本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)爐煤氣資源化利用和co2提純制備的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用轉(zhuǎn)爐煤氣制備co2及循環(huán)噴吹的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，鐵水中的碳與氧氣劇烈反應(yīng)，生成大量的co和少量的co2，成為轉(zhuǎn)爐煤氣的主要成分。為了增強(qiáng)熔池攪拌強(qiáng)度，加快冶金反應(yīng)速度，轉(zhuǎn)爐通常底吹n2和ar氣體，吹入的n2和ar氣體絕大部分進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣；轉(zhuǎn)爐除塵抽風(fēng)過程中，大量空氣由轉(zhuǎn)爐爐口吸入，空氣中的大量n2將直接進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣；為減少空氣吸入，防止煤氣泄漏，轉(zhuǎn)爐爐口、氧槍孔等位置通常采用噴吹n2氣密封，密封效果一般，同時轉(zhuǎn)爐煤氣中n2氣增加；因此，普通轉(zhuǎn)爐煤氣成分一般為co、co2和10%~40%的n2等。

由于高比例n2的存在，使得轉(zhuǎn)爐煤氣的熱值不高，常規(guī)燃燒溫度不高，限制了其廣泛應(yīng)用。即使轉(zhuǎn)爐煤氣使用純氧氣燃燒工藝，雖然能在一定程度上提高火焰溫度，其因煤氣中本身含有大量n2，勢必會造成氮氧化物大量產(chǎn)生。而氮氧化物目前已成為霧霾產(chǎn)生的主要誘因之一，國內(nèi)限制排放。

目前轉(zhuǎn)爐煤氣主要用于軋鋼加熱、鋼包烘烤、燃燒發(fā)電等，轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒產(chǎn)生大量co2，均未利用直接排放，是鋼鐵氣體溫室氣體排放的重要源頭，但轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒尾氣中co2濃度一般僅為20%~40%，分離回收co2難點較大，成本過高。

常規(guī)頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐通常采用頂吹純o2和底吹n2/ar的冶煉方式，該工藝易造成熔池升溫過快，不利于冶煉前期控溫脫磷，頂吹氧氣射流產(chǎn)生的火點區(qū)溫度高，導(dǎo)致煙塵產(chǎn)生量大，而且底吹氮氣易導(dǎo)致鋼水氮含量超標(biāo)。大量研究表明，co2在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝中有著巨大的應(yīng)用價值，采用o2-co2混合噴吹煉鋼工藝，有助于降低煙塵產(chǎn)生量，增強(qiáng)熔池攪拌，改善脫磷效果，降低鋼水氮含量。但是，大多數(shù)企業(yè)并沒有co2氣源，無法采用o2-co2混合噴吹煉鋼工藝。

目前，co2回收和制備的主要思路是選用石灰窯或者熱電廠的尾氣作為原料氣，但石灰窯或熱電廠的尾氣中co2含量通常僅為20~35%，co2含量相對較低，且雜質(zhì)成分較多，導(dǎo)致co2的分離、提純和制備成本大幅增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，是要提供一種利用轉(zhuǎn)爐煤氣制備co2及循環(huán)噴吹的方法和系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種利用轉(zhuǎn)爐煤氣制備co2及循環(huán)噴吹的方法，該方法利用低n2含量的轉(zhuǎn)爐煤氣和以o2、co2為主要成分的氧化劑在煤氣燃燒裝置中燃燒，燃燒熱量經(jīng)換熱裝置得以利用，燃燒煙氣經(jīng)過凈化處理后得到富含co2的純凈煙氣，所述富含co2的純凈煙氣被定義為低純度co2，一部分所述的低純度co2被用于提純和制備高純度co2；所述的低純度co2和高純度co2被循環(huán)至轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)，用于轉(zhuǎn)爐頂吹、轉(zhuǎn)爐底吹和轉(zhuǎn)爐密封保護(hù)，獲得所述的低n2含量的轉(zhuǎn)爐煤氣；所述的低純度co2和高純度co2被循環(huán)至氧化劑配氣柜，與工業(yè)純o2混合制備轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒所需的以o2、co2為主要成分的氧化劑；所述的高純度co2作為產(chǎn)品用作其它用途。

進(jìn)一步，該方法具體包括下述步驟：

步驟1：將轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的低n2含量的轉(zhuǎn)爐煤氣儲存在煤氣柜中；

步驟2：將所述煤氣柜中的轉(zhuǎn)爐煤氣與氧化劑配氣柜中的氧化劑按照配比導(dǎo)入煤氣燃燒裝置中進(jìn)行混合燃燒；

步驟3：所述煤氣燃燒裝置中燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過換熱裝置后進(jìn)入燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)中，在所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)進(jìn)行成分分析，成分合格的煙氣在燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)中進(jìn)行凈化和儲存，得到富含co2的純凈煙氣，所述富含co2的純凈煙氣被定義為低純度co2，成分不合格的煙氣在燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)中進(jìn)行凈化后經(jīng)燃燒煙氣排空煙囪中進(jìn)行排空；

步驟4：經(jīng)過步驟3處理的得到一部分所述的低純度co2導(dǎo)入co2提純制備儲存系統(tǒng)，得到高純度co2；

步驟5：將步驟3得到一部分所述的低純度co2和步驟4得到一部分高純度co2導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)，與其它介質(zhì)混合作為轉(zhuǎn)爐頂吹氣體、底吹氣體和密封保護(hù)氣體；

步驟6：步驟3得到一部分所述的低純度co2和步驟4得到一部分高純度co2導(dǎo)入氧化劑配氣柜中與工業(yè)純o2混合制備轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒所需的氧化劑。

步驟7：將步驟4得到的高純度co2中的一部分通過產(chǎn)品氣管路收集作為產(chǎn)品用作其它用途。

進(jìn)一步，所述低n2含量的轉(zhuǎn)爐煤氣是利用所述的低純度co2和高純度co2對轉(zhuǎn)爐進(jìn)行密封保護(hù)獲得的，以co2代替n2進(jìn)行轉(zhuǎn)爐底吹，以co2代替n2作為轉(zhuǎn)爐氧槍孔密封氣體，向轉(zhuǎn)爐爐口周圍噴吹co2來抑制空氣中n2的混入。

進(jìn)一步，所述低n2含量的轉(zhuǎn)爐煤氣中n2含量為0~20%，co含量為50%~90%，co2含量為10%~50%。

進(jìn)一步，所述以o2、co2為主要成分的氧化劑由所述的低純度co2、高純度co2和工業(yè)純o2混合制備，其中o2含量為5%~100%，co2含量為0~95%，n2含量為0~20%。

進(jìn)一步，所述低純度co2中的co2含量為75%~95%，n2含量為0~20%，o2含量為0~5%，co含量為0~1%；所述高純度co2中的co2含量為98%~100%。

進(jìn)一步，所述步驟3中氣體分析判斷條件是：如果煙氣中co2含量為75%~95%，n2含量為0~20%，o2含量為0~5%，co含量為0~1%，則為成分合格的煙氣，否則為成分不合格的煙氣。

本發(fā)明的另一目的是提供實現(xiàn)上述方法的利用轉(zhuǎn)爐煤氣制備co2及循環(huán)噴吹的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)，轉(zhuǎn)爐，煤氣柜，氧化劑配氣柜，用于煤氣燃燒的煤氣燃燒裝置，換熱裝置，用于分析燃燒后煙氣成分并對成分合格的煙氣進(jìn)行凈化和儲存，對成分不合格的煙氣進(jìn)行凈化和排空的燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)，用于根據(jù)燃燒煙氣成分調(diào)整轉(zhuǎn)爐煤氣和氧化劑流量使得燃燒煙氣成分合格的燃燒控制系統(tǒng)，co2提純制備儲存系統(tǒng)，轉(zhuǎn)爐頂吹裝置，氧槍孔密封裝置，爐口氣氛保護(hù)裝置，轉(zhuǎn)爐底吹裝置、氧氣管道和燃燒煙氣排空煙囪，所述轉(zhuǎn)爐與所述煤氣柜連接，所述煤氣柜和所述氧化劑配氣柜均與所述煤氣燃燒裝置連接，所述換熱裝置與所述煤氣燃燒裝置連接，所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)的一端與所述煤氣燃燒裝置連接，另一端分別與所述轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)、co2提純制備儲存系統(tǒng)的進(jìn)氣口、氧化劑配氣柜和燃燒煙氣排空煙囪連接，所述燃燒控制系統(tǒng)的一端與所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)連接，另一端與所述煤氣燃燒裝置連接，所述co2提純制備儲存系統(tǒng)的出氣口通過管路分別與所述轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)、氧化劑配氣柜和產(chǎn)品氣管路連接；所述轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)分別與所述轉(zhuǎn)爐頂吹裝置、氧槍孔密封裝置、爐口氣氛保護(hù)裝置和轉(zhuǎn)爐底吹裝置連接。

進(jìn)一步，該系統(tǒng)包括爐口氣氛保護(hù)裝置，通過向轉(zhuǎn)爐爐口周圍噴吹保護(hù)氣體來抑制空氣的混入，所述爐口氣氛保護(hù)裝置設(shè)置在所述轉(zhuǎn)爐的爐口位置，所述爐口氣氛保護(hù)裝置通過管路與所述轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步，所述燃燒控制系統(tǒng)采集所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)分析得到的煙氣成分信息，反饋調(diào)節(jié)所述煤氣燃燒裝置入口的轉(zhuǎn)爐煤氣流量和氧化劑流量。

進(jìn)一步，所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)包括主體，以及設(shè)置在主體內(nèi)部的煙氣成分分析裝置、煙氣凈化裝置、合格煙氣儲罐和不合格煙氣排空管道，所述煙氣成分分析裝置、煙氣凈化裝置和合格煙氣儲罐依次連接，所述不合格煙氣排空管道設(shè)置在煙氣凈化裝置和合格煙氣儲罐之間，且所述不合格煙氣排空管道與所述燃燒煙氣排空煙囪連接，所述煙氣成分分析裝置與所述燃燒控制系統(tǒng)連接。

所述方法和系統(tǒng)適用于30~350噸的煉鋼轉(zhuǎn)爐。

所述方法和系統(tǒng)的具體運行過程為：

初始狀態(tài)下，從外部獲得少量高純度co2氣體儲存于co2提純制備儲存系統(tǒng)的儲罐中，并導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)和氧化劑配氣柜；轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，利用高純度co2和工業(yè)純o2混合作為轉(zhuǎn)爐頂吹氣體，利用高純度co2作為轉(zhuǎn)爐底吹氣體，利用高純度co2作為氧槍孔密封氣體和爐口氣氛保護(hù)氣體，此時轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的煤氣中n2含量低于10%；轉(zhuǎn)爐煤氣儲存于煤氣柜中；氧化劑配氣柜利用工業(yè)純o2和高純度co2混合制備氧化劑；轉(zhuǎn)爐煤氣和氧化劑在煤氣燃燒裝置中燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，燃燒煙氣中co2含量為80%~98%，n2含量為0~10%，o2含量為0~5%，co含量為0~1%，燃燒產(chǎn)生的熱量通過換熱裝置得以利用；隨后，燃燒煙氣進(jìn)入燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)，經(jīng)過除塵、脫油、脫水等凈化處理后得到富含co2的純凈煙氣，一部分富含co2的純凈煙氣作為低純度co2直接使用；一部分富含co2的純凈煙氣導(dǎo)入co2提純制備儲存系統(tǒng)，高效率、低成本地制備高純度co2，并儲存于co2提純制備儲存系統(tǒng)的儲罐中，此后不再需要從外部獲得高純度co2；燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)生產(chǎn)的低純度co2和co2提純制備儲存系統(tǒng)生產(chǎn)的高純度co2導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)，與其他介質(zhì)混合作為轉(zhuǎn)爐的頂吹氣體、底吹氣體和密封保護(hù)氣體；同時，低純度co2和高純度co2導(dǎo)入氧化劑配氣柜，與工業(yè)純o2混合制備轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒所需的氧化劑；自此，本發(fā)明所述的系統(tǒng)實現(xiàn)循環(huán)運行模式，不再需要從外部獲得高純度co2。

本發(fā)明的有益效果包括：

（1）為轉(zhuǎn)爐煉鋼提供了co2氣源，轉(zhuǎn)爐噴吹co2，可以增強(qiáng)熔池攪拌，降低煙塵產(chǎn)生量，提高脫磷率；

（2）采用co2作為轉(zhuǎn)爐底吹和密封保護(hù)氣體后，可大幅降低轉(zhuǎn)爐煤氣中n2含量，提高煤氣熱值，減少煤氣放散，增加轉(zhuǎn)爐煉鋼的煤氣回收量；

（3）采用o2-co2混合氣體作為氧化劑，既可以解決純氧燃燒導(dǎo)致的火焰溫度過高的問題，也可以大幅降低燃燒過程中氮氧化物的生成；

（4）煤氣燃燒產(chǎn)生的煙氣得以回收和循環(huán)利用，減少了co2等溫室氣體的排放；

（5）為co2的提純制備提供了一種富含co2的原料氣，大幅降低了co2的提純制備成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種利用轉(zhuǎn)爐煤氣制備co2及循環(huán)噴吹的系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明中的燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)，2-轉(zhuǎn)爐，3-煤氣柜，4-氧化劑配氣柜，5-煤氣燃燒裝置，6-換熱裝置，7-燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)，7-1-主體，7-2-煙氣成分分析裝置、7-3-煙氣凈化裝置、7-4-合格煙氣儲罐，7-5不合格煙氣排空管道，8-燃燒控制系統(tǒng)，9-co2提純制備儲存系統(tǒng)，10-轉(zhuǎn)爐頂吹裝置，11-氧槍孔密封裝置，12-爐口氣氛保護(hù)裝置，13-轉(zhuǎn)爐底吹裝置，14-氧氣管道，15-燃燒煙氣排空煙囪，16-co2產(chǎn)品氣體管道，17-轉(zhuǎn)爐煤氣流量計，18.-氧化劑流量計。

具體實施方式

本發(fā)明的具體實施方式將結(jié)合實施例及附圖進(jìn)行說明。

如圖1-圖2所示，本發(fā)明一種利用轉(zhuǎn)爐煤氣制備co2及循環(huán)噴吹系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)1，轉(zhuǎn)爐2，煤氣柜3，氧化劑配氣柜4，用于煤氣燃燒的煤氣燃燒裝置5，換熱裝置6，用于分析燃燒后煙氣成分并對成分合格的煙氣進(jìn)行凈化和儲存，對成分不合格的煙氣進(jìn)行凈化和排空的燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)7，用于根據(jù)燃燒煙氣成分調(diào)整轉(zhuǎn)爐煤氣和氧化劑流量使得燃燒煙氣成分合格的燃燒控制系統(tǒng)8，co2提純制備儲存系統(tǒng)9，轉(zhuǎn)爐頂吹裝置10，氧槍孔密封裝置11，爐口氣氛保護(hù)裝置12，轉(zhuǎn)爐底吹裝置13、氧氣管道14和燃燒煙氣排空煙囪15；

其中，所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)7包括主體，以及設(shè)置在主體7-1內(nèi)部的煙氣成分分析裝置7-2、煙氣凈化裝置7-3、合格煙氣儲罐7-4和不合格煙氣排空管道7-5，所述不合格煙氣排空管道7-5設(shè)置在煙氣凈化裝置7-3和合格煙氣儲罐7-4之間；

所述轉(zhuǎn)爐2與所述煤氣柜3連接，所述煤氣柜3通過管道與所述煤氣燃燒裝置5連接，且所述管道上設(shè)有轉(zhuǎn)爐煤氣流量計17，所述氧化劑配氣柜4通過管道與所述密閉燃燒裝5連接，且所述管道上設(shè)有氧化劑流量計18，所述換熱裝置6與所述煤氣燃燒裝置5連接，所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)7的一端與所述煤氣燃燒裝置5連接，另一端分別與所述轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)1、co2提純制備儲存系統(tǒng)9的進(jìn)氣口、氧化劑配氣柜4和燃燒煙氣排空煙囪15連接，所述燃燒控制系統(tǒng)8的一端與所述煙氣成分分析裝置7-2連接，另一端分別與所述轉(zhuǎn)爐煤氣流量計17和氧化劑流量計18數(shù)據(jù)連接，所述co2提純制備儲存系統(tǒng)9的出氣口通過管路分別與所述轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)1、氧化劑配氣柜4和產(chǎn)品氣管路16連接；所述轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)1分別與所述轉(zhuǎn)爐頂吹裝置10、氧槍孔密封裝置11、爐口氣氛保護(hù)裝置12和轉(zhuǎn)爐底吹裝置13連接，所述不合格煙氣排空管道7-5與所述燃燒煙氣排空煙囪15連接。

所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)7包括主體7-1，以及設(shè)置在主體內(nèi)部的煙氣成分分析裝置7-2、煙氣凈化裝置7-3、合格煙氣儲罐7-4和不合格煙氣排空管道7-5，所述不合格煙氣排空管道與所述燃燒煙氣排空煙囪連接，所述煙氣成分分析裝置與所述燃燒控制系統(tǒng)連接，所述燃燒控制系統(tǒng)分別與轉(zhuǎn)爐煤氣流量17和氧化劑流量18控制連接。

所述氧化劑配氣柜4利用來自氧氣管道9的氧氣和來自燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)7的低純度co2、來自co2提純制備儲存系統(tǒng)8的高純度co2制備轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒所需的氧化劑，主要成分為o2和co2，氧化劑的配比根據(jù)設(shè)備情況和工藝需求而定；

所述煤氣燃燒裝置5用于轉(zhuǎn)爐煉鋼煤氣和氧化劑的燃燒，并根據(jù)所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)7分析得到的煙氣成分來反饋調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐煤氣和氧化劑的配比；為了避免空氣混入和燃燒煙氣外溢，所述煤氣燃燒裝置5為煤氣燃燒裝置；

所述換熱裝置6用于回收利用轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒所產(chǎn)生的熱量；

所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)7對所述煤氣燃燒裝置5產(chǎn)生的燃燒煙氣進(jìn)行成分分析和凈化處理，對成分合格的燃燒煙氣進(jìn)行凈化和儲存，得到富含co2的純凈煙氣，所述富含co2的純凈煙氣可作為低純度co2直接使用，對成分不合格的燃燒煙氣進(jìn)行凈化和排空；

所述co2提純制備儲存系統(tǒng)8以所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)7得到的富含co2的純凈煙氣作為原料氣來提純和制備高純度co2，并可根據(jù)產(chǎn)品需求調(diào)整co2的提純濃度。

本發(fā)明一種利用轉(zhuǎn)爐煤氣制備co2及循環(huán)噴吹的方法，具體包括下述步驟：

步驟1：將轉(zhuǎn)爐2煉鋼產(chǎn)生的低n2含量的轉(zhuǎn)爐煤氣儲存在煤氣柜3中；

步驟2：將所述煤氣柜3中的轉(zhuǎn)爐煤氣與氧化劑配氣柜4中的氧化劑按照配比導(dǎo)入煤氣燃燒裝置5中進(jìn)行混合燃燒；

步驟3：所述煤氣燃燒裝置中燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過換熱裝置6后進(jìn)入燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)7中，在所述燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)7進(jìn)行成分分析，分析后數(shù)據(jù)發(fā)送給燃燒控制系統(tǒng)8，所述燃燒控制系統(tǒng)8通過接收到的數(shù)據(jù)控制轉(zhuǎn)爐煤氣流量17和氧化劑流量18，以調(diào)節(jié)進(jìn)入到煤氣燃燒裝置5中氣體比例，成分合格的煙氣在燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)中進(jìn)行凈化和儲存，得到富含co2的純凈煙氣，所述富含co2的純凈煙氣被定義為低純度co2，成分不合格的煙氣在燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)7中進(jìn)行凈化后經(jīng)燃燒煙氣排空煙囪15進(jìn)行排空；

步驟4：經(jīng)過步驟3處理的得到一部分所述的低純度co2導(dǎo)入co2提純制備儲存系統(tǒng)8，得到高純度co2；

步驟5：將步驟3得到的一部分所述的低純度co2和步驟4得到一部分高純度co2導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)1，與其它介質(zhì)混合作為轉(zhuǎn)爐頂吹氣體、底吹氣體和密封保護(hù)氣體；

步驟6：步驟3得到的一部分所述的低純度co2和步驟4得到的一部分高純度co2導(dǎo)入氧化劑配氣柜4中與工業(yè)純o2混合制備轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒所需的氧化劑。

步驟7：將步驟4得到的高純度co2中的一部分通過產(chǎn)品氣管路16收集作為產(chǎn)品用作其它用途。

實施例：

一種利用轉(zhuǎn)爐煤氣制備co2及循環(huán)噴吹的方法，利用低n2含量的轉(zhuǎn)爐煤氣和以o2、co2為主要成分的氧化劑在煤氣燃燒裝置中燃燒，燃燒熱量經(jīng)換熱裝置得以利用，燃燒煙氣經(jīng)過凈化處理后得到富含co2的純凈煙氣，所述富含co2的純凈煙氣被定義為低純度co2，一部分所述的低純度co2被用于提純和制備高純度co2；所述的低純度co2和高純度co2被循環(huán)至轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)，用于轉(zhuǎn)爐頂吹、轉(zhuǎn)爐底吹和轉(zhuǎn)爐密封保護(hù)，可以獲得所述的低n2含量的轉(zhuǎn)爐煤氣；所述的低純度co2和高純度co2被循環(huán)至氧化劑配氣柜，與工業(yè)純o2混合制備轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒所需的以o2、co2為主要成分的氧化劑；所述的低純度co2和高純度co2可作為產(chǎn)品用作其它用途。

在本實施例中，所述方法應(yīng)用于100噸煉鋼轉(zhuǎn)爐，本發(fā)明所生產(chǎn)的低純度co2和高純度co2均與轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)連接，冶煉過程中，利用低純度co2、高純度co2和工業(yè)純o2混合作為轉(zhuǎn)爐頂吹氣體，利用低純度co2和高純度co2混合作為轉(zhuǎn)爐底吹氣體，利用低純度co2作為氧槍孔密封氣體和爐口氣氛保護(hù)氣體，所述轉(zhuǎn)爐冶煉產(chǎn)生的煤氣中n2含量為10%，co含量為75%，co2含量為15%；轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒所需的氧化劑由低純度co2、高純度co2和工業(yè)純o2混合制備，其中o2含量為40%，co2含量為50%，n2含量為10%；轉(zhuǎn)爐煤氣和氧化劑在煤氣燃燒裝置中混合燃燒后產(chǎn)生的煙氣中co2含量為85%，o2含量為3%，n2含量為12%，co含量為微量，既可作為低純度co2直接使用，也可用于提純制備高純度co2。

所述方法具體包括下述步驟：

將轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣儲存在煤氣柜中；將煤氣柜中的轉(zhuǎn)爐煤氣與氧化劑配氣柜中的氧化劑按照配比導(dǎo)入煤氣燃燒裝置；煤氣燃燒裝置中燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過換熱裝置后進(jìn)入燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)，成分合格的煙氣在燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)中進(jìn)行凈化和儲存，得到富含co2的純凈煙氣，成分不合格的煙氣在燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)中進(jìn)行凈化和排空；富含co2的純凈煙氣被定義為低純度co2，一部分所述的低純度co2被導(dǎo)入co2提純制備儲存系統(tǒng)，得到高純度co2；將一部分低純度co2和高純度co2導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)，與其它介質(zhì)混合作為轉(zhuǎn)爐頂吹氣體、底吹氣體和密封保護(hù)氣體；將一部分所述的低純度co2和高純度co2導(dǎo)入氧化劑配氣柜，和工業(yè)純o2混合制備轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒所需的氧化劑；所述的低純度co2和高純度co2可作為產(chǎn)品用作其它用途。

所述方法的具體循環(huán)運行過程為：

初始狀態(tài)下，從外部獲得少量高純度co2氣體儲存于co2提純制備儲存系統(tǒng)的儲罐中，并導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)和氧化劑配氣柜；轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，利用高純度co2和工業(yè)純o2混合作為轉(zhuǎn)爐頂吹氣體，利用高純度co2作為轉(zhuǎn)爐底吹氣體，利用高純度co2作為氧槍孔密封氣體和爐口氣氛保護(hù)氣體，此時轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的煤氣中n2含量為6%；轉(zhuǎn)爐煤氣儲存于煤氣柜中；氧化劑配氣柜利用工業(yè)純o2和高純度co2混合制備氧化劑；轉(zhuǎn)爐煤氣和氧化劑在煤氣燃燒裝置中燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，燃燒煙氣中co2含量為93%，o2含量為3%，n2含量低于4%，co含量為微量，燃燒產(chǎn)生的熱量通過換熱裝置得以利用；隨后，燃燒煙氣進(jìn)入燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)，經(jīng)過除塵、脫油、脫水等凈化處理后得到富含co2的純凈煙氣，富含co2的純凈煙氣可作為低純度co2直接使用；一部分富含co2的純凈煙氣導(dǎo)入co2提純制備儲存系統(tǒng)，高效率、低成本地制備高純度co2，并儲存于co2提純制備儲存系統(tǒng)的儲罐中，此后不再需要從外部獲得co2產(chǎn)品氣體；燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)生產(chǎn)的低純度co2和co2提純制備儲存系統(tǒng)生產(chǎn)的高純度co2導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)，與其他介質(zhì)混合作為轉(zhuǎn)爐的頂吹氣體、底吹氣體和密封保護(hù)氣體；同時，低純度co2和高純度co2導(dǎo)入氧化劑配氣柜，與工業(yè)純o2混合制備轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒所需的氧化劑；自此，本發(fā)明所述的系統(tǒng)實現(xiàn)循環(huán)運行模式，不再需要從外部獲得高純度co2。

本發(fā)明所述方法和系統(tǒng)的具體循環(huán)運行過程為：

初始狀態(tài)下，從外部獲得少量高純度co2氣體儲存于co2提純制備儲存系統(tǒng)的儲罐中，并導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)和氧化劑配氣柜；轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，利用高純度co2和工業(yè)純o2混合作為轉(zhuǎn)爐頂吹氣體，利用高純度co2作為轉(zhuǎn)爐底吹氣體，利用高純度co2作為氧槍孔密封氣體和爐口氣氛保護(hù)氣體，此時轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的煤氣中n2含量為6%；轉(zhuǎn)爐煤氣儲存于煤氣柜中；氧化劑配氣柜利用工業(yè)純o2和高純度co2混合制備氧化劑；轉(zhuǎn)爐煤氣和氧化劑在煤氣燃燒裝置中燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，燃燒煙氣中co2含量為93%，o2含量為3%，n2含量低于4%，co含量為微量，燃燒產(chǎn)生的熱量通過換熱裝置得以利用；隨后，燃燒煙氣進(jìn)入燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)，經(jīng)過除塵、脫油、脫水等凈化處理后得到富含co2的純凈煙氣，富含co2的純凈煙氣可作為低純度co2直接使用；一部分富含co2的純凈煙氣導(dǎo)入co2提純制備儲存系統(tǒng)，高效率、低成本地制備高純度co2，并儲存于co2提純制備儲存系統(tǒng)的儲罐中，此后不再需要從外部獲得co2產(chǎn)品氣體；燃燒煙氣凈化儲存系統(tǒng)生產(chǎn)的低純度co2和co2提純制備儲存系統(tǒng)生產(chǎn)的高純度co2導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐供氣系統(tǒng)，與其他介質(zhì)混合作為轉(zhuǎn)爐的頂吹氣體、底吹氣體和密封保護(hù)氣體；同時，低純度co2和高純度co2導(dǎo)入氧化劑配氣柜，與工業(yè)純o2混合制備轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒所需的氧化劑；自此，本發(fā)明所述的系統(tǒng)實現(xiàn)循環(huán)運行模式，不再需要從外部獲得高純度co2。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果做了詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。