成果名称：富含一氧化碳的气态二次能源综合利用技术
应用现状及产业化情况
富含 CO 气态二次能源目前主要存在形态为高炉尾气、转炉尾气、电石尾气、垃圾焚烧尾气、化工弛放气等。这些气态二次能源中不仅含有 CO，还含有较多的 N2 等杂质，由于 CO 和 N2 分子量相同、常压沸点相近，采用传统方法（如冷箱工艺）无法实现有效分离或提纯 CO。目前普遍的处理方式是直接燃烧或发电（间接燃烧），资源利用率低，且造成大量 CO2 排放。该技术可将气态二次能源中的 CO 完全回收并用作化工原料，大幅度减少 CO2 排放量,节约一次化石能源，具有较好的经济和社会效益。目前，已在新疆、湖南、宁夏、河南、陕西等省建成 8 套从富含 CO 气态二次能源中回收 CO 用于化工生产的气体分离提纯装置，累计回收 CO 产品气 6.3 亿 m3/a。
成果简介
1. 技术原理
该技术通过新型高效 CO 专用吸附剂和变压吸附分离技术，通过吸附、降压、置换冲洗、解吸等步骤，把富含 CO 的气态二次能源中CO 有效分离提纯出来，用于化工生产等，实现固碳。
富含 CO 气态二次能源目前主要存在形态为高炉尾气、转炉尾气、电石尾气、垃圾焚烧尾气、化工弛放气等。这些气态二次能源中不仅含有 CO，还含有较多的 N2 等杂质，由于 CO 和 N2 分子量相同、常压沸点相近，采用传统方法（如冷箱工艺）无法实现有效分离或提纯 CO。目前普遍的处理方式是直接燃烧或发电（间接燃烧），资源利用率低，且造成大量 CO2 排放。该技术可将气态二次能源中的 CO 完全回收并用作化工原料，大幅度减少 CO2 排放量,节约一次化石能源，具有较好的经济和社会效益。目前，已在新疆、湖南、宁夏、河南、陕西等省建成 8 套从富含 CO 气态二次能源中回收 CO 用于化工生产的气体分离提纯装置，累计回收 CO 产品气 6.3 亿 m3/a。
成果简介
1. 技术原理
该技术通过新型高效 CO 专用吸附剂和变压吸附分离技术，通过吸附、降压、置换冲洗、解吸等步骤，把富含 CO 的气态二次能源中CO 有效分离提纯出来，用于化工生产等，实现固碳。
2. 关键技术
（1）利用 CuCl/分子筛吸附剂变压吸附提纯技术通过将 CuCl 分散在分子筛表面，利用 Cu+可与 CO 络合吸附的性质，制得对 CO 有高吸附容量和高选择性的 CuCl/分子筛高效吸附剂（PU-1），实现从富含 CO 气态二次能源中回收 CO。与传统 CO 提纯工艺相比，该技术具有高选择性和高吸附容量，可对富含 CO 的二次能源进行低成本、规模化、工业化的回收应用。
（2）尾气预处理技术
对高炉尾气、转炉尾气、电石炉尾气及其他富含 CO 的工业尾气进行除尘、脱硫等，并采用除氧剂（PU-5）在高 CO 气氛下进行高效除氧，再通过变压吸附分离提纯 CO。
3. 工艺流程
含有 CO 的混合气变压吸附提纯 CO 示意图见图 1，富含 CO 工业尾气应用流程图见图 2。
图 1 变压吸附提纯 CO 示意图
（1）利用 CuCl/分子筛吸附剂变压吸附提纯技术通过将 CuCl 分散在分子筛表面，利用 Cu+可与 CO 络合吸附的性质，制得对 CO 有高吸附容量和高选择性的 CuCl/分子筛高效吸附剂（PU-1），实现从富含 CO 气态二次能源中回收 CO。与传统 CO 提纯工艺相比，该技术具有高选择性和高吸附容量，可对富含 CO 的二次能源进行低成本、规模化、工业化的回收应用。
（2）尾气预处理技术
对高炉尾气、转炉尾气、电石炉尾气及其他富含 CO 的工业尾气进行除尘、脱硫等，并采用除氧剂（PU-5）在高 CO 气氛下进行高效除氧，再通过变压吸附分离提纯 CO。
3. 工艺流程
含有 CO 的混合气变压吸附提纯 CO 示意图见图 1，富含 CO 工业尾气应用流程图见图 2。
图 1 变压吸附提纯 CO 示意图
图 2 富含 CO 工业尾气应用流程图
主要技术指标
以高炉尾气生产 10 万 t/a 乙二醇为例：
1.主要消耗品：高炉尾气 150000Nm3/h，氧气 2500Nm3/h，氮气
800Nm3/h，硝酸 60kg/h，蒸汽 100t/h，循环水 500t/h，电 5000kWh；
2.CO 产品气：10000Nm3/h，纯度 99%，收率 85%。
技术鉴定情况
该技术已获得国家发明专利 14 项，实用新型专利 1 项，软件著作权 18 项，并于 2005 年通过教育部组织的专家成果鉴定， 2006 年获得国家技术发明奖二等奖。
典型用户及投资效益
典型用户：新疆天业、湖南衡钢等。
典型案例 1：新疆天智辰业化工有限公司电石尾气净化合成乙二醇项目
建设规模：处理电石炉等尾气 90000Nm3/h，制得 CO 产品气
25000Nm3/h，产 25 万 t/a 乙二醇。建设条件：依托密闭式电石炉生产线，其尾气中富含 CO 约 85%。主要建设内容：新建预处理、CO 提纯、制氢、解析气回收工段、偶联工段、加氢工段。主要设备为压缩机、吸附塔、真空泵、程控阀门、反应器、吸收塔和精馏塔等。项目总投资 300000 万元，建设期为 18 个月。年碳减排量约 39 万 tCO2，碳减排成本为-200～-100 元/tCO2。年经济效益 50000 万元，投资回收期约 6 年。
推广前景和减排潜力
利用该技术处理富含 CO 的工业尾气，既可避免因为燃烧排放大量二氧化碳气体，又可回收 CO 作为化工原料或燃料，产生良好的经济效益，在钢厂尾气、电石炉尾气和其他富含 CO 尾气等领域具有较大的应用潜力。预计未来 5 年，该技术预期推广比例可达 10%，项目总投资约 375 亿元，可形成的年碳减排能力约 390 万 tCO2。
