关键词：钢铁行业碳捕集;PSA变压吸附法;二氧化碳资源化;转炉喷吹CO₂;顶底复吹
摘 要：系统性分析了钢铁厂烟气中CO₂捕集利用特点。在首钢京唐开发了炼钢厂废气中二氧化碳的资源化利用技术，将石灰窑尾气中捕集的CO₂应用于转炉顶底复吹工艺中发挥冶金作用。通过PSA变压吸附法和液化提纯法，将石灰窑尾气中CO₂体积分数由23.5%提高至99.8%。通过转炉顶底复吹CO₂系列试验，研究了CO₂对转炉终点碳氧积、炉渣TFe含量、氮含量、热量及炉底侵蚀的影响。转炉顶吹CO₂和O₂混合气体时，CO₂体积分数为8.1%时，碳氧积、炉渣TFe和脱磷率达到最好结果。转炉底吹CO₂时，转炉终点氮含量随着CO₂喷吹时间的延长而降低。转炉底吹CO₂需与氩气进行切换，冶炼末期底吹CO₂导致CO分压升高，底吹CO₂时间控制在12 min以内可以避免碳氧积和炉渣TFe含量升高。吨钢喷吹1 m3 CO₂引起熔池平均温降6.4～8.3℃，热量由钢液转移至转炉煤气CO中。为了利用底吹CO₂的冷却效应保护底吹枪，提高CO₂和钢液碳的反应率，CO₂应在高速脱碳期吹入；同时，为了避免CO₂的弱氧化性侵蚀耐火材料，吹炼末期低碳范围避免喷吹CO₂，末期CO₂和钢液反应产生的金属氧化物导致耐火材料侵蚀更快。
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