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：煤炭转化, 2022, 45(03): 34-41.

DOI：10.19726/j.cnki.ebcc.202203005

• 高炉
• 煤气化
• 整体优化
• 数学模拟
• 二氧化碳捕集

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。

• 单位
  华东理工大学