[发明专利]一种煤气化生产海绵铁CO2回收利用的方法

说明书

技术领域

本发明属化学技术领域，特别涉及一种煤气化生产海绵铁CO₂回收利用的 方法。

背景技术

高炉炼铁，转炉炼钢的钢铁生产流程，耗用很多一次资源(铁矿石、煤、 石灰石等)并产生环境污染，目前世界焦炭资源己所存不多，价格飞涨。电 炉炼钢主要利用废钢(二次资源)，一次资源开采少，环境污染少，随着世 界废钢积累量的增加，电炉炼钢会得到更大发展。电炉炼钢要采用海绵铁做 稀释剂，海绵铁是电炉炼钢稀释剂和转炉炼钢冷却剂的最好铁源。2007年世 界海绵铁产量为6700万吨，中国的产量不到100万t/a，中国的海绵铁生产有 很大的发展空间。

世界海绵铁极大部份是用天然气转化生产的，中国天然气资源紧涨，用 煤造气生产还原气的成本比天然气转化生产还原气成本底，煤造气竖炉生产 海绵竖炉铁将会成为中国海绵铁生产的主体流程。世界海绵铁生产工艺，在 用天然气做原料时，有竖炉顶煤气回用重整的技术，此时竖炉顶煤气中的CO₂得到了回用。但用煤造气竖炉生产海铁的工艺没有CO₂回用的技术。类似的工 艺有南非SALDNHA竖炉用COREX炉煤气生产海绵铁工艺，该厂竖炉顶煤气用 VPSA脱除CO₂后再给竖炉回用，脱CO₂工艺产生解吸气中富集的CO₂是放散的。 节能减排是钢铁厂的重要任务，特别是室温气体CO₂的排放是影响世界气候变 化的主要根源，控制CO₂排放是世界各国的共同任务，我国在不久的将来将对 CO₂排放收取排放费用，这会造成钢铁厂造成重大的经济压力。

发明内容

本发明为一种煤气化生产海绵铁CO₂回收利用的方法，解决煤气化竖炉生 产海绵铁工艺CO₂的回收利用与减排技术。本发明将煤气化生产海绵铁工艺几 个生产单元所采用的使用技术，在竖炉煤气真空变压吸附VPSA、PSA、MDEA 或其它所有产生脱碳气和解吸气的方法的制造还原气的单元中，产生富含CO₂的解吸气，将其液化分离回收利用，做为干煤粉的粉煤输送介质。

它的好处在于：

减少了CO₂排放；CO₂在煤气化炉中起气化剂作用，并可减少加入气化炉的 O₂消耗量，对煤气化炉起到节能作用；提高出气化炉煤气中有效成份(CO+H₂) 的含量1％-2％；提取之后解吸气的不凝性气体部份，因其中的压力可燃组份 得以富集又获得高热值的可燃气体(热值2138×4.18kJ/m³左右)提高了这部 份气体的利用价值。

本发明是这样实现的：

①粉煤气力输送需采用常温下不与粉煤混合后形成爆炸性的气固混合 体，CO₂满足这种要求。

②CO₂进入气化炉后参加了煤的气化反应：C+CO₂＝2CO，CO₂转化成CO，参 加反应的量取决于气化炉的化学平衡和热量平衡，在此CO₂起了煤的气化剂的 作用。

③气化炉生产煤气中的CO+H₂在竖炉中将球团矿与块矿还原成海绵铁， 并将CO氧化成CO₂进入竖炉炉顶气。

④竖炉炉顶煤气经VPSA、PSA、MDEA或其它所有产生脱碳气和解吸气的 方法分离成脱碳气和解吸气二部份。脱碳气可供竖炉还原循环使用，解吸气 可做为提取CO₂原料气。

⑤富含CO₂的解吸气，压缩到3MPa左右，经脱水、冷却将CO₂液化分离。 可燃成份(CO，H₂，CH₄)进入不凝性气体，不凝性气体的并得到富集，提高 了气体热值可用于气体燃料。

⑥液体的储槽只少要二个，一个用于接收生产的液体CO₂，另一个用于 输出。输出的液体CO₂用加热气化器气化成5MPa的气体CO₂，供煤气化炉使用。