2015年，中冶京誠在國內率先研發的“高爐爐頂均壓煤氣回收方法及回收裝置”得到成功應用，一經推出便獲得了快速推廣和廣泛好評。中冶京誠對該專利技術進行不斷研發改進和升級，2021年 “高爐爐頂均壓煤氣全回收技術”得到成功應用，將回收率從70~80%提升至100%，再次填補國內空白。這一成果適應更高的環保和低碳冶煉要求，創造了顯著的經濟效益和社會效益，2022年11月經中國冶金科工集團科技成果評價達國際領先水平。
高爐煉鐵中，爐頂均壓放散煤氣直接排放到大氣中，含有大量CO、CO?、N?和粉塵，有毒且可燃。據統計，每座高爐平均每天需要排放約300次，全國高爐均壓煤氣年排放量高達77億m3，相當于碳排放約318萬噸，折合標準煤約99萬噸，年經濟損失高達7.8億元、排放粉塵量達到7萬噸，造成了極大的環境污染及能源浪費。
高爐爐頂均壓煤氣實現全回收，面臨著管道內煤氣流速和回收時間難以控制、回收煤氣對凈煤氣管網造成壓力沖擊、除塵效率低、回收率低等一系列亟待解決的技術難題。中冶京誠潛心研發，逐一破解并徹底解決了各種難題，首創了高爐爐頂均壓煤氣干法全回收工藝、組合式頂進頂出干式除塵設備、高效引射裝備及智能控制回收系統等一系列關鍵技術，實現了高爐均壓煤氣的高效干法全回收。
技術原理：利用高爐爐頂料罐和煤氣管網之間存在的較大壓差，可以對煤氣進行回收，但是脈沖式的高壓煤氣短時間內快速進入低壓凈煤氣管網，會對煤氣管網造成一定的壓力波動；均壓煤氣在除塵器內流動不穩定、分布不均勻，會減少布袋除塵器的使用壽命；利用壓差回收煤氣，當料罐和煤氣管網之間的壓力趨于平衡時，料罐內仍存在約20%的均壓煤氣難以實現全部回收，如果采用強制手段對剩余煤氣進行回收，又會增加回收時間、影響高爐裝料作業率。
首創高爐爐頂均壓煤氣干法全回收工藝
中冶京誠針對高爐爐頂均壓煤氣對空排放造成的環境污染和能源浪費、無法實現高質量完全回收的問題，在行業內首創開發了“三級除塵+強制引射”的干法全回收工藝，實現均壓煤氣高質量全回收，粉塵排放濃度≤5mg/Nm3。
高爐爐頂均壓煤氣干法全回收工藝技術路線圖
高爐爐頂均壓煤氣干法全回收工藝流程圖
研制組合式頂進頂出干式除塵設備
針對回收均壓煤氣對凈煤氣管網造成壓力沖擊及除塵效率低的問題，中冶京誠研制了組合式頂進頂出干式除塵設備，解決了均壓煤氣回收壓力波動大、氣流周期性瞬時流量大等多重問題，延長布袋除塵器壽命約20%。
組合式干式除塵設備三維模型
首創高效引射裝備及智能控制回收系統
針對回收后期剩余煤氣回收率低、回收時間長的問題，中冶京誠開發了高效引射裝備，建立了基于時間模式和壓力模式的耦合平衡控制模型，開發出均壓煤氣智能控制回收系統，實現管道內煤氣流速的最優匹配，回收時間≤12s，保障爐頂裝料作業不受影響，避免管道積灰堵塞。
引射器仿真-速度場圖
引射器試驗裝置示意圖
引射器試驗裝置現場照片
成就：中冶京誠高爐爐頂均壓煤氣干法全回收技術成果已申請中國專利18項、海外專利4項，核心發明專利榮獲中國循環經濟協會專利一等獎，并在承德鋼鐵、興澄特鋼、河鋼樂亭鋼鐵、天津鋼鐵等59座高爐上成功應用。
意義：應用實踐表明，該技術成果徹底解決了高爐爐頂均壓煤氣回收難的問題，是避免有毒氣體向大氣排放、實現回收能源并改善環境的行之有效的措施，對鋼鐵企業的節能降耗減排和綠色發展起到了積極的促進作用，引領了高爐煉鐵行業的技術進步，為鋼鐵行業早日實現雙碳目標做出了巨大貢獻。
