高炉-气化炉耦合流程的工艺分析

• 作者: 杨逸如 沈中杰 刘海峰
• 来源期刊: 煤炭转化
• 学科: 工学
• 关键词: 高炉 煤气化 整体优化 数学模拟 二氧化碳捕集
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 研究与开发
• 页码范围: 34-41
• 页数: 8页
• 分类号: TF572|TQ018
• 语种: 中文
• DOI: 10.19726/j.cnki.ebcc.202203005

摘要

为降低高炉炼铁过程的能耗,提出了一种通过煤气化炉实现喷吹粉煤气化,然后向高炉直接喷吹高温合成气的高炉-气化炉(blast furnace-gasifying furnace,BF-GF)流程,并建立基于物料平衡和热平衡的流程计算模型.与原有流程相比,粉煤在气化炉中的气化过程采用纯氧气化,出产的高温合成气成分温度调节性好,可弥补传统富氧鼓风操作的动能损失等不足.计算结果表明:在仅替换补吹粉煤的高炉-气化炉-1(BF-GF-1)流程中,整体能耗由普通高炉的529.07 kgce/tFe降低为498.86 kgce/tFe,而在改用高温煤气配合纯氧直接鼓风的高炉-气化炉-2(BF-GF-2)流程中,整体能耗进一步下降为483.72 kgce/tFe.在降低能耗的同时,由于入炉煤气中的含氮量降低,两种流程出口煤气中的CO的体积分数分别由24％提高到30.4％和40.6％,煤气热值相较于普通高炉的煤气热值分别大幅度上升26.6％和69.0％.在考虑煤气燃烧放热后的CO2脱除能耗的情况下,高炉-气化炉流程的能耗优势进一步扩大,相比普通高炉的能耗分别下降44.36 kgce/tFe和73.32 kgce/tFe.研究结果表明:利用气化炉进行粉煤气化后的高炉-气化炉流程具备较大的节能潜力,同时尾气中富集的CO2便于后续脱除,本研究可为下一步工艺实施奠定基础.