郭玉华：高炉煤气净化提质利用技术现状及未来

济南市钢城区副区长郭玉华到山东能源集团参观考察

高炉煤气是高炉炼铁副产的重要二次能源。钢化联产是高炉煤气超值利用的重要方向。郭玉华博士凭着深厚的理论功底和深邃的眼光对高炉煤气的超值利用，以及制约超值利用的煤气精脱硫技术和有害元素去除（除酸）技术进行了较为详细的探讨。

当前，不仅仅是环保形势日趋紧张，节能减排要求也是越来越高。于是，从钢铁工业可持续发展的高度来看，钢化联产势在必行。令人可喜的是，钢化联产已经成为业内共识。

8月19日，建龙川锅与赛鼎公司签署战略合作协议。赛鼎公司是中国化学工程集团的成员单位，在化工领域有着丰富总承包业绩，而建龙集团拥有4000万吨的钢铁产能，并在钢化联产领域早有布局。双方强强联合必将改变钢铁工业产业链和生态格局。

文章｜郭玉华

编辑｜武安君

来源｜《钢铁研究学报》2020第7期

高炉煤气净化提质利用技术现状及未来发展趋势

郭玉华

（钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室）

摘 要：高炉煤气是高炉炼铁生产过程中副产的重要二次能源。随着环保要求的日益严苛和相关资源化利用技术的进步，高炉煤气的利用方式也在不断发生变化。文中作者从高炉煤气的副产与利用现状出发，详细分析了煤气中的各种有害气体的来源与产生途径，梳理比较了高炉煤气精脱硫与除酸工艺技术路线，总结了高炉煤气ＣＯ２?捕获封存与利用的技术发展方向以及高炉煤气分离提纯ＣＯ作为化工生产原料的技术现状与发展趋势。结合分析结果，提出了高炉煤气多种有害成分协同治理，分离提取有价成分作为化工生产原料是符合中国能源结构和工业现状的发展道路。

关键词：高炉煤气；脱硫；除酸；碳减排；钢化联产

２０１８年中国粗钢产量超过9.2８?亿t，约占世界总产量的５1.３％，自１９９６?年钢产量超过１亿ｔ，已经连续２３年居世界第一位[1、2]。钢铁生产在保障国民经济发展的同时也带来了大量的固体和气体污染物排放。中国钢铁生产主要以高炉－转炉长流程工艺为主，长流程钢铁生产高炉炼铁环节是以铁矿石、焦炭和煤炭为主要原料，在生产出铁水的同时副产高炉渣和高炉煤气。

高炉煤气是高炉炼铁过程中副产的可燃性气体，是一种重要的二次能源。由于热值低、有害成分高，除自身热风炉加热使用外，富余高炉煤气的利用经历了从最初的直接放散掉，逐步发展为后续加热炉提供能量，高效燃烧发电。随着环保要求的日益严格，对煤气燃烧后的排放标准要求越来越高，高炉煤气有效成分的提取与高附加值利用途径也被不断开发出来，本文对高炉煤气净化提质利用技术的现状进行了分析总结，并提出了符合中国能源结构和工业现状的发展方向，为今后钢铁生产的节能减排和高效综合利用提供借鉴和参考。

１、高炉煤气基本情况

1.1??高炉煤气的产生与应用

高炉煤气副产量一般为高炉鼓风量的１.３５～1.４倍，折合每吨焦炭约为３１００ｍ３，每吨铁约为１６００ｍ３[3]。目前高炉炼铁的方式主要有２?种，一是趋于大型化，其产品用于炼钢并进行深加工生产钢材；另一种是小型高炉，主要用于“短流程”铸造工艺生产铸造生铁。铸造生铁中硅、碳含量高于炼钢生铁，在冶炼过程中单位产品消耗的焦炭量比炼钢生铁要大，因此副产的高炉煤气的ＣＯ含量相对高一些，热值较高（表１）。另外利用高炉生产硅铁、锰铁等产品，由于需要的还原温度较高，生产过程副产的煤气也具有较高的热值。

高炉煤气的成分不仅跟高炉冶炼过程中的焦比、喷煤等燃料消耗有关，还与高炉的热风温度、富氧情况、高炉操作情况等诸多因素有关。由于高炉煤气中含有大量的?Ｎ２和ＣＯ２，因此高炉煤气的热值较低。现阶段高炉煤气一般３０％?以上的用于自身的热风炉加热，很多钢铁企业采用汽动鼓风方式，汽动鼓风消耗高炉副产煤气约占２５％［４］。其余高炉煤气单独或者与钢厂其他副产煤气混合供给到企业各个工序环节的加热炉、均热炉、热处理炉等使用或者用于烧结点火，不同的企业使用情况不一样，目前钢铁企业高炉煤气保证生产加热需求后的富余煤气一般用于燃烧发电。

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