[发明专利]富氢气体CO2

说明书

本发明是一种富氢气体CO₂氧化转化及氢基竖炉直接还原铁生产方法：将预处置后富氢气体和预处置后竖炉炉顶气进行混合，通过原料气处理器和保护床层经过CO₂氧化转化炉生产出符合氢基竖炉需要的还原气；还原气在氢基竖炉反应利用后生成炉顶气，大部分作为转化原料气，少部分作为转化燃料气，循环利用。本发明属于钢铁冶金和富氢气体循环利用领域，完全符合富氢气体高效利用途径的需求，在生产系统和方法中无需进行CO₂的脱除、储存，将CO₂作为原料，为钢铁行业“低碳”发展和“氢冶金”提供一种切实可行的方法和思路。

技术领域

本发明属于钢铁冶金和富氢气体循环利用领域，涉及一种利用富氢气体采用CO₂氧化转化制备还原气(H₂+CO)用于氢基竖炉还原铁的富氢气体CO₂氧化转化及氢基竖炉直接还原铁生产方法。

背景技术

氢能作为新兴的战略能源，具有零污染、零排放的优势，是21世纪最具发展潜力的清洁能源；在全球低碳经济发展和“脱碳”大潮的背景下，以减少碳足迹、降低碳排放为中心的冶金工艺技术变革，是钢铁行业绿色发展的新趋势；以“氢”代替“碳”是当前低碳发展、能源变革的重要方向，也被认为是钢铁行业绿色化的主要抓手。

但限制氢冶金发展的主要条件是氢气来源；按照制氢来源不同分为蓝氢(化石能源制氢)、灰氢(工业副产品制氢)、绿氢(可再生能源制氢)；采用合适的氢源并提供满足氢基竖炉生产需求的还原气的制备已成为氢冶金飞速发展的制约性环节。传统的还原气制备方法包括：

(1)天然气转化(H₂O+CO₂)工艺：由于天然气资源的匮乏，无法进行大规模的工业生产；

(2)焦炉煤气(COG)二氧化碳重整工艺：包括了焦炉煤气的干重整工艺、焦炉煤气部分氧化工艺、焦炉煤气蒸汽转化工艺等；由于受到工程技术的限制以及氢基竖炉冶金生产工序要求(炉顶气循环使用)、成本的控制需求和能耗要求等因素，无法进行大规模的工业生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种富氢气体和炉顶气混合气采用CO₂氧化转化生产满足竖炉生产需求还原气，氢基竖炉根据原料气的情况进行调节生产，满足CO₂氧化转化需求；本发明具有工序简单、成本低、能耗低、CO₂排放低等优点的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种富氢气体的CO₂氧化转化的方法，该方法以富氢气体和含CO₂的气体为原料，并利用CO₂氧化转化性，在低温段CO₂与H₂反应生成CO和H₂O，可有效的限制CO歧化反应并调整合成气的CO含量，在高温段CO₂与CH₄发生转化反应可有效的降低合成气中的CH₄含量，最终得到温度为850～950℃的氢基竖炉用的还原气。

进一步，所述方法具体包括以下步骤：

S1)将富氢气体进行压力调节，再进行预处理，然后加热至一定的温度，过滤后，导入原料气预处置器中备用；

S2)将含CO₂的气体进行预处理，过滤后，导入原料气预处置器中与S1)导入对的富氢气体充分混合；

S3)将S2)得到的混合气体导入保护床进行预热，再将预热后的混合气体导入转化炉进行氧化转化处理，即得到氢基竖炉用的还原气。

进一步，所述S1)中富氢气体中H₂含量≥50％，H₂/CO≥4.0；

包括焦炉煤气、合成驰放气、转炉气变换气、炼油或石化富气尾气；