本發(fā)明涉及高爐煉鐵，具體的是一種高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，還是一種高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用方法。

背景技術(shù)：

1、高爐長(zhǎng)流程煉鐵中75％的能源直接或間接來(lái)自煤炭，以化石能源為主的碳冶金過(guò)程是以c或co作為還原劑，最終產(chǎn)物是co或co與co2的混合物。若采用部分或全部含氫氣體來(lái)代替作為高爐還原劑，可降碳但效果有限。鋼鐵工業(yè)中的副產(chǎn)品高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣是很好的化工原料，一方面利用高爐煤氣中的co、co2、h2和n2，焦?fàn)t煤氣中的ch4和h2，經(jīng)過(guò)凈化，轉(zhuǎn)化處理，可以實(shí)現(xiàn)富氫氣體噴吹；也可以將有用組分進(jìn)行化工合成，將碳固定在化工產(chǎn)品中，進(jìn)行深度降碳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了回收利用高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣，本發(fā)明提供了一種高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)和方法，所述高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)和方法充分利用高爐煤氣中的有用成分，耦合焦?fàn)t煤氣實(shí)現(xiàn)高爐富氫噴吹，并生產(chǎn)化工產(chǎn)品尿素，具有成本低，能耗低，降碳效果好等優(yōu)點(diǎn)，是深度降碳的有效方向和途徑。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，包括高爐、高爐煤氣處理管路和焦?fàn)t煤氣處理管路；沿高爐煤氣處理管路的入口向高爐煤氣處理管路的出口的方向高爐煤氣處理管路含有依次連接的co變換裝置、co2脫除裝置、凈化裝置、合成氨裝置和合成尿素裝置，高爐煤氣處理管路的入口與高爐的出口連接，co2脫除裝置的第一co2出口通過(guò)第一co2輸送管線與合成尿素裝置的co2入口連接；沿焦?fàn)t煤氣處理管路的入口向焦?fàn)t煤氣處理管路的出口的方向焦?fàn)t煤氣處理管路含有依次連接的精制裝置、變壓吸附制氫裝置和干重整裝置，焦?fàn)t煤氣處理管路入口與焦?fàn)t連接，焦?fàn)t煤氣處理管路出口與高爐連接，變壓吸附制氫裝置的h2出口通過(guò)h2輸送管線與合成氨裝置的h2入口連接，co2脫除裝置的第二co2出口通過(guò)第二co2輸送管線與干重整裝置的入口連通。

4、一種高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用方法，所述高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用方法采用了上述的高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，所述高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用方法包括以下步驟：

5、高爐煤氣進(jìn)入高爐煤氣處理管路，co變換裝置使高爐煤氣中的co和水蒸氣反應(yīng)生成co2和h2，co2脫除裝置將co變換裝置中生成的co2分離并從co2脫除裝置的第一co2出口和第二co2出口排出，凈化裝置對(duì)co變換裝置中生成的h2和高爐煤氣中的n2凈化，合成氨裝置使co變換裝置中生成的h2、變壓吸附制氫裝置分離出的h2和高爐煤氣中的n2反應(yīng)生成nh3，合成尿素裝置使合成氨裝置生成的nh3和co2脫除裝置排出的co2反應(yīng)生成尿素；焦?fàn)t煤氣進(jìn)入焦?fàn)t煤氣處理管路，精制裝置對(duì)焦?fàn)t煤氣吸附凈化，干重整裝置使co2脫除裝置排出的co2和焦?fàn)t煤氣中的ch4反應(yīng)生成co和h2，干重整裝置中生成的co和h2進(jìn)入高爐中煉鐵。

6、本發(fā)明的有益效果是：

7、1、采用高爐煤氣凈化、轉(zhuǎn)化處理，利用其中的co2、n2、h2與焦?fàn)t煤氣中的氫氣，合成尿素；焦?fàn)t煤氣提氫后的富甲烷尾氣與二氧化碳干重整生成富含co，h2的高溫還原氣，熱送到高爐，實(shí)現(xiàn)高爐富氫氣體的噴吹。

8、2、充分利用了高爐煤氣中的n2，轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的化工產(chǎn)品，成本低。

9、3、高爐煤氣中的碳循環(huán)利用，向高爐噴吹富氫氣體，有利于高爐降碳。

10、4、高爐采用富氧鼓風(fēng)，一方面減少制氧設(shè)備的規(guī)模，另一方面對(duì)高爐改造及操作方法影響較小，有利于高爐系統(tǒng)的穩(wěn)定。

11、5、將高爐煤氣中的碳合成了尿素，既利用了氣體中的組分，又有利于高爐的深度脫碳，降碳效果好，為大規(guī)模的高爐降碳提供可行的路徑。

12、6、干重整出口是高溫還原氣，熱送到高爐，解決了還原氣的加熱問(wèn)題。具有成本低，能耗小的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.一種高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，其特征在于，所述高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)包括高爐(1)、高爐煤氣處理管路(14)和焦?fàn)t煤氣處理管路(15)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，其特征在于，沿高爐煤氣處理管路(14)的入口向高爐煤氣處理管路(14)的出口的方向高爐煤氣處理管路(14)還含有依次連接的除塵裝置(2)、發(fā)電裝置(3)和脫硫裝置(4)，除塵裝置(2)、發(fā)電裝置(3)和脫硫裝置(4)位于高爐(1)和co變換裝置(6)之間，除塵裝置(2)能夠?qū)Ω郀t煤氣除塵，發(fā)電裝置(3)能夠利用高爐煤氣的壓力能和熱能發(fā)電，脫硫裝置(4)能夠?qū)Ω郀t煤氣脫硫。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，其特征在于，高爐煤氣處理管路(14)還含有加壓裝置(5)，加壓裝置(5)位于脫硫裝置(4)和co變換裝置(6)之間，加壓裝置(5)能夠?qū)⒏郀t煤氣加壓至0.6mpa-2.0mpa。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，其特征在于，co變換裝置(6)能夠使高爐煤氣中的co和水蒸氣反應(yīng)生成co2和h2，co2脫除裝置(7)能夠?qū)o變換裝置(6)中生成的co2分離并從co2脫除裝置(7)的第一co2出口和第二co2出口排出，凈化裝置(8)能夠?qū)o變換裝置(6)中生成的h2和高爐煤氣中的n2凈化。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，其特征在于，合成氨裝置(9)能夠使co變換裝置(6)中生成的h2、變壓吸附制氫裝置(12)分離出的h2和高爐煤氣中的n2反應(yīng)生成nh3，合成尿素裝置(10)能夠使合成氨裝置(9)生成的nh3和co2脫除裝置(7)排出的co2反應(yīng)生成尿素。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，其特征在于，精制裝置(11)能夠?qū)⒔範(fàn)t煤氣中的焦油、苯、萘、有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫進(jìn)行吸附凈化，精制裝置(11)含有過(guò)濾單元，所述過(guò)濾單元為分子篩。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，其特征在于，干重整裝置(13)含有殼體(1301)，殼體(1301)內(nèi)含有加熱空腔(1302)和換熱管(1303)，換熱管(1303)內(nèi)含有催化劑，co2脫除裝置(7)排出的co2和焦?fàn)t煤氣中的ch4在換熱管(1303)中反應(yīng)生成co和h2。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，其特征在于，高爐(1)含有爐缸風(fēng)口(101)和爐身下部風(fēng)口(102)，焦?fàn)t煤氣處理管路(15)出口與爐缸風(fēng)口(101)和爐身下部風(fēng)口(102)連接。

9.一種高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用方法，其特征在于，所述高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用方法采用了權(quán)利要求1所述的高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)，所述高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用方法包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用方法，其特征在于，高爐煤氣處理管路(14)的入口向高爐煤氣處理管路(14)的出口的方向高爐煤氣處理管路(14)還含有依次連接的除塵裝置(2)、發(fā)電裝置(3)和脫硫裝置(4)，除塵裝置(2)、發(fā)電裝置(3)和脫硫裝置(4)位于高爐(1)和co變換裝置(6)之間；所述高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用方法還包括以下步驟：除塵裝置(2)對(duì)高爐煤氣除塵，發(fā)電裝置(3)利用高爐煤氣的壓力能和熱能發(fā)電，脫硫裝置(4)對(duì)高爐煤氣脫硫。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)和方法，屬于高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，為了回收利用高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣，所述高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)包括高爐(1)、高爐煤氣處理管路(14)和焦?fàn)t煤氣處理管路(15)。所述高爐煤氣耦合焦?fàn)t煤氣的利用系統(tǒng)和方法充分利用高爐煤氣中的有用成分，耦合焦?fàn)t煤氣實(shí)現(xiàn)高爐富氫噴吹，并生產(chǎn)化工產(chǎn)品尿素，具有成本低，能耗低，降碳效果好等優(yōu)點(diǎn)，是深度降碳的有效方向和途徑。

技術(shù)研發(fā)人員：孫加亮,李傳民,索延帥,劉亞峰,吳亞賽,趙志龍,張奔,徐茂,倪書(shū)權(quán),郭飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6