[发明专利]一种拟纯氧炼铁及高炉气循环利用方法及装置

权利要求书

1.一种拟纯氧炼铁及高炉气循环利用方法，在原有高炉炼铁的工艺中，通过增加制氧装置得到氧气和增加CO₂分离装置分离CO₂与CO，再将分离得到的部分CO₂与氧气按照一定比例进行混合，含氧混合气作为高炉炼铁的助燃气，从而避免高炉气中存在大量N₂，减小CO提纯的难度，提高高炉气的利用价值；包括如下步骤：

1)通过制氧装置制备得到氧气，氧气浓度范围为80-100％，与分离CO₂进行混合得到含氧混合气；或者制氧装置直接制备氧气与CO₂混合的含氧混合气；

2)利用CO₂分离装置进行CO₂与CO分离，得到富CO气和CO₂气；制备所得的部分作为CO₂循环气循环使用，CO₂循环气与氧气混合后作为高炉鼓风用含氧混合气，含氧混合气的比例为：30-80％CO₂循环气、20-45％O₂、0-15％N₂；

3)通过热风炉对含氧混合气进行加热，加热到温度900-1350℃；从高炉的底部喷入含氧混合气；

4)高炉炉内进行还原炼铁操作压力为0.2-0.6Mpa；利用除尘设备将高炉出口的尾气的含尘量处理到10mg/m³以下；通过换热将高炉煤气冷却到40℃以下；

5)利用增压风机在高炉气原有压力的基础上，增压30-600Kpa，采用溶液吸收工艺或变压吸附工艺对高炉煤气进行CO₂与CO分离；

6)分离得到的CO气体的CO浓度高达50-99.5％，可作为高炉炼铁的还原气直接回高炉，或作为高热值燃料，当CO浓度达到95％以上时也可作为化工合成原料使用；

7)分离得到的CO₂一部分通过CO₂压缩机增压后返回与氧气进行混合，回收一部分CO₂气作为喷煤的输送气，剩余的CO₂进行排放或者封存；

通过上述步骤，实现拟纯氧炼铁及高炉气的循环利用，达到提高高炉效率、减少焦煤消耗、减少CO₂排放的目的。

2.如权利要求1所述的拟纯氧炼铁及高炉气循环利用方法，其特征是，所需要的氧气可由深冷分离(精馏)工艺制备或由吸附分离工艺(室温操作或高温操作)制备。

3.如权利要求1所述的拟纯氧炼铁及高炉气循环利用方法，其特征是，通过溶液吸收和变压吸附工艺分离制备富CO气；一部分富CO气作为燃气或还原气返回高炉；一部分富CO气用于热风炉燃烧或制备高纯CO作为化工合成原料使用。

4.如权利要求1述的拟纯氧炼铁及高炉气循环利用方法，其特征是，利用回收的CO₂气来输送煤粉。

5.如权利要求1所述的拟纯氧炼铁及高炉气循环利用方法，其特征是，CO₂分离装置采用湿法脱CO₂的工艺或采用变压吸附分离工艺进行CO和CO₂的分离。

6.如权利要求1所述的拟纯氧炼铁及高炉气循环利用方法，其特征是，CO和CO₂的分离装置后设置排水装置，排出高炉炼铁过程中原料带入的水和反应生成的水。

7.如权利要求1所述的拟纯氧炼铁及高炉气循环利用方法，其特征是，通过制氧装置制备得到氧气，氧气浓度的优化范围为90-100％；含氧混合气中氮气的含量优化值为小于8％；通过热风炉对含氧混合气进行加热，加热温度优化范围为1050-1300℃。

8.如权利要求1所述的拟纯氧炼铁及高炉气循环利用方法，其特征是，高炉操作压力优选为0.2-0.6Mpa。