高炉煤气与转炉煤气构成钢铁长流程生产中最重要的二次能源,其可燃组分占比突出:典型高炉煤气含CO(20-25%)与CO₂(18-22%),合计占体积比40-50%;转炉煤气CO含量可达60-70%,CO₂占比3-8%,总可燃组分占比达65-75%。研究表明,通过系统优化这两种煤气的CO利用效率,可降低钢铁企业15-20%的碳排放强度。
采用变压吸附(PSA)技术将煤气中CO浓度提升至80%以上回喷高炉,可替代15-30%的化石燃料消耗。某大型钢企实践显示,该工艺使吨铁焦比降低8-12kg,年减排CO₂超50万吨。配套的胺法或钙循环CO₂捕集技术(能耗<2.5GJ/tCO₂),可将捕集成本控制在200-300元/吨,捕获的CO₂用于驱油可提高原油采收率7-15%,形成CCUS闭环。
针对天然气价格高于2.5元/m³的区域,采用变压吸附(PSA)技术将高炉煤气提纯至CO含量>80%,可获得热值2100±300kcal/Nm³的合成燃气。某沿海钢厂应用案例表明,该技术替代30%天然气需求时,年节约燃料成本超2亿元,同时减少CO₂排放约120万吨,投资回收期仅2.3年。

钢铁煤气中CO₂(15%-25%)的脱除工艺可与碳捕集系统深度耦合,形成高浓度CO₂气源(>90%),使捕集能耗降低30%-40%,综合成本控制在200-300元/吨CO₂。CO₂捕集成本低。

采用先进吸附分离技术,可在高N₂(60%~80%)氛围下实现CO/N₂高效分离,提纯成本控制在0.8~1.2元/Nm³,较传统工艺降低30%~40%。

钢厂煤气中有效组分经提纯后,CO₂等无效组分脱除率可达85%-95%,使有效组分(CO+H₂)浓度提升15%-25%,煤气热值相应提高20%-30%,达到1800-2200kcal/Nm³。

采用多工艺协同优化技术,实现吨CO₂捕集综合能耗<1.8GJ(常规工艺2.5-3.5GJ)。与钢铁煤气CO富集系统耦合运行时,能耗可进一步降至1.5GJ以下,节能效率达40%以上。