CN215924990U

CN215924990U - 基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统

Info

Publication number: CN215924990U
Application number: CN202121955892.2U
Authority: CN
Inventors: 肖学文; 邹忠平; 王刚; 赵运建; 牛群; 侯世锋; 许俊; 洪志斌; 李牧明; 龙孟
Original assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Current assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Priority date: 2021-08-19
Filing date: 2021-08-19
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2031-08-19

Abstract

本实用新型属于钢铁冶炼领域，特别是涉及一种基于碳循环的高炉‑转炉钢铁生产系统。包括：煤气喷吹装置、高炉、转炉、转炉煤气收集装置和煤气处理设备；煤气喷吹装置用于接收经过处理后的转炉煤气；高炉与煤气喷吹装置相连，用于接收煤气喷吹装置喷入的转炉煤气进行炼铁，以获得铁水；转炉与高炉相连，用于接收高炉排出的铁水进行炼钢，以获得钢水和转炉煤气；转炉煤气收集装置与转炉相连，用于收集所述转炉排出的转炉煤气；煤气处理设备连接在转炉煤气收集装置与煤气喷吹装置之间，用于对转炉煤气收集装置排出的转炉煤气进行处理。有益效果是：实现转炉煤气的循环利用，将转炉煤气脱碳后循环回喷至高炉，降低炭质燃料的消耗，降低CO₂的排放。

Description

基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统

技术领域

本实用新型属于钢铁冶炼领域，特别是涉及一种基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统。

背景技术

绿色化、低碳化发展是当今世界钢铁工业发展的主旋律，炼铁工序是钢铁工业主要碳排放工序(占钢铁全流程的85％)，未来较长一段时间内，全球仍是以高炉-转炉生产工艺流程为基础，因此实现绿色低碳冶炼技术突破对于支撑钢铁工业低碳发展，实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。

尤其是作为能量和资源密集型产业，钢铁生产过程中会生成大量的二次能源和副产品，目前这些二次资源的回收利用率较低。提高钢铁生产过程中二次能源的利用效率，对于降低能耗和二氧化碳减排，有很大必要性和发展潜力。目前，转炉煤气产量为每吨钢80～120m³，但目前钢铁厂内转炉煤气的利用方式仍主要以燃烧供热为主，煤气利用率低，且直接燃烧会排放大量二氧化碳，不符合绿色、低碳的发展要求。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，用于解决现有技术中钢铁生产过程中二氧化碳排放量高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，包括：

煤气喷吹装置，用于接收经过处理后的转炉煤气；

高炉，所述高炉与所述煤气喷吹装置相连，用于接收煤气喷吹装置喷入的转炉煤气进行炼铁，以获得铁水；

转炉，所述转炉与所述高炉相连，用于接收高炉排出的铁水进行炼钢，以获得钢水和转炉煤气；

转炉煤气收集装置，所述转炉煤气收集装置与所述转炉相连，用于收集所述转炉排出的转炉煤气；

煤气处理设备，所述煤气处理设备连接在所述转炉煤气收集装置与所述煤气喷吹装置之间，用于对所述转炉煤气收集装置排出的转炉煤气进行处理；

其中，所述煤气处理设备包括煤气加压装置、煤气脱氧装置、煤气脱水装置以及煤气脱碳装置，所述煤气加压装置、所述煤气脱氧装置、所述煤气脱水装置和所述煤气脱碳装置分别用于对转炉煤气进行加压、脱氧、脱水和脱碳处理。

可选地，所述煤气处理设备还包括：

煤气脱氮装置，用于对转炉煤气进行脱氮处理；

煤气脱硫装置，所述煤气脱硫装置连接在所述转炉煤气收集装置与所述煤气脱氮装置之间。

可选地，所述煤气加压装置连接在所述转炉煤气收集装置与所述煤气脱硫装置之间，且所述煤气加压装置配设有冷却装置。

可选地，所述冷却装置的工作温度为60℃～90℃。

可选地，所述基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统还包括煤气管网，所述煤气管网与所述高炉连接。

可选地，所述基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统还包括连接在煤气处理设备与煤气喷吹装置之间的煤气加热装置，所述煤气加热装置还与所述煤气管网相连。

可选地，所述煤气管网还与所述煤气处理设备相连，以收集由煤气处理设备排出的解析气。

可选地，所述煤气喷吹装置的喷吹口与所述高炉的炉身和/或风口相连通。

可选地，由所述转炉煤气收集装置排出至所述煤气处理设备中的所述转炉煤气中的一氧化碳含量大于或等于40％。

可选地，所述煤气加压装置的工作压强为0.5MPa～0.65MPa。

本实用新型的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，至少具备以下有益效果：实现转炉煤气的循环利用，将转炉煤气脱碳后循环回喷至高炉，提高了高炉炉腹煤气中的还原气体含量，促进高炉内的间接还原，降低直接还原，从而降低高炉炼铁过程中炭质燃料的消耗，有效降低了CO₂的排放。

附图说明

图1为本申请提供的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统实施例一的连接示意图；

图2为本申请提供的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统实施例二的连接示意图；

图3为本申请提供的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统实施例三的连接示意图；

图4为本申请提供的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统实施例四的连接示意图；

图5为本申请提供的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统实施例五的连接示意图；

图6为本申请提供的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统的煤气喷吹装置向高炉炉身喷吹的结构示意图；

图7为本申请提供的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统的煤气喷吹装置向高炉炉身和风口喷吹的结构示意图。

零件标号说明

1-高炉；11-炉身；12-风口；2-转炉；3-煤气喷吹装置；4-转炉煤气收集装置；51-煤气加压装置；52-煤气脱硫装置；53-煤气脱氧装置；54-煤气脱水装置；55-煤气脱碳装置；56-煤气脱氮装置；6-煤气加热装置；7-煤气管网；8-CCUS装置；9-钢水。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

参见图1至图5，在一些实施例中，本申请提供一种基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，包括煤气喷吹装置3、高炉1、转炉2、转炉煤气收集装置4和煤气处理设备。煤气喷吹装置3用于接收经过处理后的转炉煤气；高炉1与煤气喷吹装置3相连，用于接收煤气喷吹装置3喷入的转炉煤气进行炼铁，以获得铁水；转炉2与高炉1相连，用于接收高炉1排出的铁水进行炼钢，以获得钢水9和转炉煤气；转炉煤气收集装置4与转炉2相连，用于收集转炉2排出的转炉煤气；煤气处理设备连接在转炉煤气收集装置4与煤气喷吹装置3之间，用于对转炉煤气收集装置3排出的转炉煤气进行处理。其中，煤气处理设备包括煤气加压装置51、煤气脱氧装置53、煤气脱水装置54以及煤气脱碳装置55，煤气加压装置51、煤气脱氧装置53、煤气脱水装置54和煤气脱碳装置55分别用于对转炉煤气进行加压、脱氧、脱水和脱碳处理。

可选地，转炉煤气收集装置4排出至煤气处理设备中的转炉煤气中的一氧化碳含量大于或等于40％。

可选地，转炉煤气收集装置4可以为转炉煤气柜或转炉煤气用户管网。

可选地，煤气加压装置51的工作压强为0.5MPa～0.65MPa，即煤气加压装置51能够将转炉煤气加压至0.5MPa～0.65MPa。

上述基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，利用炼钢生产中产生的转炉煤气，经过加压、脱氧、脱水和脱碳处理后，循环回喷至高炉内，充分利用了转炉煤气中的有效还原气体，提高了高炉炉腹煤气中的还原气体比例，促进了高炉的间接还原，降低高炉炼铁炭质燃料的消耗，有效地降低高炉-转炉钢铁生产系统的CO₂排放。

参见图2和图3，在一些实施例中，煤气处理设备还包括煤气脱氮装置56和煤气脱硫装置52。其中，煤气脱氮装置56用于对转炉煤气进行脱氮处理；煤气脱硫装置52连接在转炉煤气收集装置4与煤气脱氮装置56之间，使得脱硫处理在脱氮处理前进行，以防止在脱氮处理过程中脱氮吸附剂中毒。

可选地，煤气加压装置51连接在转炉煤气收集装置4与煤气脱硫装置52之间，且煤气加压装置51配设有冷却装置。通过冷却装置控制加压后的转炉煤气的温度，为脱硫装置52进行脱硫处理做好准备。

进一步地，冷却装置的工作温度为60℃～90℃，即通过冷却装置将加压后的转炉煤气温度控制在60℃～90℃，以满足脱硫要求。

参见图1至图5，在一些实施例中，基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统还包括煤气管网7，煤气管网7与高炉1连接。

参见图2、图4和图5，基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统还包括连接在煤气处理设备与煤气喷吹装置3之间的煤气加热装置6，煤气加热装置6还与煤气管网7相连，通过煤气管网7中的煤气燃烧提供热量。

可选地，煤气加热装置6将经过煤气处理设备处理后的转炉煤气加热至850℃～950℃，为转炉煤气回喷至高炉内补充热量。

参见图1至图4，在一些实施例中，煤气管网7还与煤气处理设备相连，以收集由煤气处理设备排出的解析气，使得仍有部分热值的解析气能够汇入煤气管网7。

参见图6和图7，在一些实施例中，煤气喷吹装置3的喷吹口与高炉1的炉身11和/或风口12相连通。

下面以1座2850m³高炉为例，通过对高炉的物理平衡和热平衡进行模拟计算，并结合不同的实施例对本实用新型做进一步说明。

表1～表4所示分别为高炉原燃料条件及常规高炉炼铁工艺参数。

表1高炉矿石入炉品位

FeO	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	TFe	其它
				5.5％	77.28％	58.38％	17.21％

表2高炉喷吹煤粉成分

表3转炉煤气平均成分

表4常规高炉主要技术指标

参数	常规高炉
		焦比，kg/thm	355
煤比，kg/thm	160
		燃料比，kg/thm	515
炉腹煤气还原气体比例	46％
		风温，℃	1250
风压，Mpa	0.5
		鼓风富氧率	5％
理论燃烧温度，℃	2026

实施例1：

本实施例采用转炉煤气干法脱碳、不脱氮、未加热。参见图1，本实施例的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，包括但不限于：转炉煤气收集装置4、煤气加压装置51、煤气脱氧装置53、煤气脱水装置54、煤气脱碳装置55、煤气喷吹装置3、高炉1、煤气管网7及转炉2。其中，高炉1、煤气管网7和转炉2跟常规高炉-转炉系统一致，现结合表1～表3常规高炉的原燃料条件进行具体说明。

高炉1产生的高温铁水，经输送至转炉2进行脱碳、脱磷、脱硫、脱氧等操作，以获得合格的钢水9。转炉2为周期性炼钢装置，一般冶炼周期为25～45min，且需要进行吹氧脱碳操作。因此在炼钢过程中会间断性产生不同CO含量的转炉煤气，当转炉煤气中CO含量大于或等于40％后，可进入转炉煤气收集装置4中，进行存储，供下游工序使用。

在本实施例中，转炉煤气收集装置4可以为转炉煤气柜。从转炉煤气柜中引出CO含量≥40％的转炉煤气量约77000Nm³/h，具体转炉煤气成分见表3所示，其中CO：44.2％，CO₂：27.7％，H₂：1.5％，N₂：28.6％。引出的转炉煤气经煤气加压装置51加压至0.50Mpa～0.65Mpa，以满足后续煤气脱碳装置55进行脱碳处理及煤气喷吹装置3能将转炉煤气正常喷入至高炉1内。

如表3所示，转炉煤气中还含有一定比例的氧气，正常范围在0～0.4％。考虑到煤气脱碳装置55的分子筛怕氧，同时转炉煤气经压缩及在加热过程中会存在煤气爆炸的风险，因此利用煤气脱氧装置53进行转炉煤气脱氧处理，处理后氧含量＜1ppm。

除氧后的转炉煤气，经煤气脱水装置54脱水后，进入到煤气脱碳装置55中进行转炉煤气的脱碳处理，脱碳处理可以采用干法脱碳工艺，脱碳后的转炉煤气量约52000Nm³/h，产生的解析气量约25000Nm³/h，脱碳后的煤气及解析气成分见表5所示。

表5脱碳后的转炉煤气及解析气成分

成分	CO	CO<sub>2</sub>	H<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>
					脱氮脱碳后的转炉煤气V％	59	1	1	39
解析气V％	13.7	83.8	2.5	0

煤气脱碳装置55采用干法脱碳工艺后，产生的解析气中仍还有约14％的CO，不能直接排放或进行CCUS(Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕获、利用与封存)处理，产生的解析气通过管道直接汇入到煤气管网7中，作为燃料使用。

经加压、脱碳后的转炉煤气直接冷态经煤气喷吹装置3经高炉风口喷入高炉1内，可大幅提高高炉1内炉腹煤气中的还原气体比例，炉腹煤气成分见表6所示，从而促进高炉的间接还原，降低直接还原，降低了高炉1冶炼每吨铁的燃料消耗，降低了高炉炼铁过程中CO₂排放。

表6炉腹煤气成分

成分	CO	H<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>
				含量	45％	7.3％	47.7％

经高炉热平衡和物料平衡计算，将脱碳的转炉煤气回喷至高炉1后，燃料比为463kg/t，其中煤比150kg/t，焦比313kg/t。与常规高炉比，降低含碳燃料明显，燃料比降低52kg/t，直接减碳比例10％，每吨铁降低CO₂排放约165kg/t，具体指标见表7所示。

表7实施例1的主要技术指标

高炉1产生的高炉铁水经转炉2炼钢后，生成的钢水供后续工序使用，产生的副产物转炉煤气经转炉煤气收集装置4后再循环利用。如此循环利用转炉煤气，可实现高炉高效化冶炼和降低CO₂排放的目的。

实施例2：

本实施例采用转炉煤气干法脱碳、脱氮、加热。参见图2，本实施例的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，包括但不限于：转炉煤气收集装置4、煤气加压装置51、煤气脱硫装置52、煤气脱氧装置53、煤气脱水装置54、煤气脱碳装置55、煤气脱氮装置56、煤气加热装置6、煤气喷吹装置3、高炉1、煤气管网7及转炉2。其中，高炉1、煤气管网7和转炉2跟常规高炉-转炉系统一致。

在本实施例中，转炉煤气收集装置4可以为转炉煤气柜，本实施例与实施例1的不同在于，本实施例增加了，增加了煤气脱硫装置52、煤气脱氮装置56、煤气加热装置6以及煤气加压装置51配置有冷却装置，其它系统及处理方式，以及原燃料条件与实施例1完全一致，不再进行重复叙述，仅叙述不同之处。

在本实施例中，通过冷却装置调整煤气加压装置51的出口端的冷却能力，保证加压后的转炉煤气出口温度在60℃～90℃范围内，以满足转炉煤气脱硫的需要。正常转炉煤气中含有15％～30％的氮气，为了提高进入高炉1内的还原煤气比例，提高脱碳效果，在本实施例中可以通过煤气脱氮装置56进行脱氮处理，降低入炉的N₂含量。由于转炉煤气中含有20～30ppm的S含量，而煤气脱氮装置56进行脱氮处理时对S含量控制要求极高，以防止脱氮吸附剂中毒。因此为满足煤气脱氮要求，需要利用煤气脱硫装52进行脱硫处理，转炉煤气温度控制在60℃～90℃，处理后S含量要求小于10ppm，例如S含量可以在0.1ppm～10ppm范围内。

在本实施例中，转炉煤气依次经过加压、脱硫、脱氧、脱水、脱碳、脱氮处理后再进行加热处理。其中，转炉煤气脱碳采用干法脱碳工艺，转炉煤气经脱碳后再进行脱氮处理。脱碳脱氮后的转炉煤气量约35000Nm³/h，产生的解析气量约42000Nm³/h，煤气成分见表8所示。

表8脱碳脱氮后的转炉煤气及解析气成分

成分	CO	CO<sub>2</sub>	H<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>
					脱氮脱碳后的转炉煤气V％	88	1	1	10
解析气V％	8	50	2	40

采用干法脱碳工艺后，产生的解析气中仍还有约8％的CO，不能直接排放或进行CCUS处理，产生的解析气通过管道直接汇入到高炉煤气管网7中，作为燃料使用。

脱碳脱氮后的转炉煤气经煤气加热装置6加热至850℃～950℃，为转炉煤气回喷至高炉1内补充热量，煤气加热装置6所需热量由煤气管网7中的高炉煤气燃烧提供。

经加压、脱碳、脱氮、加热后的转炉煤气经煤气喷吹装置3经高炉风口喷入高炉1内，可大幅提高高炉1内炉腹煤气中的还原气体比例，炉腹煤气成分见表9所示，从而促进高炉的间接还原，降低直接还原，降低了高炉1冶炼每吨铁的燃料消耗，降低了高炉炼铁过程中CO₂排放。

表9炉腹煤气成分

成分	CO	H<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>
				含量	42.4％	8.6％	49％

经高炉热平衡和物料平衡计算，将脱碳、脱氮及加热后的转炉煤气回喷至高炉1后，燃料比为433kg/t，其中煤比180kg/t，焦比253kg/t。与常规高炉比，降低含碳燃料明显，燃料比降低82kg/t，直接减碳比例16％，每吨铁降低CO₂排放约256kg/t，具体指标见表10所示。

表10实施例2的主要技术指标

参数	常规高炉	实施例2：转炉煤气脱碳、脱氮、加热
			焦比，kg/thm	355	253
煤比，kg/thm	160	180
			燃料比，kg/thm	515	433
炉腹煤气还原气体比例	46％	51％
			风温，℃	1250	1250
风压，Mpa	0.5	0.5
			鼓风富氧率	5％	6％
理论燃烧温度，℃	2026	2078

实施例3：

本实施例采用转炉煤气干法脱碳、脱氮、未加热。参见图3，本实施例的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，包括但不限于：转炉煤气收集装置4、煤气加压装置51、煤气脱硫装置52、煤气脱氧装置53、煤气脱水装置54、煤气脱碳装置55、煤气脱氮装置56、煤气喷吹装置3、高炉1、煤气管网7及转炉2。其中，高炉1、煤气管网7和转炉2跟常规高炉-转炉系统一致。与实施例2的不同之处在于脱碳脱氮后的转炉煤气不进行煤气加热，直接采用冷态煤气喷入高炉1内，其它系统及处理方式，以及原燃料条件与实施例2完全一致，不再进行重复叙述，仅叙述不同之处。

经加压、脱碳、脱氮后的转炉煤气经煤气喷吹装置3经高炉风口喷入高炉1内，可大幅提高高炉1内炉腹煤气中的还原气体比例，炉腹煤气成分见表11所示，从而促进高炉的间接还原，降低直接还原，降低了高炉1冶炼每吨铁的燃料消耗，降低了高炉炼铁过程中CO₂排放。

表11炉腹煤气成分

成分	CO	H<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>
				含量	43.1％	7.3％	49.6％

经高炉热平衡和物料平衡计算，将脱碳、脱氮及加热后的转炉煤气回喷至高炉1后，燃料比为447kg/t，其中煤比150kg/t，焦比297kg/t。与常规高炉比，降低含碳燃料明显，燃料比降低68kg/t，直接减碳比例约13％，每吨铁降低CO₂排放约213kg/t。

实施例4：

本实施例采用转炉煤气干法脱碳、不脱氮、加热。参见图4，本实施例的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，包括但不限于：转炉煤气收集装置4、煤气加压装置51、煤气脱氧装置53、煤气脱水装置54、煤气脱碳装置55、煤气加热装置6、煤气喷吹装置3、高炉1、煤气管网7及转炉2。其中，高炉1、煤气管网7和转炉2跟常规高炉-转炉系统一致。与实施例2的不同之处在于不进行煤气脱硫及煤气脱氮处理，脱碳后的转炉煤气经煤气加热装置6加热后，经煤气喷吹装置3喷入高炉1内，其它系统及处理方式，以及原燃料条件与实施例2完全一致，不再进行重复叙述，仅叙述不同之处。

由于转炉煤气不进行脱氮处理，取消煤气脱硫装置。转炉煤气经煤气加压、脱氧、脱水后，进入到煤气脱碳装置55中进行煤气脱碳处理，仍采用干法脱碳工艺，脱碳后的转炉煤气量约52000Nm³/h，产生的解析气量约25000Nm³/h，脱碳后的煤气及解析气成分见表12所示。

表12脱碳后的转炉煤气及解析气成分

煤气脱碳装置55，采用干法脱碳工艺后，产生的解析气中仍还有约14％的CO，不能直接排放或进行CCUS处理，产生的解析气通过管道直接汇入到煤气管网7中，作为燃料使用。

经加压、脱碳后的转炉煤气直接冷态经煤气喷吹装置3经高炉风口喷入高炉1内，可大幅提高高炉1内炉腹煤气中的还原气体比例，炉腹煤气成分见表13所示，从而促进高炉的间接还原，降低直接还原，降低了高炉1冶炼每吨铁的燃料消耗，降低了高炉炼铁过程中CO₂排放。

表13炉腹煤气成分

成分	CO	H<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>
				含量	42.8％	7.7％	49.5％

经高炉热平衡和物料平衡计算，将脱碳、脱氮及加热后的转炉煤气回喷至高炉1后，燃料比为449kg/t，其中煤比160kg/t，焦比289kg/t。与常规高炉比，降低含碳燃料明显，燃料比降低66kg/t，直接减碳比例12.8％，每吨铁降低CO₂排放约206kg/t，具体参见表14。

表14实施例1～4的主要技术指标对比

实施例5

本实施例采用转炉煤气湿法脱碳、不脱氮、加热。参见图5，本实施例的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，包括但不限于：转炉煤气收集装置4、煤气加压装置51、煤气脱水装置54、煤气脱碳装置55、CCUS装置8、煤气加热装置6、煤气喷吹装置3、高炉1、煤气管网7及转炉2。其中，高炉1、煤气管网7和转炉2跟常规高炉-转炉系统一致。与实施例2不同之处在于转炉煤气不进行煤气脱硫、脱氮处理，煤气脱碳采用湿法工艺，解析气中CO₂纯度较高，可直接接入CCUS装置8或直接排放，不再汇入到煤气管网7中，脱碳后的煤气经煤气加热装置6加热后由煤气喷吹装置3喷入高炉1内，其它系统及处理方式，以及原燃料条件与实施例2完全一致，不再进行重复叙述，仅叙述不同之处。

本实施例与实施例4不同之处在于煤气脱碳装置不一样，本实施例采用湿法脱碳工艺，实施例3采用干法脱碳工艺，脱碳效果差别不大，因此对高炉炉内的反应及减碳效果基本变化不大，再此也不再重复叙述。

由于转炉煤气不进行脱氮处理，取消煤气脱硫装置。转炉煤气经煤气加压、脱氧、脱水后，进入到煤气脱碳装置55中进行煤气脱碳处理，采用湿法脱碳工艺，脱碳后的转炉煤气量约56000Nm³/h，产生的解析气量约21000Nm³/h，脱碳后的煤气及解析气成分见表15所示。

表15脱碳后的转炉煤气及解析气成分

成分	CO	CO<sub>2</sub>	H<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>
					脱氮脱碳后的转炉煤气V％	61	1	1.5	36.7
解析气V％	0.8	99.2	0	0

煤气脱碳装置55，采用湿法脱碳工艺，产生的解析气中CO2浓度很高，可达99％以上，基本无CO，可直接进行CCUS处理或直接排放，不再汇入到煤气管网7中。

实施例6：

参见图6，针对上述实施例1～实施例5中脱碳后的转炉煤气都是经过风口12喷入高炉1中。同时针对不同的工况条件及实际减碳需求，脱碳后的转炉煤气可以从高炉1的炉身11喷入。其它系统处理方式与实施例1～实施例5相同，不再重复叙述。

实施例7：

参见图7，针对上述实施例1～实施例5中脱碳后的转炉煤气都是经过风口12喷入高炉1中。同时针对不同的工况条件及实际减碳需求，脱碳后的转炉煤气可以同时从高炉1的炉身11和风口12进行喷吹。其它系统处理方式与实施例1～实施例5相同，不再重复叙述。

本实用新型的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，能够利用炼钢产生的转炉煤气，经加压、脱硫、脱氧、脱水、脱碳、脱氮及加热后，循环回喷至高炉内，充分利用转炉煤气中的有效还原气体，提高高炉炉腹煤气中的还原气体比例，促进高炉间接还原，降低高炉炼铁炭质燃料的消耗，从而提高转炉煤气的利用效率，有效地降低高炉-转炉钢铁生产过程中CO₂的排放，更加节能环保。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，其特征在于，包括：

煤气喷吹装置，用于接收经过处理后的转炉煤气；

2.根据权利要求1所述的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，其特征在于，所述煤气处理设备还包括：

煤气脱氮装置，用于对转炉煤气进行脱氮处理；

3.根据权利要求2所述的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，其特征在于，所述煤气加压装置连接在所述转炉煤气收集装置与所述煤气脱硫装置之间，且所述煤气加压装置配设有冷却装置。

4.根据利要求3所述的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，其特征在于，所述冷却装置的工作温度为60℃～90℃。

5.根据权利要求1所述的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，其特征在于，所述基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统还包括煤气管网，所述煤气管网与所述高炉连接。

6.根据权利要求5所述的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，其特征在于，所述基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统还包括连接在煤气处理设备与煤气喷吹装置之间的煤气加热装置，所述煤气加热装置还与所述煤气管网相连。

7.根据权利要求5所述的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，其特征在于，所述煤气管网还与所述煤气处理设备相连，以收集由煤气处理设备排出的解析气。

8.根据权利要求1所述的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，其特征在于，所述煤气喷吹装置的喷吹口与所述高炉的炉身和/或风口相连通。

9.根据权利要求1所述的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，其特征在于，由所述转炉煤气收集装置排出至所述煤气处理设备中的所述转炉煤气中的一氧化碳含量大于或等于40％。

10.根据权利要求1所述的基于碳循环的高炉-转炉钢铁生产系统，其特征在于，所述煤气加压装置的工作压强为0.5MPa～0.65MPa。