[发明专利]一种耦合碳捕集喷吹改质高炉煤气的高炉炼铁工艺

权利要求书

1.一种耦合碳捕集喷吹改质高炉煤气的高炉炼铁工艺，其特征在于，包括高炉本体、煤气除尘装置、煤气加压装置、富氧燃烧装置、一级换热装置、二级换热装置、冷凝压缩装置、二氧化碳储存装置、氧气储存装置、氧气加压装置、煤气改质装置；

所述工艺包括如下步骤：

从所述高炉本体顶部引出的高炉煤气，经所述煤气除尘装置除尘后得到除尘高炉煤气，将所述除尘高炉煤气分为第一除尘高炉煤气和第二除尘高炉煤气；

所述氧气储存装置对外供应的纯氧分为第一纯氧和第二纯氧，纯氧的浓度不低于98％；

将所述第一除尘高炉煤气、所述第一纯氧、从所述一级换热装置和所述二级换热装置之间的烟道上引出的循环烟气，同时送入所述富氧燃烧装置混合燃烧；

所述富氧燃烧装置产生的高温烟气经烟道引出，首先流过所述一级换热装置，预热经所述煤气加压装置加压后的所述第二除尘高炉煤气；然后流过所述二级换热装置预热所述第二纯氧；最后进入所述冷凝压缩装置，脱水并压缩冷凝成液态后储存至所述二氧化碳储存装置，实现碳捕集；

预热后的所述第二除尘高炉煤气送入所述煤气改质装置进行改质；

所述第二纯氧经所述氧气加压装置加压后送入所述二级换热装置预热；

经所述煤气改质装置改质后的改质高炉煤气与经所述二级换热装置预热后的所述第二纯氧，从所述高炉本体的炉缸处喷入高炉为炼铁提供热量和还原剂。

2.根据权利要求1所述的一种耦合碳捕集喷吹改质高炉煤气的高炉炼铁工艺，其特征在于，所述除尘高炉煤气中，所述第一除尘高炉煤气的体积分数不低于30％，所述第二除尘高炉煤气的体积分数不低于50％。

3.根据权利要求2所述的一种耦合碳捕集喷吹改质高炉煤气的高炉炼铁工艺，其特征在于，当所述第二除尘高炉煤气的体积分数高于一定值，使得所述富氧燃烧装置产生的热量不足以提供预热和煤气改质所需热量时，可外供燃气进入所述富氧燃烧装置燃烧，补充热量。

4.根据权利要求1所述的一种耦合碳捕集喷吹改质高炉煤气的高炉炼铁工艺，其特征在于，所述富氧燃烧装置中所述第一除尘高炉煤气、所述第一纯氧、所述循环烟气三者混合后在O₂/CO₂气氛下燃烧，产生的烟气中基本没有N₂，CO₂的体积浓度达到80％以上，可直接通过压缩冷凝进行CO₂捕集。

5.根据权利要求1所述的一种耦合碳捕集喷吹改质高炉煤气的高炉炼铁工艺，其特征在于，所述煤气改质装置以纯氧为气化剂并加入一定量的煤，将经过加压和预热的所述第二除尘高炉煤气改质为CO+H₂体积浓度不低于90％的改质高炉煤气。

6.根据权利要求1所述的一种耦合碳捕集喷吹改质高炉煤气的高炉炼铁工艺，其特征在于，所述改质高炉煤气的喷吹温度不低于1100℃，所述第二纯氧的喷吹温度不低于900℃。

7.根据权利要求1所述的一种耦合碳捕集喷吹改质高炉煤气的高炉炼铁工艺，其特征在于，所述炼铁工艺仅喷吹改质高炉煤气和纯氧，不需要喷吹煤粉和热风。