JP2001050059A - 排ガスエネルギー回収設備 - Google Patents
排ガスエネルギー回収設備Info
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- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 融還元プラントから発生する排ガスを、既に
開発され実用化されている高炉用コンバインドサイクル
発電プラントを用いて回収できるようにし、回収効率を
大幅に向上できる排ガスエネルギー回収設備を提供す
る。 【解決手段】 溶融還元プラント１にて発生する排ガス
を、高炉用コンバインドサイクル発電プラント１０を介
してエネルギー回収する設備であって、排ガスに窒素を
継続的に混合することによって、コンバインドサイクル
発電プラント１０に最適なガスエネルギー量になるよう
調整して、コンバインドサイクル発電プラント１０へ供
給する。
開発され実用化されている高炉用コンバインドサイクル
発電プラントを用いて回収できるようにし、回収効率を
大幅に向上できる排ガスエネルギー回収設備を提供す
る。 【解決手段】 溶融還元プラント１にて発生する排ガス
を、高炉用コンバインドサイクル発電プラント１０を介
してエネルギー回収する設備であって、排ガスに窒素を
継続的に混合することによって、コンバインドサイクル
発電プラント１０に最適なガスエネルギー量になるよう
調整して、コンバインドサイクル発電プラント１０へ供
給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、冶金炉プラント
のうち、とくに溶融還元プラントにおいて発生するとこ
ろの、ＣＯおよびＨ2ガスを含む多量の可燃性の排ガス
のエネルギーを回収するための排ガスエネルギー回収設
備に関するものである。
のうち、とくに溶融還元プラントにおいて発生するとこ
ろの、ＣＯおよびＨ2ガスを含む多量の可燃性の排ガス
のエネルギーを回収するための排ガスエネルギー回収設
備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、冶金炉プラントにおいて発生する
排ガスのエネルギー回収設備には、燃焼ボイラが一般的
に使用されているが、エネルギーの回収効率が３５％程
度と非常に低かった。
排ガスのエネルギー回収設備には、燃焼ボイラが一般的
に使用されているが、エネルギーの回収効率が３５％程
度と非常に低かった。
【０００３】そこで、近年、高炉から発生する排ガスに
ついては、燃焼ボイラに代わって、発電効率に優れたコ
ンバインドサイクル発電プラント（ＣＣＰＰ）が適用さ
れている。このコンバインドサイクル発電プラントは、
ガスタービン（GT），燃料ガス圧縮機（FGC）、蒸気タ
ービン（ST）、発電機（GENO）を主要機器とする一軸型
のパワートレインで、高炉からの排ガスを燃料として運
転されるものも開発されている。そして、コンバインド
サイクル発電プラントを使用した場合には、回収効率が
４５％程度まで向上している。
ついては、燃焼ボイラに代わって、発電効率に優れたコ
ンバインドサイクル発電プラント（ＣＣＰＰ）が適用さ
れている。このコンバインドサイクル発電プラントは、
ガスタービン（GT），燃料ガス圧縮機（FGC）、蒸気タ
ービン（ST）、発電機（GENO）を主要機器とする一軸型
のパワートレインで、高炉からの排ガスを燃料として運
転されるものも開発されている。そして、コンバインド
サイクル発電プラントを使用した場合には、回収効率が
４５％程度まで向上している。
【０００４】また、先行技術に、特開平２−２９８６３
３号公報に記載の石炭ガス化コンバインドサイクル発電
プラントがある。この石炭ガス化コンバインサイクル
は、石炭をガス化し、この石炭ガスを燃料としてガスタ
ービンを駆動し発電機を運転するとともに、ガスタービ
ンの排ガスを熱回収し、この熱によって発生させた蒸気
で蒸気タービンを駆動して発電機を運転するサイクルで
ある。
３号公報に記載の石炭ガス化コンバインドサイクル発電
プラントがある。この石炭ガス化コンバインサイクル
は、石炭をガス化し、この石炭ガスを燃料としてガスタ
ービンを駆動し発電機を運転するとともに、ガスタービ
ンの排ガスを熱回収し、この熱によって発生させた蒸気
で蒸気タービンを駆動して発電機を運転するサイクルで
ある。
【０００５】なお、本発明に係るエネルギー回収を対象
とする排ガスを発生する上記溶融還元プラント（溶融還
元法）は、鉄鉱石などを溶融状態で還元するためのプラ
ントで、高炉法などに代わるものであり、鉄鉱石（酸化
鉄）などの金属酸化物を含有する鉱石を、溶融状態で還
元して鉄やフェロアロイを得るプラント（方法）であ
る。溶融還元法には種々の方式があり、溶融還元炉のみ
を使用するもののほか、予備還元炉と溶融還元炉とを組
み合わせて使用するものがある。溶融還元炉では炉内に
鉱石、石炭などを装入したうえ酸素を吹き込み、溶融状
態で鉱石を還元する。このとき溶融還元炉からは ＣＯ
(一酸化炭素）およびＨ2（水素）を主成分とする還元力
のある高温ガスが発生するので、このガスを利用して鉱
石をあらかじめ固体状態で予備還元する、というのが予
備還元炉を組み合わせたプラントである。この場合は溶
融還元炉の発生ガスがもつ熱と還元力を有効に利用でき
るという利点があるので、予備還元炉を使用する方がむ
しろ溶融還元法の主流になりつつある。また予備還元炉
としては、粉粒状鉱石が流動層を形成（流動化）して上
記のガスと接触・反応する、流動層式のものが広く採用
されている。
とする排ガスを発生する上記溶融還元プラント（溶融還
元法）は、鉄鉱石などを溶融状態で還元するためのプラ
ントで、高炉法などに代わるものであり、鉄鉱石（酸化
鉄）などの金属酸化物を含有する鉱石を、溶融状態で還
元して鉄やフェロアロイを得るプラント（方法）であ
る。溶融還元法には種々の方式があり、溶融還元炉のみ
を使用するもののほか、予備還元炉と溶融還元炉とを組
み合わせて使用するものがある。溶融還元炉では炉内に
鉱石、石炭などを装入したうえ酸素を吹き込み、溶融状
態で鉱石を還元する。このとき溶融還元炉からは ＣＯ
(一酸化炭素）およびＨ2（水素）を主成分とする還元力
のある高温ガスが発生するので、このガスを利用して鉱
石をあらかじめ固体状態で予備還元する、というのが予
備還元炉を組み合わせたプラントである。この場合は溶
融還元炉の発生ガスがもつ熱と還元力を有効に利用でき
るという利点があるので、予備還元炉を使用する方がむ
しろ溶融還元法の主流になりつつある。また予備還元炉
としては、粉粒状鉱石が流動層を形成（流動化）して上
記のガスと接触・反応する、流動層式のものが広く採用
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た高炉用コンバインドサイクル発電プラントを溶融還元
プラントと組み合わせて使用しようとすると、次のよう
な不都合が生じる。
た高炉用コンバインドサイクル発電プラントを溶融還元
プラントと組み合わせて使用しようとすると、次のよう
な不都合が生じる。
【０００７】すなわち、溶融還元プラントに適用しよう
としても、その排ガスのエネルギー量が高炉から発生す
る排ガスとは異なっているために、発電プラントをあら
たに開発しなければ適用できず、かつその開発費は膨大
なものとなる。
としても、その排ガスのエネルギー量が高炉から発生す
る排ガスとは異なっているために、発電プラントをあら
たに開発しなければ適用できず、かつその開発費は膨大
なものとなる。
【０００８】詳しく説明すると、高炉排ガスは低位発熱
量（ＬＨＶ）が７４０〜８４０kcal／Ｎｍ3であること
から、高炉用ＣＣＰＰで使用可能な排ガスの低位発熱量
（ＬＨＶ）は７５０〜９８０kcal／Ｎｍ3前後で、排ガ
スのＬＨＶ総計は３２０ＭＪ／ｓｅｃ（２７５,１５０,
５９２kcal／ｈ）前後に設定されている。この場合、例
えばＬＨＶを９００kcal／Ｎｍ3にすると、ガスタービ
ン入口ガス流量は３０５,７２０Ｎｍ3／ｈになる。
量（ＬＨＶ）が７４０〜８４０kcal／Ｎｍ3であること
から、高炉用ＣＣＰＰで使用可能な排ガスの低位発熱量
（ＬＨＶ）は７５０〜９８０kcal／Ｎｍ3前後で、排ガ
スのＬＨＶ総計は３２０ＭＪ／ｓｅｃ（２７５,１５０,
５９２kcal／ｈ）前後に設定されている。この場合、例
えばＬＨＶを９００kcal／Ｎｍ3にすると、ガスタービ
ン入口ガス流量は３０５,７２０Ｎｍ3／ｈになる。
【０００９】一方、溶融還元プラントから発生する排ガ
スは、ＬＨＶが１,０００〜１,４００kcal／Ｎｍ3とか
なり高く、またガス流量については２００,０００〜３
００,０００Ｎｍ3／ｈとばらつきがある。
スは、ＬＨＶが１,０００〜１,４００kcal／Ｎｍ3とか
なり高く、またガス流量については２００,０００〜３
００,０００Ｎｍ3／ｈとばらつきがある。
【００１０】したがって、溶融還元プラントの排ガスの
ＬＨＶは高炉用ＣＣＰＰに適用可能な排ガスのＬＨＶに
比べて高すぎるために、使用することができない。ま
た、ＬＨＶ総計も概ね一致させる必要があるが、溶融還
元プラントから発生する排ガスとはかなり相違してい
る。
ＬＨＶは高炉用ＣＣＰＰに適用可能な排ガスのＬＨＶに
比べて高すぎるために、使用することができない。ま
た、ＬＨＶ総計も概ね一致させる必要があるが、溶融還
元プラントから発生する排ガスとはかなり相違してい
る。
【００１１】本発明は上述の点に鑑みなされたもので、
溶融還元プラントから発生する排ガスを、既に開発され
実用化されている高炉用コンバインドサイクル発電プラ
ントを用いて回収できるようにし、これにより従来の燃
焼ボイラによる排ガスの回収に比べて回収効率を大幅に
向上するとともに、プラント全体が安価でしかも柔軟性
をもって操業できる排ガスエネルギー回収設備を提供す
ることを目的としている。
溶融還元プラントから発生する排ガスを、既に開発され
実用化されている高炉用コンバインドサイクル発電プラ
ントを用いて回収できるようにし、これにより従来の燃
焼ボイラによる排ガスの回収に比べて回収効率を大幅に
向上するとともに、プラント全体が安価でしかも柔軟性
をもって操業できる排ガスエネルギー回収設備を提供す
ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係る排ガスエネルギー回収設備は、溶融還
元プラントにて発生する排ガスを、高炉用コンバインド
サイクル発電プラントを介してエネルギー回収する設備
であって、前記排ガスに窒素等の不活性ガスを継続的に
混合することによって、前記コンバインドサイクル発電
プラントに最適なガスエネルギー量になるよう調整し
て、コンバインドサイクル発電プラントへ供給すること
を特徴としている。
めに本発明に係る排ガスエネルギー回収設備は、溶融還
元プラントにて発生する排ガスを、高炉用コンバインド
サイクル発電プラントを介してエネルギー回収する設備
であって、前記排ガスに窒素等の不活性ガスを継続的に
混合することによって、前記コンバインドサイクル発電
プラントに最適なガスエネルギー量になるよう調整し
て、コンバインドサイクル発電プラントへ供給すること
を特徴としている。
【００１３】上記の構成を有する本発明に係る排ガスエ
ネルギー回収設備によれば、既に実用化されている高炉
用コンバインドサイクル発電プラントを用いて、溶融還
元プラントから発生する排ガスのエネルギー回収に利用
することができ、あらたに溶融還元プラント専用の発電
プラントを開発するための開発費や開発期間等が不要に
なる。そして、高炉用コンバインドサイクル発電プラン
トの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに不
活性ガスを継続的に適量混合するだけで、円滑に発電プ
ラントを使用することができる。
ネルギー回収設備によれば、既に実用化されている高炉
用コンバインドサイクル発電プラントを用いて、溶融還
元プラントから発生する排ガスのエネルギー回収に利用
することができ、あらたに溶融還元プラント専用の発電
プラントを開発するための開発費や開発期間等が不要に
なる。そして、高炉用コンバインドサイクル発電プラン
トの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに不
活性ガスを継続的に適量混合するだけで、円滑に発電プ
ラントを使用することができる。
【００１４】請求項２に記載のように、前記排ガスに混
合する不活性ガスに、前記溶融還元プラントで吹練中に
使用される酸素を製造する酸素製造装置により副産物と
して発生する窒素を使用するのが好ましい。
合する不活性ガスに、前記溶融還元プラントで吹練中に
使用される酸素を製造する酸素製造装置により副産物と
して発生する窒素を使用するのが好ましい。
【００１５】請求項２記載の排ガスエネルギー回収設備
によれば、溶融還元プラントのとくに溶融還元炉におい
て操業に必要とされる酸素を空気を原料として製造する
際に窒素が副産物として生じることから、この窒素を排
ガスに混合して使用するので、無駄がなく、経済的であ
る。
によれば、溶融還元プラントのとくに溶融還元炉におい
て操業に必要とされる酸素を空気を原料として製造する
際に窒素が副産物として生じることから、この窒素を排
ガスに混合して使用するので、無駄がなく、経済的であ
る。
【００１６】請求項３に記載のように、前記溶融還元プ
ラントが、溶融還元炉とともにその排ガスを利用する予
備還元炉を備えているのがさらに好ましい。
ラントが、溶融還元炉とともにその排ガスを利用する予
備還元炉を備えているのがさらに好ましい。
【００１７】請求項３記載の排ガスエネルギー回収設備
によれば、溶融還元プラントの溶融還元炉において排出
される排ガスは低位発熱量が極めて高いが、この排ガス
はいったん予備還元炉に導入されて、溶融還元炉に投入
される鉱石をあらかじめ固体状態で予備還元するのに使
用される。この結果、予備還元炉から排出される排ガス
は鉱石の予備還元でＣＯガス等が消費された状態である
から、低位発熱量が溶融還元炉から排出されたときの排
ガスに比べて低下し、排ガスに混合すべき不活性ガスの
量が少なくて済み、使用しやすいうえに、より一層無駄
がなく、経済的である。
によれば、溶融還元プラントの溶融還元炉において排出
される排ガスは低位発熱量が極めて高いが、この排ガス
はいったん予備還元炉に導入されて、溶融還元炉に投入
される鉱石をあらかじめ固体状態で予備還元するのに使
用される。この結果、予備還元炉から排出される排ガス
は鉱石の予備還元でＣＯガス等が消費された状態である
から、低位発熱量が溶融還元炉から排出されたときの排
ガスに比べて低下し、排ガスに混合すべき不活性ガスの
量が少なくて済み、使用しやすいうえに、より一層無駄
がなく、経済的である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る排ガスエネル
ギー回収設備の実施の形態を図面に基づいて説明する。
ギー回収設備の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】図１は溶融還元炉と予備還元炉を備えた溶
融還元プラントに、コンバインドサイクル発電プラント
を組み合わせた本発明の実施例に係る排ガスエネルギー
回収設備の全体の概要を示す構成図である。
融還元プラントに、コンバインドサイクル発電プラント
を組み合わせた本発明の実施例に係る排ガスエネルギー
回収設備の全体の概要を示す構成図である。
【００２０】図１に示すように、溶融還元プラント１
は、予備還元炉と溶融還元炉とを用いて鉄鉱石を還元す
るもので、２が溶融還元炉、３が予備還元炉である。
は、予備還元炉と溶融還元炉とを用いて鉄鉱石を還元す
るもので、２が溶融還元炉、３が予備還元炉である。
【００２１】溶融還元炉２は鉄鉱石を溶融状態で還元し
て銑鉄とするもので、原料および副原料として炉内には
鉄鉱石（下記の予備還元鉄）、石炭、酸素および後述す
る生石灰などが装入される。還元反応にともなって発生
する高温ガス（排出ガス）は、ＣＯおよびＨ2を多量に
含んで還元力があるので、フード、ダクト４を通って予
備還元炉３の下方へ導入される。
て銑鉄とするもので、原料および副原料として炉内には
鉄鉱石（下記の予備還元鉄）、石炭、酸素および後述す
る生石灰などが装入される。還元反応にともなって発生
する高温ガス（排出ガス）は、ＣＯおよびＨ2を多量に
含んで還元力があるので、フード、ダクト４を通って予
備還元炉３の下方へ導入される。
【００２２】予備還元炉３は鉄鉱石を固体状態で予備還
元し予備還元鉄を得るものであるが、この実施例のもの
は流動層式で、多数の開孔を設けた分散板３ａ上に鉄鉱
石が装入され分散板３ａの下方より上記のガスが導入さ
れることにより、鉄鉱石が流動化してガスと接触し、予
備還元が進行する形式である。この予備還元炉３内で還
元された予備還元鉄は、図示を省略した装入管により溶
融還元炉２内に装入される。
元し予備還元鉄を得るものであるが、この実施例のもの
は流動層式で、多数の開孔を設けた分散板３ａ上に鉄鉱
石が装入され分散板３ａの下方より上記のガスが導入さ
れることにより、鉄鉱石が流動化してガスと接触し、予
備還元が進行する形式である。この予備還元炉３内で還
元された予備還元鉄は、図示を省略した装入管により溶
融還元炉２内に装入される。
【００２３】溶融還元炉２内には、溶湯（溶融金属浴）
Ａとして銑鉄およびスラグを保持されており、この中に
石炭、石灰などとともに鉄鉱石が装入され、ランス５を
通して酸素が吹き込まれることにより、鉄鉱石を溶融状
態で還元して銑鉄に変えるというプロセスがなされる。
また、酸素は酸素製造装置６において、大気中の空気を
原料として製造されるが、酸素製造装置６により酸素を
製造する過程で、不活性ガスとしての窒素が同時に発生
する。
Ａとして銑鉄およびスラグを保持されており、この中に
石炭、石灰などとともに鉄鉱石が装入され、ランス５を
通して酸素が吹き込まれることにより、鉄鉱石を溶融状
態で還元して銑鉄に変えるというプロセスがなされる。
また、酸素は酸素製造装置６において、大気中の空気を
原料として製造されるが、酸素製造装置６により酸素を
製造する過程で、不活性ガスとしての窒素が同時に発生
する。
【００２４】予備還元炉３から排出される排ガスは、ダ
クト７で図示を省略したサイクロンセパレータに通され
たうえ、排出ダクト８で高炉用コンバインドサイクル発
電プラント１０へ送られる。セパレータ（図示せず）で
は、排ガスとともに流動層Ｂから飛び出した微粉粒の予
備還元鉄が捕集され、図示を省略した装入管により予備
還元炉３へ戻される。
クト７で図示を省略したサイクロンセパレータに通され
たうえ、排出ダクト８で高炉用コンバインドサイクル発
電プラント１０へ送られる。セパレータ（図示せず）で
は、排ガスとともに流動層Ｂから飛び出した微粉粒の予
備還元鉄が捕集され、図示を省略した装入管により予備
還元炉３へ戻される。
【００２５】本例の排ガスエネルギー回収設備では、高
炉排ガス用に開発されているコンバインドサイクル発電
プラント１０を排ガスエネルギーの回収の主要設備とし
て使用している。排出ダクト８の途中には、電気式の排
ガス湿式除塵装置１１が介設されている。また、酸素製
造装置６からは酸素供給管９がランス５に接続されると
ともに、窒素供給管１２が排出ダクト８の除塵装置１１
の下流側に接続されている。
炉排ガス用に開発されているコンバインドサイクル発電
プラント１０を排ガスエネルギーの回収の主要設備とし
て使用している。排出ダクト８の途中には、電気式の排
ガス湿式除塵装置１１が介設されている。また、酸素製
造装置６からは酸素供給管９がランス５に接続されると
ともに、窒素供給管１２が排出ダクト８の除塵装置１１
の下流側に接続されている。
【００２６】ところで、下記の表１は、上記溶融還元プ
ラント１の予備還元炉３から発生する排ガスおよび混合
すべき窒素ならびに窒素混合後のガスについてのガス流
量（Ｎｍ3／ｈ，０℃ 1.03323kg／cm2 abs.換算）、ガ
ス組成（体積％）および低位発熱量（kcal／Ｎｍ3）を
表すものである。
ラント１の予備還元炉３から発生する排ガスおよび混合
すべき窒素ならびに窒素混合後のガスについてのガス流
量（Ｎｍ3／ｈ，０℃ 1.03323kg／cm2 abs.換算）、ガ
ス組成（体積％）および低位発熱量（kcal／Ｎｍ3）を
表すものである。
【００２７】
【表１】（添付の表を参照ください）
【００２８】すなわち、予備還元炉３から排出される排
ガスは、ＬＨＶが1,300kcal/Ｎｍ3で、排出流量は212,3
00Ｎｍ3／ｈであり、このままでは高炉用コンバインド
サイクル発電プラント１０に適用できない。しかし、酸
素製造装置６から生じる窒素を、94,360Ｎｍ3／ｈ（Ｌ
ＨＶは０kcal／Ｎｍ3）ほど混合して導入するため、結
果的に、同排ガスはＬＨＶが900kcal／Ｎｍ3、導入流量
は306,660Ｎｍ3／ｈになる。つまり、ＬＨＶ総計も275,
994,000kcal／ｈ（900×306,660）で、発電プラント１
０が必要とするＬＨＶ総計（275,150,592kcal／ｈ）を
充足している。
ガスは、ＬＨＶが1,300kcal/Ｎｍ3で、排出流量は212,3
00Ｎｍ3／ｈであり、このままでは高炉用コンバインド
サイクル発電プラント１０に適用できない。しかし、酸
素製造装置６から生じる窒素を、94,360Ｎｍ3／ｈ（Ｌ
ＨＶは０kcal／Ｎｍ3）ほど混合して導入するため、結
果的に、同排ガスはＬＨＶが900kcal／Ｎｍ3、導入流量
は306,660Ｎｍ3／ｈになる。つまり、ＬＨＶ総計も275,
994,000kcal／ｈ（900×306,660）で、発電プラント１
０が必要とするＬＨＶ総計（275,150,592kcal／ｈ）を
充足している。
【００２９】上記実施例では、溶融還元プラント１から
発生する排ガスに、同プラント１に付属の酸素製造装置
６により酸素を製造する際に副産物として生じる窒素を
混合して発電プラント１０に導入し、電力としてエネル
ギー回収するようにした。この結果、排ガスエネルギー
の回収効率は４５％に達した。また、設備的には、既に
開発済みで実績のある高炉用コンバインドサイクル発電
プラント１０を組み合わせ、集塵装置１１を介設した排
出ダクト８で溶融還元プラント１と接続するとともに、
酸素製造装置６の窒素発生部と排出ダクト８とを窒素供
給管１２により接続した構成である。上記実施例では、
窒素の混合割合（流量）を制御する流量調整弁（図２の
符号１６）を窒素供給管１２に介在させていないが、溶
融還元プラント１の排ガスの発生量が変動する場合に
は、流量調整弁を介して窒素の混入量を調整できるよう
にするのが望ましい。
発生する排ガスに、同プラント１に付属の酸素製造装置
６により酸素を製造する際に副産物として生じる窒素を
混合して発電プラント１０に導入し、電力としてエネル
ギー回収するようにした。この結果、排ガスエネルギー
の回収効率は４５％に達した。また、設備的には、既に
開発済みで実績のある高炉用コンバインドサイクル発電
プラント１０を組み合わせ、集塵装置１１を介設した排
出ダクト８で溶融還元プラント１と接続するとともに、
酸素製造装置６の窒素発生部と排出ダクト８とを窒素供
給管１２により接続した構成である。上記実施例では、
窒素の混合割合（流量）を制御する流量調整弁（図２の
符号１６）を窒素供給管１２に介在させていないが、溶
融還元プラント１の排ガスの発生量が変動する場合に
は、流量調整弁を介して窒素の混入量を調整できるよう
にするのが望ましい。
【００３０】次に、図２は別の実施例に係る排ガスエネ
ルギー回収設備の全体の概要を示す構成図である。
ルギー回収設備の全体の概要を示す構成図である。
【００３１】溶融還元プラント１から発生する排ガスが
電気式集塵装置１１および排ガス予熱装置１３を順に経
由し、軸流圧縮機１４に排出ダクト８により導入され
る。また、溶融還元プラント１に付属の酸素製造装置６
により発生する窒素が、窒素供給管１２により流量制御
弁１６を介して排ガス予熱装置１３のすぐ上流側の排出
ダクト８に導入される。そして、窒素は排ガスに所定割
合（流量制御弁１６により調整）で混合された状態で、
排ガス予熱装置１３により予熱される。本例の排ガスエ
ネルギー回収設備では、高炉用コンバインドサイクル発
電プラント１０’が、燃料ガス圧縮機として軸流圧縮機
１４とラジアル圧縮機１５とを一連に備えている。この
ため、排ガスと窒素は一体に混合された状態の燃料ガス
となって軸流圧縮機１４にて圧縮されたのち、ガスクー
ラ１７を経由して冷却されラジアル圧縮機１５に導入さ
れてさらに圧縮される。それから、圧縮された燃料ガス
は燃料ガス供給管１９によりガスタービン２０の入口へ
送給され、ガスタービン２０内に導入される。
電気式集塵装置１１および排ガス予熱装置１３を順に経
由し、軸流圧縮機１４に排出ダクト８により導入され
る。また、溶融還元プラント１に付属の酸素製造装置６
により発生する窒素が、窒素供給管１２により流量制御
弁１６を介して排ガス予熱装置１３のすぐ上流側の排出
ダクト８に導入される。そして、窒素は排ガスに所定割
合（流量制御弁１６により調整）で混合された状態で、
排ガス予熱装置１３により予熱される。本例の排ガスエ
ネルギー回収設備では、高炉用コンバインドサイクル発
電プラント１０’が、燃料ガス圧縮機として軸流圧縮機
１４とラジアル圧縮機１５とを一連に備えている。この
ため、排ガスと窒素は一体に混合された状態の燃料ガス
となって軸流圧縮機１４にて圧縮されたのち、ガスクー
ラ１７を経由して冷却されラジアル圧縮機１５に導入さ
れてさらに圧縮される。それから、圧縮された燃料ガス
は燃料ガス供給管１９によりガスタービン２０の入口へ
送給され、ガスタービン２０内に導入される。
【００３２】ガスタービン２０には排熱回収ボイラ２１
が一体的に連設されており、ガスタービン２０に導入さ
れ、ガスタービン２０の駆動に使用された燃料ガスの排
気ガスが排熱回収ボイラ２１にて回収され、蒸気を発生
させる。この蒸気は蒸気供給管１８にて蒸気タービン２
３へ供給され、蒸気タービン２３を回転駆動しこの回転
力で発電機２４を回転させて発電する。また発電機２４
は、減速機構２５を介してガスタービン２０から軸流圧
縮機１４とラジアル圧縮機１５とを挟んで一軸（共通の
軸）の回転駆動軸３１にて接続されており、減速機構２
５によって発電機２４により発電される電気（交流）の
周波数（例えば５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）が変更できるよう
になっている。排熱回収ボイラ２１は煙突２１ａを備え
ており、ガスタービン２０からの排気ガスが熱回収され
たのち、煙突２１ａから排出される。
が一体的に連設されており、ガスタービン２０に導入さ
れ、ガスタービン２０の駆動に使用された燃料ガスの排
気ガスが排熱回収ボイラ２１にて回収され、蒸気を発生
させる。この蒸気は蒸気供給管１８にて蒸気タービン２
３へ供給され、蒸気タービン２３を回転駆動しこの回転
力で発電機２４を回転させて発電する。また発電機２４
は、減速機構２５を介してガスタービン２０から軸流圧
縮機１４とラジアル圧縮機１５とを挟んで一軸（共通の
軸）の回転駆動軸３１にて接続されており、減速機構２
５によって発電機２４により発電される電気（交流）の
周波数（例えば５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）が変更できるよう
になっている。排熱回収ボイラ２１は煙突２１ａを備え
ており、ガスタービン２０からの排気ガスが熱回収され
たのち、煙突２１ａから排出される。
【００３３】そのほか、蒸気タービン２３は凝縮機２３
ａを並設しており、蒸気タービン２３で使用されたのち
の蒸気が凝縮機２３ａで凝縮されて水滴化し、送給ポン
プ２６を介して送給管２７からガスクーラ１７に送給さ
れた後、排熱回収ボイラ２１へ送られ、排気ガスと熱交
換されて蒸気になる。また、第２のガスクーラ２８を備
えており、このガスクーラ２８にはラジアル圧縮機１５
からガスタービン２０へ送られる燃料ガスの一部が、燃
料ガス供給管１９から分岐された分岐管３２により送ら
れ、冷却されたのち、予熱装置１３で予熱された燃料ガ
スに混合され、軸流圧縮機１４に供給される。また、発
電機２４により発電された電気は、変圧器３３で高電圧
化され、鉄塔３４間に架設された電線で所要の電力消費
地へ送電される。なお、本例のコンバインドサイクル発
電プラント１０’も基本的に高炉用発電プラントであ
り、溶融還元プラント１からの排ガスに不活性ガスとし
ての窒素を適量混合するようにしたところが相違する。
そして、本例の排ガスエネルギー回収設備では、結果的
に排ガスのエネルギー回収効率は４６％に達した。 （他の実施例） 上記実施例では、不活性ガスとして窒素を用いた
が、窒素以外の例えば、アルゴンあるいはヘリウムを使
用することもできる。
ａを並設しており、蒸気タービン２３で使用されたのち
の蒸気が凝縮機２３ａで凝縮されて水滴化し、送給ポン
プ２６を介して送給管２７からガスクーラ１７に送給さ
れた後、排熱回収ボイラ２１へ送られ、排気ガスと熱交
換されて蒸気になる。また、第２のガスクーラ２８を備
えており、このガスクーラ２８にはラジアル圧縮機１５
からガスタービン２０へ送られる燃料ガスの一部が、燃
料ガス供給管１９から分岐された分岐管３２により送ら
れ、冷却されたのち、予熱装置１３で予熱された燃料ガ
スに混合され、軸流圧縮機１４に供給される。また、発
電機２４により発電された電気は、変圧器３３で高電圧
化され、鉄塔３４間に架設された電線で所要の電力消費
地へ送電される。なお、本例のコンバインドサイクル発
電プラント１０’も基本的に高炉用発電プラントであ
り、溶融還元プラント１からの排ガスに不活性ガスとし
ての窒素を適量混合するようにしたところが相違する。
そして、本例の排ガスエネルギー回収設備では、結果的
に排ガスのエネルギー回収効率は４６％に達した。 （他の実施例） 上記実施例では、不活性ガスとして窒素を用いた
が、窒素以外の例えば、アルゴンあるいはヘリウムを使
用することもできる。
【００３４】 溶融還元プラント１は、予備還元炉３
を備えないタイプ、いいかえれば溶融還元炉２だけを備
えたタイプであっても、実施可能である。ただし、この
場合には、排ガスの低位発熱量が非常に高く、ガス排出
流量もかなり多いので、混合すべき不活性ガスの量を増
大させ、かつＬＨＶ総計がＣＣＰＰに適合するよう（例
えば、277,660,300kcal／ｈ前後）に流量を調整する必
要がある。
を備えないタイプ、いいかえれば溶融還元炉２だけを備
えたタイプであっても、実施可能である。ただし、この
場合には、排ガスの低位発熱量が非常に高く、ガス排出
流量もかなり多いので、混合すべき不活性ガスの量を増
大させ、かつＬＨＶ総計がＣＣＰＰに適合するよう（例
えば、277,660,300kcal／ｈ前後）に流量を調整する必
要がある。
【００３５】 上記の表１に示した溶融還元プラント
からの排ガス流量や窒素の混合流量は一例であり、限定
されるものではないことはいうまでもない。しかし、排
ガスの低位発熱量が高い場合にも、高炉用コンバインド
サイクル発電プラントに使用できるようにするために
は、ＬＨＶが８００〜１,０００kcal／Ｎｍ3になるよう
に不活性ガスを継続的に混合する必要がある。
からの排ガス流量や窒素の混合流量は一例であり、限定
されるものではないことはいうまでもない。しかし、排
ガスの低位発熱量が高い場合にも、高炉用コンバインド
サイクル発電プラントに使用できるようにするために
は、ＬＨＶが８００〜１,０００kcal／Ｎｍ3になるよう
に不活性ガスを継続的に混合する必要がある。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の排ガスエネルギー回収設備には、次のような優
れた効果がある。
本発明の排ガスエネルギー回収設備には、次のような優
れた効果がある。
【００３７】(1) 溶融還元プラントから発生する排ガス
のエネルギーを、既に開発され実用化されている高炉用
コンバインドサイクル発電プラントを用いて回収でき
る。またこの結果、従来の燃焼ボイラによる排ガスエネ
ルギーの回収に比べて回収効率を大幅に向上させられ
る。具体的には、回収率が４０％未満から４５〜４６％
に向上する。さらに、専用の発電プラントをあらたに開
発して組み合わせる場合に比べて、開発費や開発に要す
る期間が一切不要で、プラント全体の設備が安価で提供
し得る。しかも、高炉用コンバインドサイクル発電プラ
ントの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに
不活性ガスを継続的に適量混合するだけで済むから、柔
軟性をもって操業できるとともに、円滑に発電プラント
を使用することができる。
のエネルギーを、既に開発され実用化されている高炉用
コンバインドサイクル発電プラントを用いて回収でき
る。またこの結果、従来の燃焼ボイラによる排ガスエネ
ルギーの回収に比べて回収効率を大幅に向上させられ
る。具体的には、回収率が４０％未満から４５〜４６％
に向上する。さらに、専用の発電プラントをあらたに開
発して組み合わせる場合に比べて、開発費や開発に要す
る期間が一切不要で、プラント全体の設備が安価で提供
し得る。しかも、高炉用コンバインドサイクル発電プラ
ントの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに
不活性ガスを継続的に適量混合するだけで済むから、柔
軟性をもって操業できるとともに、円滑に発電プラント
を使用することができる。
【００３８】(2) 請求項２記載の排ガスエネルギー回収
設備では、溶融還元プラントのとくに溶融還元炉におい
て操業に必要とされる酸素を空気を原料として製造する
際に副産物として生じる窒素を排ガスに混合して使用す
るので、無駄がなく、経済的である。
設備では、溶融還元プラントのとくに溶融還元炉におい
て操業に必要とされる酸素を空気を原料として製造する
際に副産物として生じる窒素を排ガスに混合して使用す
るので、無駄がなく、経済的である。
【００３９】(3) 請求項３記載の排ガスエネルギー回収
設備では、溶融還元プラントの溶融還元炉から排出され
る排ガスは低位発熱量が極めて高いが、この排ガスをい
ったん予備還元炉に導入して鉱石の予備還元に使用して
いるから、低位発熱量が溶融還元炉からの排ガスに比べ
て低下しているので、排ガスに混合すべき不活性ガスの
量が少なくて済み、使用しやすく操業が容易で、より一
層無駄がなくなり、排ガスの有効利用が図られ、経済性
にも優れている。
設備では、溶融還元プラントの溶融還元炉から排出され
る排ガスは低位発熱量が極めて高いが、この排ガスをい
ったん予備還元炉に導入して鉱石の予備還元に使用して
いるから、低位発熱量が溶融還元炉からの排ガスに比べ
て低下しているので、排ガスに混合すべき不活性ガスの
量が少なくて済み、使用しやすく操業が容易で、より一
層無駄がなくなり、排ガスの有効利用が図られ、経済性
にも優れている。
【図１】溶融還元炉と予備還元炉を備えた溶融還元プラ
ントにコンバインドサイクル発電プラントを組み合わせ
た、本発明の実施例に係る排ガスエネルギー回収設備の
全体の概要を示す構成図である。
ントにコンバインドサイクル発電プラントを組み合わせ
た、本発明の実施例に係る排ガスエネルギー回収設備の
全体の概要を示す構成図である。
【図２】コンバインドサイクル発電プラントを溶融還元
プラントに組み合わせた、本発明の第２実施例に係る排
ガスエネルギー回収設備の全体の概要を示す構成図であ
る。
プラントに組み合わせた、本発明の第２実施例に係る排
ガスエネルギー回収設備の全体の概要を示す構成図であ
る。
１ 溶融還元プラント ２ 溶融還元炉 ３ 予備還元炉 ６ 酸素製造装置 ７ ダクト ８ 排出ダクト １０・１０' 高炉排ガス用コンバインドサイクル発電プ
ラント １１ 集塵装置 １２ 窒素供給管 １３ 排ガス予熱装置 １４ 軸流圧縮機 １５ ラジアル圧縮機 １６ 流量制御弁 １７ ガスクーラ １８ 蒸気供給管 １９ 燃料ガス供給管 ２０ ガスタービン ２１ 排熱回収ボイラ ２３ 蒸気タービン ２４ 発電機 ２５ 減速機構
ラント １１ 集塵装置 １２ 窒素供給管 １３ 排ガス予熱装置 １４ 軸流圧縮機 １５ ラジアル圧縮機 １６ 流量制御弁 １７ ガスクーラ １８ 蒸気供給管 １９ 燃料ガス供給管 ２０ ガスタービン ２１ 排熱回収ボイラ ２３ 蒸気タービン ２４ 発電機 ２５ 減速機構
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年４月２６日（２０００．４．２
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係る排ガスエネルギー回収設備は、溶融還
元プラントにて発生する排ガスを、高炉用コンバインド
サイクル発電プラントを介してエネルギー回収する設備
であって、前記排ガスに、前記溶融還元プラントで吹練
中に使用される酸素を製造する酸素製造装置により副産
物として発生する窒素を継続的に混合することによっ
て、前記コンバインドサイクル発電プラントに最適なガ
スエネルギー量になるように調整し、コンバインドサイ
クル発電プラントへ供給することを特徴としている。
めに本発明に係る排ガスエネルギー回収設備は、溶融還
元プラントにて発生する排ガスを、高炉用コンバインド
サイクル発電プラントを介してエネルギー回収する設備
であって、前記排ガスに、前記溶融還元プラントで吹練
中に使用される酸素を製造する酸素製造装置により副産
物として発生する窒素を継続的に混合することによっ
て、前記コンバインドサイクル発電プラントに最適なガ
スエネルギー量になるように調整し、コンバインドサイ
クル発電プラントへ供給することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】上記の構成を有する本発明に係る排ガスエ
ネルギー回収設備によれば、既に実用化されている高炉
用コンバインドサイクル発電プラントを用いて、溶融還
元プラントから発生する排ガスのエネルギー回収に利用
することができ、あらたに溶融還元プラント専用の発電
プラントを開発するための開発費や開発期間等が不要に
なる。そして、高炉用コンバインドサイクル発電プラン
トの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに不
活性ガスとしての窒素を継続的に適量混合するだけで、
円滑に発電プラントを使用することができる。しかも、
溶融還元プラントのとくに溶融還元炉において操業に必
要とされる酸素を空気を原料として製造する際に窒素が
副産物として生じることから、この窒素を排ガスに混合
して使用するので、無駄がなく、経済的である。
ネルギー回収設備によれば、既に実用化されている高炉
用コンバインドサイクル発電プラントを用いて、溶融還
元プラントから発生する排ガスのエネルギー回収に利用
することができ、あらたに溶融還元プラント専用の発電
プラントを開発するための開発費や開発期間等が不要に
なる。そして、高炉用コンバインドサイクル発電プラン
トの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに不
活性ガスとしての窒素を継続的に適量混合するだけで、
円滑に発電プラントを使用することができる。しかも、
溶融還元プラントのとくに溶融還元炉において操業に必
要とされる酸素を空気を原料として製造する際に窒素が
副産物として生じることから、この窒素を排ガスに混合
して使用するので、無駄がなく、経済的である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】請求項２に記載のように、前記溶融還元プ
ラントが、溶融還元炉とともにその排ガスを利用する予
備還元炉を備えているのがさらに好ましい。
ラントが、溶融還元炉とともにその排ガスを利用する予
備還元炉を備えているのがさらに好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】請求項２記載の排ガスエネルギー回収設備
によれば、溶融還元プラントの溶融還元炉において排出
される排ガスは低位発熱量が極めて高いが、この排ガス
はいったん予備還元炉に導入されて、溶融還元炉に投入
される鉱石をあらかじめ固体状態で予備還元するのに使
用される。この結果、予備還元炉から排出される排ガス
は鉱石の予備還元でＣＯガス等が消費された状態である
から、低位発熱量が溶融還元炉から排出されたときの排
ガスに比べて低下し、排ガスに混合すべき不活性ガスの
量が少なくて済み、使用しやすいうえに、より一層無駄
がなく、経済的である。
によれば、溶融還元プラントの溶融還元炉において排出
される排ガスは低位発熱量が極めて高いが、この排ガス
はいったん予備還元炉に導入されて、溶融還元炉に投入
される鉱石をあらかじめ固体状態で予備還元するのに使
用される。この結果、予備還元炉から排出される排ガス
は鉱石の予備還元でＣＯガス等が消費された状態である
から、低位発熱量が溶融還元炉から排出されたときの排
ガスに比べて低下し、排ガスに混合すべき不活性ガスの
量が少なくて済み、使用しやすいうえに、より一層無駄
がなく、経済的である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】請求項３に記載のように、前記溶融還元プ
ラントからの排ガスに前記窒素を供給するための前記酸
素製造装置からの窒素供給管に、該窒素の混合割合（流
量）を制御する流量調整弁を介設することが好ましい。
ラントからの排ガスに前記窒素を供給するための前記酸
素製造装置からの窒素供給管に、該窒素の混合割合（流
量）を制御する流量調整弁を介設することが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】請求項３記載の排ガスエネルギー回収設備
によれば、溶融還元プラントの排ガスの発生量が変動す
る場合には、前記流量調整弁を介して排ガスに対する窒
素の混入量を調整することができる。
によれば、溶融還元プラントの排ガスの発生量が変動す
る場合には、前記流量調整弁を介して排ガスに対する窒
素の混入量を調整することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】(1) 溶融還元プラントから発生する排ガス
のエネルギーを、既に開発され実用化されている高炉用
コンバインドサイクル発電プラントを用いて回収でき
る。またこの結果、従来の燃焼ボイラによる排ガスエネ
ルギーの回収に比べて回収効率を大幅に向上させられ
る。具体的には、回収率が４０％未満から４５〜４６％
に向上する。さらに、専用の発電プラントをあらたに開
発して組み合わせる場合に比べて、開発費や開発に要す
る期間が一切不要で、プラント全体の設備が安価で提供
し得る。しかも、高炉用コンバインドサイクル発電プラ
ントの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに
不活性ガスとしての窒素を継続的に適量混合するだけで
済むから、柔軟性をもって操業できるとともに、円滑に
発電プラントを使用することができる。そのうえ、溶融
還元プラントのとくに溶融還元炉において操業に必要と
される酸素を空気を原料として製造する際に副産物とし
て生じる窒素を排ガスに混合して使用するので、無駄が
なく、経済的である。
のエネルギーを、既に開発され実用化されている高炉用
コンバインドサイクル発電プラントを用いて回収でき
る。またこの結果、従来の燃焼ボイラによる排ガスエネ
ルギーの回収に比べて回収効率を大幅に向上させられ
る。具体的には、回収率が４０％未満から４５〜４６％
に向上する。さらに、専用の発電プラントをあらたに開
発して組み合わせる場合に比べて、開発費や開発に要す
る期間が一切不要で、プラント全体の設備が安価で提供
し得る。しかも、高炉用コンバインドサイクル発電プラ
ントの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに
不活性ガスとしての窒素を継続的に適量混合するだけで
済むから、柔軟性をもって操業できるとともに、円滑に
発電プラントを使用することができる。そのうえ、溶融
還元プラントのとくに溶融還元炉において操業に必要と
される酸素を空気を原料として製造する際に副産物とし
て生じる窒素を排ガスに混合して使用するので、無駄が
なく、経済的である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】(2) 請求項２記載の排ガスエネルギー回収
設備では、溶融還元プラントの溶融還元炉から排出され
る排ガスは低位発熱量が極めて高いが、この排ガスをい
ったん予備還元炉に導入して鉱石の予備還元に使用して
いるから、低位発熱量が溶融還元炉からの排ガスに比べ
て低下しているので、排ガスに混合すべき不活性ガスの
量が少なくて済み、使用しやすく操業が容易で、より一
層無駄がなくなり、排ガスの有効利用が図られ、経済性
にも優れている。
設備では、溶融還元プラントの溶融還元炉から排出され
る排ガスは低位発熱量が極めて高いが、この排ガスをい
ったん予備還元炉に導入して鉱石の予備還元に使用して
いるから、低位発熱量が溶融還元炉からの排ガスに比べ
て低下しているので、排ガスに混合すべき不活性ガスの
量が少なくて済み、使用しやすく操業が容易で、より一
層無駄がなくなり、排ガスの有効利用が図られ、経済性
にも優れている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】(3) 請求項３記載の排ガスエネルギー回収
設備では、溶融還元プラントの排ガスの発生量が変動す
る場合には、前記流量調整弁を介して排ガスに対する窒
素の混入量を調整できる。 ─────────────────────────────────────────────────────
設備では、溶融還元プラントの排ガスの発生量が変動す
る場合には、前記流量調整弁を介して排ガスに対する窒
素の混入量を調整できる。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年９月１８日（２０００．９．１
８）
８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係る排ガスエネルギー回収設備は、溶融還
元プラントにて発生する排ガスを、高炉用コンバインド
サイクル発電プラントを介してエネルギー回収する設備
であって、前記排ガスに、前記溶融還元プラントで吹練
中に使用される酸素を製造する酸素製造装置により副産
物として発生する窒素を、流量制御弁を介して前記コン
バインドサイクル発電プラントに必要なガスエネルギー
量（ＬＨＶ（低位発熱量）およびＬＨＶ総計（低位発熱
量総計））になるように前記窒素の混合量を調製して混
合した後、排ガス予熱装置により予熱してコンバインド
サイクル発電プラントへ供給することを特徴としてい
る。
めに本発明に係る排ガスエネルギー回収設備は、溶融還
元プラントにて発生する排ガスを、高炉用コンバインド
サイクル発電プラントを介してエネルギー回収する設備
であって、前記排ガスに、前記溶融還元プラントで吹練
中に使用される酸素を製造する酸素製造装置により副産
物として発生する窒素を、流量制御弁を介して前記コン
バインドサイクル発電プラントに必要なガスエネルギー
量（ＬＨＶ（低位発熱量）およびＬＨＶ総計（低位発熱
量総計））になるように前記窒素の混合量を調製して混
合した後、排ガス予熱装置により予熱してコンバインド
サイクル発電プラントへ供給することを特徴としてい
る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】上記の構成を有する本発明に係る排ガスエ
ネルギー回収設備によれば、既に実用化されている高炉
用コンバインドサイクル発電プラントを用いて、溶融還
元プラントから発生する排ガスのエネルギー回収に利用
することができ、あらたに溶融還元プラント専用の発電
プラントを開発するための開発費や開発期間等が不要に
なる。そして、高炉用コンバインドサイクル発電プラン
トの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに不
活性ガスとしての窒素を継続的に適量混合するだけで、
円滑に発電プラントを使用することができる。しかも、
溶融還元プラントのとくに溶融還元炉において操業に必
要とされる酸素を空気を原料として製造する際に窒素が
副産物として生じることから、この窒素を排ガスに混合
して使用するので、無駄がなく、経済的である。また、
溶融還元プラントの排ガスのＬＨＶは高炉用ＣＣＰＰに
適用可能な排ガスのＬＨＶに比べて高すぎるために、そ
のままでは使用することができず、また高炉用ＣＣＰＰ
に適用するにはＬＨＶ総計も概ね一致させる必要がある
が、同排ガスを高炉用ＣＣＰＰに使用できるようにな
り、結果的に従来の燃焼ボイラによる排ガスエネルギー
の回収に比べて回収効率を大幅に向上させられる。さら
に、排ガスに混合される窒素も排ガス予熱装置により予
熱され、排ガスと窒素は一体に混合された状態の燃料ガ
スとなって高炉用コンバインドサイクル発電プラントに
供給される。
ネルギー回収設備によれば、既に実用化されている高炉
用コンバインドサイクル発電プラントを用いて、溶融還
元プラントから発生する排ガスのエネルギー回収に利用
することができ、あらたに溶融還元プラント専用の発電
プラントを開発するための開発費や開発期間等が不要に
なる。そして、高炉用コンバインドサイクル発電プラン
トの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに不
活性ガスとしての窒素を継続的に適量混合するだけで、
円滑に発電プラントを使用することができる。しかも、
溶融還元プラントのとくに溶融還元炉において操業に必
要とされる酸素を空気を原料として製造する際に窒素が
副産物として生じることから、この窒素を排ガスに混合
して使用するので、無駄がなく、経済的である。また、
溶融還元プラントの排ガスのＬＨＶは高炉用ＣＣＰＰに
適用可能な排ガスのＬＨＶに比べて高すぎるために、そ
のままでは使用することができず、また高炉用ＣＣＰＰ
に適用するにはＬＨＶ総計も概ね一致させる必要がある
が、同排ガスを高炉用ＣＣＰＰに使用できるようにな
り、結果的に従来の燃焼ボイラによる排ガスエネルギー
の回収に比べて回収効率を大幅に向上させられる。さら
に、排ガスに混合される窒素も排ガス予熱装置により予
熱され、排ガスと窒素は一体に混合された状態の燃料ガ
スとなって高炉用コンバインドサイクル発電プラントに
供給される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】請求項２に記載のように、前記溶融還元プ
ラントが、溶融還元炉とともにその排ガスを利用する予
備還元炉を備え、該予備還元炉から排出される排ガスの
ＬＨＶが1,300kcal/Ｎｍ3で、且つ排出流量が212,300Ｎ
ｍ3／ｈであり、前記酸素製造装置から生じる窒素を94,
360Ｎｍ3／ｈほど前記排ガスに継続的に混合して前記コ
ンバインドサイクル発電プラントへ供給することによ
り、同排ガスのＬＨＶが900kcal／Ｎｍ3で導入流量が30
6,660Ｎｍ3／ｈになるように排ガスのＬＨＶおよび単位
時間当たりの導入量（導入流量）をそれぞれ調製して前
記発電プラントが必要とするＬＨＶ総計（275,150,592k
cal／ｈ）を充足させることができる。
ラントが、溶融還元炉とともにその排ガスを利用する予
備還元炉を備え、該予備還元炉から排出される排ガスの
ＬＨＶが1,300kcal/Ｎｍ3で、且つ排出流量が212,300Ｎ
ｍ3／ｈであり、前記酸素製造装置から生じる窒素を94,
360Ｎｍ3／ｈほど前記排ガスに継続的に混合して前記コ
ンバインドサイクル発電プラントへ供給することによ
り、同排ガスのＬＨＶが900kcal／Ｎｍ3で導入流量が30
6,660Ｎｍ3／ｈになるように排ガスのＬＨＶおよび単位
時間当たりの導入量（導入流量）をそれぞれ調製して前
記発電プラントが必要とするＬＨＶ総計（275,150,592k
cal／ｈ）を充足させることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】請求項２記載の排ガスエネルギー回収設備
によれば、予備還元炉から排出される排ガスのＬＨＶが
1,300kcal/Ｎｍ3で、且つ排出流量が212,300Ｎｍ3／ｈ
である場合に、コンバインドサイクル発電プラントに必
要なＬＨＶに排ガスのＬＨＶを低減させ、かつ同発電プ
ラントに必要なＬＨＶ総計を確保することができる。
によれば、予備還元炉から排出される排ガスのＬＨＶが
1,300kcal/Ｎｍ3で、且つ排出流量が212,300Ｎｍ3／ｈ
である場合に、コンバインドサイクル発電プラントに必
要なＬＨＶに排ガスのＬＨＶを低減させ、かつ同発電プ
ラントに必要なＬＨＶ総計を確保することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】(1) 溶融還元プラントから発生する排ガ
スのエネルギーを、既に開発され実用化されている高炉
用コンバインドサイクル発電プラントを用いて回収でき
る。またこの結果、従来の燃焼ボイラによる排ガスエネ
ルギーの回収に比べて回収効率を大幅に向上させられ
る。具体的には、回収率が４０％未満から４５〜４６％
に向上する。さらに、専用の発電プラントをあらたに開
発して組み合わせる場合に比べて、開発費や開発に要す
る期間が一切不要で、プラント全体の設備が安価で提供
し得る。しかも、高炉用コンバインドサイクル発電プラ
ントの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに
不活性ガスとしての窒素を継続的に適量混合するだけで
済むから、柔軟性をもって操業できるとともに、円滑に
発電プラントを使用することができる。そのうえ、溶融
還元プラントのとくに溶融還元炉において操業に必要と
される酸素を空気を原料として製造する際に副産物とし
て生じる窒素を排ガスに混合して使用するので、無駄が
なく、経済的である。また、前記流量調整弁を介して排
ガスに対する窒素の混入量を調整できる。さらに、溶融
還元プラントの排ガスのＬＨＶは高炉用ＣＣＰＰに適用
可能な排ガスのＬＨＶに比べて高すぎるために、そのま
までは使用することができず、また高炉用ＣＣＰＰに適
用するにはＬＨＶ総計も概ね一致させる必要があるが、
同排ガスを高炉用ＣＣＰＰに使用できるようになり、結
果的に従来の燃焼ボイラによる排ガスエネルギーの回収
に比べて回収効率を大幅に向上させることができる。さ
らにまた、排ガスに混合される窒素も排ガス予熱装置に
より予熱され、排ガスと窒素は一体に混合された状態の
燃料ガスとなって高炉用コンバインドサイクル発電プラ
ントに供給される。
スのエネルギーを、既に開発され実用化されている高炉
用コンバインドサイクル発電プラントを用いて回収でき
る。またこの結果、従来の燃焼ボイラによる排ガスエネ
ルギーの回収に比べて回収効率を大幅に向上させられ
る。具体的には、回収率が４０％未満から４５〜４６％
に向上する。さらに、専用の発電プラントをあらたに開
発して組み合わせる場合に比べて、開発費や開発に要す
る期間が一切不要で、プラント全体の設備が安価で提供
し得る。しかも、高炉用コンバインドサイクル発電プラ
ントの使用に際して、溶融還元プラントからの排ガスに
不活性ガスとしての窒素を継続的に適量混合するだけで
済むから、柔軟性をもって操業できるとともに、円滑に
発電プラントを使用することができる。そのうえ、溶融
還元プラントのとくに溶融還元炉において操業に必要と
される酸素を空気を原料として製造する際に副産物とし
て生じる窒素を排ガスに混合して使用するので、無駄が
なく、経済的である。また、前記流量調整弁を介して排
ガスに対する窒素の混入量を調整できる。さらに、溶融
還元プラントの排ガスのＬＨＶは高炉用ＣＣＰＰに適用
可能な排ガスのＬＨＶに比べて高すぎるために、そのま
までは使用することができず、また高炉用ＣＣＰＰに適
用するにはＬＨＶ総計も概ね一致させる必要があるが、
同排ガスを高炉用ＣＣＰＰに使用できるようになり、結
果的に従来の燃焼ボイラによる排ガスエネルギーの回収
に比べて回収効率を大幅に向上させることができる。さ
らにまた、排ガスに混合される窒素も排ガス予熱装置に
より予熱され、排ガスと窒素は一体に混合された状態の
燃料ガスとなって高炉用コンバインドサイクル発電プラ
ントに供給される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】(2) 請求項２記載の排ガスエネルギー回
収設備では、予備還元炉から排出される排ガスのＬＨＶ
が1,300kcal/Ｎｍ3で、且つ排出流量が212,300Ｎｍ3／
ｈである場合に、コンバインドサイクル発電プラントに
必要なＬＨＶに排ガスのＬＨＶを低減させ、かつ同発電
プラントに必要なＬＨＶ総計を確保できる。
収設備では、予備還元炉から排出される排ガスのＬＨＶ
が1,300kcal/Ｎｍ3で、且つ排出流量が212,300Ｎｍ3／
ｈである場合に、コンバインドサイクル発電プラントに
必要なＬＨＶに排ガスのＬＨＶを低減させ、かつ同発電
プラントに必要なＬＨＶ総計を確保できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】削除
Claims (3)
- 【請求項１】 溶融還元プラントにて発生する排ガス
を、高炉用コンバインドサイクル発電プラントを介して
エネルギー回収する設備であって、 前記排ガスに窒素等の不活性ガスを継続的に混合するこ
とによって、前記コンバインドサイクル発電プラントに
最適なガスエネルギー量になるよう調整して、コンバイ
ンドサイクル発電プラントへ供給することを特徴とする
排ガスエネルギー回収設備。 - 【請求項２】 前記排ガスに混合する不活性ガスに、前
記溶融還元プラントで吹練中に使用される酸素を製造す
る酸素製造装置により副産物として発生する窒素を使用
する請求項１記載の排ガスエネルギー回収設備。 - 【請求項３】 前記溶融還元プラントが、溶融還元炉と
ともにその排ガスを利用する予備還元炉を備えている請
求項１又は２記載の排ガスエネルギー回収設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11224285A JP3126705B1 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 排ガスエネルギー回収設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11224285A JP3126705B1 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 排ガスエネルギー回収設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3126705B1 JP3126705B1 (ja) | 2001-01-22 |
| JP2001050059A true JP2001050059A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16811387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11224285A Expired - Fee Related JP3126705B1 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 排ガスエネルギー回収設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3126705B1 (ja) |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP11224285A patent/JP3126705B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3126705B1 (ja) | 2001-01-22 |
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