[发明专利]一种环保型高炉煤气制氢工艺

说明书

本发明涉及高炉煤气处理领域，具体为一种环保型高炉煤气制氢工艺。本发明以高炉煤气为原料，经过变换、COsubgt;2/subgt;碳回收和变压吸附提氢等工序产出蓝色氢气和二氧化碳产品，同时副产出低硫燃料气共给全厂燃料气管网，满足全厂燃料气使用。

技术领域

本发明涉及高炉煤气处理领域，具体为一种环保型高炉煤气制氢工艺。

背景技术

我国钢铁行业主要以铁矿石和焦炭(或煤炭通过焦化后制备为焦炭使用)为原料，提炼出钢铁产品，因此钢铁行业排放的二氧化碳的碳源主要来自焦炭。钢铁行业中，焦炭主要使用在高炉或转炉工序，焦炭在使用过程中与氧气(或空气)反应被转化为高炉煤气与转炉煤气。

高炉煤气主要成分为CO、CO₂、N₂、H₂、CH₄等，其中可燃成分CO含量约占 15-30％，H₂、CH₄的含量很少，CO₂、N₂的含量分别占15-30％、30-60％，热值仅为 3500KJ/m³左右。高炉煤气中的CO₂、N₂既不参与燃烧产生热量，也不能助燃，相反，还吸收大量的燃烧过程中产生的热量，导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。高炉煤气的着火点并不高，似乎不存在着火的障碍，但在实际燃烧过程中，受各种因素的影响，混合气体的温度必须远大于着火点，才能确保燃烧的稳定性。高炉煤气的理论燃烧温度低，参与燃烧的高炉煤气的量很大，导致混合气体的升温速度很慢，温度不高，燃烧稳定性不好。

因此，对高炉煤气进行进一步的净化及开发更高热值的产品是提高高炉煤气利用率的有效手段。由于高炉煤气中CO+CO₂的含量约45％，可用作氢气的还原。若是能够有效利用高炉煤气制取高纯度高产量的氢气，将会大大提高高炉煤气的附加值。

高炉煤气除用于自身系统热风炉作燃料外，还有大量富裕的高炉煤气需要外排，外排的高炉煤气通常用于炼焦炉、加热炉、均热炉、轧钢加热炉燃料及锅炉蒸汽发电等，而在不论是高炉煤气的外排使用，还是最终排放，均需要对高炉煤气内的硫等有害物质进行吸收，以减少对后续装备的腐蚀，并且降低排放过程中对环境的污染。

CN 114702989 A公开了一种钴酸锌复合煤气脱硫剂的制备方法，其制备钴酸锌复合煤气脱硫剂的工艺路线简单、易于实施，所制备的钴酸锌复合煤气脱硫剂采用柔韧性高、孔隙率丰富的纤维材料作为载体构筑吸附材料多级微观孔隙结构，可用于中高温脱硫反应。其转化效率低，硫化物残留率高，除硫效果较差。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种环保型高炉煤气制氢工艺，包括以下步骤：

(1)高炉煤气预处理；

(2)脱毒处理；

(3)高炉煤气和水蒸气反应产氢；

(4)分离CO₂并捕集CO₂；

(5)捕集氢气。

优选地，所述环保型高炉煤气制氢方法，包括下述步骤：

(1)高炉煤气预处理；

(2)脱毒处理；

(3)高炉煤气和水蒸气反应产氢；

(4)分离CO₂并捕集CO₂；

(5)捕集氢气；

所述高炉煤气预处理的步骤为：将高炉煤气原料气经第一原料压缩机(1)进行压缩，并压缩至0.15-2.0MPa压力，然后再导入水洗装置(2)进行洗涤，得到预处理高炉煤气。