[发明专利]富氢石化尾气耦合炉顶煤气回用方法与竖炉回路流程系统

说明书

本发明属于冶金工业技术领域，具体公开了一种富氢石化尾气耦合炉顶煤气回用方法与竖炉回路流程系统。所述方法包括如下步骤：对竖炉上部排出的热态煤气进行除尘净化处理得到净煤气；从净煤气中分离出含有Hsubgt;2/subgt;和CO的回路循环气与高浓度COsubgt;2/subgt;混合气；将回路循环气与富氢石化尾气掺混，并对富氢石化尾气进行预热，使二者形成混合煤气；将混合煤气加热至预设温度范围后，通入竖炉还原生产海绵铁。本发明方法采用石化尾气作为竖炉工艺系统的补充原料气，将含氢、碳等能介的石化尾气与钢铁冶炼工艺融合，实现废气能源的“变废为宝”，耦合顶煤气高温脱除技术，实现回路煤气余热利用，无需煤气重整或制备系统，简化煤气处理系统配置、占地及投资成本。

技术领域

本发明涉及冶金工业领域，特别是涉及一种富氢石化尾气耦合炉顶煤气回用方法与竖炉回路流程系统。

背景技术

与传统高炉炼铁工艺相比，转变能源结构，摒弃高碳含量的焦煤资源，采用更加少碳多氢的化石能介作为还原剂，是气基竖炉直还工艺主要的技术特点，也是实现钢铁生产短流程应用，有效降低碳排放，实现绿色化、高效化的重要方向。

目前世界上在运行和生产的气基竖炉装置和工艺技术路线，主要是采用天然气外部重整或炉内自重整的方法来制取H₂和CO作为有效还原气来供竖炉生产使用，在气源的供给及制备流程上较为复杂。另外，竖炉顶煤气产生的碳氧化物，如CO₂，一般都要采用预先洗涤降温至常温条件下，再由常规的变压吸附装置或湿法脱碳装置处理并分离CO₂，顶煤气显热浪费了或只能部分利用，从而实现循环煤气提质并回用。

石化尾气是石油、化工领域生产过程中产生的废气，为了生产的安全，石油炼化工厂简单的做法是直接放空点燃处理，这不仅造成了富含氢、碳元素煤气能源空烧的浪费，也会对环境造成一定程度污染，没有实现废弃能源的有效利用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种富氢石化尾气耦合炉顶煤气回用方法与竖炉回路流程系统，用于解决现有技术中富氢石化尾气和炉顶煤气没有得到有效利用等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种富氢石化尾气耦合炉顶煤气回用方法包括如下步骤：

对竖炉上部排出的热态煤气进行除尘净化处理，得到净煤气；从净煤气中分离出含有H₂和CO的回路循环气与高浓度CO₂混合气；将所述回路循环气与富氢石化尾气掺混，并对富氢石化尾气进行预热，使二者形成混合煤气；将混合煤气加热至预设温度范围后，通入竖炉还原生产海绵铁。

进一步，将竖炉上部排出的热态煤气送入煤气除尘设备进行除尘净化处理。

进一步，所述煤气除尘设备选自热旋风除尘装置和/或高温干法布袋装置；优选地，所述煤气除尘设备包括前后依次设置的热旋风除尘装置和高温干法布袋装置。

进一步，经过除尘净化处理后的净煤气温度为300℃～550℃，净煤气的含尘量＜8mg/Nm³。

进一步，将净煤气送入高温煤气脱碳设备中，分离出含有H₂和CO的回路循环气与高浓度CO₂混合气。

进一步，所述高温煤气脱碳设备为二氧化碳脱除装置，使用时，所述二氧化碳脱除装置处于高温运行工况，这样无需对高温煤气脱碳设备入口的净煤气预先进行降温和冷却。

进一步，所述高温煤气脱碳设备入口煤气的温度≤600℃。

进一步，由处于高温运行工况的二氧化碳脱除装置分离出的含有H₂和CO的回路循环气与高浓度CO₂混合气，两股气流的煤气温度为300℃～600℃。