基于CO2裂解的低碳炼铁方法及系统与流程

本发明属于低碳炼铁，涉及一种基于co2裂解的低碳炼铁方法及系统。

背景技术：

1、钢铁工业是典型的资源、能源密集型行业，在制造业31个门类中具有最大的碳排放量。在碳达峰碳中和的背景下，钢铁行业碳减排面临着巨大压力。目前提出的钢铁行业碳减排思路包括源头减碳、过程能效提升和末端治理，但具体的深度降碳工艺路径仍处于研究阶段。另一方面，可再生能源太阳能、风能发展迅速，将可再生能源与炼铁工艺耦合以减少煤、焦炭等化石燃料的用量至关重要。此外，炼铁全流程中无法避免会产生co2，为进一步降低碳排放量，实现零碳钢铁的生产目标，需要将co2捕集利用或封存。目前制约co2捕集利用与封存技术发展的因素包括能耗高、流程复杂、工业气体中co2体量巨大而没有合适的规模化利用路径等，亟需将可再生能源利用、co2利用与炼铁相结合的新型低碳工艺及系统方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于co2裂解的低碳炼铁方法及系统。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于co2裂解的低碳炼铁方法，包括以下步骤：

4、一次捕集：捕集煤气中的co2；

5、裂解反应：对捕集到的co2进行裂解，将co2裂解为co和o2，裂解产物为co、o2及未裂解的co2；

6、o2分离：将裂解产物中的o2分离；

7、二次捕集：捕集经步骤“o2分离”后的裂解产物中的co2得到还原气；

8、喷吹：将还原气喷吹至炼铁反应炉参与炼铁反应。

9、可选的，利用步骤“o2分离”中分离的o2参与炼铁反应。

10、可选的，还包括步骤“加压”：对步骤“一次捕集”后得到的产物加压。

11、可选的，还包括步骤“换热”：将步骤“加压”后的产物与“裂解反应”后的产物进行换热。

12、可选的，将步骤“o2分离”中分离的o2用于电炉、转炉。

13、可选的，步骤“一次捕集”中使用的煤气为除尘后煤气。

14、可选的，步骤“一次捕集”中使用的煤气为高炉煤气、竖炉煤气、转炉煤气或以上两种或多种的混合物。

15、一种基于co2裂解的低碳炼铁系统，沿气体流动方向依次设置碳捕集装置、co2裂解装置、氧气分离装置，所述氧气分离装置回连至所述碳捕集装置；所述碳捕集装置经加压装置、喷吹装置连接至炼铁反应炉。

16、可选的，在所述加压装置及喷吹装置之间设置加热装置。

17、可选的，还包括换热装置，所述换热装置设置在所述co2裂解装置与所述氧气分离装置之间及所述加压装置与所述加热装置之间。

18、本发明的有益效果在于：

19、1、将co2裂解转化技术与炼铁系统相结合，通过利用核能热、太阳能热或绿色电力为co2裂解反应供能，产生的co用作还原剂，替代了煤、焦炭等化石燃料的用量。

20、2、以co2作为唯一原料进行直接转化与原位利用，避免了利用氢气等原料转化co2的复杂工序。

21、3、通过将co2转化为co用作还原剂，实现了炼铁工艺碳素资源的循环利用，进一步降低了碳排放量。

22、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于co2裂解的低碳炼铁方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于co2裂解的低碳炼铁方法，其特征在于：利用步骤“o2分离”中分离的o2参与炼铁反应。

3.根据权利要求1所述的基于co2裂解的低碳炼铁方法，其特征在于：还包括步骤“加压”：对步骤“一次捕集”后得到的产物加压。

4.根据权利要求3所述的基于co2裂解的低碳炼铁方法，其特征在于：还包括步骤“换热”：将步骤“加压”后的产物与“裂解反应”后的产物进行换热。

5.根据权利要求1所述的基于co2裂解的低碳炼铁方法，其特征在于：将步骤“o2分离”中分离的o2用于电炉、转炉。

6.根据权利要求1所述的基于co2裂解的低碳炼铁方法，其特征在于：步骤“一次捕集”中使用的煤气为除尘后煤气。

7.根据权利要求1所述的基于co2裂解的低碳炼铁方法，其特征在于：步骤“一次捕集”中使用的煤气为高炉煤气、竖炉煤气、转炉煤气或以上两种或多种的混合物。

8.一种基于co2裂解的低碳炼铁系统，其特征在于：沿气体流动方向依次设置碳捕集装置、co2裂解装置、氧气分离装置，所述氧气分离装置回连至所述碳捕集装置；所述碳捕集装置经加压装置、喷吹装置连接至炼铁反应炉。

9.根据权利要求8所述的基于co2裂解的低碳炼铁系统，其特征在于：在所述加压装置及喷吹装置之间设置加热装置。

10.根据权利要求9所述的基于co2裂解的低碳炼铁系统，其特征在于：还包括换热装置，所述换热装置设置在所述co2裂解装置与所述氧气分离装置之间及所述加压装置与所述加热装置之间。

技术总结
本发明涉及一种基于CO<subgt;2</subgt;裂解的低碳炼铁方法及系统，属于低碳炼铁技术领域。包括除尘装置、碳捕集装置、加压装置、CO<subgt;2</subgt;裂解装置、换热装置、氧气分离装置、加热装置、喷吹装置、炼铁反应炉。本发明的基于CO<subgt;2</subgt;裂解的低碳炼铁系统及方法，煤气经过除尘装置的净化后，通入碳捕集装置捕集CO<subgt;2</subgt;，得到的CO<subgt;2</subgt;进入CO<subgt;2</subgt;裂解装置，裂解得到的混合产品气进入氧气分离装置，得到的O<subgt;2</subgt;用于炼铁反应炉或其他用氧工序，未裂解的CO<subgt;2</subgt;与裂解产物CO进入碳捕集装置脱碳，后经由喷吹装置进入炼铁反应炉作为还原剂。本发明将CO<subgt;2</subgt;裂解转化技术与炼铁系统相结合，以CO<subgt;2</subgt;作为唯一原料进行直接转化与原位利用，通过将CO<subgt;2</subgt;转化为CO用作还原剂，实现了碳素资源的循环利用，进一步降低了碳排放量。

技术研发人员：范学峰,王刚,赵运建,邹忠平,何学坤,侯世锋,李牧明,刘吕
受保护的技术使用者：中冶赛迪工程技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5