[发明专利]一种用于氧气高炉煤气制取还原气的脱碳装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于氧气高炉煤气制取还原气的脱碳装置及方法，包括氧气高炉煤气增压，增压后的煤气自压力水洗塔下部通入压力水洗塔至塔内的压力达到0.5~0.9MPaG，从压力水洗塔上部喷淋纯水，底部液体进入闪蒸罐再生；经过压力水洗塔净化后的煤气通入吸收塔下部，吸收塔为二段式塔，塔中部喷淋半贫液，塔顶采用喷雾器喷入贫液，吸收塔压力为0.5~0.9MPaG，贫液和半贫液是以MDEA、DEA和哌嗪至少一种作为有效成分的水溶液，有效成分含量的摩尔分数为5%~20%；还原气从吸收塔顶部排出，通入氧气高炉风口，液体经过闪蒸塔和汽化塔加热再生。本发明能够有效地脱除氧气高炉煤气中的二氧化碳气体，制取还原气中二氧化碳浓度降至0.5%以下，吸收剂能够再生，再生效率达到97%以上。

技术领域

本发明涉及气体净化及碳减排技术领域，具体涉及一种用于氧气高炉煤气制取还原气的脱碳装置及方法。

背景技术

随着我国加大重点行业、重要领域绿色化改造力度，发展清洁生产，加快实现绿色低碳发展，如何实现碳中和扩大成为企业关心的重要问题。钢铁工业是世界关注的重点碳排放行业，也是落实碳减排的重要领域。我国作为世界钢铁生产和消费中心，粗钢产量占全球的一半以上，加之我国钢铁以高炉-转炉长流程生产工艺为主，因此需要加大碳减排力度。钢铁行业需要引入新一代清洁高效可循环生产工艺、节能减碳及二氧化碳循环利用技术，以实现全行业的低碳减排。氧气高炉炼铁流程是用全氧鼓风代替传统高炉热风，通过大量喷吹煤粉和循环利用炉顶煤气，实现少焦冶炼，从而减少碳排放。

中国专利CN 108977234 A公开了一种焦炉煤气与转炉和/或高炉煤气的脱碳方法。粗脱碳：采用变压吸附的方式对转炉和/或高炉煤气粗脱碳和去磷化氢；使经过变压吸附的转炉和/或高炉煤气的二氧化碳的体积分率为5.8-6.2％，磷化氢的含量为1-5PPM；精脱碳：使用MDEA溶液对经过粗脱碳的转炉和/或高炉煤气脱碳，使转炉和/或高炉煤气的二氧化碳的体积分率为0.0015-0.0019％。此种方法虽然得到的净化后煤气二氧化碳含量极低，但是整个脱碳流程长、设备投资大、占地面积大、能耗高，工业化应用效益不高。

中国专利CN 212375295 U公开了一种利用高炉煤气制高炉喷吹煤气的装置，通过采用热旋风除尘器、干法布袋除尘器、控制阀、煤气变换装置、煤气冷却装置、煤气加压机I、真空变压吸附脱氮脱碳装置、煤气加压机II，制取适合高炉喷吹的喷吹煤气。该方法采用变压吸附脱氮脱碳，解决了高炉煤气中氮气含量高的问题，然而多级加压致使能耗高。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述技术问题，本发明提供一种用于氧气高炉煤气制取还原气的脱碳方法，本方法针对高炉煤气制取还原气过程中现有脱碳方法能耗高、流程长、脱碳效率低等问题，以及煤气脱碳后氮气含量高不适合高炉喷吹的问题。

2.技术方案：

一种用于氧气高炉煤气制取还原气的脱碳装置，其特征在于：包括增压机，压力水洗塔、闪蒸罐、第一增压泵，吸收塔、喷雾器、第二增压泵，闪蒸塔、换热器、汽化塔、第三增压泵；所述增压机的进口通入氧气高炉煤气，增压机的出口与压力水洗塔的下部气体进口连接；压力水洗塔顶部的出气口与吸收塔的下部气体进口连接；压力水洗塔下部液体出口与闪蒸罐液体进口连接；闪蒸罐顶部的出气口连接至二氧化碳管道，闪蒸罐底部液体出口经第一增压泵与压力水洗塔上部液体进口连接；所述吸收塔为二段式吸收塔，塔中部设有喷嘴，塔上部设置有喷雾器，吸收塔顶部的出气口接氧气高炉；所述吸收塔底部的液体出口与闪蒸塔上部液体进口连接；所述的闪蒸塔底部的液体分为两路，一路经第二增压泵与吸收塔中部喷嘴连接，另一路经第二增压泵与换热器冷物流液体进口连接；换热器冷物流出口与汽化塔上部液体进口连接；所述闪蒸塔顶部的出气口与二氧化碳管道连接；所述的汽化塔顶部产生的蒸汽通入闪蒸塔下部气体进口，汽化塔底部液体出口与换热器热物流进口连接，换热器热物流出口液体经第三增压泵与吸收塔上部喷雾器进口连接。

一种用于氧气高炉煤气制取还原气的脱碳方法，其特征在于：包括以下步骤：