基于高炉煤气加热的焦炉CO2减排工艺、系统以及应用的制作方法

本发明属于冶金焦化领域，具体涉及一种基于高炉煤气加热的焦炉co2减排工艺、系统以及应用。

背景技术：

1、对于独立的焦化生产企业，通常采用焦炉自身生产得到的经过净化的焦炉煤气(又称富煤气)与空气燃烧为焦炉生产提供热能。

2、而在钢铁联合企业的炼焦生产过程中，通常采用高炉生产过程中产生的高炉煤气(bfg)作为焦炉加热煤气，其与空气燃烧为焦炉提供热能。但高炉煤气热值较低，仅能够作为热载体参与焦炉生产，通常需要掺混一定量焦炉煤气来提高热值；其中，高炉煤气中不燃成分co2约占25％，n2约占45％。基于此，主要成分为高炉煤气的焦炉加热煤气中，废气量大、能源利用效率低以及co2排放高等问题普遍存在(随着焦炉加热煤气中高炉煤气占比增加，问题严重程度逐级攀升)。

3、《炼焦化学工业污染物排放标准》(gb16171-2012)针对焦化生产过程产生的污染物给出了严苛的排放限值，但对生产中产生的co2的排放没有做出相应的规定，因此，在对焦炉烟气污染物的治理方面，目前人们只将关注点集中在了对焦炉烟气中nox和so2的减排治理上，对焦炉烟气中co2的排放鲜有关注。

4、但焦化生产过程的co2排放也不容忽视。以一座焦炭生产能力为100万吨/年的焦化生产设施为例，若采用混合煤气加热，粗略计算，每年大约产生约50万吨的co2，仅按照我国钢铁联合企业年焦炭产量近1.2亿吨的数据计算，每年我国钢铁联合企业的焦化生产会向大气排放0.6亿吨的co2，有悖于我国绿色经济政策，因此，亟待开发一种钢铁联合企业焦炉生产中的co2减排工艺，清洁、高效地实现焦炉联合生产中的二氧化碳减排。

技术实现思路

1、旨在解决上述常用焦炉联合生产技术中co2排量高的技术问题，本发明提供了一种基于高炉煤气加热的焦炉co2减排工艺，包括步骤：

2、高炉煤气经由吸收液喷淋脱除第一co2后，生成co/n2混合气；所述co/n2混合气进入焦炉，与空气共燃为所述焦炉提供热量，生成烟道气；

3、所述吸收液溶解二氧化碳后生成富co2吸收液；所述富co2吸收液经由高温的第二co2解吸，生成第三co2；其中，以所述烟道气为热源，所述第二co2由所述第三co2与所述烟道气换热形成。

4、进一步的，所述富co2吸收液经由高温的第二co2解析，还生成第四co2；所述第四co2进入所述焦炉，于所述焦炉的顶部空间与焦炭进行反应。

5、进一步的，所述高炉煤气的组成包括22％～30％co、18％～24％co2、45％～55％n2、0.2％～1％o2、1％～4％h2，所述co/n2混合气组成包括30％～40％co、60％～65％n2、0.2％～1％o2、1％～5％h2。

6、进一步的，所述吸收液包括乙醇胺。

7、进一步的，所述富co2吸收液经由高温的第二co2解吸还生成吸收液贫液，所述吸收液贫液作为所述吸收液重复利用。

8、本发明还提供了一种基于高炉煤气加热的焦炉co2减排系统，应用如上所述的减排工艺，包括：

9、co2吸收解析系统，包括管道互接的吸收塔以及解析塔，以分别依次进行第一co2吸收以及富co2吸收液解吸；所述吸收塔底部连接有外部进气管道，以向所述吸收塔中通入高炉煤气；

10、烟道余热回收系统，包括换热器，所述换热器与所述解析塔底部管道连接以向所述解析塔输送第二co2，所述换热器管道连接于所述解析塔顶部以接收所述吸收塔顶部传递的第三co2；所述换热器还与烟囱管道连接。

11、焦炉，包括燃烧室以及炭化室；co/n2混合气与空气之间的共燃反应在所述燃烧室中进行，焦炭的氧化反应在所述炭化室中进行；所述焦炉与所述吸收塔、所述解析塔以及所述换热器均管道连接。

12、进一步的，所述减排系统还包括烟囱，以实现所述烟道气的排空。

13、进一步的，所述解析塔的底部与所述吸收塔的顶部管道连接，所述吸收塔的底部与所述解析塔的顶部管道连接。

14、进一步的，所述解析塔顶部与所述炭化室顶部管道连接。

15、本发明还提供了一种如上任意一项所述的减排工艺和/或如上任意一项所述的减排系统在钢铁联合企业炼焦生产中的应用。

16、与现有技术相比，本发明至少包括以下优点：

17、本发明中高炉煤气经由吸收液喷淋脱除co2，增大了高炉煤气中的可燃煤气占比，有效提升高炉煤气热值。这意味着提供相同热量，高炉煤气消耗降低，生产工艺中尾气排量大幅减少，实现了以高炉煤气作为焦炉加热煤气的炼焦生产过程中的二氧化碳减量、减排。

18、本发明利用高温的焦炉烟道气对富co2吸收液解析出的co2进行换热，加热后的co2进一步参与富co2吸收液的解析，以高炉煤气中的二氧化碳为介质、以低品位的烟道气作为解析热源构建换热系统，最大化的降低系统能耗，提升了整个工艺的清洁性。

技术特征：

1.一种基于高炉煤气加热的焦炉co2减排工艺，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的减排工艺，其特征在于，所述富co2吸收液经由高温的所述第二co2解析，还生成第四co2；所述第四co2进入所述焦炉，于所述焦炉的顶部空间与焦炭进行反应。

3.根据权利要求1所述的减排工艺，其特征在于，所述高炉煤气的组成包括22％～30％co、18％～24％co2、45％～55％n2、0.2％～1％o2、1％～4％h2，所述co/n2混合气组成包括30％～40％co、60％～65％n2、0.2％～1％o2、1％～5％h2。

4.根据权利要求1所述的减排工艺，其特征在于，所述吸收液包括乙醇胺。

5.根据权利要求1所述的减排工艺，其特征在于，所述富co2吸收液经由高温的第二co2解吸还生成吸收液贫液，所述吸收液贫液作为所述吸收液重复利用。

6.一种基于高炉煤气加热的焦炉co2减排系统，其特征在于，应用于权利要求1所述的减排工艺，包括：

7.根据权利要求6所述的减排系统，其特征在于，所述减排系统还包括烟囱，以实现所述烟道气的排空。

8.根据权利要求6所述的减排系统，其特征在于，所述解析塔的底部与所述吸收塔的顶部管道连接，所述吸收塔的底部与所述解析塔的顶部管道连接。

9.根据权利要求6所述的减排系统，其特征在于，所述解析塔顶部与所述炭化室顶部管道连接。

10.一种如权利要求1～5任意一项所述的减排工艺和/或如权利要求6～9任意一项所述的减排系统在钢铁联合企业炼焦生产中的应用。

技术总结
本发明提供了一种基于高炉煤气加热的焦炉CO<subgt;2</subgt;减排工艺，包括步骤：高炉煤气经由吸收液喷淋脱除第一CO<subgt;2</subgt;后，生成CO/N<subgt;2</subgt;混合气；所述CO/N<subgt;2</subgt;混合气进入焦炉，与空气共燃为所述焦炉提供热量，生成烟道气；所述吸收液溶解二氧化碳后生成富CO<subgt;2</subgt;吸收液；所述富CO<subgt;2</subgt;吸收液经由高温的第二CO<subgt;2</subgt;解吸，生成第三CO<subgt;2</subgt;；其中，以所述烟道气为热源，所述第二CO<subgt;2</subgt;由所述第三CO<subgt;2</subgt;与所述烟道气换热形成。本发明能以高炉煤气直接作为焦炉加热煤气，清洁高效低能耗地运行焦炉，实现二氧化碳减排。

技术研发人员：洪泽,邓必荣,罗钢
受保护的技术使用者：湖南华菱涟源钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19