權(quán)利要求書(shū)： 1.一種焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，包括對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理的吸附精制塔(1)、將凈化后的焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化為還原氣的還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)以及對(duì)豎爐(10)排出的爐頂氣進(jìn)行凈化處理的MEA脫硫裝置(6)，其中：所述吸附精制塔(1)的焦?fàn)t煤氣進(jìn)口與焦?fàn)t煤氣管道連接，所述吸附精制塔(1)的原料氣出口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)連接，所述吸附精制塔(1)的脫附氣出口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)連接，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的還原氣出口(202)與所述豎爐(10)的還原氣入口(1002)連接，所述豎爐(10)的爐頂氣出口(1001)與所述MEA脫硫裝置(6)的爐頂氣入口連接，所述MEA脫硫裝置(6)的工藝氣出口分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)、所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)以及所述吸附精制塔(1)的解吸氣入口連接，所述MEA脫硫裝置(6)的再生氣出口通過(guò)二氧化碳分離裝置(7)與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)連接。

2.如權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)與焦?fàn)t煤氣管道連接。

3.如權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述吸附精制塔(1)的內(nèi)部填裝有能對(duì)焦?fàn)t煤氣中含有的雜質(zhì)進(jìn)行吸附、并在加熱后能發(fā)生脫附再生的分子篩材料。

4.如權(quán)利要求3所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述吸附精制塔(1)的數(shù)量為多個(gè)，各所述吸附精制塔(1)中至少一個(gè)為備用吸附精制塔。

5.如權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)還包括對(duì)MEA脫硫裝置(6)排出的工藝氣以及所述吸附精制塔(1)排出的原料氣進(jìn)行預(yù)熱升溫的熱回收裝置(8)，所述MEA脫硫裝置(6)的工藝氣出口通過(guò)所述熱回收裝置(8)分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)、所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)以及所述吸附精制塔(1)的解吸氣入口連接，所述吸附精制塔(1)的原料氣出口通過(guò)所述熱回收裝置(8)與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)連接。

6.如權(quán)利要求5所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的煙氣出口與所述熱回收裝置(8)的煙氣進(jìn)口連接，所述熱回收裝置(8)的煙氣出口直接與外部相連通。

7.如權(quán)利要求5所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述MEA脫硫裝置(6)的再生氣出口依次通過(guò)所述二氧化碳分離裝置(7)和所述熱回收裝置(8)與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)連接。

8.如權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)還包括換熱裝置(25)和洗滌器(5)，所述換熱裝置(25)包括換熱器(3)以及與所述換熱器(3)相連接的汽包(4)，所述換熱器(3)的進(jìn)氣口與所述豎爐(10)的爐頂氣出口(1001)連接，所述換熱器(3)的出氣口與所述洗滌器(5)的進(jìn)氣口連接，所述洗滌器(5)的出氣口與所述MEA脫硫裝置(6)的爐頂氣入口連接，所述汽包(4)的熱蒸汽出口(401)與所述MEA脫硫裝置(6)的熱源入口連接。

9.如權(quán)利要求8所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述MEA脫硫裝置(6)包括至少一個(gè)反應(yīng)塔和與所述反應(yīng)塔相連接的至少一個(gè)再生塔，所述反應(yīng)塔內(nèi)填裝有能對(duì)二氧化碳以及硫化氫進(jìn)行吸附的MEA溶液，所述反應(yīng)塔的進(jìn)氣口與所述洗滌器(5)的出氣口連接，所述反應(yīng)塔的出氣口分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的燃料氣入口(203)、所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)以及所述吸附精制塔(1)的解吸氣入口連接，所述再生塔的進(jìn)氣口與所述汽包(4)的熱蒸汽出口(401)連接；

其中，所述反應(yīng)塔的進(jìn)氣口即為所述MEA脫硫裝置(6)的爐頂氣入口，所述反應(yīng)塔的出氣口即為所述MEA脫硫裝置(6)的工藝氣出口，所述再生塔的進(jìn)氣口即為所述MEA脫硫裝置(6)的熱源入口。

10.如權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離裝置(7)的內(nèi)部設(shè)置有燃燒設(shè)備或者所述二氧化碳分離裝置(7)的尾氣出口與焚燒爐連接。

11.如權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述MEA脫硫裝置(6)的工藝氣出口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)之間設(shè)置有調(diào)整輸氣壓力的加壓裝置(9)。

12.如權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的內(nèi)部設(shè)置有將所述吸附精制塔(1)排出的原料氣、所述MEA脫硫裝置(6)排出的工藝氣以及所述MEA脫硫裝置(6)排出的再生氣催化重整為還原鐵礦石所需還原氣的多根催化劑管(205)，各所述催化劑管(205)并聯(lián)于所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣入口(201)與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的還原氣出口(202)之間。

13.如權(quán)利要求12所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述催化劑管(205)內(nèi)填裝有鎳系催化劑。

14.如權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，其特征在于，所述爐頂氣出口(1001)設(shè)置于所述豎爐(10)的頂部，所述豎爐(10)的頂部且位于所述爐頂氣出口(1001)的上方設(shè)置有鐵礦石入口(1003)；

所述還原氣入口(1002)設(shè)置于所述豎爐(10)的底部，所述豎爐(10)的底部且位于所述還原氣入口(1002)的下方設(shè)置有海綿鐵出口(1004)。

說(shuō)明書(shū)： 焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)。

背景技術(shù)[0002] 鋼鐵生產(chǎn)中有長(zhǎng)、短兩種流程，其中長(zhǎng)流程為高爐煉鐵以及轉(zhuǎn)爐煉鋼相結(jié)合，短流程為采用直接還原鐵以及電爐煉鋼相結(jié)合。傳統(tǒng)的高爐煉鐵具有流程長(zhǎng)、能耗高、污染重、

需要消耗焦炭等特點(diǎn)，盡管實(shí)施的各種節(jié)能減排措施已取得一定效果，但這種基于碳還原

的長(zhǎng)流程所涉及的冶金熱力學(xué)反應(yīng)已趨于極限水平，繼續(xù)減排CO2的潛力十分有限，因此必

須尋找新的突破性工藝解決鋼鐵工業(yè)CO2排放高的問(wèn)題，而短流程生產(chǎn)噸鋼排放的CO2要遠(yuǎn)

低于長(zhǎng)流程。

[0003] 現(xiàn)階段，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)無(wú)法提供足夠的廢鋼作為短流程的原料，需要采用鐵礦石替代廢鋼作用原料。短流程中直接還原鐵(DirectReductionIron)，也稱(chēng)海綿鐵，

成分穩(wěn)定，有害雜質(zhì)元素含量低，是煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料，不僅可以作為電爐煉鋼的原料和轉(zhuǎn)爐

煉鋼的冷卻劑，補(bǔ)充廢鋼資源的不足，而且對(duì)保證鋼材的質(zhì)量，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)純凈鋼種起著不可

替代的作用。目前世界先進(jìn)的直接還原鐵技術(shù)是氣基豎爐直接還原技術(shù)，該技術(shù)主要以天

然氣為原料，其中富CH4和CO2的氣體反應(yīng)變換成富H2和CO的氣體后，直接與鐵礦石在高溫條

件下發(fā)生還原反應(yīng)，生產(chǎn)海綿鐵。由于我國(guó)天然氣資源匱乏，發(fā)展氣基豎爐還原技術(shù)受到限

制。我國(guó)的焦?fàn)t煤氣資源相對(duì)豐富，利用焦?fàn)t煤氣制備富氫氣體，既解決了煤氣的排放和利

用問(wèn)題，又為現(xiàn)階段生產(chǎn)直接還原鐵提供一種獲得富氫還原氣的方法。采用焦?fàn)t煤氣制取

還原氣，用于生產(chǎn)海綿鐵是符合我國(guó)國(guó)情的優(yōu)選的技術(shù)路線(xiàn)，是適合我國(guó)發(fā)展新型煉鐵技

術(shù)的重要方向。

[0004] 隨著技術(shù)的發(fā)展，氣基豎爐對(duì)還原氣的要求更加廣泛，其要求大于10(其中，為體積分?jǐn)?shù))， 大于0.3，壓力為0.1～0.90Mpa。

與天然氣相比，我國(guó)焦?fàn)t煤氣資源相對(duì)豐富，但后續(xù)利用工藝不配套，造成大量焦?fàn)t煤氣的

浪費(fèi)。焦?fàn)t煤氣含H2S、CS2、COS、NH3、BTX(苯、甲苯以及二甲苯等)、焦油和萘等雜質(zhì)，導(dǎo)致傳

統(tǒng)的以天然氣為氣源的氣基豎爐工藝無(wú)法運(yùn)行，需要開(kāi)發(fā)適合焦?fàn)t煤氣的氣基豎爐還原氣

工藝。

[0005] 針對(duì)相關(guān)技術(shù)中無(wú)法對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)一步處理，以使其提供豎爐的還原氣使用的問(wèn)題，目前尚未給出有效的解決方案。

[0006] 由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容

[0007] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，能夠?qū)範(fàn)t煤氣中的雜質(zhì)進(jìn)行吸附脫除，再生后的脫附氣可送至還原氣轉(zhuǎn)化爐進(jìn)行燃燒供

熱，MEA脫硫裝置可對(duì)爐頂氣進(jìn)行脫硫處理，并將吸附的CO2再生后隨凈化后的焦?fàn)t煤氣以

及凈化處理后的爐頂氣通入還原氣轉(zhuǎn)化爐內(nèi)催化轉(zhuǎn)化為豎爐所使用的還原氣，添加的CO2

能夠使催化反應(yīng)更加充分，有效解決了焦?fàn)t煤氣中雜質(zhì)多、凈化難的問(wèn)題，不僅具有還原氣

轉(zhuǎn)化爐的原料氣組分可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，而且達(dá)到節(jié)能以及減排CO2的效果，有利于資源的合理配

置以及對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

[0008] 本實(shí)用新型的目的可采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：[0009] 本實(shí)用新型提供了一種焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，包括對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理的吸附精制塔、將凈化后的焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化為還原氣的還原氣轉(zhuǎn)化爐以

及對(duì)豎爐排出的爐頂氣進(jìn)行凈化處理的MEA脫硫裝置，其中：

[0010] 所述吸附精制塔的焦?fàn)t煤氣進(jìn)口與焦?fàn)t煤氣管道連接，所述吸附精制塔的原料氣出口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口連接，所述吸附精制塔的脫附氣出口與所述還原氣

轉(zhuǎn)化爐的燃料氣入口連接，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的還原氣出口與所述豎爐的還原氣入口連

接，所述豎爐的爐頂氣出口與所述MEA脫硫裝置的爐頂氣入口連接，所述MEA脫硫裝置的工

藝氣出口分別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的燃料氣入口、所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口以及所

述吸附精制塔的解吸氣入口連接，所述MEA脫硫裝置的再生氣出口通過(guò)二氧化碳分離裝置

與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口連接。

[0011] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的燃料氣入口與焦?fàn)t煤氣管道連接。

[0012] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述吸附精制塔的內(nèi)部填裝有能對(duì)焦?fàn)t煤氣中含有的雜質(zhì)進(jìn)行吸附、并在加熱后能發(fā)生脫附再生的分子篩材料。

[0013] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述吸附精制塔的數(shù)量為多個(gè)，各所述吸附精制塔中至少一個(gè)為備用吸附精制塔。

[0014] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)還包括對(duì)MEA脫硫裝置排出的工藝氣以及所述吸附精制塔排出的原料氣進(jìn)行預(yù)熱升

溫的熱回收裝置，所述MEA脫硫裝置的工藝氣出口通過(guò)所述熱回收裝置分別與所述還原氣

轉(zhuǎn)化爐的燃料氣入口、所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口以及所述吸附精制塔的解吸氣入口

連接，所述吸附精制塔的原料氣出口通過(guò)所述熱回收裝置與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入

口連接。

[0015] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的煙氣出口與所述熱回收裝置的煙氣進(jìn)口連接，所述熱回收裝置的煙氣出口直接與外部相連通。

[0016] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述MEA脫硫裝置的再生氣出口依次通過(guò)所述二氧化碳分離裝置和所述熱回收裝置與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口連接。

[0017] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)還包括換熱裝置和洗滌器，所述換熱裝置包括換熱器以及與所述換熱器相連接的汽

包，所述換熱器的進(jìn)氣口與所述豎爐的爐頂氣出口連接，所述換熱器的出氣口與所述洗滌

器的進(jìn)氣口連接，所述洗滌器的出氣口與所述MEA脫硫裝置的爐頂氣入口連接，所述汽包的

熱蒸汽出口與所述MEA脫硫裝置的熱源入口連接。

[0018] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述MEA脫硫裝置包括至少一個(gè)反應(yīng)塔和與所述反應(yīng)塔相連接的至少一個(gè)再生塔，所述反應(yīng)塔內(nèi)填裝有能對(duì)二氧化碳以及硫化氫進(jìn)行

吸附的MEA溶液，所述反應(yīng)塔的進(jìn)氣口與所述洗滌器的出氣口連接，所述反應(yīng)塔的出氣口分

別與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的燃料氣入口、所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口以及所述吸附精制

塔的解吸氣入口連接，所述再生塔的進(jìn)氣口與所述汽包的熱蒸汽出口連接；

[0019] 其中，所述反應(yīng)塔的進(jìn)氣口即為所述MEA脫硫裝置的爐頂氣入口，所述反應(yīng)塔的出氣口即為所述MEA脫硫裝置的工藝氣出口，所述再生塔的進(jìn)氣口即為所述MEA脫硫裝置的熱

源入口。

[0020] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述二氧化碳分離裝置的內(nèi)部設(shè)置有燃燒設(shè)備或者所述二氧化碳分離裝置的尾氣出口與焚燒爐連接。

[0021] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述MEA脫硫裝置的工藝氣出口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣入口之間設(shè)置有調(diào)整輸氣壓力的加壓裝置。

[0022] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的內(nèi)部設(shè)置有將所述吸附精制塔排出的原料氣、所述MEA脫硫裝置排出的工藝氣以及所述MEA脫硫裝置排出的再生氣

催化重整為還原鐵礦石所需還原氣的多根催化劑管，各所述催化劑管并聯(lián)于所述還原氣轉(zhuǎn)

化爐的原料氣入口與所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的還原氣出口之間。

[0023] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述催化劑管內(nèi)填裝有鎳系催化劑。[0024] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述爐頂氣出口設(shè)置于所述豎爐的頂部，所述豎爐的頂部且位于所述爐頂氣出口的上方設(shè)置有鐵礦石入口；

[0025] 所述還原氣入口設(shè)置于所述豎爐的底部，所述豎爐的底部且位于所述還原氣入口的下方設(shè)置有海綿鐵出口。

[0026] 由上所述，本實(shí)用新型的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)吸附精制塔對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理，達(dá)到對(duì)焦?fàn)t煤氣中無(wú)機(jī)硫、有機(jī)硫、焦

油、苯以及萘等雜質(zhì)進(jìn)行吸附脫除的效果，吸附精制塔再生后的脫附氣可送至還原氣轉(zhuǎn)化

爐進(jìn)行燃燒供熱，MEA脫硫裝置可對(duì)爐頂氣進(jìn)行脫硫處理，并將吸收的CO2再生后隨凈化后

的焦?fàn)t煤氣以及凈化處理后的爐頂氣通入還原氣轉(zhuǎn)化爐內(nèi)催化轉(zhuǎn)化為豎爐所使用的富H2

和CO的還原氣，所添加的CO2能夠使催化反應(yīng)更加充分完全，從而產(chǎn)生足夠的還原氣與豎爐

內(nèi)的鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，解決了焦?fàn)t煤氣中雜質(zhì)多、凈化難的問(wèn)題，本實(shí)用新型不僅具有

還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣組分可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，而且達(dá)到節(jié)能以及減排CO2的效果，有利于資源的

合理配置以及對(duì)環(huán)境的保護(hù)，有利于鋼廠(chǎng)升級(jí)改造以及提升產(chǎn)品的質(zhì)量，具有極大的發(fā)展

前景。

附圖說(shuō)明[0027] 以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說(shuō)明和解釋?zhuān)⒉幌薅ū緦?shí)用新型的范圍。其中：

[0028] 圖1：為本實(shí)用新型焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0029] 圖2：為本實(shí)用新型焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)中還原氣轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0030] 圖3：為本實(shí)用新型焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)中換熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0031] 圖4：為本實(shí)用新型焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)所采用的制備方法的工藝流程圖之一。

[0032] 圖5：為本實(shí)用新型焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)所采用的制備方法的工藝流程圖之二。

[0033] 圖6：為本實(shí)用新型焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)所采用的制備方法的工藝流程圖之三。

[0034] 本實(shí)用新型中的附圖標(biāo)號(hào)為：[0035] 1、吸附精制塔； 2、還原氣轉(zhuǎn)化爐；[0036] 201、原料氣入口； 202、還原氣出口；[0037] 203、燃料氣入口； 204、煙氣出口；[0038] 205、催化劑管； 3、換熱器；[0039] 4、汽包； 401、熱蒸汽出口；[0040] 5、洗滌器； 6、MEA脫硫裝置；[0041] 7、二氧化碳分離裝置；8、熱回收裝置；[0042] 9、加壓裝置；10、豎爐；[0043] 1001、爐頂氣出口；1002、還原氣入口；[0044] 1003、鐵礦石入口；1004、海綿鐵出口；[0045] 11、第一輸氣管道；12、第二輸氣管道；[0046] 13、第三輸氣管道；14、第四輸氣管道；[0047] 15、第五輸氣管道；16、第六輸氣管道；[0048] 17、第七輸氣管道；18、第八輸氣管道；[0049] 19、第九輸氣管道；20、第十輸氣管道；[0050] 21、第十一輸氣管道；22、第十二輸氣管道；[0051] 23、第十三輸氣管道；24、第十四輸氣管道；[0052] 25、換熱裝置。具體實(shí)施方式[0053] 為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

[0054] 實(shí)施方式一[0055] 如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供了一種焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)，該焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)包括吸附精制塔1、還原氣轉(zhuǎn)化爐

2以及MEA脫硫裝置6，吸附精制塔1用于對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理，還原氣轉(zhuǎn)化爐2用于將凈

化后的焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化為還原氣，MEA脫硫裝置6用于對(duì)豎爐10排出的爐頂氣中的二氧化碳以

及硫化氫進(jìn)行吸附處理。其中：吸附精制塔1的焦?fàn)t煤氣進(jìn)口與焦?fàn)t煤氣管道連接，且還原

氣轉(zhuǎn)化爐2的燃料氣入口203通過(guò)第一輸氣管道11與焦?fàn)t煤氣管道連接，吸附精制塔1的原

料氣出口與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201連接，吸附精制塔1的脫附氣出口與還原氣轉(zhuǎn)

化爐2的燃料氣入口203連接，還原氣轉(zhuǎn)化爐2的還原氣出口202通過(guò)第五輸氣管道15與豎爐

10的還原氣入口1002連接，豎爐10的爐頂氣出口1001與MEA脫硫裝置6的爐頂氣入口連接，

MEA脫硫裝置6的工藝氣出口分別與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的燃料氣入口203、還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原

料氣入口201以及吸附精制塔1的解吸氣入口連接，MEA脫硫裝置6的再生氣出口通過(guò)第十三

輸氣管道23與二氧化碳分離裝置7的進(jìn)氣口連接，二氧化碳分離裝置7的出氣口通過(guò)第十四

輸氣管道24與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201連接。

[0056] 本實(shí)用新型通過(guò)吸附精制塔1對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理，達(dá)到對(duì)焦?fàn)t煤氣中無(wú)機(jī)硫、有機(jī)硫、焦油、苯以及萘等雜質(zhì)進(jìn)行吸附脫除的效果，吸附精制塔1再生后的脫附氣可送

至還原氣轉(zhuǎn)化爐2進(jìn)行燃燒供熱，MEA脫硫裝置6可對(duì)爐頂氣進(jìn)行脫硫處理，并將吸收的CO2

再生后隨凈化后的焦?fàn)t煤氣以及凈化處理后的爐頂氣通入還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)催化轉(zhuǎn)化為豎

爐10所使用的富H2和CO的還原氣，所添加的CO2能夠使催化反應(yīng)更加充分完全，從而產(chǎn)生足

夠的還原氣與豎爐10內(nèi)的鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，解決了焦?fàn)t煤氣中雜質(zhì)多、凈化難的問(wèn)題，

本實(shí)用新型不僅具有還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣組分可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，而且達(dá)到節(jié)能以及減排CO2

的效果，有利于資源的合理配置以及對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

[0057] 具體的，如圖1所示，爐頂氣出口1001設(shè)置于豎爐10的頂部，豎爐10的頂部且位于爐頂氣出口1001的上方設(shè)置有鐵礦石入口1003；還原氣入口1002設(shè)置于豎爐10的底部，豎

爐10的底部且位于還原氣入口1002的下方設(shè)置有海綿鐵出口1004。

[0058] 進(jìn)一步的，第五輸氣管道15內(nèi)還原氣的壓力為0.08MPa至0.4MPa，還原氣的溫度為850℃至1100℃，還原氣中 大于10，還原氣中 大于0.3，

[0059] 優(yōu)選的，還原氣中 為1至3。[0060] 在本實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例中，吸附精制塔1的內(nèi)部填裝有能對(duì)焦?fàn)t煤氣中含有的雜質(zhì)(無(wú)機(jī)硫、有機(jī)硫、焦油、苯以及萘等)進(jìn)行吸附、并在加熱后能發(fā)生脫附再生的

分子篩材料。

[0061] 優(yōu)選的，分子篩材料采用疏水型微晶材料，能夠吸附無(wú)機(jī)硫、有機(jī)硫、焦油、苯以及萘等雜質(zhì)，在20℃至100℃溫度范圍內(nèi)具備吸附能力，在160℃至350℃溫度范圍能進(jìn)行脫附

再生；分子篩材料的壽命5至7年，可反復(fù)再生，且耐高溫。

[0062] 進(jìn)一步的，疏水型微晶材料可為含有鎂、鈣、鍶、釔、鑭、鈰、銪、鐵、鈷、鎳、銅、銀、鋅等元素中的至少一種元素的材料制成；具體地，該疏水型微晶材料選自X型分子篩、Y型分子

篩、A型分子篩、ZSM型分子篩、絲光沸石、β型分子篩、MCM型分子篩、SAPO型分子篩中的至少

一種，并且實(shí)際實(shí)施時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)需要合理設(shè)置該催化劑的用量。

[0063] 進(jìn)一步的，吸附精制塔1的數(shù)量為多個(gè)，各吸附精制塔1中至少一個(gè)為備用吸附精制塔。

[0064] 在實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖1所示，焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)還包括熱回收裝置8，熱回收裝置8用于對(duì)MEA脫硫裝置6排出的工藝氣以及吸附

精制塔1排出的原料氣進(jìn)行預(yù)熱升溫，MEA脫硫裝置6的工藝氣出口通過(guò)熱回收裝置8分別與

還原氣轉(zhuǎn)化爐2的燃料氣入口203、還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201以及吸附精制塔1的解

吸氣入口連接，吸附精制塔1的原料氣出口通過(guò)熱回收裝置8與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入

口201連接。通過(guò)熱回收裝置8對(duì)進(jìn)入還原氣轉(zhuǎn)化爐2之前的工藝氣以及原料氣進(jìn)行預(yù)熱升

溫。

[0065] 進(jìn)一步的，如圖1所示，還原氣轉(zhuǎn)化爐2的煙氣出口通過(guò)第六輸氣管道16與熱回收裝置8的煙氣進(jìn)口連接，熱回收裝置8的煙氣出口直接與外部相連通。

[0066] 進(jìn)一步的，如圖1所示，MEA脫硫裝置6的再生氣出口通過(guò)二氧化碳分離裝置7后，再通過(guò)熱回收裝置8與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201連接，通過(guò)熱回收裝置8對(duì)MEA脫硫裝

置6所排出的再生氣中的CO2進(jìn)行預(yù)熱升溫。

[0067] 在實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖1所示，MEA脫硫裝置6的工藝氣出口與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201之間設(shè)置有調(diào)整輸氣壓力的加壓裝置9，通過(guò)加壓裝置9調(diào)節(jié)輸

氣壓力，對(duì)工藝氣以及原料氣進(jìn)行加壓后輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201中。

[0068] 進(jìn)一步的，加壓裝置9可為但不限于加壓機(jī)。[0069] 在本實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖1、圖3所示，焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)還包括換熱裝置25和洗滌器5，換熱裝置25包括換熱器3以及與換熱器3

相連接的汽包4，換熱器3的進(jìn)氣口通過(guò)第九輸氣管道19與豎爐10的爐頂氣出口1001連接，

換熱器3的出氣口通過(guò)第十輸氣管道20與洗滌器5的進(jìn)氣口連接，洗滌器5的出氣口通過(guò)第

十一輸氣管道21與MEA脫硫裝置6的爐頂氣入口連接，汽包4的熱蒸汽出口401通過(guò)第十二輸

氣管道22與MEA脫硫裝置6的熱源入口連接，MEA脫硫裝置6的工藝氣出口通過(guò)第八輸氣管道

18與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的燃料氣入口203連接，MEA脫硫裝置6的工藝氣出口還通過(guò)第七輸氣管

道17與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201連接，第七輸氣管道17和第八輸氣管道18均穿過(guò)熱

回收裝置8，加壓裝置9設(shè)置于第七輸氣管道17上。通過(guò)換熱器3對(duì)爐頂氣進(jìn)行換熱，換熱所

得的熱蒸汽通過(guò)汽包4輸送至MEA脫硫裝置6中用于MEA溶液的再生，通過(guò)洗滌器5對(duì)換熱后

的爐頂氣進(jìn)行除塵降溫，并輸送至MEA脫硫裝置6中對(duì)爐頂氣中的H2S以及CO2進(jìn)行吸收脫除，

經(jīng)過(guò)MEA脫硫裝置6凈化后的爐頂氣即為工藝氣。

[0070] 具體的，MEA脫硫裝置6包括至少一個(gè)反應(yīng)塔和與反應(yīng)塔相連接的至少一個(gè)再生塔，反應(yīng)塔內(nèi)填裝有能對(duì)二氧化碳以及硫化氫進(jìn)行吸附的MEA(一乙醇胺)溶液，反應(yīng)塔的進(jìn)

氣口與洗滌器5的出氣口連接，反應(yīng)塔的出氣口分別與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的燃料氣入口203、還

原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201以及吸附精制塔1的解吸氣入口連接，再生塔的進(jìn)氣口與汽

包4的熱蒸汽出口401連接；其中，反應(yīng)塔的進(jìn)氣口即為MEA脫硫裝置6的爐頂氣入口，反應(yīng)塔

的出氣口即為MEA脫硫裝置6的工藝氣出口，再生塔的進(jìn)氣口即為MEA脫硫裝置6的熱源入

口。經(jīng)過(guò)洗滌器5除塵降溫的爐頂氣首先輸送至反應(yīng)塔內(nèi)對(duì)H2S以及CO2進(jìn)行吸收脫除，反應(yīng)

塔內(nèi)的MEA溶液達(dá)到預(yù)設(shè)的飽和閾值后進(jìn)入至再生塔內(nèi)，在再生塔內(nèi)高溫蒸汽的加熱下MEA

溶液中吸收的H2S以及CO2釋放至再生氣中，并輸送至二氧化碳分離裝置7內(nèi)，再生后的MEA溶

液回流至反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行循環(huán)使用。

[0071] 其中，反應(yīng)塔的操作壓力為5kPa至0.1MPa，再生塔的操作壓力5kPa至60kPa。[0072] 進(jìn)一步的，二氧化碳分離裝置7的內(nèi)部設(shè)置有燃燒設(shè)備或者二氧化碳分離裝置7的尾氣出口與焚燒爐連接，二氧化碳分離裝置7對(duì)再生氣中的CO2進(jìn)行分離，再生氣中所剩的

H2S可在二氧化碳分離裝置7內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)燃或者輸送至外部的焚燒爐中進(jìn)行燃燒，生成的SO2經(jīng)

后續(xù)處理設(shè)施進(jìn)行凈化脫除。

[0073] 進(jìn)一步的，如圖1所示，吸附精制塔1的脫附氣出口通過(guò)第四輸氣管道14接入至第八輸氣管道18中，吸附精制塔1脫附后的脫附氣依次通過(guò)第四輸氣管道14和第八輸氣管道

18輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒供熱。

[0074] 進(jìn)一步的，如圖1所示，吸附精制塔1的原料氣出口通過(guò)第二輸氣管道12接入至第七輸氣管道17中，吸附精制塔1輸出的原料氣依次通過(guò)第二輸氣管道12、第七輸氣管道17以

及熱回收裝置8后進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)作為原料氣進(jìn)行催化重整反應(yīng)。

[0075] 進(jìn)一步的，如圖1所示，二氧化碳分離裝置7的出氣口通過(guò)第十四輸氣管道24接入第七輸氣管道17中，二氧化碳分離裝置7分離所得的CO2依次通過(guò)第十四輸氣管道24、第七

輸氣管道17以及熱回收裝置8后進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)作為原料氣進(jìn)行催化重整反應(yīng)。

[0076] 進(jìn)一步的，如圖1所示，吸附精制塔1的解吸氣入口通過(guò)第三輸氣管道13接入至第七輸氣管道17中，第七輸氣管道17中的工藝氣可作為解吸氣輸送至吸附精制塔1內(nèi)，以供吸

附精制塔1脫附再生，脫附后的脫附氣直接輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒供熱。

[0077] 在實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖1、圖2所示，還原氣轉(zhuǎn)化爐2的內(nèi)部設(shè)置有多根催化劑管205，各催化劑管205并聯(lián)于還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201與還原氣轉(zhuǎn)化爐

2的還原氣出口202之間，通過(guò)各催化劑管205將吸附精制塔1排出的原料氣、MEA脫硫裝置6

排出的工藝氣以及MEA脫硫裝置6排出的再生氣催化重整為還原鐵礦石所需還原氣。

[0078] 進(jìn)一步的，催化劑管205內(nèi)填裝的催化劑可為但不限于鎳系催化劑。[0079] 本實(shí)用新型的工作原理為：將鐵礦石從豎爐10的鐵礦石入口1003進(jìn)入至豎爐10內(nèi)，還原氣在豎爐10內(nèi)由下向上流動(dòng)，還原氣(富H2和CO氣體)與鐵礦石(Fe2O3)反應(yīng)，生成海

綿鐵(Fe)和爐頂氣(富H2、CO和CO2氣體)；爐頂氣首先通過(guò)豎爐10的爐頂氣出口1001輸出，首

先進(jìn)入至換熱裝置25內(nèi)，在換熱裝置25內(nèi)爐頂氣與水進(jìn)行換熱，并將產(chǎn)生的熱蒸汽輸送至

MEA脫硫裝置6的再生塔內(nèi)用于對(duì)MEA溶液再生時(shí)進(jìn)行加熱；換熱后的爐頂氣進(jìn)入至洗滌器5

內(nèi)進(jìn)行除塵降溫，然后進(jìn)入MEA脫硫裝置6的脫硫塔中，通過(guò)MEA溶液對(duì)爐頂氣中混有的H2S

以及CO2進(jìn)行吸收脫除，MEA脫硫裝置6凈化后所得的工藝氣分為兩部分，一部分工藝氣(占

總量的10％至50％)輸送至熱回收裝置8中預(yù)熱升溫至200℃至400℃(優(yōu)選300℃)后與吸附

精制塔1的脫附氣以及未經(jīng)過(guò)吸附精制塔1的初步凈化焦?fàn)t煤氣(即：燃料氣)混合進(jìn)入還原

氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)作為燃料供還原氣轉(zhuǎn)化爐2燃燒升溫；另一部分工藝氣(占總量的50％至90％)

與吸附精制塔1凈化后的原料氣以及MEA脫硫裝置6再生氣中的CO2混合，經(jīng)加壓裝置9加壓

至0.1MPa至0.5MPa后，經(jīng)熱回收裝置8預(yù)熱至500℃至700℃輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2，工藝氣、

原料氣以及再生氣中的CO2在還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)的催化劑管205中發(fā)生催化重整反應(yīng)，原料

氣中的CH4、CO2、工藝氣中的CO以及再生氣中的CO2作為原料氣反應(yīng)生成CO和H2(反應(yīng)的化學(xué)

方程式為：CH4+CO2＝2CO+2H2)，由于催化重整反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所需要的熱量來(lái)自于部分工

藝氣、燃料氣和脫附氣的燃燒。最終，將反應(yīng)生成富H2和CO的高溫氣體作為還原氣通過(guò)還原

氣入口1002輸送至豎爐10內(nèi)。

[0080] 其中，MEA溶液能對(duì)爐頂氣中的H2S以及CO2進(jìn)行吸收，通過(guò)加熱可將MEA溶液所吸收的H2S以及CO2釋放至再生氣中，MEA脫硫裝置6中的再生氣輸送至二氧化碳分離裝置7中將再

生氣中的CO2進(jìn)行分離并輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)用于增加CO2的含量，再生氣中分離CO2后

所剩的H2S在二氧化碳分離裝置7內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)燃或者輸送至外部的焚燒爐中進(jìn)行燃燒，生成的

SO2經(jīng)后續(xù)處理設(shè)施進(jìn)行凈化脫除。

[0081] 初步凈化焦?fàn)t煤氣(即：未經(jīng)過(guò)吸附精制塔1凈化的焦?fàn)t煤氣)中總硫含量≤3 3 3 3

500mg/Nm (即：小于或等于500mg/Nm)，焦油含量為≤50mg/Nm (即：小于或等于50mg/Nm)，

3 3

BTX(苯、甲苯、二甲苯等)含量為≤2500mg/Nm (即：小于或等于2500mg/Nm)，萘含量為≤

3 3

500mg/Nm(即：小于或等于500mg/Nm)，首先，5％左右的初步凈化焦?fàn)t煤氣輸送至還原氣轉(zhuǎn)

化爐進(jìn)行燃燒供熱，95％左右的初步凈化焦?fàn)t煤氣進(jìn)入吸附精制塔1，對(duì)焦?fàn)t煤氣中的無(wú)機(jī)

硫、有機(jī)硫、焦油、苯以及萘等雜質(zhì)進(jìn)行吸附脫除，凈化后焦?fàn)t煤氣(即：原料氣)與工藝氣混

合，經(jīng)加壓裝置9加壓并輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)。當(dāng)吸附精制塔1達(dá)到預(yù)設(shè)的飽和閾值后，

3 3 3

抽取2000Nm/h至6000Nm/h(優(yōu)選4000Nm/h)的工藝氣作為解吸氣，解吸氣經(jīng)過(guò)熱回收裝置

8內(nèi)與高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱，至解吸氣的溫度升高到160℃至350℃(優(yōu)選260℃)左右，對(duì)吸附

精制塔1內(nèi)的分子篩材料進(jìn)行再生，再生分為升溫、保溫、冷吹三個(gè)階段，再生周期約60小

時(shí)；再生過(guò)程中，分子篩材料所吸附的雜質(zhì)脫附到解吸氣中，稱(chēng)為脫附氣，吸附精制塔1內(nèi)的

脫附氣、部分初步凈化焦?fàn)t煤氣以及空氣混合進(jìn)入還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒，將混合氣體

中焦油、苯、萘等碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為二氧化碳和水、有機(jī)硫以及無(wú)機(jī)硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫，并

隨煙氣排出，經(jīng)煙氣凈化達(dá)標(biāo)排放。

[0082] 實(shí)施方式二[0083] 如圖4所示，本實(shí)用新型焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)的制備方法，包括如下步驟：

[0084] 步驟S1：初步凈化焦?fàn)t煤氣通過(guò)吸附精制塔1，脫除初步凈化焦?fàn)t煤氣內(nèi)混有的雜質(zhì)，以形成原料氣。

[0085] 進(jìn)一步的，步驟S1中，一部分所述初步凈化焦?fàn)t煤氣通過(guò)吸附精制塔1形成原料氣，另一部分所述初步凈化焦?fàn)t煤氣進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒供熱。其中，進(jìn)入至

3

吸附精制塔1的初步凈化焦?fàn)t煤氣量為65000Nm /h，進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2的初步凈化焦?fàn)t

3

煤氣量為5000Nm/h。

[0086] 進(jìn)一步的，步驟S1中，吸附精制塔1吸附達(dá)到預(yù)設(shè)的飽和度閾值后，抽取工藝氣并進(jìn)行加熱升溫，通入至吸附精制塔1內(nèi)進(jìn)行脫附再生，吸附精制塔1的脫附氣進(jìn)入至所述還

原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒供熱。

[0087] 步驟S2：原料氣通過(guò)還原氣轉(zhuǎn)化爐2，原料氣在還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)催化劑的作用下，生成還原氣。

[0088] 進(jìn)一步的，步驟S2中，通過(guò)還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣，需要通過(guò)加壓裝置9升壓至0.1MPa至0.5MPa，且通過(guò)熱回收裝置8預(yù)熱升溫至500℃至700℃。

[0089] 步驟S3：還原氣通過(guò)豎爐10并與豎爐10內(nèi)的鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到海綿鐵和爐頂氣。

[0090] 進(jìn)一步的，如圖5所示，步驟S3包括：[0091] 步驟S301：將鐵礦石經(jīng)加工成為球團(tuán)或塊礦，從豎爐10的鐵礦石入口1003進(jìn)入至豎爐10內(nèi)；

[0092] 步驟S302：還原氣在豎爐10內(nèi)由下至上流動(dòng)，并與豎爐10內(nèi)的鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到海綿鐵和爐頂氣。

[0093] 步驟S4：爐頂氣從豎爐10內(nèi)排出，通過(guò)MEA脫硫裝置6對(duì)爐頂氣中的硫化氫以及二氧化碳進(jìn)行吸收，以形成工藝氣。

[0094] 步驟S5：對(duì)MEA脫硫裝置6進(jìn)行加熱，以將吸收的硫化氫以及二氧化碳釋放至再生氣中。

[0095] 進(jìn)一步的，如圖6所示，步驟S5包括：[0096] 步驟S501：飽和后的MEA溶液從脫硫塔進(jìn)入至再生塔，其中，脫硫塔的操作壓力5kPa至0.1MPa，再生塔的操作壓力5kPa至60kPa；

[0097] 步驟S502：通過(guò)熱蒸汽對(duì)再生塔進(jìn)行加熱，以將MEA溶液中吸收的硫化氫和二氧化碳釋放至再生氣中；其中，熱蒸汽為換熱器3與爐頂氣進(jìn)行換熱后所產(chǎn)生的熱蒸汽。

[0098] 步驟S503：再生后的MEA溶液從再生塔返回至脫硫塔內(nèi)循環(huán)使用。[0099] 步驟S6：將再生氣中的二氧化碳進(jìn)行分離，并將再生氣中的硫化氫進(jìn)行燃燒。[0100] 進(jìn)一步的，將再生氣通入二氧化碳分離裝置7中，以對(duì)再生氣中的CO2進(jìn)行分離，二氧化碳分離裝置7的內(nèi)部設(shè)置有燃燒設(shè)備或者二氧化碳分離裝置7與焚燒爐連接，分離CO2

后，再生氣中所剩的H2S可在二氧化碳分離裝置7內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)燃或者輸送至外部的焚燒爐中進(jìn)

行燃燒，生成的SO2經(jīng)后續(xù)處理設(shè)施進(jìn)行凈化脫除。

[0101] 進(jìn)一步的，步驟S6中，MEA脫硫裝置6的再生氣中分離的二氧化碳，需要通過(guò)熱回收裝置8預(yù)熱升溫至500℃至700℃。

[0102] 步驟S7：步驟S4中的工藝氣分為兩部分，一部分工藝氣進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒供熱，另一部分工藝氣、原料氣以及再生氣中分離的二氧化碳混合后通過(guò)還原氣轉(zhuǎn)

化爐2，工藝氣、原料氣以及再生氣中分離的二氧化碳的混合氣體在還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)催化

劑的作用下，再次生成還原氣。

[0103] 進(jìn)一步的，步驟S7中，進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒的部分工藝氣，需要通過(guò)熱回收裝置8進(jìn)行預(yù)熱升溫至200℃至400℃。

[0104] 進(jìn)一步的，步驟S7中，通過(guò)還原氣轉(zhuǎn)化爐2進(jìn)行催化反應(yīng)的另一部分工藝氣與原料氣，需要通過(guò)加壓裝置9升壓至0.25MPa，且通過(guò)熱回收裝置8預(yù)熱升溫至500℃至700℃。

[0105] 進(jìn)一步的，步驟S7中，還原氣的壓力為0.08MPa至0.4MPa，還原氣的溫度為850℃至1100℃，還原氣中 大于10，還原氣中 大于0.3。

[0106] 優(yōu)選的，還原氣中 為1至3。[0107] 進(jìn)一步的，步驟S7中，進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒的工藝氣占總量的10％至50％；進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行重整反應(yīng)的工藝氣占總量50％至90％。

[0108] 進(jìn)一步的，步驟S7中，進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒的工藝氣占總量的20％；進(jìn)入至所述還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行重整反應(yīng)的工藝氣占總量80％。

[0109] 步驟S8：還原氣再次通過(guò)豎爐10并與豎爐10內(nèi)的鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到海綿鐵和爐頂氣。

[0110] 進(jìn)一步的，步驟S8中，還原氣與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)的溫度條件為930℃。[0111] 步驟S9：循環(huán)步驟S4至步驟S8，至豎爐10內(nèi)的鐵礦石完全反應(yīng)生成海綿鐵。[0112] 本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例為：[0113] 鐵礦石(Fe2O3)經(jīng)加工成為球團(tuán)或塊礦后，從豎爐10的鐵礦石入口1003供料，還原氣在豎爐10內(nèi)由下至上逆向流動(dòng)，在930℃溫度條件下與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到海綿鐵

(Fe)和爐頂氣(富H2、CO和CO2氣體)。爐頂氣從豎爐10的爐頂氣出口1001排出進(jìn)入至換熱器3

內(nèi)，爐頂氣在換熱器3內(nèi)與汽包4輸送的水進(jìn)行換熱，熱蒸汽進(jìn)入汽包4內(nèi)并輸送至MEA脫硫

裝置6內(nèi)供MEA溶液加熱再生。換熱后的爐頂氣進(jìn)入洗滌器5進(jìn)行冷卻除塵，之后再進(jìn)入MEA

脫硫裝置6內(nèi)對(duì)爐頂氣內(nèi)混有的H2S和CO2進(jìn)行脫除，經(jīng)過(guò)MEA脫硫裝置6后輸出的工藝氣分為

兩部分，一部分工藝氣(占總量的10％至50％，優(yōu)選20％)經(jīng)熱回收裝置8預(yù)熱至溫度達(dá)到

300℃后，通過(guò)還原氣轉(zhuǎn)化爐2的燃料氣入口203進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒，為還原

氣轉(zhuǎn)化爐2供熱；另一部分工藝氣(占總量的50％至90％，優(yōu)選70％)經(jīng)加壓裝置9升壓至

0.25MPa，并經(jīng)過(guò)熱回收裝置8后，預(yù)熱至溫度達(dá)到600℃，通過(guò)還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口

201進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)的催化劑管205中。工藝氣、原料氣的混合氣體在催化劑管205

內(nèi)催化劑的作用下發(fā)生重整反應(yīng)，將CH4和CO2重整為H2和CO。在還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)，催化劑管

205被外部燃燒的高溫?zé)煔饧訜?，反?yīng)所得還原氣溫度約為930℃， 約為1.6，

還原氣通過(guò)還原氣入口1002輸送至豎爐10內(nèi)，與豎爐10內(nèi)的鐵礦石反

應(yīng)生產(chǎn)海綿鐵，溫度為500℃的海綿鐵從豎爐10下部的海綿鐵出口1004輸出。

[0114] 其中，MEA脫硫裝置6采用MEA溶液吸收H2S和CO2，脫硫塔的操作溫度為40℃，吸收H2S和CO2飽和后的MEA溶液進(jìn)入再生塔進(jìn)行再生，再生溫度為110℃，再生后的MEA溶液返回

至脫硫塔內(nèi)循環(huán)使用；MEA溶液再生時(shí)采用水蒸氣加熱，再生氣中主要含有H2S和CO2，再生氣

進(jìn)入二氧化碳分離裝置7，分離出的CO2隨工藝氣進(jìn)入至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)，分離所剩余的H2S

通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化為二氧化硫進(jìn)行凈化處理。

[0115] 其中，初步凈化焦?fàn)t煤氣為70000Nm3/h，總硫含量為300mg/Nm3，焦油含量為20mg/3 3 3

Nm，苯含量為500mg/Nm ，萘含量為500mg/Nm ，一部分初步凈化焦?fàn)t煤氣(65000Nm/h)進(jìn)入

3 3

吸附精制塔1進(jìn)行凈化，凈化后焦?fàn)t煤氣中硫含量小于1mg/Nm ，苯含量小于1mg/Nm ，萘含量

3 3

小于1mg/Nm ，另一部分初步凈化焦?fàn)t煤氣(5000Nm/h)輸送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)進(jìn)行燃燒供

熱。

[0116] 其中，吸附精制塔1的數(shù)量為7個(gè)，1個(gè)為備用吸附精制塔。當(dāng)吸附精制塔1吸附達(dá)到3

預(yù)設(shè)的飽和度閾值后，抽取5000Nm /h的工藝氣并經(jīng)過(guò)熱回收裝置8升溫至260℃，再通入至

吸附精制塔1內(nèi)進(jìn)行脫附再生。吸附精制塔1的再生分為升溫、保溫、冷卻三個(gè)階段，再生周

期為3天。再生過(guò)程中，分子篩材料所吸附的硫、苯、萘、焦油等雜質(zhì)進(jìn)入脫附氣中，脫附氣、

部分初步凈化焦?fàn)t煤氣和部分工藝氣混合進(jìn)入還原氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)燃燒提供熱量，混合氣體

中的污染物轉(zhuǎn)化為H2O、CO2和SO2進(jìn)入煙氣中，經(jīng)凈化達(dá)標(biāo)后排放。

[0117] 本實(shí)用新型的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是：[0118] 一、該焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)通過(guò)吸附精制塔1內(nèi)的分子篩材料對(duì)焦?fàn)t煤氣中的無(wú)機(jī)硫、有機(jī)硫、焦油、苯以及萘等雜質(zhì)進(jìn)行吸附脫除處理，再生后

的脫附氣可送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2作為燃料氣進(jìn)行燃燒供熱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能量利用率高，與傳

統(tǒng)凈化裝置相比投資少，成本低，無(wú)二次污染。

[0119] 二、該焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)通過(guò)MEA脫硫裝置6吸收脫除爐頂氣中的硫化氫以及二氧化碳，MEA溶液再生所需熱量來(lái)自于換熱器3，不僅爐頂氣所攜

帶的熱量能夠得到回收并充分利用，而且MEA溶液再生后再生氣中的二氧化碳通入至還原

氣轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)用于催化轉(zhuǎn)化為豎爐10所使用的還原氣，所添加的CO2能夠使催化反應(yīng)更加充

分完全。

[0120] 三、該焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)采用吸附精制塔1凈化后的焦?fàn)t煤氣與豎爐10生成的CO2催化轉(zhuǎn)化為富H2、CO的還原氣，達(dá)到節(jié)能減排CO2的效果，還原

氣組分可調(diào)。

[0121] 四、該焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)設(shè)置有熱回收裝置8和換熱裝置25，對(duì)進(jìn)入還原氣轉(zhuǎn)化爐2的工藝氣進(jìn)行預(yù)熱升溫，還原氣轉(zhuǎn)化爐2產(chǎn)出的還原氣可直

接輸送至豎爐10中與鐵礦石進(jìn)行還原反應(yīng)，能耗低，流程簡(jiǎn)潔。

[0122] 以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變

化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。