥器的出口连通于所述过滤器的入口， 所述过滤器的出口与所述第二吸附塔组的进气 口连通， 所述第二吸附塔组的顶部出气口得到提纯氮气。 10.如权利要求1 ‑9中任一项所述的利用烟道气分离二氧化碳和氮气的废气回收系统， 其特征在于， 所述系统还包括合成氨系统， 所述合成氨系统与所述氮气提纯系统相连， 用于 将所述氮气提纯系统制得的氮气作为 合成氨的原料。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 216404319 U 3