[发明专利]转炉炼钢煤气分离CO2循环利用于顶吹及底吹的方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金及节能环保领域，特别涉及将转炉煤气中CO2气体分离回收后，直接喷吹到转炉，用于转炉顶吹或底吹炼钢工艺。

背景技术

转炉炼钢过程中每生产1t钢可回收煤气60～120m³，煤气中含CO 50～80％，CO₂ 10～20％，以往CO₂作为废气随CO排放，没有任何作用。如何有效利用CO₂的冶金功能及提高煤气的质量，将CO₂与CO分离后，利用CO₂的脱碳、脱磷及喷吹除尘等冶金功能，及作为转炉的搅拌气源代替底吹气源等。实现CO₂的回收利用。同时煤气分离后，转炉煤气中CO的浓度提高5-20％。

发明内容

本发明的目的是采用一种转炉煤气回收利用新途径，减少冶炼过程中CO₂的排放，改善煤气质量，降低生产成本，提高钢水质量。

本发明是在原有转炉煤气除尘回收系统的基础上，利用一套完整的CO₂分离回收设备，将冷却除尘后的转炉煤气中CO₂进行分离回收贮存，作为顶底复吹转炉的复吹气源，进行转炉顶底复合吹炼。同时煤气分离后，转炉煤气中CO的浓度提高5-20％。

转炉炼钢煤气分离CO₂循环利用于顶吹及底吹的方法，其特征是将转炉煤气的CO与CO₂分离，CO₂经煤气分离后，CO₂回收量为100～15000Nm³/h，将CO₂作为转炉的顶吹及底吹气源，实现转炉炼钢的顶吹氧气与二氧化碳混合喷吹，及二氧化碳与N₂、Ar或氧气或燃气的混合底吹。

分离回收CO₂的方法主要有：化学分离法、吸附法及膜分离法。本系统采用化学法进行分离回收，该方法的工作原理为：化学吸收法是使原料气和化学溶剂在吸收塔内发生化学反应，CO₂被吸收至溶剂中成为富液，富液进入脱吸塔加热分解出CO₂从而达到分离回收CO₂的目的。所用化学溶剂一般是K₂CO₃水溶液或乙醇胺类的碱性水溶液。加热富液的蒸汽是利用转炉煤气的余热产生，CO₂分离过程几乎不消耗另外的能量。系统见附图1。

转炉炼钢过程以自产煤气中的温室气体作为复吹气源，通过调节系统保证CO₂气体喷吹量。CO₂气体回收量为1000～15000m³/h。顶底复吹CO₂炼钢模式可根据现场冶炼钢种和工况需要进行合理设置调节。

顶部喷入1～10％CO₂及99～90％O₂，喷吹压力为0.4～1.6MPa，CO₂-O₂顶吹输入方式：CO₂与O₂通过混合装置经原有氧枪输入转炉，也可单独采用一支CO₂超音速喷枪与原有氧枪配合使用。

底吹采用全程CO₂喷吹或CO₂-N₂(或Ar、O₂及燃气等)混合喷吹，也可采用吹炼前期底吹N₂，后期切换CO₂的吹炼模式，底吹压力为0.2～2.0MPa，CO₂吹入量可根据钢种需要以及回收CO₂气量进行调节。

本发明适用于具有煤气回收系统的30～300吨转炉炼钢工艺，采用转炉煤气中的CO₂作为复合吹炼气源，有效控制熔池升温速度，可冶炼碳含量为0.01-1.30％的钢种，吨钢减少CO₂排放10～20m³，烟尘量减少10％以上，脱磷率提高5～20％，煤气中CO含量提高至80％以上。同时降低冶炼成本，减少氧气消耗，为缓解大气温室效应起到了积极的作用，具有显著的社会和经济效益。

附图说明

图1为本发明工艺流程图

具体实施方式

1.100吨转炉冶炼工艺：