JP2000240924A - 鉄鋼作業ガスの処理方法 - Google Patents

鉄鋼作業ガスの処理方法

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JP2000240924A JP2000031785A JP2000031785A JP2000240924A JP 2000240924 A JP2000240924 A JP 2000240924A JP 2000031785 A JP2000031785 A JP 2000031785A JP 2000031785 A JP2000031785 A JP 2000031785A JP 2000240924 A JP2000240924 A JP 2000240924A
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パスカル・アバール
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ジェローム・ジラール
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Emmanuel Pousset
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄鋼作業ガスの新しい処理方法であって、鉄
鋼作業ガスを、ガスタービンの後燃焼セクションで、ま
た下流において回収ボイラーで燃やすことによって、最
適な方法で処理および利用し、その結果、タービンによ
る発電と回収ボイラーにおける熱エネルギーの効率的な
発生とを組み合わせる方法を提供する。 【解決手段】 鉄鋼作業ガス（高炉ガス、コークス炉ガ
ス、転炉ガスなど）を、随意に天然ガスおよび空気を供
給しながら、発電するガスタービンの出口と回収ボイラ
ーの入口との間の後燃焼セクションにおいて燃やし、回
収ボイラーからの蒸気を特に電気エネルギーの発生に利
用する。製鋼における残留ガスの燃焼とエネルギーの発
生に適用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属処理プラント
で発生した鉄鋼作業ガス（ｓｔｅｅｌ ｗｏｒｋｇａｓ
ｅｓ）たとえば高炉ガスの処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、鉄鋼作業ガス（高炉ガス、コーク
ス炉ガスおよび転炉ガス）は、通常のボイラー内で大気
空気を酸化剤として用いて燃やされる。この装置では著
しい熱出力および／または電力が得られない。より最
近、鉄鋼作業ガスをガスタービン内で燃やすことが提案
され、そのためにこれらのガスの費用のかかる前処理
（ダスト除去、３０ｂａｒまでの圧力の圧縮）を必要と
し、その結果タービンのコンプレッサーおよび燃焼チャ
ンバーの改造を必要としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、鉄鋼
作業ガスの新しい処理方法であって、鉄鋼作業ガスを、
ガスタービンの後燃焼（ｐｏｓｔｃｏｍｂｕｓｔｉｏ
ｎ）セクションで、また下流において回収ボイラーで燃
やすことによって、最適な方法で処理および利用し、そ
の結果、タービンによる発電と回収ボイラーにおける熱
エネルギーの効率的な発生とを組み合わせる方法を提供
することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このことを行うために、
本発明の１つの特徴によれば、鉄鋼作業ガスの処理方法
は、鉄鋼作業ガスをガスタービンのガス出口と回収ボイ
ラーのガス入口との間の少なくとも１つの燃焼セクショ
ンへ送る工程と、鉄鋼作業ガスを前記燃焼セクションで
燃やして回収ボイラーで蒸気を発生させる工程とを含む
ことを特徴とする。
【０００５】さらにこのような方法は、鉄鋼作業ガスの
流量および／または発熱量が大きく変化するプラントに
適した運転上の大きな柔軟性をもたらす。
【０００６】このタイプの方法は、大量の鉄鋼作業ガス
の処理と、対応して２００ＭＷを越える著しい最大（ｉ
ｎｓｔａｌｌｅｄ）パワーの実現も可能にする。
【０００７】本発明の他の特徴によれば、本方法は、外
気の流れを少なくとも局所的に燃焼セクションへさらに
導入して、鉄鋼作業ガスの燃焼を保証する工程を含み、
本方法は、可燃性ガスの流れを少なくとも局所的に燃焼
セクションへさらに導入して、鉄鋼作業ガスの燃焼を特
にその発熱量が非常に小さくなるときに保証する工程を
含む。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のさらなる特徴と利点が以
下の態様の説明から添付の図面を参照して明らかになる
が、説明は実施例に何ら限定されるものではない。
【０００９】図１は、気体または液体の可燃性ガス２た
とえば天然ガスが供給され、電気エネルギーを出力する
発電機３を駆動するガスタービンユニット１を示す。
【００１０】ガスタービンユニット１のタービンからの
排気ガスは、煙道５を有するダクト４へ送られる。しか
し、本発明においては、ダクト４は、末広がりのプロフ
ァイルを有する後燃焼セクション６、そしてガス煙道８
と蒸気出力回路９とを有する回収ボイラー７の入口セク
ションへと至っている。
【００１１】後燃焼セクション６にはバーナー１０の列
が配置され、これらは一方で種々の製鋼プラント（典型
的には高炉および／またはコークス炉）から来る少なく
とも１つの鉄鋼作業ガス供給回路１１ａ、１１ｂ、１１
ｃによって供給される。１つの特定の態様においては、
バーナー１０またはその補助バーナーには、気体燃料
（典型的には天然ガス）を供給パイプ１２を通して供給
することができる。
【００１２】さらに、本発明の１つの側面においては、
後燃焼セクション６は、バーナー１０の列の上流側に、
ブロワ−１４によってわずかに圧縮された酸化剤ガスを
注入するインジェクターレールまたはノズル１３を備え
る。酸化剤ガスは典型的には大気空気および／または回
収ボイラー７からの排気ガス（パイプ１５によって供給
される）の一部と混合された大気空気である。
【００１３】本発明の１つの特定の側面においては、バ
ーナー１０へ注入される鉄鋼作業ガスの流量および発熱
量のわずかな変動も考慮するために、ボイラー７の一群
の熱交換チューブを、少なくともボイラー７の前部にお
いて、選択的に部分的に熱スクリーン１６（例えば水皮
膜タイプの）によって保護することができる。
【００１４】通常、回収ボイラー７の出口９において得
られる蒸気は、発電機１８を駆動するタービン１７にお
いて少なくとも部分的に膨張し、蒸気の他の部分１９は
他の工業プロセスに使用される。
【００１５】本発明に係る方法は製鋼プラントに適用さ
れ、大量で量が変動しやすい低ＮＣＶ（真発熱量）の鉄
鋼作業ガスを燃やすことを伴う。このＮＣＶは典型的に
は約３５００ｋＪ／Ｓｍ3であるが、３１００ないし３
２００ｋＪ／Ｓｍ3の値に低下することもある。ＮＣＶ
が非常に低くなると、バーナー１０の炎は鉄鋼作業ガス
１１ａ、ｂ、ｃのエネルギーパワーの３ないし１０％に
相当する天然ガス１２の補助的な流れによってサポート
される。
【００１６】ガスタービンが止まるか鉄鋼作業ガスの発
生にピークがある場合には、鉄鋼作業ガスの燃焼を、イ
ンジェクターレール１３を通して導入される空気または
空気と再利用ガスとを注入することによって起こし、窒
素酸化物および一酸化炭素の放出レベルを煙道８の出口
において低い値に保つ。
【００１７】対称的に、ガスタービン１はこれらの排気
ガスの後燃焼なしに自発的に動作することができ、ピボ
ットダンパー２０の構造がガスの後燃焼セクション６へ
のアクセスを防いで、ガスをタービン１の実際の煙道５
へと偏向させる。
【００１８】このような方法を実施するためのプラント
の一実施態様を以下に示す。
【００１９】タービン１は７０ＭＷｅの電力を発生でき
るタイプであり、後燃焼セクション６へ排気ガスの流れ
を２００ｋｇ／ｓの流量および５００ないし６００℃の
温度で進ませる。タービンからの排気ガスの残留酸素含
有量は１４ないし１５％であり、水分含有量は５％を上
回る。鉄鋼作業ガスは、典型的には８０℃未満の温度に
おいて、１．５×１０5Ｐａ未満、典型的には１．５×
１０5Ｐａないし１．３×１０5Ｐａの非常に低い圧力
で、バーナー１０へ注入される。これらの鉄鋼作業ガス
は、ＮＣＶは約３４００ｋＪ／Ｓｍ3であるが、支配的
である窒素に加えてＣＯ（少なくとも２０％）とＣＯ2
（２０％以下）とから本質的になり、水素含有量と水分
含有量とはそれぞれ２％未満である。タービン１は、処
理する鉄鋼作業ガスの最大流量の少なくとも２．５倍の
排気ガスのマスフローレートを出力するように設計され
る。酸化剤空気（純粋または混合）１３の流量は、ター
ビンの停止時には、タービンからの排気ガスの公称流量
の６０％を上回り、典型的には約７０％である。
【００２０】本発明に係る方法によって、５０ないし２
００ＭＷthの後燃焼パワーを、約１００×１０5絶対Pａ
の蒸気圧および約５５０℃の蒸気温度で動作する回収ボ
イラーに対する下表に示す条件の下で、出力することが
できる。
【００２１】
【表１】
【００２２】本発明を特定の態様に関して説明してきた
が、これに何ら限定されるものではなく、反対に、当業
者にとって明らかな変更および変形が可能である。詳細
には、鉄鋼作業ガスの容積および供給源の数に依存し
て、鉄鋼作業ガスを上述のタイプの少なくとも２つのプ
ラントで燃焼させ、これらを並行におよび／または交互
に行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る方法を実施するための複合プラン
トを示す概略図。
【符号の説明】 １…ガスタービンユニット ２…可燃性ガス ３…発電機 ４…ダクト ５…煙道 ６…後燃焼セクション ７…回収ボイラー ８…ガス煙道 ９…蒸気出力回路 １０…バーナー １１…鉄鋼作業ガス供給回路 １２…供給パイプ １３…インジェクターレール １４…ブロワー １５…パイプ １６…熱スクリーン １７…タービン １８…発電機 １９…蒸気 ２０…ピボットダンパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェローム・ジラール フランス国、92290 シャトネイ・マラブ リー、リュ・デ・バレー、14 (72)発明者 ジュネビエーブ・ムール フランス国、75012 パリ、アブニュ・ル ドル・ロラン、24 (72)発明者 エマニュエル・プセー フランス国、92160 アントニー、リュ・ バルポー、１

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鉄鋼作業ガスを、ガスタービンのガス出
    口と回収ボイラーのガス入口との間の少なくとも１つの
    燃焼セクションへ送る工程と、鉄鋼作業ガスを前記燃焼
    セクションで燃やす工程とを含むことを特徴とする鉄鋼
    作業ガスたとえば高炉ガスの処理方法。
  2. 【請求項２】 空気の流れを少なくとも局所的に燃焼セ
    クションへさらに導入して鉄鋼作業ガスの燃焼を保証す
    る工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 可燃性ガスの流れを少なくとも局所的に
    燃焼セクションへさらに導入して鉄鋼作業ガスの燃焼を
    保証する工程を含むことを特徴とする請求項１または２
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 付加的な可燃性ガスの流量は鉄鋼作業ガ
    スの流量の１０％以下であることを特徴とする請求項３
    記載の方法。
  5. 【請求項５】 鉄鋼作業ガスを燃焼構造内へ、１．３×
    １０5Ｐａ未満の圧力で導入することを特徴とする請求
    項１ないし４いずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 鉄鋼作業ガスの流量が１５ないし１００
    ｋｇ／ｓであることを特徴とする請求項１ないし５いず
    れか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 タービンからの排気ガスの流量は、鉄鋼
    作業ガスの最大流量の少なくとも２．５倍であることを
    特徴とする請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 空気の流量は、タービンからの排気ガス
    の公称流量の６０％を上回ることを特徴とする請求項２
    ないし７いずれか１項記載の方法。
  9. 【請求項９】 鉄鋼作業ガスの燃焼は４０ないし２００
    MWthの熱出力を出力することを特徴とする請求項１ない
    し８いずれか１項記載の方法。
  10. 【請求項１０】 回収ボイラーの前部熱交換セクション
    を保護する熱スクリーンを少なくとも一時的に設ける工
    程を含むことを特徴とする請求項１ないし９いずれか１
    項記載の方法。
JP2000031785A 1999-02-11 2000-02-09 鉄鋼作業ガスの処理方法 Pending JP2000240924A (ja)

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