2015年，中冶京诚在国内率先研发的 “高炉炉顶均压煤气回收方法及回收装置” 得到成功应用，一经推出便获得了快速推广和广泛好评。中冶京诚对该专利技术进行不断研发改进和升级，2021年 “高炉炉顶均压煤气全回收技术”得到成功应用，将 回收率从70~80%提升至100% ，再次填补国内空白。这一成果适应更高的环保和低碳冶炼要求，创造了显著的经济效益和社会效益，2022年11月经中国冶金科工集团科技成果评价达 国际领先水平。

高炉炼铁中，炉顶均压放散煤气直接排放到大气中，含有大量CO、CO₂、N₂和粉尘，有毒且可燃。据统计，每座高炉平均每天需要排放约 300次 ，全国高炉均压煤气年排放量高达 77亿m³ ，相当于碳排放约 318万吨 ，折合标准煤约 99万吨 ，年经济损失高达 7.8亿元 、排放粉尘量达到7万吨，造成了极大的环境污染及能源浪费。

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高炉炉顶均压煤气实现全回收，面临着管道内煤气流速和回收时间难以控制、回收煤气对净煤气管网造成压力冲击、除尘效率低、回收率低等一系列亟待解决的技术难题。中冶京诚潜心研发，逐一破解并彻底解决了各种难题，首创了高炉炉顶均压煤气干法全回收工艺、组合式顶进顶出干式除尘设备、高效引射装备及智能控制回收系统等一系列关键技术，实现了高炉均压煤气的高效干法全回收。

技术原理： 利用高炉炉顶料罐和煤气管网之间存在的较大压差，可以对煤气进行回收，但是脉冲式的高压煤气短时间内快速进入低压净煤气管网，会对煤气管网造成一定的压力波动；均压煤气在除尘器内流动不稳定、分布不均匀，会减少布袋除尘器的使用寿命；利用压差回收煤气，当料罐和煤气管网之间的压力趋于平衡时，料罐内仍存在约20%的均压煤气难以实现全部回收，如果采用强制手段对剩余煤气进行回收，又会增加回收时间、影响高炉装料作业率。

首创高炉炉顶均压煤气干法全回收工艺

中冶京诚针对高炉炉顶均压煤气对空排放造成的环境污染和能源浪费、无法实现高质量完全回收的问题，在行业内首创开发了 “三级除尘+强制引射” 的干法全回收工艺，实现均压煤气高质量全回收，粉尘排放浓度 ≤5mg/Nm³ 。

高炉炉顶均压煤气干法全回收工艺技术路线图

高炉炉顶均压煤气干法全回收工艺流程图

研制组合式顶进顶出干式除尘设备

针对回收均压煤气对净煤气管网造成压力冲击及除尘效率低的问题，中冶京诚研制了组合式顶进顶出干式除尘设备，解决了均压煤气回收压力波动大、气流周期性瞬时流量大等多重问题， 延长布袋除尘器寿命约20% 。

组合式干式除尘设备三维模型

首创高效引射装备及智能控制回收系统

针对回收后期剩余煤气回收率低、回收时间长的问题，中冶京诚开发了高效引射装备，建立了基于时间模式和压力模式的耦合平衡控制模型，开发出均压煤气智能控制回收系统，实现管道内煤气流速的最优匹配， 回收时间≤12s ，保障炉顶装料作业不受影响，避免管道积灰堵塞。

引射器仿真-速度场图

引射器试验装置示意图

引射器试验装置现场照片

成就： 中冶京诚高炉炉顶均压煤气干法全回收技术成果已申请 中国专利18项 、 海外专利4项 ，核心发明专利 荣获中国循环经济协会专利一等奖 ，并在承德钢铁、兴澄特钢、河钢乐亭钢铁、天津钢铁等59座高炉上成功应用。

意义： 应用实践表明，该技术成果彻底解决了高炉炉顶均压煤气回收难的问题，是避免有毒气体向大气排放、实现回收能源并改善环境的行之有效的措施，对钢铁企业的节能降耗减排和绿色发展起到了积极的促进作用，引领了高炉炼铁行业的技术进步，为钢铁行业早日实现双碳目标做出了巨大贡献。

来源 | 中冶京诚