[发明专利]用于农作物生长的冶金转炉改质烟气收集与分配系统

说明书

本发明提供一种用于农作物生长的冶金转炉改质烟气收集与分配系统，属于冶金烟气回收利用技术领域。该系统包括多工序尾气混匀模块、多阶尾气改质模块、多阶改质烟气回收模块、多阶改质烟气混匀模块、混匀改质烟气分配模块和智能控制模块，多工序尾气混匀模块、多阶尾气改质模块、多阶改质烟气回收模块、多阶改质烟气混匀模块、混匀改质烟气分配模块依次连接，由智能控制模块控制，针对转炉冶炼过程产生的尾气进行多工序收集与多阶段改质，回收不同阶段的改质烟气，并按预设值混匀，最终通过混匀改质烟气分配模块将多组分、定浓度的改质烟气输送到设施农业用于促进农作物生长。本发明可有效降低冶金转炉烟气排放量，提高设施农业农作物年产量。

技术领域

本发明涉及冶金烟气回收利用技术领域，特别是指一种用于农作物生长的冶金转炉改质烟气收集与分配系统。

背景技术

钢铁工业是CO₂排放大户，同时，CO₂是农作物光合作用的必备原料，适量提高CO₂浓度可有效促进农作物的干物质积累与生长，提升农作物营养价值与经济效益。

农作物生产过程利用植物光合作用吸收环境中CO₂，并将其固定在植被与土壤中。使冶金转炉排放的CO₂与通过人工措施应用于农作物生产过程，进而达到CO₂的动态平衡。实现以低能耗、低排放、低污染为核心的农业生产模式，促进低碳农业发展。

不同冶金工序在生产过程中排放的大量CO₂具有排放位置间隔远，排放浓度波动大及排放流量范围宽的排放特点，现有冶金CO₂回收工艺仅针对某一工序下的中高浓度CO₂烟气进行提纯处理，大量低CO₂浓度烟气直接排放到大气环境。受单一工序生产节奏的制约，现有冶金CO₂回收工艺的提纯连续性收到大幅抑制，导致现有冶金CO₂回收工艺与冶金生产特点的协调性差、应用性低。

其次，现有CO₂回收工艺将回收后CO₂直接提纯到中高浓度(CO₂纯度40％～90％)，或高纯浓度(CO₂纯度99％以上)，其提纯周期长、工艺复杂、成本高。但农作物生产环境CO₂浓度仅需0.01～0.05％，现有由冶金烟气提纯的中高或高纯浓度CO₂在农业领域使用前需被大幅稀释，浪费了冶金源CO₂提纯流程中所消耗大量的人力与物力资源。

同时，现阶段冶金源中高浓度CO₂在果蔬大棚供给过程中存在浓度波动现象，其振幅在5-15％之间，降低了稀释后CO₂浓度的稳定性，导致农作物生长所需环境CO₂浓度持续波动，抑制了CO₂的高效利用，降低了农作物亩产产量。

因此，基于冶金生产流程及果蔬大棚种植特点，现有冶金源回收CO₂工艺用于农作物生长的模式具有匹配性差、运行成本高及利用效率低等问题。

发明内容

本发明针对现有技术中CO₂回收气源受生产节奏影响导致初始浓度与流量波动幅度大，供给果蔬大棚用中高及高纯浓度CO₂浓度稳定性差，且需大量空气稀释后使用等不足，提供一种用于农作物生长的冶金转炉改质烟气收集与分配系统。基于冶金转炉多工序烟气来源，进行流量与浓度的同步预混，实现了CO₂回收过程的气源稳定性要求。并根据农作物生长对环境CO₂浓度需求，按设定比例将多阶改质烟气充分混匀，将果蔬大棚所需定流量、定浓度的低浓度CO₂终端改质烟气输送至农业网络中。