冶金烟气主要是钢铁、铅锌冶炼、有金属冶炼等
围绕钢铁行业的烟气调查主要有以下：
我国目前钢铁产量大约为5亿吨，相应产生的三气量为BFG 9500亿方/年，LDG约500亿方/年，COG约820亿方。除了以上的三气外，冶金生产新工艺比如直接还原（DR）和熔融还原(SR)工艺过程产生的煤气。其成分类似于高炉煤气但氮气相对较少，热值等优于高炉煤气但是低于转炉煤气。由于目前规模化 和普及程度较低，回收利用方式往往是结合冶金企业的实际情况。 光盘事件
钢铁企业在原料制备等过程以及辅助生产过程也将产业相对量较小的烟气，比如石灰石烧制过程产生的CO2以及其他加热炉窑设备产生的烟气，这些烟气由于热值低，成分复杂一般不回收利用。
学生道歉拖后腿（二）、“三气”的回收利用现状
钢铁企业的“三气”目前主要用作钢铁企业内各种工业炉窑的气体燃料。
COG热值高。是优质的气体燃料。有的厂还供应城市煤气，回收利用较好。放散率最低。另外由于焦炉煤气含有大量的氢气和部分甲烷，目前许多研究都在关注高效利用H2/CO/CO2等可回收利用成分。
LDG热值能满足一般工业炉窑使用，但因CO含量高，毒性大，企业使用不积极，回收、输配系统不完善。只就近用于炼钢工序，回收率较低。但是转炉煤气是非常优质的洁净煤气，由于不含硫特别适合在冶金后续工序中利用而不影响钢铁质量。
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BFG因热值低。常温下燃烧不稳定。理论燃烧温度只有l300℃左右。一般工业炉都使用BFG 与COG配置的混合煤气。高炉热风炉凭借炉内耐火砖砌体热容量大所形成的高温环境，使单一BFG 能够稳定燃烧。如要求获得更高的热风温度，还需要将BFG和助燃空气预热后送热风炉燃烧。复热式炼焦炉使用单一BFG，是将BFG和助燃空气通过蓄热室的格子砖预热到1000℃左右，然后进入燃烧室立火道燃烧，可使炭化室炉墙加热到1100℃以上。
近年来钢厂为节能降耗，纷纷将原先因富余而放散的BFG和LDG送锅炉掺烧,LDG的回收率已有所提高。BFG燃烧降低炉膛辐射传热效果，而且废气量又大。掺烧多了影响锅炉的热效率。 2005年全国重点钢铁企业吨钢能耗及煤气使用情况见下表。
2005年全国重点钢铁企业吨钢能耗及煤气使用情况
杨淑荣冶金“三气”属二次能源。比如BFG虽然有效气体含量低，但量最大。在“三气”二次能源总量中约占64％，COG约占29％。LDG为7％，因此BFG的有效利用是钢厂节能降耗的重中之重。BFG的作用得到充分发挥。就有可能改变富含H2和CH4的COG和富含CO的LDG仅作为燃气的角，而将它们从工业燃气中置换出来用作碳一化工原料。
1.蓄热式加热炉
蓄热式加热炉属高温空气燃烧技术(hightemperature air combustion缩写HTAC)，该技术是将BFG与助燃空气双预热到1000℃以上，使单一BFG的理论燃烧温度达到2200℃以上。BFG与助燃空气的预热也是通过蓄热室得到的，其与传统蓄热燃烧的区别在于蓄热体材料耐高温，耐急冷急热，以获得高温；蓄热体比表面积大，换向周期短至不到1分钟，使蓄热体小型化；排烟温度低于150℃。使热效率比常规加热炉提高30％以上；炉内呈贫氧燃烧气氛。钢坯氧化烧损少，有利提高成材率，燃烧产物中NOX含量低
2. 高炉煤气蒸汽联合循环发电
高炉煤气蒸汽联合循环发电(BFG—steam Combined Cycle Power Plant缩写BFG—steam CCPP，或CCPP)。CCPP发电效率高达45％以上，用水量为常规燃煤电厂的l/3，占地小，建设快。
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此外还有许多节能节材典型技术，综合实施可以节约大量的焦炉煤气从而实现高炉煤气的利用率提高，焦炉煤气的高质化利用。 （四）、主要烟气综合利用方式与方案
1. 基于循环经济资源利用的COG LDG利用
钢厂“三气”即使不放散，但只用作气体燃料，也有违“3R”原则。COG含有约60％H2，LDG 含有约60％CO。H2和CO是合成气，是宝贵的碳一化工原料。作为气体燃料烧掉，岂非可惜。
在煤制甲醇厂，煤通过昂贵的煤气化设施变成CO和H2，在以天然气为原料的甲醇厂,CH4需与水蒸气或纯氧在庞大而且昂贵的转化炉中，通过催化剂床层反应得到合成气(CO+H2)。这两种原料路线所得CO+H2。成本都很高。COG和LDG含有高达60％的合成气成分。只需采用成熟的PSA工艺，就可将H2和CO分离并提纯出来。其成本要低得多。COG分离出H2后剩余气体中CH4含量提高，热值也提高。使用价值更高。假定COG热值为16.4MJ/m3，分离H2后，剩余气体的热值为：(16.4-0.60×10.7)/0.4=25.0MJ/m3。LDG在变压吸附分离CO 时还可以得到CO2气体产品，CO2用途非常广泛，可用于食品加工业、粮食果蔬储存、气肥、超临界萃取剂等。
HT AC技术是钢厂实现煤气消耗减量化的技术保证，计算条件：铁产量按0.9铁钢比计为450万吨：焦炭产量按人炉焦比380kg/吨、冶金焦率93％计为184万吨。计算结果表明，轧钢加热炉采用HTAC(蓄热式)技术后。BFG多消耗了8.02亿m3/a(5.60×106CJ)，COG省出了3.23亿m3(5.29×106GJ)。以3.23亿m3的COG为原料，采用部分氧化法可生产甲醇15万吨(单耗2100m3/t甲醇)。若将此COG置换成等热量的H2为：5.29×106/0.0107=4.94亿m3。可将184万吨焦炭副产的7.6亿m3COG中的H2(4.56亿m3)全部置换出来。用4.56亿m3的H2和从LDG中分离出的全部的CO(2.7亿m3)为原料，部分CO需要变换成H2生产甲醇，按化学计量计算，可生产甲醇：(4.56+2.7)×108÷22.4×32÷107=103万吨。如果
生产所需能源动力由BFG提供，原料收得率即使按77％计算，甲醇实际产量也达80万吨。如果全国有一亿吨钢铁产能采用此模式，就可以满足800万吨甲醇的原料需求。
PSA技术成熟可靠可分离提纯“三气”中的合成气.PSA(Pressure Swing Adsorption)变压吸附，其基本原理是利用气体组分在固体材料上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性。通过周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。
PSA技术在我国的工业应用也有十几年历史，我国第一套PSA工业装置是西南化工研究设计院开发的。该院的PSA技术获得过两次国家科技进步一等奖。PSA提氢技术是PSA发展最早、推广最多的一种工艺，现最大处理能力10万m3/h，纯度98.5-99.999％，回收率80-95％。原料氢最小含量15-20%。PSA提CO一般采用二段法工艺，第一步脱除吸附能力较强的组分，第二步再从剩余混合气体中分离提纯CO。工业规模CO最大产量为1万m3/h，纯度96.0～99.9％。PSA提CO一步法新技术采用化学吸附剂，使混合气在PSA装置内一步实现CO和CO2的分离，工艺流程简单，但难度大。北京大学化学与分子工程学院谢有畅教授发明了单层分散型CuCl/分子筛高效CO吸附剂(PU-1吸附剂)使一步法工艺于最近实现了工业化。
钢铁企业“三气”优化配置提供碳一化工原料流程图
2. 基于高炉技术改造的煤气优化
冶金煤气利用率低的一个重要原因是BFG的利用范围窄。从BFG利用的角度出发，建议开发TGR-BF和纯氧高炉。
这两种高炉都将有效提高高炉煤气的热值和可利用的CO/H2成分的比例。为实现更大程度上的产业联合与资源高效利用提供契机。详细情形可见工程热物理的文章。
3. 产业集成的煤气优化利用
高炉煤气的CO+H2的比例比较低。通过变换反应可以得到大约总量约为体积比25%的氢气。大量的氢气如果要实现合成氨也是有可能的，并且可以通过与其他煤气混合的形式来实现合成氨。工艺上的一些问题难度不大。如果结合PSA技术的话将更能大大提高效率。
高炉煤气中含有的CO是可以通过水汽变换反应来实现的制氢：
CO+H20=CO2+H2
亚太经济反应是放热反应，体积不变。仅受催化剂影响，且已经较为成熟。不受压力影响，高温会降低反应热，
需要用换热方式带走系统的反应热。并且变换气如果想回收能量可配套类似TRT的装置（想选择高压变换，而联碱碳化不需要很高的压力，可在这个地方选择回收压力能量）。
联碱碳化是指著名的侯氏制碱法，吸收二氧化碳，联产氯化氨。现在工业上有很多低温分解氯化铵的工业应用，这样实现铵的循环（后边解释为什么需要氨循环）。
不论是合成尿素的反应，还是联碱的反应，都是一个C原子对应需要两个氨分子。
尿素生产：
2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+H2O
联碱生产：
（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
(2) NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
魔鬼英豪（3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑
即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑
据估算，800万吨规模钢铁企业富裕的高炉煤气22亿方，5.7亿方焦炉煤气至少有这部分的富余）混合后气体成份为：
mol。其中系统中碳一共为（213.7万吨二氧化碳）48，573，661 mol.生产尿素或者联都只能固定（76万吨CO2）17394345.2mol碳。如果采用氯化铵分解循环氨的方式固定可固定全部二氧化碳—全部转化为纯碱（515万吨）。
比较合理的方式是同时生产纯碱和尿素，合成氨50万吨全部转化为尿素88.24（但是保证有一部分用于联碱法循环，部分损失），可固定二氧化碳64万吨。同时联产纯碱360万吨。
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