一种高效利用冶金废气的高炉富氢冶炼工艺

摘要

一种高效利用冶金废气的高炉富氢冶炼工艺，属于黑色冶金领域。该工艺将CO₂含量高的冶金废气作为气化剂通入造气炉1，生产出CO含量高的煤气一部分外供，一部分与造气炉2产生的富氢煤气按比例混合，其中造气炉2以水蒸气为气化剂，并以高挥发分的煤为原料。混合煤气经加热装置加热到800-1250℃，再与热风和氧气由风口通入高炉。该工艺回收利用了冶金废气中的CO₂，节约了煤资源，有效解决了钢铁企业CO₂排放问题，并为高炉富氢冶炼提供了可靠途径。该工艺中高炉内的还原气体浓度为57.16％-86.24％，远高于传统高炉，直接还原度降低到0.06-0.25，焦比降低至169.79-287.70kg/tFe，渣量降低至292.55-305.60kg/tFe，改善高炉炼铁工艺。

主权项

一种高效利用冶金废气的高炉富氢冶炼工艺流程如下：1)高炉炉顶煤气等CO₂含量高的冶金废气与氧气通入到造气炉1，输出的煤气成分为：CO：50％‑90％，H₂：2％‑12％，N₂：3％‑30％，CO₂：0％‑5％，H₂O：1％‑5％，热值为9774‑17235kJ/m³，一部分作为其他工业原料外供，一部分与造气炉2生产的富氢煤气混合。其中造气炉2以氧气和水蒸气为气化剂，并选用挥发分高的煤为原料进行造气，输出的煤气成分为：CO：35％‑50％，H₂：35％‑55％，N₂：2％‑10％，CO₂：0％‑5％，H₂O：1％‑5％。两种煤造气按一定比例混合后的煤气成分为：CO：50％‑85％，H₂：5％‑30％，N₂：2％‑15％，CO₂：0％‑5％，H₂O：1％‑5％。混合煤气经加热器加热到800‑1250℃，通过高炉风口喷入高炉，同时喷入高炉的热风量降低，通过调节富氧率和煤粉量以满足高炉下部的热平衡。2)炉料和焦炭从高炉炉顶装入高炉，炉料结构为：烧结矿60％‑75％，球团矿10％‑25％，天然块矿5％‑20％；随煤气的大量喷入，高炉炉缸煤气成分为：CO：51.78％‑66.32％，H₂：5.38％‑19.92％，N₂：25％‑37％，CO₂：0％，H₂O：0％‑2％，高炉内还原势大幅提高，高炉焦比可降至169.79‑287.70kg/tFe，降低了高炉炼铁的能耗。3)经除尘器除尘的炉顶煤气一部分外供，一部分进行循环。循环利用后高炉炉顶煤气热值为5800‑7800kJ/m³，远远高于传统高炉炉顶煤气热值3500kJ/m³。4)喷吹煤气高炉的能量主要来源于鼓入的高温煤气及热风带入的物理热，可提供吨铁所需热量的51.2％‑69.5％，其余的热量由氧气与焦炭和煤粉燃烧的化学热提供。