權(quán)利要求書： 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)的內(nèi)部填裝有能對焦?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，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；

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；

所述MEA脫硫裝置(6)包括至少一個反應(yīng)塔和與所述反應(yīng)塔相連接的至少一個再生塔，所述反應(yīng)塔內(nèi)填裝有能對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。

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)的數(shù)量為多個，各所述吸附精制塔(1)中至少一個為備用吸附精制塔。

4.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。

5.如權(quán)利要求4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。

6.如權(quán)利要求4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。

7.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。

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)。

9.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。

10.如權(quán)利要求9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。

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)。

12.一種焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的方法，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方法采用權(quán)利要求1至11中任一所述焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)制備豎爐還原氣，所述焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的方法包括如下步驟：步驟S1：初步凈化焦?fàn)t煤氣通過吸附精制塔(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；

步驟S2：原料氣通過還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)，原料氣在所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)內(nèi)催化劑的作用下，生成還原氣；

步驟S3：還原氣通過豎爐(10)并與所述豎爐(10)內(nèi)的鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到海綿鐵和爐頂氣；

步驟S4：爐頂氣從所述豎爐(10)內(nèi)排出，通過MEA脫硫裝置(6)對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；

步驟S5：對所述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；

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；

步驟S7：一部分工藝氣進(jìn)入至所述還原氣轉(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所述還原氣轉(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所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)內(nèi)催化劑的作用下，再次生成還原氣；

步驟S8：還原氣再次通過所述豎爐(10)并與所述豎爐(10)內(nèi)的鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到海綿鐵和爐頂氣；

步驟S9：循環(huán)步驟S4至步驟S8，至所述豎爐(10)內(nèi)的鐵礦石完全反應(yīng)生成海綿鐵。

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方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

步驟S301：將鐵礦石經(jīng)加工成為球團(tuán)或塊礦，從所述豎爐(10)的鐵礦石入口(1003)進(jìn)入至所述豎爐(10)內(nèi)；

步驟S302：還原氣在所述豎爐(10)內(nèi)由下至上流動，并與所述豎爐(10)內(nèi)的鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到海綿鐵和爐頂氣。

14.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方法，其特征在于，所述步驟S2中通過所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)的原料氣、步驟S7中進(jìn)入至所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)內(nèi)進(jìn)行燃燒的部分工藝氣、步驟S7中通過所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)進(jìn)行催化反應(yīng)的另一部分工藝氣、原料氣以及步驟S6中所述MEA脫硫裝置(6)的再生氣中分離的二氧化碳，均需要通過熱回收裝置(8)進(jìn)行預(yù)熱升溫。

15.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方法，其特征在于，所述步驟S1中，一部分所述初步凈化焦?fàn)t煤氣通過所述吸附精制塔(1)形成原料氣，另一部分所述初步凈化焦?fàn)t煤氣進(jìn)入至所述還原氣轉(zhuǎn)化爐(2)內(nèi)進(jìn)行燃燒供熱。

16.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方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述吸附精制塔(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，通入至所述吸附精制塔(1)內(nèi)進(jìn)行脫附再生，所述吸附精制塔(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。

17.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方法，其特征在于，所述步驟S5包括：

步驟S501：飽和后的MEA溶液從脫硫塔進(jìn)入至再生塔；

步驟S502：通過熱蒸汽對所述再生塔進(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；

步驟S503：再生后的MEA溶液從所述再生塔返回至所述脫硫塔內(nèi)循環(huán)使用。

說明書： 焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)及方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(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)及方法。背景技術(shù)[0002] 鋼鐵生產(chǎn)中有長、短兩種流程，其中長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、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排放高的問題，而短流程生產(chǎn)噸鋼排放的CO2要遠(yuǎn)低于長流程。[0003] 現(xiàn)階段，我國的社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)無法提供足夠的廢鋼作為短流程的原料，需要采用海綿鐵替代廢鋼作用原料。短流程中直接還原鐵(DirectReductionIron)，也稱海綿鐵，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。我國的焦?fàn)t煤氣資源相對豐富，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)海綿鐵是符合我國國情的優(yōu)選的技術(shù)路線，是適合我國發(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，我國焦?fàn)t煤氣資源相對豐富，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法運(yùn)行，需要開發(fā)適合焦?fàn)t煤氣的氣基豎爐還原氣工藝。

[0005] 針對相關(guān)技術(shù)中無法對焦?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)及方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。發(fā)明內(nèi)容[0007] 本發(fā)明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)及方法，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環(huán)境的保護(hù)。[0008] 本發(fā)明的目的可采用下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：[0009] 本發(fā)明提供了一種焦?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] 在本發(fā)明的一較佳實(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] 在本發(fā)明的一較佳實(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] 在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述吸附精制塔的數(shù)量為多個，各所述吸附精制塔中至少一個為備用吸附精制塔。[0014] 在本發(fā)明的一較佳實(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] 在本發(fā)明的一較佳實(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] 在本發(fā)明的一較佳實(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] 在本發(fā)明的一較佳實(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] 在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述MEA脫硫裝置包括至少一個反應(yīng)塔和與所述反應(yīng)塔相連接的至少一個再生塔，所述反應(yīng)塔內(nèi)填裝有能對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] 在本發(fā)明的一較佳實(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] 在本發(fā)明的一較佳實(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] 在本發(fā)明的一較佳實(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] 在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述催化劑管內(nèi)填裝有鎳系催化劑。[0024] 在本發(fā)明的一較佳實(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] 本發(fā)明提供了一種焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的方法，包括如下步驟：[0027] 步驟S1：初步凈化焦?fàn)t煤氣通過吸附精制塔，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；[0028] 步驟S2：原料氣通過還原氣轉(zhuǎn)化爐，原料氣在所述還原氣轉(zhuǎn)化爐內(nèi)催化劑的作用下，生成還原氣；[0029] 步驟S3：還原氣通過豎爐并與所述豎爐內(nèi)的鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到海綿鐵和爐頂氣；[0030] 步驟S4：爐頂氣從所述豎爐內(nèi)排出，通過MEA脫硫裝置對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；[0031] 步驟S5：對所述MEA脫硫裝置進(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；[0032] 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；[0033] 步驟S7：一部分工藝氣進(jìn)入至所述還原氣轉(zhuǎn)化爐內(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所述還原氣轉(zhuǎn)化爐，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所述還原氣轉(zhuǎn)化爐內(nèi)催化劑的作用下，再次生成還原氣；[0034] 步驟S8：還原氣再次通過所述豎爐并與所述豎爐內(nèi)的鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到海綿鐵和爐頂氣；[0035] 步驟S9：循環(huán)步驟S4至步驟S8，至所述豎爐內(nèi)的鐵礦石完全反應(yīng)生成海綿鐵。[0036] 在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述步驟S3包括：[0037] 步驟S301：將鐵礦石經(jīng)加工成為球團(tuán)或塊礦，從所述豎爐的鐵礦石入口進(jìn)入至所述豎爐內(nèi)；[0038] 步驟S302：還原氣在所述豎爐內(nèi)由下至上流動，并與所述豎爐內(nèi)的鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到海綿鐵和爐頂氣。[0039] 在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述步驟S2中通過所述還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣、步驟S7中進(jìn)入至所述還原氣轉(zhuǎn)化爐內(nèi)進(jìn)行燃燒的部分工藝氣、步驟S7中通過所述還原氣轉(zhuǎn)化爐進(jìn)行催化反應(yīng)的另一部分工藝氣、原料氣以及步驟S6中所述MEA脫硫裝置的再生氣中分離的二氧化碳，均需要通過熱回收裝置進(jìn)行預(yù)熱升溫。[0040] 在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述步驟S1中，一部分所述初步凈化焦?fàn)t煤氣通過所述吸附精制塔形成原料氣，另一部分所述初步凈化焦?fàn)t煤氣進(jìn)入至所述還原氣轉(zhuǎn)化爐內(nèi)進(jìn)行燃燒供熱。[0041] 在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述步驟S1中，所述吸附精制塔吸附達(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，通入至所述吸附精制塔內(nèi)進(jìn)行脫附再生，所述吸附精制塔的脫附氣進(jìn)入至所述還原氣轉(zhuǎn)化爐內(nèi)進(jìn)行燃燒供熱。[0042] 在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述步驟S5包括：[0043] 步驟S501：飽和后的MEA溶液從脫硫塔進(jìn)入至再生塔；[0044] 步驟S502：通過熱蒸汽對所述再生塔進(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；[0045] 步驟S503：再生后的MEA溶液從所述再生塔返回至所述脫硫塔內(nèi)循環(huán)使用。[0046] 由上所述，本發(fā)明的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)及方法的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是：通過吸附精制塔對焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理，達(dá)到對焦?fàn)t煤氣中無機(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、凈化難的問題，本發(fā)明不僅具有還原氣轉(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環(huán)境的保護(hù)，有利于鋼廠升級改造以及提升產(chǎn)品的質(zhì)量，具有極大的發(fā)展前景。附圖說明[0047] 以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。[0048] 其中：[0049] 圖1：為本發(fā)明焦?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。[0050] 圖2：為本發(fā)明焦?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。[0051] 圖3：為本發(fā)明焦?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。[0052] 圖4：為本發(fā)明焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的方法的工藝流程圖之一。[0053] 圖5：為本發(fā)明焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的方法的工藝流程圖之二。[0054] 圖6：為本發(fā)明焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的方法的工藝流程圖之三。[0055] 本發(fā)明中的附圖標(biāo)號為：[0056] 1、吸附精制塔；2、還原氣轉(zhuǎn)化爐；[0057] 201、原料氣入口；202、還原氣出口；[0058] 203、燃料氣入口；204、煙氣出口；[0059] 205、催化劑管；3、換熱器；[0060] 4、汽包；401、熱蒸汽出口；[0061] 5、洗滌器；6、MEA脫硫裝置；[0062] 7、二氧化碳分離裝置；8、熱回收裝置；[0063] 9、加壓裝置；10、豎爐；[0064] 1001、爐頂氣出口；1002、還原氣入口；[0065] 1003、鐵礦石入口；1004、海綿鐵出口；[0066] 11、第一輸氣管道；12、第二輸氣管道；[0067] 13、第三輸氣管道；14、第四輸氣管道；[0068] 15、第五輸氣管道；16、第六輸氣管道；[0069] 17、第七輸氣管道；18、第八輸氣管道；[0070] 19、第九輸氣管道；20、第十輸氣管道；[0071] 21、第十一輸氣管道；22、第十二輸氣管道；[0072] 23、第十三輸氣管道；24、第十四輸氣管道；[0073] 25、換熱裝置。具體實(shí)施方式[0074] 為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。[0075] 實(shí)施方式一[0076] 如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供了一種焦?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。[0077] 本發(fā)明通過吸附精制塔1對焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理，達(dá)到對焦?fàn)t煤氣中無機(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、凈化難的問題，本發(fā)明不僅具有還原氣轉(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環(huán)境的保護(hù)。[0078] 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。[0079] 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，

[0080] 優(yōu)選的，還原氣中 為1至3。[0081] 在本發(fā)明的一個可選實(shí)施例中，吸附精制塔1的內(nèi)部填裝有能對焦?fàn)t煤氣中含有的雜質(zhì)(無機(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。[0082] 優(yōu)選的，分子篩材料采用疏水型微晶材料，能夠吸附無機(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。[0083] 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)場作業(yè)需要合理設(shè)置該催化劑的用量。[0084] 進(jìn)一步的，吸附精制塔1的數(shù)量為多個，各吸附精制塔1中至少一個為備用吸附精制塔。[0085] 在發(fā)明的一個可選實(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。通過熱回收裝置8對進(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。[0086] 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。[0087] 進(jìn)一步的，如圖1所示，MEA脫硫裝置6的再生氣出口通過二氧化碳分離裝置7后，再通過熱回收裝置8與還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣入口201連接，通過熱回收裝置8對MEA脫硫裝置6所排出的再生氣中的CO2進(jìn)行預(yù)熱升溫。[0088] 在發(fā)明的一個可選實(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，通過加壓裝置9調(diào)節(jié)輸氣壓力，對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。[0089] 進(jìn)一步的，加壓裝置9可為但不限于加壓機(jī)。[0090] 在本發(fā)明的一個可選實(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。通過換熱器3對爐頂氣進(jìn)行換熱，換熱所得的熱蒸汽通過汽包4輸送至MEA脫硫裝置6中用于MEA溶液的再生，通過洗滌器5對換熱后的爐頂氣進(jìn)行除塵降溫，并輸送至MEA脫硫裝置6中對爐頂氣中的H2S以及CO2進(jìn)行吸收脫除，經(jīng)過MEA脫硫裝置6凈化后的爐頂氣即為工藝氣。[0091] 具體的，MEA脫硫裝置6包括至少一個反應(yīng)塔和與反應(yīng)塔相連接的至少一個再生塔，反應(yīng)塔內(nèi)填裝有能對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)過洗滌器5除塵降溫的爐頂氣首先輸送至反應(yīng)塔內(nèi)對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。[0092] 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。[0093] 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。[0094] 進(jìn)一步的，如圖1所示，吸附精制塔1的脫附氣出口通過第四輸氣管道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。

[0095] 進(jìn)一步的，如圖1所示，吸附精制塔1的原料氣出口通過第二輸氣管道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)。[0096] 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)。[0097] 進(jìn)一步的，如圖1所示，吸附精制塔1的解吸氣入口通過第三輸氣管道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。[0098] 在發(fā)明的一個可選實(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。[0099] 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。[0100] 本發(fā)明的工作原理為：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，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MEA溶液對爐頂氣中混有的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還原氣入口1002輸送至豎爐10內(nèi)。

[0101] 其中，MEA溶液能對爐頂氣中的H2S以及CO2進(jìn)行吸收，通過加熱可將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。[0102] 初步凈化焦?fàn)t煤氣(即：未經(jīng)過吸附精制塔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，對焦?fàn)t煤氣中的無機(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、冷吹三個階段，再生周期約60小時(shí)；再生過程中，分子篩材料所吸附的雜質(zhì)脫附到解吸氣中，稱為脫附氣，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。

[0103] 本發(fā)明的焦?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：[0104] 一、該焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的系統(tǒng)通過吸附精制塔1內(nèi)的分子篩材料對焦?fàn)t煤氣中的無機(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)簡單，能量利用率高，與傳統(tǒng)凈化裝置相比投資少，成本低，無二次污染。[0105] 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。[0106] 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)。[0107] 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，流程簡潔。[0108] 實(shí)施方式二[0109] 如圖4所示，本發(fā)明提供了一種焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的方法，該焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的方法包括如下步驟：[0110] 步驟S1：初步凈化焦?fàn)t煤氣通過吸附精制塔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。[0111] 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。

[0112] 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。[0113] 步驟S2：原料氣通過還原氣轉(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。[0114] 進(jìn)一步的，步驟S2中，通過還原氣轉(zhuǎn)化爐2的原料氣，需要通過加壓裝置9升壓至0.1MPa至0.5MPa，且通過熱回收裝置8預(yù)熱升溫至500℃至700℃。

[0115] 步驟S3：還原氣通過豎爐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。[0116] 進(jìn)一步的，如圖5所示，步驟S3包括：[0117] 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)；[0118] 步驟S302：還原氣在豎爐10內(nèi)由下至上流動，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。[0119] 步驟S4：爐頂氣從豎爐10內(nèi)排出，通過MEA脫硫裝置6對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。[0120] 步驟S5：對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。[0121] 進(jìn)一步的，如圖6所示，步驟S5包括：[0122] 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；

[0123] 步驟S502：通過熱蒸汽對再生塔進(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。[0124] 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。[0125] 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。[0126] 進(jìn)一步的，將再生氣通入二氧化碳分離裝置7中，以對再生氣中的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。[0127] 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，需要通過熱回收裝置8預(yù)熱升溫至500℃至700℃。[0128] 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。[0129] 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，需要通過熱回收裝置8進(jìn)行預(yù)熱升溫至200℃至400℃。[0130] 進(jìn)一步的，步驟S7中，通過還原氣轉(zhuǎn)化爐2進(jìn)行催化反應(yīng)的另一部分工藝氣與原料氣，需要通過加壓裝置9升壓至0.25MPa，且通過熱回收裝置8預(yù)熱升溫至500℃至700℃。[0131] 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。

[0132] 優(yōu)選的，還原氣中 為1至3。[0133] 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％。

[0134] 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％。

[0135] 步驟S8：還原氣再次通過豎爐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。[0136] 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℃。[0137] 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。[0138] 本發(fā)明的一個具體實(shí)施例為：[0139] 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，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)對爐頂氣內(nèi)混有的H2S和CO2進(jìn)行脫除，經(jīng)過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)過熱回收裝置8后，預(yù)熱至溫度達(dá)到600℃，通過還原氣轉(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。

[0140] 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通過燃燒轉(zhuǎn)化為二氧化硫進(jìn)行凈化處理。[0141] 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。

[0142] 其中，吸附精制塔1的數(shù)量為7個，1個為備用吸附精制塔。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、冷卻三個階段，再生周期為3天。再生過程中，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。

[0143] 本發(fā)明的焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的方法的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是：[0144] 該焦?fàn)t煤氣耦合二氧化碳制備豎爐還原氣的方法利用吸附凈化技術(shù)脫除焦?fàn)t煤氣中的雜質(zhì)，吸附精制塔1再生后的脫附氣可送至還原氣轉(zhuǎn)化爐2作為燃料進(jìn)行燃燒供熱，通過MEA脫硫裝置6可對爐頂氣進(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，有效解決了焦?fàn)t煤氣中雜質(zhì)多、凈化難的問題，有效解決了焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)多、凈化復(fù)雜的難題，本發(fā)明不僅具有還原氣轉(zhuǎn)化爐的原料氣組分可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，而且達(dá)到了節(jié)能、減排CO2的目的，有利于資源的合理配置以及對環(huán)境的保護(hù)。[0145] 以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。