利用HYCROF高炉炉顶煤气脱碳制取碳酸氢铵的方法

技术领域

本发明属于钢化联产工艺生产技术领域，具体涉及利用HYCROF高炉炉顶煤气脱碳制取碳酸氢铵的方法。

背景技术

随着“双碳政策”的推进，钢铁企业“30·60”双碳目标及路线图的实施，高炉炉顶脱碳二氧化碳综合利用也被提到了一个前所未有的高度。由于高炉炼铁工艺是钢铁排碳的主要工序，占吨钢排量的70％，达到1.5吨，高炉环节脱碳以及脱碳后的综合利用，成为各钢业探寻研究的重要方向。二氧化碳的利用方向大致上可以分为直接利用、热化学转化利用、电化学转化利用以及生物化学利用。其中的热化学利用主要是将二氧化碳催化转化成清洁能源和化学品，特别是大宗化学品。该过程一方面能够消耗二氧化碳，同时能够提供新的能源以及生产较高价值的化学品，是一条绿色的可持续发展路线。

近年来，国内外企业和科研机构在二氧化碳制各种化学品或中间产品方面开展了多种多样的技术研发与示范。如二氧化碳制甲烷、甲醇、汽油、航煤等能源产品；二氧化碳制甲酸、DMF、DMC、烯烃、芳烃、可降解塑料等高值化学品；二氧化碳干重整制合成气的碳-化学利用路线等。针对HyCROF高炉零碳工艺，CO

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的一个技术问题在于提供利用HYCROF高炉炉顶煤气脱碳制取碳酸氢铵的方法，碳酸氢铵不仅能有效吸收消纳HyCORF高炉的CO

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

利用HYCROF高炉炉顶煤气脱碳制取碳酸氢铵的方法，高炉炉顶煤气依次经过CO

所述利用HYCROF高炉炉顶煤气脱碳制取碳酸氢铵的方法，高炉炉顶煤气经加压风机加压至140-160kPa、分离罐分离后进入CO

所述利用HYCROF高炉炉顶煤气脱碳制取碳酸氢铵的方法，氨水溶液的浓度为16％-18％，优选，浓度为17％。

所述利用HYCROF高炉炉顶煤气脱碳制取碳酸氢铵的方法，CO

所述利用HYCROF高炉炉顶煤气脱碳制取碳酸氢铵的方法，在稠厚器中加入碳铵添加剂，添加量为1wt％

所述利用HYCROF高炉炉顶煤气脱碳制取碳酸氢铵的方法，碳铵添加剂为碳酸氢铵颗粒。

所述利用HYCROF高炉炉顶煤气脱碳制取碳酸氢铵的方法，从CO

有益效果：与现有的技术相比，本发明的优点包括：

碳酸氢铵不仅能有效吸收消纳HyCORF高炉的CO

40万吨每年的二氧化碳制碳酸氢铵需使用氨约16万吨，生产碳酸氢铵约72万吨。二氧化碳吸收制碳酸氢铵工艺能耗：2.0GJ/tCO

附图说明

图1为冷氨法吸收固碳生产碳酸氢氨工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

实施例1

高炉作为能质交换最充分的炼铁工艺对人类文明进步做出巨大贡献，随着高炉喷煤、喷塑料、鼓热风、炉顶余压发电等技术的实施，从能源和生产力角度讲，高炉已经相当高效，HYCROF全氧富氢碳循环高炉的工业化验证，使高炉再能源利用和降低二氧化碳排放正逐步接近理论的极限。为了进一步大幅度减少能源利用和二氧化碳排放，实现HyCROF全氧富氢碳循环高炉碳中和，必须在辅助提供电能加热回收炉顶CO的同时，将脱除的CO

碳酸氢铵可以作为氮肥，食用油各种土壤，可同时提供作物生长所需的铵态氮和二氧化碳，能促进作物生长和光合作用，催苗长叶，可作追肥，也可作底肥直接使用。作为食品发酵剂、膨胀剂应用，中国规定可用于各类需添加膨松剂的食品，如饼干、面包、煎饼等，亦用于发泡粉果汁，绿色蔬菜、竹笋等烫漂，以及医药及试剂。亦可以用于铵盐和植物脱脂，化学分析试剂等。

按照本发明，依据现场的工况条件和气基直接还原工艺要求，在430HYCROF全氧高炉炉顶脱碳装置上进行实施，炉顶气体成分见下表1。

HyCROF全氧富氢碳循环高炉是将氧气替代空气，通过炉顶分理处的CO气体加热后分别鼓入高炉内，从而避免高炉内含有大量的氮气，炉顶煤气中也基本没有氮气含量及NOx，避免氮气带走热量，减少能耗。炉顶煤气中主要以CO

流程图如图1所示，将来自高炉系统的炉顶气经洗涤净化过的CO

表1高炉煤气组成

HyCRF高炉炉顶煤气依次通过CO

在CO

干燥的碳酸氢铵在室温下，有一定的稳定性和良好的流动性。碳酸氢铵厂采用气流干燥的方法将产品干燥；也可采用添加结晶改性剂的方法，使碳酸氢铵的结晶生长得比较粗大，从而改善了液固体分离的操作条件，使产品的含水量由5％～5.5％减小到2.5％～3.5％，对减少产品的分解损失和结块现象有显著效果。

40万吨每年的二氧化碳制碳酸氢铵需使用氨约16万吨，生产碳酸氢铵约72万吨。二氧化碳吸收制碳酸氢铵工艺能耗：2.0GJ/tCO

塔底富液经旋流器离心分离，碳酸铵和碳酸氢铵混合浆液作为循环利用的吸收剂，先由冷却水冷却到37℃，再制冷到20℃进入吸收塔，有效避免了氨逃逸的发生。塔顶脱除二氧化碳的工艺气，经过水洗塔分离和新鲜水洗涤后进入工艺气出口冷却塔，进一步脱除残余氨气和二氧化碳气体后进入高炉系统。旋流器分离后的余液经浆液加压泵泵入下游结晶工序，进行碳酸氢铵的初结晶和重结晶加工，最后制得高纯度(99wt％)碳酸氢铵固体。而本发明提供一种钢化全新途径。碳酸氢铵为无色或浅粒状，板状或柱状结晶体，碳铵是无(硫)酸根氮肥，其三个组分都是作物的养分，不含有害的中间产物和最终分解产物，长期使用不影响土质，是最安全的氮肥品种之一。

碳酸氢铵装置投资参考原有的40万吨二氧化碳捕集装置，投资总额约为1.3亿元。碳酸氢铵价格约为950元/吨，生产原料成本主要为氨气价格，质量占比为：氨质量占比21.5％，氨按2500元/吨；工艺水质量占比22.8％，工艺水按20元/吨。吨碳酸氢铵折合用氨成本为538元，吨碳酸氢铵折合用水成本为4.5元，其他成本为公用工程消耗和用人成本。碳酸氢铵综合生产成本约为：600元/吨碳酸氢铵。折合原料CO