[發(fā)明專利]一種與鋼廠集成的二氧化碳捕集利用系統(tǒng)及其使用方法

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• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111530238A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 尚航;牛紅偉;郭東方;劉練波;郜時旺
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18;B01D53/14;C01B32/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發(fā)明公開了一種與鋼廠集成的二氧化碳捕集利用系統(tǒng)及其使用方法，包括再生塔，所述再生塔頂部的CO₂氣體通入降溫塔下端，降溫塔頂端氣體出口與二氧化碳壓縮機入口連通，二氧化碳壓縮機出口分為兩路，一路與液化器的CO₂氣體入口連通，另一路與緩沖罐連通，所述緩沖罐頂部出口與閥站入口連通，閥站出口與轉(zhuǎn)爐底部連通，將二氧化碳捕集技術與利用技術相結(jié)合，在從鋼廠燃煤鍋爐煙道氣或者高爐煤氣所捕集的二氧化碳通過壓縮機加壓，加壓后分為兩路，一路直接送入轉(zhuǎn)爐用于碳鋼或不銹鋼等鋼材的吹煉，替代部分氬氣，不僅可以降低該部分用氣的成本，而且有望大大降低剩余部分氬氣的采購成本，另一路降溫液化后存儲在CO₂儲槽，儲槽里的液態(tài)CO₂一方面可用于鋼材吹煉氣調(diào)峰。

技術領域

本發(fā)明屬于二氧化碳捕集、利用與封存技術領域，特別涉及一種與鋼廠集成的二氧化碳捕集利用系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術

全球氣候變化已經(jīng)成為國際社會關注的熱點。低碳發(fā)展作為解決氣候變化問題、協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟發(fā)展的綜合路徑，為應對氣候變化提供了新的機遇。中國年產(chǎn)鋼約6億噸，按噸鋼CO₂排放量2.3噸計算，總排放量達到13.8億噸，成為CO₂排放的大戶，占國內(nèi)工業(yè)總排放量的16％左右。在全球碳排放控制日趨嚴格的大環(huán)境下，大力發(fā)展鋼鐵行業(yè)低碳技術、推廣低碳技術的應用，是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)低碳發(fā)展，保證綠色可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

現(xiàn)鋼廠吹煉采用氬氣，一部分氬氣來自于空分系統(tǒng)，另一部分氬氣來自于市場采購，用成本較低的CO₂代替部分成本較高的氬氣用作煉鋼過程的攪拌氣源、反應介質(zhì)及保護氣源，是降低CO₂排放、實現(xiàn)煉鋼過程節(jié)能降耗及提高鋼水質(zhì)量的有效手段，目前已經(jīng)取得了顯著的研究進展。但鋼廠采用的CO₂氣源多為外購低溫液態(tài)工業(yè)二氧化碳，不僅成本高，而且使用前需加壓升溫，消耗大量熱能，并受到外部供貨連續(xù)性的擾動，影響鋼廠長期穩(wěn)定生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種與鋼廠集成的二氧化碳捕集利用系統(tǒng)及其使用方法，尤其適用于燃煤鍋爐煙道氣、高爐煤氣等產(chǎn)生的煙氣中低濃度二氧化碳的捕集，將二氧化碳回收的同時用作轉(zhuǎn)爐底吹氣，用以減少鋼廠二氧化碳的排放和降低吹煉系統(tǒng)用氣成本。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種與鋼廠集成的二氧化碳捕集利用系統(tǒng)，包括再生塔，所述再生塔頂部的CO₂氣體通入降溫塔下端，降溫塔頂端氣體出口與二氧化碳壓縮機入口連通，二氧化碳壓縮機出口分為兩路，一路與液化器的CO₂氣體入口連通，另一路與緩沖罐連通，所述緩沖罐頂部出口與閥站入口連通，閥站出口與轉(zhuǎn)爐底部連通。

進一步的，所述液化器的CO₂液體出口與CO₂儲槽入口連通，CO₂儲槽出口與增壓泵入口連通，增壓泵出口分為兩路，一路去往液體CO₂槽車，另一路與氣化器的液體CO₂入口連通，氣化器氣體CO₂出口與緩沖罐連通，氣化器冷端去往凝結(jié)水箱。

進一步的，所述再生塔下段連接有再沸器，再沸器蒸汽入口與來自蒸汽管網(wǎng)的低壓蒸汽管道連通，再沸器凝結(jié)水出口分為兩路，一路去廠區(qū)凝結(jié)水箱，另一路與氣化器熱端相連，再沸器溶液入口與再生塔中段連通，再沸器溶液出口與再生塔下段連通。

進一步的，所述的降溫塔分為上下兩段，下段液體出口與水洗泵入口相連，水洗泵出口一端與水冷器熱端相連，另一端與再生塔上端連通，水冷器冷端與降溫塔下段液體入口相連，降溫塔上段液體出口與氨冷泵入口連通，氨冷泵出口與氨冷器熱端連通，氨冷器冷端與降溫塔上段液體入口連通。

進一步的，所述氨冷器的冷源由氨壓縮機提供，氨冷器冷源入口與氨壓縮機出口連通，氨冷器冷源出口與氨壓縮機入口連通。