JP2000283658A

JP2000283658A - 転炉ガスの利用方法およびその利用装置

Info

Publication number: JP2000283658A
Application number: JP11090113A
Authority: JP
Inventors: Nozomi Tamura; 望田村; Tomoaki Tadama; 智明田玉; Tatsuya Nobusawa; 達也信沢
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】転炉ガス利用効率の向上を図る上で有効な転
炉ガス回収, 利用方法を提案すること。【解決手段】ＣＯガス含有転炉ガスの少なくともその一
部を、ＣＯガスを原料とする化学物質合成設備に供給す
るようにし、かつそのために、輸送ダクトに分岐ダクト
を設け、この分岐ダクトの延在位置にＣＯガスを原料と
する化学物質の合成設備を配設した利用装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転炉ガスの利用方
法およびその利用装置に関し、とくにＣＯガスを多量に
含む回収転炉ガスを、ＣＯを原料とする化学物質合成設
備に供給して有効利用しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の転炉精錬時に発生する転炉ガスは、
ＣＯガスを７０％程度含有する可燃性ガスであることか
ら、転炉の炉頂に転炉ガス回収設備を配設して回収し、
有効利用することが広く行われている。例えば、回収し
た転炉ガスは、従来、単独またはコークス炉ガスや高炉
ガスなどと混合した上で、燃焼設備などの燃料として使
用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】こうした従来の転炉ガ
ス利用方法は、転炉ガスを、もっぱら転炉ガス消費設
備、すなわち燃焼設備の燃料ガスとして使用しているた
め、その燃焼設備を稼動させる必要がないときには、全
く不要のガスとなり、せっかく回収した可燃性転炉ガス
を利用することができなくなる。この場合、回収ダクト
の途中に設けられたガスホルダーにて一時的に貯蔵する
ことにより対処するのが従来の一般的なやり方である。
しかし、ガスホルダーをむやみに大きくしたり、複数基
設置したりすると、設備コストの著しい上昇を招く。し
かもねこのホルダーへの貯蔵可能量は、たかだか100,00
0 〜200,000Nm³程度にしかすぎない。しかしながら、こ
の程度のガスホルダー容積では、転炉ガスの発生量が20
0 トンを超えるような大型転炉の場合、精錬１回につき
40,000Nm³の転炉ガスが発生するし、精錬時間も１時間
のうち30分程度であるため、たとえガスホルダーにて貯
蔵できたとしても、僅か３〜５時間の余裕しかできな
い。結局、使用 (消費)や貯蔵に限界が生じ、このよう
な余分の転炉ガスについては、回収設備や回収ダクトの
途中に設けられた放散用の煙突を介して燃焼後放散する
のが普通である。

【０００４】上述したように、転炉ガス回収に関する従
来技術は、ガス発生量およびガス利用量が変動した場合
にこれによく対応できないために、むだに放散すること
が多いという問題点があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、転炉ガス利用効
率の向上を図る上で有効な転炉ガス回収, 利用方法を提
案することにある。本発明の他の目的は、過大な設備の
増強を招くことなく簡便に転炉ガスエネルギーの有効利
用を実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】従来技術が抱えている上
述した問題点を克服し、上記の目的を実現するための手
段として、本発明は、ＣＯガス含有転炉ガスの少なくと
もその一部を、ＣＯガスを原料とする化学物質合成設備
に供給するようにしたことを特徴とする転炉ガスの利用
方法を提案する。本発明においては、転炉ガスの発生量
に応じ、とくにその発生量が転炉ガス消費設備の消費量
よりも多くなるような場合に、化学物質合成設備への供
給を積極的に調整することが好ましい実施形態となる。
とくに、転炉ガス発生量が転炉ガス消費設備の消費量よ
りもも多くなるような場合に、化学物質合成設備への供
給量を積極的に調整し供給する方法がより好ましいと言
える。

【０００７】また、本発明は、転炉ガス回収設備の延長
上に、転炉ガスの消費設備と転炉ガスの貯蔵設備とを設
けると共に、これらの各装置を繋ぐガス輸送ダクトを設
けてなる装置に対し、前記ガス輸送ダクトに分岐ダクト
を設け、かつこの分岐ダクトの延在位置にＣO ガスを原
料とする化学物質の合成設備を配設したことを特徴とす
る転炉ガスの利用装置を提案する。なお、本発明におい
ては、ＣＯガスを原料とする化学物質の合成設備が、酢
酸の合成設備であることが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】発明者らは、製鉄所の製鋼プロセ
スの過程で発生する転炉ガスの利用効率を高めるため
に、このガス中に含まれる主成分であるＣＯガスを、化
学物質合成用原料として利用することに着目した。例え
ば、ＣＯガスを原料とする化学物質の合成設備としては
種々存在するが、なかでも系統が単純で原料が安価で容
易に入手しやすく、かつ生成物の有用性が高いものとし
て、酢酸を合成する設備の場合に有利に適合する。すな
わち、この酢酸合成設備は、転炉ガス中に含まれるＣＯ
ガスを、ＰＳＡ法などの方法によって純度を高め、この
ガスと別途に用意するメタノールをニッケル触媒あるい
はコバルト触媒の存在下で反応させ、下記の反応によっ
て酢酸を合成する設備である。ＣＨ₃ ＯＨ＋ＣＯ → ＣＨ₃ ＣＯＯＨ

【０００９】図１に基づき、本発明にかかる転炉ガスの
利用方法およびその利用装置の概念を説明する。まず、
転炉１の炉口より発生するＣＯガス含有転炉ガスは、炉
口上に配設された転炉ガス回収設備 (ダクト) ２を通じ
て回収される。回収された転炉ガスは、ベンチュリーグ
ラスバーなどの乾式の除塵器３により清浄化され、輸送
ダクト４を介して転炉ガス消費設備１１へと送られる。
その輸送ダクト４の途中には、余剰のガスを一時的に貯
蔵するためのガスホルダー５が設置されるのが普通であ
る。なお、図示の１２は放散用煙突である。本発明で
は、上記輸送ダクト４の途中に分岐ダクト６を接続し、
この分岐ダクト６に分流させた転炉ガスの一部もしくは
時にはその全部を、酢酸合成設備７に供給する。その酢
酸合成設備７には、液体のメタノールを貯蔵するタンク
８、合成された酢酸を貯蔵するタンク９、必要に応じて
副生品としてメタンなどの可燃性ガスを転炉ガス輸送ダ
クトに戻すための環流ダクト１０を付帯して設ける。

【００１０】転炉ガス回収系統の下流に、上述した酢酸
合成設備を配設したことにより、転炉ガスの一部または
全部を、いつでも自由に酢酸合成設備７に導入すること
が可能になり、転炉ガスを利用し、酢酸を合成すること
が可能になる。この場合、酢酸合成設備７は、所定量を
定常的に合成するように連続運転してもよいし、間欠的
な運転をしてもよい。この運転の切換えは、転炉ガス発
生量や消費設備での消費量を考慮して、ガス量を調整す
ることにより達成できる。一方において、このように運
転の自由度を上げることにより、転炉ガスを上記消費設
備にも安定的に供給することができるようになる。例え
ば、上記消費設備での燃料ガスの需要が減少した場合
や、転炉ガスの発生が多く、需給バランスが発生側で多
い場合には、酢酸合成設備７により多くの転炉ガスを供
給し、その合成量を上昇させることで、転炉ガスの余剰
分の放散を防止する。この意味で、該酢酸合成設備７
は、転炉ガス発生量の変動を吸収するバッファーとして
の機能をも持つことになる。このような方法の採用によ
り、発生する転炉ガスは、大気への燃焼放散を完全に阻
止して、すべてを有効に使用することが可能になる。

【００１１】

【実施例】この実施例では、転炉ガスの回収系に上記し
た利用装置を接地し、適宜に酢酸合成を行うことによっ
て転炉ガスを有効に使用した本発明適用例と、酢酸合成
を行なわない比較例とについて、それぞれ１日づつ実験
した。転炉は、300 トンのものを２基使用し、これらを
時間をずらして稼動させた。各転炉のガス回収時間は30
分であり、精錬は１時間に１回ずつ行った。転炉ガスの
発生量は、ガス回収時のものが各々100,000Nm³／H であ
った。回収した転炉ガスは、基本的に３基の発電所ボイ
ラーの燃料として使用した。発電所で消費できる転炉ガ
ス量はボイラー１基ごとに最大35,000 Nm³／H である。
また、転炉ガスの貯蔵設備としては、100,000Nm³のガス
ホルダーを設けたが、実験中は貯蔵余力が60,000 Nm³で
あった。そして、この実験は、発電所ボイラーの定期検
査や突発のトラブルを想定して、実験開始後３時間後に
１基のボイラーを停止するようにした。使用した酢酸合
成設備の転炉ガス使用量は、最大40,000 Nm³／H であっ
た。

【００１２】本発明に適合する操業例では、転炉ガスの
発生が転炉２基あわせてちょうど100,000Nm³／H であっ
たので、初めは酢酸合成設備を運転せず、ボイラー停止
時に、30,000 Nm³／H の転炉ガスを酢酸合成設備に分流
させるケース１と、ボイラーの停止に関係なく初めから
連続的に10,000 Nm³／H を酢酸合成設備に分流させ、ボ
イラーが停止した後に30,000 Nm³／H に増量して分流す
るケース２の２通りとした。実験はすべて12時間で終了
とした。

【００１３】この操業の結果、比較例の場合、ボイラー
が２基になると、使用可能な転炉ガス流量は70,000 Nm³
／H に減少するため、30,000 Nm³／H の余剰転炉ガスが
発生した。また、ガスホルダーの貯蔵余力が60,000 Nm³
／H あるため、ボイラー２基運転した後から２時間の間
はガスホルダーにて貯蔵することで放散は必要なかった
が、運転開始後５時間経過した後は、発生量と使用量の
差がすべて放散され、７時間で合計210,000Nm³の放散量
となった。

【００１４】一方、本発明ケース１では、ボイラーの稼
動が２基となってから酢酸合成設備を稼動させたため
に、安定稼動するまでに２時間を要した。その２時間の
間の転炉ガスの使用量は30,000 Nm³しかなかったため、
その差の30,000 Nm³はガスホルダーに貯蔵した。設備が
安定して以降、設備能力の40,000 Nm³／H で運転してガ
スホルダー貯蔵量を減少させてもよかったが、ガスホル
ダーが空になると運転条件を変更しなければならないの
で、バランスする30,000 Nm³／H のままで継続させた。
その結果、転炉ガスの放散は生じなかった。

【００１５】また、本発明のケース２では、もともと酢
酸合成設備を稼動させていたため、30,000 Nm³／H への
条件変更に30分程度ですみ、ガスホルダーに貯蔵した量
は10,000 Nm³ですんだ。以降はケース１と同様に稼動さ
せた結果、転炉ガスの放散は生じなかった。

【００１６】以上説明したように、本発明のケース１お
よび２では、転炉ガスの大気への燃焼放散を完全に防止
することができた。なお、この実施例では、転炉ガス消
費先を３基の発電用ボイラーとしたが、その他の消費先
設備としては、鋼片や鋼板の加熱炉、高炉の熱風炉など
へ供給する場合も、本発明の効果は同じように現れる。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、転
炉ガス発生量やガス消費設備での使用量の如何にかかわ
らず、転炉ガスの無駄な放散が少なくなると共に、過大
な設備投資も不要になる。また、ＣＯ₂を無駄に大気中
に放散することがなくなるので、ＣＯ₂の削減を通じて
地球環境上によい結果を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明を説明するための略線図であ
る。

【符号の説明】

１転炉２転炉ガス回収設備３除塵器４輸送ダクト５ガスホルダー６分岐ダクト７酢酸合成設備８メタノールを貯蔵するタンク９合成された酢酸を貯蔵するタンク１０副生品可燃性ガスダクト１１他設備

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者信沢達也千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC46 BE40 4K002 BA10 4K056 AA02 CA02 DB00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＯガス含有転炉ガスの少なくともその
一部を、ＣＯガスを原料とする化学物質合成設備に供給
するようにしたことを特徴とする転炉ガスの利用方法。
【請求項２】転炉ガスの発生量および／または転炉ガ
ス消費設備の消費量に応じ、化学物質合成設備への供給
量を調整することを特徴とする請求項１に記載の転炉ガ
ス利用方法。
【請求項３】回収したＣＯガス含有転炉ガスを、酢酸
の合成設備に供給することを特徴とする、請求項１また
は２に記載の利用方法。
【請求項４】転炉ガス回収設備の延長上に、転炉ガス
の消費設備と転炉ガスの貯蔵設備とを設けると共に、こ
れらの各装置を繋ぐガス輸送ダクトを設けてなる装置に
対し、前記ガス輸送ダクトに分岐ダクトを設け、かつこ
の分岐ダクトの延在位置にＣO ガスを原料とする化学物
質の合成設備を配設したことを特徴とする転炉ガスの利
用装置。
【請求項５】上記化学物質の合成設備が酢酸の合成設
備であることを特徴とする、請求項４に記載の利用装
置。