[实用新型]焦炉煤气耦合二氧化碳制备竖炉还原气的系统

说明书

本实用新型为一种焦炉煤气耦合二氧化碳制备竖炉还原气的系统，包括吸附精制塔、还原气转化炉和MEA脱硫装置，吸附精制塔的原料气出口与还原气转化炉的原料气入口连接，吸附精制塔的脱附气出口与还原气转化炉的燃料气入口连接，还原气转化炉的还原气出口与竖炉的还原气入口连接，竖炉的炉顶气出口与MEA脱硫装置的炉顶气入口连接，MEA脱硫装置的工艺气出口分别与还原气转化炉的燃料气入口、还原气转化炉的原料气入口以及吸附精制塔的解吸气入口连接，MEA脱硫装置的再生气出口通过二氧化碳分离装置与还原气转化炉的原料气入口连接。本实用新型解决了现有技术中无法对焦炉煤气进一步处理，以使其提供气基竖炉的还原气使用的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种焦炉煤气耦合二氧化碳制备竖炉还原气的系统。

背景技术

钢铁生产中有长、短两种流程，其中长流程为高炉炼铁以及转炉炼钢相结合，短流程为采用直接还原铁以及电炉炼钢相结合。传统的高炉炼铁具有流程长、能耗高、污染重、需要消耗焦炭等特点，尽管实施的各种节能减排措施已取得一定效果，但这种基于碳还原的长流程所涉及的冶金热力学反应已趋于极限水平，继续减排CO₂的潜力十分有限，因此必须寻找新的突破性工艺解决钢铁工业CO₂排放高的问题，而短流程生产吨钢排放的CO₂要远低于长流程。

现阶段，我国的社会经济结构无法提供足够的废钢作为短流程的原料，需要采用铁矿石替代废钢作用原料。短流程中直接还原铁(Direct Reduction Iron)，也称海绵铁，成分稳定，有害杂质元素含量低，是炼钢的优质原料，不仅可以作为电炉炼钢的原料和转炉炼钢的冷却剂，补充废钢资源的不足，而且对保证钢材的质量，生产优质纯净钢种起着不可替代的作用。目前世界先进的直接还原铁技术是气基竖炉直接还原技术，该技术主要以天然气为原料，其中富CH₄和CO₂的气体反应变换成富H₂和CO的气体后，直接与铁矿石在高温条件下发生还原反应，生产海绵铁。由于我国天然气资源匮乏，发展气基竖炉还原技术受到限制。我国的焦炉煤气资源相对丰富，利用焦炉煤气制备富氢气体，既解决了煤气的排放和利用问题，又为现阶段生产直接还原铁提供一种获得富氢还原气的方法。采用焦炉煤气制取还原气，用于生产海绵铁是符合我国国情的优选的技术路线，是适合我国发展新型炼铁技术的重要方向。

随着技术的发展，气基竖炉对还原气的要求更加广泛，其要求大于10(其中，为体积分数)，大于0.3，压力为0.1～0.90Mpa。与天然气相比，我国焦炉煤气资源相对丰富，但后续利用工艺不配套，造成大量焦炉煤气的浪费。焦炉煤气含H₂S、CS₂、COS、NH₃、BTX(苯、甲苯以及二甲苯等)、焦油和萘等杂质，导致传统的以天然气为气源的气基竖炉工艺无法运行，需要开发适合焦炉煤气的气基竖炉还原气工艺。

针对相关技术中无法对焦炉煤气进一步处理，以使其提供竖炉的还原气使用的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种焦炉煤气耦合二氧化碳制备竖炉还原气的系统，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种焦炉煤气耦合二氧化碳制备竖炉还原气的系统，能够对焦炉煤气中的杂质进行吸附脱除，再生后的脱附气可送至还原气转化炉进行燃烧供热，MEA脱硫装置可对炉顶气进行脱硫处理，并将吸附的CO₂再生后随净化后的焦炉煤气以及净化处理后的炉顶气通入还原气转化炉内催化转化为竖炉所使用的还原气，添加的CO₂能够使催化反应更加充分，有效解决了焦炉煤气中杂质多、净化难的问题，不仅具有还原气转化炉的原料气组分可调的优点，而且达到节能以及减排CO₂的效果，有利于资源的合理配置以及对环境的保护。

本实用新型的目的可采用下列技术方案来实现：