我国粗钢生产流程结构以高炉−转炉长流程
为主，2019 年长流程粗钢占比为 89.8%. 高炉作为
炼铁主要工序，其碳排放占高炉−转炉长流程碳排
放的 67% [6−7] . 因此，若要实现钢铁行业碳中和的
目标，高炉是实现低碳排放的重要主体.
我国高炉的热效率已达到 95% 以上，从降低
热消耗来降低间接碳减排的可能性已很小，但此
时副产物煤气仍具有较高的热值，氧气鼓吹高炉
炉顶煤气循环工艺可实现煤气的回收和低碳排放
的双重功能. 该工艺的主要技术原理为空气被通
入的大量氧气所替代，炉内的主要煤气成分由之
前的 N 2 、CO 2 和 CO 变为 CO 2 和 CO，采用变压吸
附工艺对高炉煤气进行分离. 工艺流程图如图 2
所示. 回收得到的高纯度 CO 可作为还原剂代替
焦炭，增加喷煤比，减少焦炭比，生产每吨粗钢排
放的二氧化碳的质量分数约降低 30%. 同时，对氧
气高炉排放的二氧化碳进行捕集利用可进一步减
少碳排放的质量分数约 20%～30%. 该工艺也存在
以下问题：氧气与焦炭的反应过程为吸热反应，高
浓度的冷态氧气与之前的热风空气相比需要消耗
更多的燃料产生热量，随着燃料喷吹量和供氧量
的增加，鼓风带入的热量减少使得炉料和炉身供
热不足，大幅度降低了烧结矿的还原脱碳过程.