[發明專利]從廢氣如來自生產生鐵的裝置中的廢氣或來自合成氣裝置中的廢氣中除去二氧化碳的方法

無效

• 申請號: 201080040266.9
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN102481516A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: R.米爾納;J-F.普勞爾;J.L.申克;K.韋德
• 申請（專利權）人: 西門子VAI金屬科技有限責任公司;液態空氣喬治克羅德過程研究及利用有限公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/62
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉維升;林森

本發明涉及從廢氣如來自生鐵生產的裝置中的廢氣或來自合成氣裝置中的廢氣中除去CO₂的方法，以及涉及相應的裝置。

對于生鐵的生產，它也應包括與生鐵類似的產品的生產，主要有兩種已知的通常采用方法：鼓風爐熔煉法和熔化還原法。

在鼓風爐熔煉法中，首先，借助于焦炭從鐵礦石生產生鐵。此外，可以另外使用廢鐵。此后，利用其它方法從生鐵生產鋼。鐵礦石作為塊礦、粒料或燒結塊與還原劑(主要為焦炭，或煤炭，例如以核狀渣屑注入設備的形式)和與其它成分(石灰石，爐渣形成劑等等)一起混入到所謂的爐料中，隨后加入到鼓風爐中。該鼓風爐是冶金反應器，其中爐料柱與熱空氣(所謂的熱鼓風)逆流反應。焦炭和煤炭中碳的燃燒和氣化產生反應所需要的熱量和產生一氧化碳或氫氣，該一氧化碳或氫氣構成還原氣體的主要部分并且流過爐料柱和還原鐵礦石。結果形成生鐵和爐渣，并且定期封蓋。

在所謂的頂吹氧爐中，它也表示為具有頂部氣體或鼓風爐氣體再循環的鼓風爐，在焦炭或煤炭的氣化過程中具有大于90%的氧份數(O₂)的含氧氣體被注入鼓風爐中。

對于從鼓風爐中排出的氣體，它已知為爐頂氣或鼓風爐氣體，需要提供氣體提純手段(例如，與濕式洗滌器相結合的除塵器和/或旋風分離器，袋式過濾裝置或熱氣過濾器)。此外，在頂吹氧爐中，通常提供了用于將爐頂氣再循環到鼓風爐中的壓縮機，該壓縮機優選具有后冷卻器，以及主要利用變壓吸附的根據現有技術的CO₂脫除用的裝置。

鼓風爐法的設計的其它選擇是還原氣體的加熱器和/或由氧實施部分燃燒的燃燒室。

鼓風爐的缺點是所使用材料必須滿足的要求和高的二氧化碳輸出量。所使用的鐵載體和焦炭必須是塊狀和硬的，這樣在爐料塔中有足夠的腔以確保所注入的鼓風流過它。該CO₂輸出量構成嚴重的環境污染。因此努力替代鼓風爐路線。這里，可以提到以天然氣為基礎的海綿鐵生產(MIDREX，HYL，FINMET)以及熔化還原法(Corex和Finex方法)。

在熔化還原中，使用熔化氣化器，其中產生熱的液態金屬，以及至少一種還原反應器，其中利用還原氣體來還原鐵礦石(塊礦，粉礦，粒料，燒結塊)的載體，該還原氣體是在熔化氣化器中借助于煤(和，如果合適的話，小部分的焦炭)用氧(90%或更高)的氣化所產生的。

同樣，在熔化還原方法，一般說來，提供

-?氣體提純裝置(一方面，用于來自還原反應器的高爐爐頂煤氣，和另一方面，用于來自熔體氣化器的還原氣體)，

-?壓縮機，優選有后冷卻器，用于再循環到還原反應器中的還原氣體，

-?用于CO₂除去的裝置，根據現有技術通常利用變壓吸附法，

-?和，任選地，用于還原氣體的加熱器和/或用于用氧部分燃燒的燃燒室。

Corex方法是二階段熔煉還原方法。熔煉還原法將直接還原的過程(鐵預先還原成海綿鐵)與熔煉法(主要還原)相結合。

該Finex方法，同樣是已知的，主要對應于Corex方法，但是鐵礦石作為粉礦被引入。

如果在生鐵的生產過程中CO₂排放到大氣中的量顯著減少，則它需要與來自生鐵生產中的廢氣分離并且以束縛的形式(CO₂捕獲和封存(CCS))貯存。

本發明不僅可用于生鐵生產中，而且可用于合成氣裝置中。合成氣是所有的含有氫氣和通常還有含CO的氣體混合物，它們將用于合成反應中。合成氣可以從固體，液體或氣態物質生產。尤其，這包括煤炭氣化(煤炭與水蒸汽和/或氧反應形成氫氣和CO)和從天然氣生產合成氣的過程(甲烷與水蒸汽和/或氧氣反應形成氫氣和CO)。同樣，在合成氣裝置中，產生不希望有的CO₂，它方便分離。