JP2001220584A - Modification of coke oven gas and process for recovering sensible heat - Google Patents
Modification of coke oven gas and process for recovering sensible heatInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コークス炉ガスを
改質すると共に、高温度のコークス炉ガスが持つ顕熱を
回収する方法に関する。The present invention relates to a method for reforming coke oven gas and recovering the sensible heat of high-temperature coke oven gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】コークス炉から排出される未処理のコー
クス炉ガスは、通常約700〜800℃の温度を有している。
従来、該高温ガスが持つ顕熱の回収は、熱回収時に該ガ
スに含まれるタール留分が凝集してコーキングトラブル
を起すため不可能であった。従って、該高温ガスはアン
モニア水を散布されて約80〜100℃にまで冷却されてお
り、該高温ガスが持つ顕熱は全く回収されておらず、捨
てられているのが現状である。下記の表1に、従来シス
テムの熱バランスの一例を示す。BACKGROUND OF THE INVENTION Untreated coke oven gas discharged from a coke oven typically has a temperature of about 700-800 ° C.
Conventionally, it has been impossible to recover the sensible heat of the high-temperature gas because the tar fraction contained in the gas at the time of heat recovery aggregates to cause coking trouble. Therefore, the high-temperature gas is sprayed with aqueous ammonia and cooled to about 80 to 100 ° C., and the sensible heat of the high-temperature gas is not recovered at all, and is currently discarded. Table 1 below shows an example of the heat balance of the conventional system.
【0003】[0003]
【表1】 コークス炉ガス1kg当りの熱量 コークス炉ガスの発熱量(HHV) 9380kcal/kg コークス炉ガスの顕熱 240kcal/kg 処理工程消費エネルギー量 −1370kcal/kg 利用可能エネルギー量 8250kcal/kgTable 1 Calorific value per kg of coke oven gas Calorific value of coke oven gas (HHV) 9380 kcal / kg Sensible heat of coke oven gas 240 kcal / kg Energy consumed in processing process -1370 kcal / kg Available energy 8250 kcal / kg
【0004】ここで、コークス炉ガスの発熱量とは、タ
ール留分やタールスラッジを含む未処理のコークス炉ガ
スの総発熱量であり、コークス炉ガスの顕熱はガス温度
800℃のコークス炉ガスが持つ顕熱であり、処理工程
消費エネルギー量とは、安水とタールのエマルジョン分
離に用いられる遠心分離やガス精製等の工程において使
用される総エネルギー量を言い、かつ利用可能エネルギ
ー量とは、コークス炉ガスの発熱量、コークス炉ガスの
顕熱及び処理工程消費エネルギー量の和である。Here, the calorific value of coke oven gas is the total calorific value of untreated coke oven gas including tar fractions and tar sludge, and the sensible heat of coke oven gas is a coke oven gas having a gas temperature of 800 ° C. It is the sensible heat of gas, and the energy consumption in the processing step is the total energy used in the steps such as centrifugation and gas purification used for the emulsion separation of low-water and tar, and the amount of available energy Is the sum of the calorific value of the coke oven gas, the sensible heat of the coke oven gas, and the energy consumption of the processing step.
【0005】表1に示すように、従来システムにおいて
は、コークス炉ガスの持つ全熱量9620kcal/コーク
ス炉ガスkgのエネルギーの約86%である8250kc
al/コークス炉ガスkgが理論的には利用可能である。
しかし、上記のようにコークス炉ガスの顕熱は全く回収
されていない。更に、該エネルギーの利用に際しては、
コークス炉ガスに含まれるタール留分等が環境汚染物質
を多量に含むことから、脱硫、脱窒素等の排ガス処理が
必要であると言う問題があった。As shown in Table 1, in the conventional system, the total heat of the coke oven gas is 9620 kcal / 8250 kc which is about 86% of the energy of the coke oven gas kg.
al / kg coke oven gas is theoretically available.
However, the sensible heat of the coke oven gas is not recovered at all as described above. Furthermore, when using the energy,
Since the tar fraction contained in the coke oven gas contains a large amount of environmental pollutants, there has been a problem that exhaust gas treatment such as desulfurization and denitrification is required.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、コークス炉
ガスに含まれるタール留分やタールスラッジをガスやチ
ャーに転換させてクリーンなガス燃料を製造すると共
に、コークス炉ガスが持つ顕熱の回収を可能にする方法
を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention converts a tar fraction or tar sludge contained in a coke oven gas into a gas or char to produce a clean gas fuel, and reduces the sensible heat of the coke oven gas. It provides a method for enabling recovery.
【0007】[0007]
【発明を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために種々検討を重ねた。その結果、従
来、顕熱回収の阻害要因となっていたタール留分やター
ルスラッジを熱分解、部分燃焼ガス化又は水蒸気改質さ
せることによって、これらタール留分やタールスラッジ
を消滅又は無害化させることができる。これにより、既
存の廃熱回収ボイラー等を使用して顕熱の回収を可能に
し、更には、ガス精製処理後に得られたガスは極めてク
リーンであって、燃料として使用する際、従来のような
脱硫、脱窒素等の排ガス処理が不要であり、そして従っ
て、熱分解、部分燃焼ガス化又は水蒸気改質を行う反応
塔を設置しても、十分な経済性を有し得ることを見出
し、本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have made various studies to solve the above-mentioned problems. As a result, the tar fractions and tar sludges which have conventionally been a hindrance to sensible heat recovery are pyrolyzed, partially combusted or gasified, or steam reformed, thereby eliminating or detoxifying these tar fractions and tar sludges. be able to. This makes it possible to recover sensible heat using an existing waste heat recovery boiler and the like, and furthermore, the gas obtained after the gas purification treatment is extremely clean, and when used as a fuel, It has been found that exhaust gas treatment such as desulfurization and denitrification is unnecessary, and that even if a reaction tower for performing thermal decomposition, partial combustion gasification or steam reforming is installed, sufficient economic efficiency can be obtained. The invention has been completed.
【0008】即ち、本発明の第一の実施態様は、(1)
コークス炉から排出された未処理のコークス炉ガスに、
燃焼ガスを吹き込むことにより、又は酸素を吹き込んで
コークス炉ガスの一部を燃焼させることにより、タール
留分を熱分解してコークス炉ガス温度を900℃以上に
することを特徴とするコークス炉ガスの改質方法であ
る。好ましい態様として、(2)燃焼ガスを吹き込むこ
とにより、又は酸素を吹き込んでコークス炉ガスの一部
を燃焼させることにより、コークス炉ガス温度を910
℃以上として熱分解を開始せしめる上記(1)記載の方
法、(3)タール留分を熱分解してコークス炉ガス温度
を950℃以上にする上記(1)又は(2)記載の方
法、(4)燃焼ガスが、石炭、重油、LPG、天然ガス
又は一酸化炭素と酸素とを燃焼させることにより得られ
るところの上記(1)〜(3)のいずれか一つに記載の
方法、(5)燃焼ガスが、一酸化炭素と酸素とを燃焼さ
せることにより得られるところの上記(1)〜(3)の
いずれか一つに記載の方法、(6)未処理のコークス炉
ガス1kgに対して、一酸化炭素0.2〜2.0kgと
酸素0.125〜1.15kgとを使用する上記(5)
記載の方法、(7)未処理のコークス炉ガス1kgに対
して、酸素0.1〜1.0kgを吹き込む上記(1)又
は(2)記載の方法を挙げることができる。That is, the first embodiment of the present invention provides (1)
Untreated coke oven gas discharged from the coke oven
A coke oven gas characterized in that a tar fraction is thermally decomposed to bring the coke oven gas temperature to 900 ° C. or higher by injecting a combustion gas or burning a part of the coke oven gas by injecting oxygen. This is a method for reforming. In a preferred embodiment, (2) the coke oven gas temperature is raised to 910 by blowing a combustion gas or by blowing oxygen to burn a part of the coke oven gas.
(3) The method according to the above (1) or (2), wherein the thermal decomposition is started at a temperature of at least 950 ° C. to start the thermal decomposition at a temperature of at least 950 ° C. 4) The method according to any one of (1) to (3) above, wherein the combustion gas is obtained by burning coal, heavy oil, LPG, natural gas, or carbon monoxide and oxygen; The method according to any one of the above (1) to (3), wherein the combustion gas is obtained by burning carbon monoxide and oxygen. (6) For 1 kg of untreated coke oven gas: (5) using 0.2 to 2.0 kg of carbon monoxide and 0.125 to 1.15 kg of oxygen
(7) The method described in (1) or (2) above, wherein 0.1 to 1.0 kg of oxygen is blown into 1 kg of untreated coke oven gas.
【0009】本発明の第二の実施態様は、(8)コーク
ス炉から排出された未処理のコークス炉ガスに、酸素と
水蒸気とを吹き込むことにより、タール留分を部分燃焼
ガス化してコークス炉ガス温度を900℃以上にするこ
とを特徴とするコークス炉ガスの改質方法である。好ま
しい態様として、(9)タール留分及びタールスラッジ
を部分燃焼ガス化してコークス炉ガス温度を900℃以
上にする上記(8)記載の方法、(10)吹き込んだ酸
素によりコークス炉ガスを部分燃焼してガス温度を10
00℃以上にし、水蒸気による改質ガス化を起させる上
記(8)又は(9)記載の方法、(11)未処理のコー
クス炉ガス1kgに対して、酸素0.1〜1.0kgと
水蒸気0.1〜1.0kgを吹き込む上記(8)〜(1
0)のいずれか一つに記載の方法、(12)未処理のコ
ークス炉ガス1kgに対して、酸素0.3〜0.5kg
と水蒸気0.1〜1.0kgを吹き込む上記(8)〜
(10)のいずれか一つに記載の方法、(13)タール
留分及びタールスラッジが部分燃焼ガス化される上記
(8)〜(12)のいずれか一つに記載の方法を挙げる
ことができる。In a second embodiment of the present invention, (8) a coke oven is produced by injecting oxygen and steam into the untreated coke oven gas discharged from the coke oven to partially convert the tar fraction into a combustion gas. A method of reforming a coke oven gas, wherein the gas temperature is set to 900 ° C. or higher. As a preferred embodiment, (9) the method according to the above (8), wherein the coke oven gas temperature is made 900 ° C. or higher by partially gasifying the tar fraction and tar sludge, and (10) the coke oven gas is partially burned by the injected oxygen. Gas temperature to 10
The method according to the above (8) or (9), in which the temperature is raised to 00 ° C. or higher, and the reforming gasification is caused by steam. (11) 0.1 to 1.0 kg of oxygen and steam are added to 1 kg of untreated coke oven gas. (8)-(1)
0) The method according to any one of 1), (12) 0.3 to 0.5 kg of oxygen with respect to 1 kg of untreated coke oven gas.
And the above (8) to blow 0.1 to 1.0 kg of steam
The method according to any one of (10) and (13) the method according to any one of (8) to (12) above, wherein the tar fraction and the tar sludge are partially burned and gasified. it can.
【0010】本発明の第三の実施態様は、(14)コー
クス炉から排出された未処理のコークス炉ガスに、10
00℃以上の水蒸気を吹き込むことにより、タール留分
を水蒸気改質してコークス炉ガス温度を900℃以上に
することを特徴とするコークス炉ガスの改質方法であ
る。好ましい態様として、(15)未処理のコークス炉
ガス1kgに対して、水蒸気1.0〜5.0kgを吹き
込む上記(14)記載の方法、(16)水蒸気温度が、
1500〜2000℃であるところの上記(14)記載
の方法、(17)未処理のコークス炉ガス1kgに対し
て、水蒸気1.0〜2.0kgを吹き込む上記(16)
記載の方法、(18)酸素と水素を燃焼させて、それに
より水蒸気を上記の所定温度にするところの上記(1
4)〜(17)のいずれか一つに記載の方法、(19)
酸素と水素と水蒸気を吹き込むことにより酸水素炎を生
じせしめて、水蒸気を上記の所定温度にするところの上
記(14)〜(17)のいずれか一つに記載の方法、
(20)炭化水素ガス、タール留分及びタールスラッジ
が水蒸気改質される上記(14)〜(19)のいずれか
一つに記載の方法を挙げることができる。[0010] A third embodiment of the present invention relates to (14) adding untreated coke oven gas discharged from a coke oven to 10
This is a method for reforming coke oven gas, characterized in that the tar fraction is steam reformed by blowing steam at 00 ° C or higher to raise the coke oven gas temperature to 900 ° C or higher. As a preferred embodiment, (15) the method according to the above (14), in which 1.0 to 5.0 kg of steam is blown into 1 kg of untreated coke oven gas,
(17) The method according to (14) above, wherein the temperature is 1500 to 2000 ° C., (17) The above (16), wherein 1.0 to 2.0 kg of steam is blown into 1 kg of untreated coke oven gas.
(18) The method according to (1), wherein oxygen and hydrogen are burned, thereby bringing steam to the predetermined temperature.
(19) The method according to any one of (4) to (17),
The method according to any one of (14) to (17), wherein an oxyhydrogen flame is generated by blowing oxygen, hydrogen, and water vapor to bring the water vapor to the predetermined temperature.
(20) The method according to any one of the above (14) to (19), wherein the hydrocarbon gas, the tar fraction and the tar sludge are steam reformed.
【0011】更に、上記の第一、第二及び第三の実施態
様における好ましい態様として、(21)コークス炉か
ら排出された未処理のコークス炉ガスが、600℃以上
900℃未満の温度である上記(1)〜(20)のいず
れか一つに記載の方法、(22)コークス炉から排出さ
れた未処理のコークス炉ガスが、700〜800℃の温
度である上記(1)〜(20)のいずれか一つに記載の
方法、(23)コークス炉から排出された未処理のコー
クス炉ガスが、タール留分及び/又はタールスラッジを
含む上記(1)〜(22)のいずれか一つに記載の方
法、(24)コークス炉から排出された未処理のコーク
ス炉ガスが、20〜40重量%のタール留分及び/又は
タールスラッジを含む上記(1)〜(23)のいずれか
一つに記載の方法を挙げることができる。Further, as a preferred mode in the first, second and third embodiments, (21) the untreated coke oven gas discharged from the coke oven has a temperature of 600 ° C. or more and less than 900 ° C. (22) The method according to any one of (1) to (20), wherein the untreated coke oven gas discharged from the coke oven has a temperature of 700 to 800 ° C. (23) The method according to any one of (1) to (22), wherein the untreated coke oven gas discharged from the coke oven contains a tar fraction and / or tar sludge. (24) any of the above (1) to (23), wherein the untreated coke oven gas discharged from the coke oven contains 20 to 40% by weight of a tar fraction and / or tar sludge The method described in one It can gel.
【0012】上記方法によりコークス炉ガスを改質すれ
ば、いわゆるウェット状態のコークス炉ガスをドライ状
態に変化させることができる。これにより、従来のミス
トの付着に起因するコーキングトラブルによる伝熱部位
の閉塞を回避することができて、コークス炉ガスの持つ
顕熱を従来公知の熱回収装置、例えば、廃熱ボイラーを
使用して容易に回収することができるのである。If the coke oven gas is reformed by the above method, the so-called wet coke oven gas can be changed to a dry state. Thereby, it is possible to avoid blockage of the heat transfer portion due to coking trouble due to the adhesion of the conventional mist, and to use a conventionally known heat recovery device, such as a waste heat boiler, to recover the sensible heat of the coke oven gas. And can be easily recovered.
【0013】また、本発明は、(25)上記(1)〜
(24)のいずれか一つに記載の方法によりコークス炉
ガスを改質した後、得られたガスから固形物を除去し、
次いで、該ガスから熱を回収することを特徴とする方法
である。好ましい態様として、(26)固形物の除去に
サイクロン、セラミックスフィルター又はスクラバーを
用いる上記(25)記載の方法、(27)固形物が、コ
ークス粒子、チャー及び/又は石炭灰である上記(2
5)又は(26)記載の方法、(28)熱回収が廃熱回
収ボイラーを使用して行われるところの上記(25)〜
(27)のいずれか一つに記載の方法を挙げることがで
きる。Further, the present invention provides (25) the above (1) to
After reforming the coke oven gas by the method according to any one of (24), solid matter is removed from the obtained gas,
Next, heat is recovered from the gas. In a preferred embodiment, (26) the method according to the above (25), wherein a cyclone, a ceramics filter or a scrubber is used for removing solids, and (27) the solids are coke particles, char and / or coal ash.
5) or the method described in (26), (28) above (25) to (25), wherein heat recovery is performed using a waste heat recovery boiler.
The method described in any one of (27) can be mentioned.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の方法において、コークス
炉から排出された未処理のコークス炉ガスとは、コーク
ス炉から排出された状態の、好ましくは20〜40重量
%、特に好ましくは25〜35重量%のタール留分及び
/又はタールスラッジを含む未精製のコークス炉ガスで
あって、好ましくは600℃以上900℃未満、より好
ましくは700〜800℃の温度を有するガスを言う。
ここで、タール留分とは、コークス炉ガスを常温に冷却
することにより得られる液体留分を言い、タールスラッ
ジとは、コークス炉ガスをに含まれる粉コークスに相当
する固形分を言う。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the method of the present invention, the untreated coke oven gas discharged from the coke oven is preferably 20 to 40% by weight, particularly preferably 25 to 40% by weight, as discharged from the coke oven. An unrefined coke oven gas containing 35% by weight tar fraction and / or tar sludge, preferably a gas having a temperature of 600 ° C or more and less than 900 ° C, more preferably 700 to 800 ° C.
Here, the tar fraction refers to a liquid fraction obtained by cooling the coke oven gas to normal temperature, and the tar sludge refers to a solid content corresponding to fine coke contained in the coke oven gas.
【0015】本発明の第一の実施態様を図1に基づいて
詳細に説明する。図1は本発明の第一の実施態様につい
てのプロセスフローの一例を示すものである。A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 shows an example of a process flow for the first embodiment of the present invention.
【0016】コークス炉1よりライン2を通って未処理
のコークス炉ガスがミキシングエリア3に導かれる。こ
こで、バーナー4から燃焼ガス又は酸素が吹き込まれ
る。燃焼ガスは、燃焼ガス発生源としての、炭化水素系
物質、好ましくは燃焼した後にガス中に好ましくは固形
分を殆ど含まない物質、より好ましくは重油、天然ガス
又は一酸化炭素、特に好ましくは一酸化炭素と酸素とを
燃焼させることにより得られる。上記の燃焼ガス発生源
として、石炭を使用することもでき、とりわけ灰分の少
ない石炭が好ましく使用される。上記いずれの場合に
も、酸素供給源として空気を使用することができる。燃
焼ガスを吹き込むことによりタール留分を熱分解する場
合には、通常、燃焼ガス発生源としての上記物質と酸素
が、バーナー4から吹き込まれる。燃焼ガス発生源とし
て、例えば、一酸化炭素と酸素(又は空気)を吹き込む
と、吹き込まれたこれらのガスは、高温のコークス炉ガ
スに触れて直ちに燃焼して高温の燃焼ガスを発生させ
る。次いで、該燃焼ガスによりコークス炉ガスの温度が
好ましくは910℃以上、より好ましくは950〜20
00℃、特に好ましくは950〜1300℃に上昇し
て、コークス炉ガスに含まれるタール留分の熱分解が開
始する。各ガスの吹込み量は、未処理のコークス炉ガス
1kgに対して、例えば、一酸化炭素では、好ましくは
0.2〜2.0kg、特に好ましくは0.4〜0.6k
gであり、酸素が好ましくは0.125〜1.15k
g、特に好ましくは0.23〜0.34kgである。一
方、酸素(又は空気)のみを吹き込むと、吹き込まれた
ガスにより、直ちにコークス炉ガスの一部が燃焼する。
次いで、該燃焼によりコークス炉ガスの温度が好ましく
は910℃以上、より好ましくは950〜2000℃、
特に好ましくは950〜1300℃に上昇して、コーク
ス炉ガスに含まれるタール留分の熱分解が開始する。各
ガスの吹込み量は、未処理のコークス炉ガス1kgに対
して、酸素が好ましくは0.1〜1.0kg、特に好ま
しくは0.2〜0.5kgである。上記夫々の吹込みに
より、コークス炉ガスに含まれるタール留分の熱分解が
開始する。該熱分解を促進させるためにコークス炉ガス
は次いで反応室5に送られて、ここで熱分解が完結する
まで所定時間滞留され、そして、コークス炉ガスの温度
は900℃以上、好ましくは950℃以上になる。この
時のコークス炉ガスの最高温度は約2000℃である。
反応室5における滞留時間は、好ましくは0.5〜10
秒間、特に好ましくは2〜5秒間である。本発明におい
て、上記の各ガスを吹き込んで、熱分解を開始せしめか
つ完結せしめるための装置は、図1に示した装置に限ら
ず同様の効果が得られるものであればいずれの装置をも
使用することができる。Untreated coke oven gas is introduced from a coke oven 1 through a line 2 to a mixing area 3. Here, combustion gas or oxygen is blown from the burner 4. The combustion gas is a hydrocarbon-based substance as a combustion gas generation source, preferably a substance containing almost no solid matter in the gas after burning, more preferably heavy oil, natural gas or carbon monoxide, particularly preferably monoxide. It is obtained by burning carbon oxide and oxygen. Coal can also be used as the above-mentioned combustion gas generation source, and coal with low ash content is particularly preferably used. In either case, air can be used as the oxygen source. When the tar fraction is thermally decomposed by injecting combustion gas, the above-mentioned substance and oxygen as a combustion gas generation source are usually blown from the burner 4. For example, when carbon monoxide and oxygen (or air) are blown as a combustion gas generation source, these blown gases come into contact with hot coke oven gas and immediately burn to generate hot combustion gas. Next, the temperature of the coke oven gas is preferably 910 ° C. or higher, more preferably 950 to 20 ° C., due to the combustion gas.
The temperature rises to 00 ° C, particularly preferably 950 to 1300 ° C, and thermal decomposition of the tar fraction contained in the coke oven gas starts. The amount of each gas to be blown is, for example, preferably 0.2 to 2.0 kg, particularly preferably 0.4 to 0.6 k for carbon monoxide with respect to 1 kg of untreated coke oven gas.
g, and oxygen is preferably 0.125 to 1.15 k
g, particularly preferably 0.23 to 0.34 kg. On the other hand, when only oxygen (or air) is blown, a part of the coke oven gas is immediately burned by the blown gas.
Next, the temperature of the coke oven gas is preferably 910 ° C. or higher, more preferably 950 to 2000 ° C., by the combustion.
Particularly preferably, the temperature rises to 950 to 1300 ° C., and thermal decomposition of the tar fraction contained in the coke oven gas starts. As for the blowing amount of each gas, oxygen is preferably 0.1 to 1.0 kg, particularly preferably 0.2 to 0.5 kg, per 1 kg of untreated coke oven gas. Each of the above-mentioned injections starts the thermal decomposition of the tar fraction contained in the coke oven gas. The coke oven gas is then sent to the reaction chamber 5 to promote the pyrolysis, where it stays for a predetermined time until the pyrolysis is completed, and the temperature of the coke oven gas is 900 ° C. or higher, preferably 950 ° C. That is all. The maximum temperature of the coke oven gas at this time is about 2000 ° C.
The residence time in the reaction chamber 5 is preferably 0.5 to 10
Seconds, particularly preferably 2 to 5 seconds. In the present invention, the apparatus for initiating and completing the thermal decomposition by injecting each of the above gases is not limited to the apparatus shown in FIG. 1 and any apparatus can be used as long as the same effect can be obtained. can do.
【0017】上記の熱分解時に高温で融けた石炭灰の一
部は、好ましくは反応室5の下部に張られた水6に落
ち、溶融スラグとしてライン7から排出される。フライ
アッシュ、チャー、コークス粒子のような固形物を含ん
だガスは、好ましくは固形物分離手段9、例えば、セラ
ミックフィルターに送られて固形物が除去され、分離さ
れた固形物はライン10から排出される。A part of the coal ash melted at a high temperature during the above-mentioned thermal decomposition preferably falls into water 6 stretched at the lower part of the reaction chamber 5, and is discharged from the line 7 as molten slag. The gas containing solids such as fly ash, char and coke particles is preferably sent to a solids separating means 9 such as a ceramic filter to remove the solids, and the separated solids are discharged from a line 10. Is done.
【0018】このようにして除塵された高温度のガス
は、ライン11を通って熱回収装置12、例えば、廃熱
回収ボイラーに送られる。廃熱回収ボイラーにおいて、
高温度のガスが水蒸気ライン13より送られた水蒸気と
熱交換されて、ガス温度は好ましくは300〜200
℃、特に好ましくは約250℃にまで冷却される。この
ように、従来システムにおいては捨てられていたコーク
ス炉ガスの顕熱が、廃熱回収ボイラーで高温・高圧蒸気
として回収される。廃熱回収ボイラーとしては、従来公
知のものを使用することができる。The high-temperature gas thus dedusted is sent through a line 11 to a heat recovery device 12, for example, a waste heat recovery boiler. In a waste heat recovery boiler,
The high-temperature gas is heat-exchanged with the steam sent from the steam line 13, and the gas temperature is preferably 300 to 200.
° C, particularly preferably to about 250 ° C. As described above, the sensible heat of the coke oven gas that has been discarded in the conventional system is recovered as high-temperature and high-pressure steam by the waste heat recovery boiler. A conventionally known waste heat recovery boiler can be used.
【0019】上記温度まで冷却されたガスは、ライン1
4を経て好ましくは水洗浄塔15に送られることがで
き、ここで水洗浄16されてアンモニア及び僅かに残る
固形物が除去され、そしてこれらはライン17から排出
される。水洗浄されて、好ましくは20〜70℃、特に
好ましくは約40℃まで冷却されたガスは、好ましくは
硫化水素除去のためにライン18を通り、酸性ガス吸収
塔19に送られることができる。酸性ガス吸収塔19に
おいて除去された硫化水素等の酸性ガスはライン20に
よって排出される。得られた精製ガスはブロワー22に
よってライン21を通って製品ガス23として利用され
得る。The gas cooled to the above temperature is supplied to the line 1
Via 4, it can preferably be sent to a water wash tower 15, where it is washed 16 to remove ammonia and any remaining solids, and these are discharged from line 17. The gas which has been washed with water and preferably cooled to 20-70 ° C., particularly preferably to about 40 ° C., can be sent to an acid gas absorption tower 19 via line 18, preferably for hydrogen sulfide removal. The acidic gas such as hydrogen sulfide removed in the acidic gas absorption tower 19 is discharged through a line 20. The resulting purified gas can be used as product gas 23 through line 21 by blower 22.
【0020】次に、本発明の第二及び第三の実施態様を
図2に基づいて詳細に説明する。図2は本発明の第二及
び第三の実施態様についてのプロセスフローの一例を示
すものである。Next, the second and third embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 shows an example of a process flow for the second and third embodiments of the present invention.
【0021】コークス炉1よりライン2を通って未処理
のコークス炉ガスがミキシングエリア3に導かれる。こ
こで、第二の実施態様においては、バーナー4から酸素
と水蒸気が吹き込まれる。該酸素供給源としては、上記
と同様に空気を使用することもできる。酸素(又は空
気)と水蒸気を吹き込むと、吹き込まれた酸素ガスによ
り直ちにコークス炉ガスが部分燃焼して、水蒸気及びコ
ークス炉ガスの温度は好ましくは1000℃以上、特に
好ましくは1000〜2000℃の高温度になる。この
高温度下で水蒸気は未燃焼の炭素分と反応し、一酸化炭
素と水素を発生する。このように、コークス炉ガスに含
まれるタール留分、好ましくは更にタールスラッジの部
分燃焼反応、続く水蒸気改質反応が開始し、そして、ガ
ス化反応が終結する。各ガスの吹込み量は、未処理のコ
ークス炉ガス1kgに対して、酸素が好ましくは0.1
〜1.0kg、特に好ましくは0.3〜0.5kgであ
り、そして水蒸気が好ましくは0.1〜1.0kg、特
に好ましくは0.2〜0.5kgである。Untreated coke oven gas is introduced from a coke oven 1 through a line 2 to a mixing area 3. Here, in the second embodiment, oxygen and steam are blown from the burner 4. As the oxygen supply source, air can be used as described above. When oxygen (or air) and steam are blown, the coke oven gas is partially burned immediately by the injected oxygen gas, and the temperature of the steam and the coke oven gas is preferably 1000 ° C. or higher, particularly preferably 1000 to 2000 ° C. Temperature. At this high temperature, the steam reacts with the unburned carbon to produce carbon monoxide and hydrogen. In this manner, the partial combustion reaction of the tar fraction, preferably tar sludge, contained in the coke oven gas, the subsequent steam reforming reaction starts, and the gasification reaction ends. The amount of each gas blown is preferably 0.1 to 0.1 kg of untreated coke oven gas.
1.01.0 kg, particularly preferably 0.3-0.5 kg, and the steam is preferably 0.1-1.0 kg, particularly preferably 0.2-0.5 kg.
【0022】また、第三の実施態様においては、バーナ
ー4から1000℃以上、好ましくは1000〜200
0℃、特に好ましくは1500〜2000℃の高温度の
水蒸気、あるいは酸素と水素及び水蒸気が吹き込まれ
る。酸素と水素及び水蒸気を吹き込むと、吹き込まれた
酸素と水素は直ちに燃焼して酸水素炎を発し、水蒸気の
温度を1000℃以上、好ましくは1000〜2000
℃、特に好ましくは1500〜2000℃へと上昇させ
る。そして該高温の水蒸気が直ちにコークス炉ガスと混
合して、コークス炉ガスの温度を950〜1900℃、
好ましくは1000〜1500℃に上昇せしめて、コー
クス炉ガスに含まれるタール留分、好ましくは更にター
ルスラッジの水蒸気改質が開始する。水蒸気の吹込み量
は、未処理のコークス炉ガス1kgに対して、上記所定
温度の水蒸気が好ましくは1.0〜5.0kg、特に好
ましくは1.5〜3.0kgであればよい。酸素及び水
素の吹込み量は、吹込み後直ちに燃焼して酸水素炎を発
して吹込み水蒸気を上記所定温度に上昇せしめる量であ
ればよく、酸素の吹込み量は、未処理のコークス炉ガス
1kgに対して、好ましくは0.1〜1.0kg、特に
好ましくは0.3〜0.5kgであり、そして、水素の
吹込み量は、未処理のコークス炉ガス1kgに対して、
好ましくは0.02〜0.2kg、特に好ましくは0.
03〜0.06kgである。In the third embodiment, the temperature of the burner 4 is not lower than 1000 ° C., preferably 1000 to 200 ° C.
High temperature steam of 0 ° C., particularly preferably 1500 to 2000 ° C., or oxygen, hydrogen and steam are blown. When oxygen, hydrogen and water vapor are blown, the blown oxygen and hydrogen immediately burn to generate an oxyhydrogen flame, and the temperature of the water vapor is raised to 1000 ° C. or higher, preferably 1000 to 2000.
° C, particularly preferably from 1500 to 2000 ° C. Then, the high-temperature steam is immediately mixed with the coke oven gas, and the temperature of the coke oven gas is increased to 950 to 1900 ° C.
Preferably, the temperature is raised to 1000-1500 ° C., and steam reforming of the tar fraction, preferably tar sludge, contained in the coke oven gas starts. The amount of steam blown may be such that steam at the above-mentioned predetermined temperature is preferably 1.0 to 5.0 kg, particularly preferably 1.5 to 3.0 kg, per 1 kg of untreated coke oven gas. The amount of oxygen and hydrogen to be injected may be any amount as long as it burns immediately after the injection and emits an oxyhydrogen flame to raise the injected steam to the above-described predetermined temperature. For 1 kg of gas, it is preferably 0.1 to 1.0 kg, particularly preferably 0.3 to 0.5 kg, and the amount of injected hydrogen is 1 kg of untreated coke oven gas.
Preferably 0.02 to 0.2 kg, particularly preferably 0.1 to 0.2 kg.
03-0.06 kg.
【0023】上記の第二及び第三の実施態様のいずれに
おいても、水蒸気改質を促進させるためにコークス炉ガ
スは次いで反応室5に送られて、ここで水蒸気改質が完
結するまで所定時間滞留され、コークス炉ガスの温度が
900℃以上、好ましくは950℃以上になる。この時
のコークス炉ガスの最高温度は約1500℃である。反
応室5における滞留時間は、好ましくは0.5〜10秒
間、特に好ましくは2.0〜5.0秒間である。上記所
定のガスを吹き込んで、部分燃焼及び/又は水蒸気改質
を開始せしめかつ完結せしめるための装置は、図2に示
した装置に限らず同様の効果が得られるものであればい
ずれの装置をも使用することができる。In either of the above second and third embodiments, the coke oven gas is then sent to the reaction chamber 5 to promote steam reforming, where the gas is reformed for a predetermined time until steam reforming is completed. The coke oven gas stays at a temperature of 900 ° C. or higher, preferably 950 ° C. or higher. The maximum temperature of the coke oven gas at this time is about 1500 ° C. The residence time in the reaction chamber 5 is preferably 0.5 to 10 seconds, particularly preferably 2.0 to 5.0 seconds. The device for injecting the above-mentioned predetermined gas to start and complete the partial combustion and / or steam reforming is not limited to the device shown in FIG. 2, but may be any device as long as a similar effect can be obtained. Can also be used.
【0024】上記のガス化時に高温で融けた石炭灰の一
部は、好ましくは反応室5の下部に張られた水6に落
ち、溶融スラグとしてライン7から排出される。A part of the coal ash melted at a high temperature during the above gasification preferably falls into water 6 stretched at the lower part of the reaction chamber 5 and is discharged from the line 7 as molten slag.
【0025】得られた高温度のガスはライン8を通って
熱回収装置12、例えば、廃熱回収ボイラーに送られ
る。廃熱回収ボイラーにおいて、高温度のガスが水蒸気
ライン13より送られた水蒸気と熱交換されて、ガス温
度は好ましくは300〜200℃、特に好ましくは約2
50℃にまで冷却される。このように、従来システムに
おいては捨てられていたコークス炉ガスの顕熱が、廃熱
回収ボイラーで高温・高圧蒸気として回収される。廃熱
回収ボイラーとしては、従来公知のものを使用すること
ができる。The resulting high-temperature gas is sent through a line 8 to a heat recovery unit 12, for example, a waste heat recovery boiler. In the waste heat recovery boiler, the high temperature gas is heat-exchanged with the steam sent from the steam line 13, and the gas temperature is preferably 300 to 200 ° C., particularly preferably about 2
Cool to 50 ° C. As described above, the sensible heat of the coke oven gas that has been discarded in the conventional system is recovered as high-temperature and high-pressure steam by the waste heat recovery boiler. A conventionally known waste heat recovery boiler can be used.
【0026】次いで、上記温度まで冷却されたガスは、
第一の実施態様と同様にして処理されることができて、
製品ガス23が得られる。Next, the gas cooled to the above temperature is
Can be processed in the same manner as the first embodiment,
A product gas 23 is obtained.
【0027】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるも
のではない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0028】[0028]
【実施例】各実施例は、下記の表2及び表3に示した組
成を持つ、温度800℃のコークス炉ガス100kg/時
に各ガスを所定量及び所定温度で吹き込んで本発明の方
法を使用して改質した際の物質収支及び熱収支をコンピ
ューターシミュレーションにより算出した結果に基いて
記載したものである。EXAMPLES In each example, the method of the present invention was used by blowing each gas at a predetermined amount and a predetermined temperature at a coke oven gas temperature of 800 ° C. and 100 kg / hour, having the composition shown in Tables 2 and 3 below. It is a description based on the results of calculation of the material balance and heat balance by computer simulation when reforming is performed.
【0029】各実施例において使用したコークス炉ガス
の元素組成は下記の表2の通りである。The elemental composition of the coke oven gas used in each example is shown in Table 2 below.
【表2】 成 分 (含有量、DAFベース) C 55.77 重量% H 16.88 重量% N 4.60 重量% S 1.05 重量% O 21.70 重量% (灰分 0.21 重量%)Component (content, DAF basis) C 55.77% by weight H 16.88% by weight N 4.60% by weight S 1.05% by weight O 21.70% by weight (ash content 0.21% by weight) )
【0030】該コークス炉ガス中の気体、液体及び固体
の成分比は下記の表3の通りである。ここで、該成分比
は、常温において測定したものである。The component ratios of gas, liquid and solid in the coke oven gas are as shown in Table 3 below. Here, the component ratio is measured at room temperature.
【表3】 気体成分 69.91 重量% 液体成分(タール留分) 28.62 重量% 固体成分(コークスとほぼ同じ、タールスラッジ) 1.47 重量%Gas component 69.91% by weight Liquid component (tar fraction) 28.62% by weight Solid component (almost the same as coke, tar sludge) 1.47% by weight
【0031】[0031]
【実施例1】図1に示した装置を使用して、上記組成を
持つコークス炉ガスに含まれるタール留分を熱分解した
後、該ガスが持つ顕熱の回収を実施した。該実施例は、
本発明の第一の実施態様に基くものである。EXAMPLE 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, a tar fraction contained in a coke oven gas having the above composition was pyrolyzed, and then the sensible heat of the gas was recovered. The example is
This is based on the first embodiment of the present invention.
【0032】800℃の上記組成を持つコークス炉ガス
を100kg/時で、ライン2によってミキシングエリア
3に導き、バーナー4から40℃の98体積%濃度の酸
素を25.7 kg/時で吹き込みコークス炉ガスの一部を
燃焼させた。燃焼によってガス温度は965℃に上昇
し、反応室5においてタール留分の熱分解反応が完結
し、122.6 kg/時のガスと3.1 kg/時のチャーに
なった。チャーの一部は反応室下部に張られた水6に落
ちるが、大部分はライン8を通って固形物分離手段、即
ち、セラミックフィルター9に入り、ここでガスから分
離されて、固体のチャーがライン10から抜き出され
る。A coke oven gas having the above-mentioned composition at 800 ° C. is led to the mixing area 3 at a rate of 100 kg / h through a line 2, and 98% by volume oxygen at 40 ° C. is blown at a rate of 25.7 kg / h from a burner 4. A portion of the furnace gas was burned. The gas temperature was increased to 965 ° C. by the combustion, and the thermal decomposition reaction of the tar fraction was completed in the reaction chamber 5, resulting in a gas of 122.6 kg / h and a char of 3.1 kg / h. A portion of the char falls into the water 6 stretched at the bottom of the reaction chamber, but most passes through a line 8 into a solids separating means, namely a ceramic filter 9, where it is separated from the gas and becomes a solid char. Is extracted from the line 10.
【0033】脱塵された122.6 kg/時の高温ガス
は、ライン11によって熱回収装置、即ち、廃熱回収ボ
イラー12に送られ、従来法では、コークス炉ガスの顕
熱24Mcal/時(240kcal/コークス炉ガスkg)が捨
てられていたが、該実施例では27.6Mcal/時(27
6kcal/供給されたコークス炉ガスkg)の熱が高温高
圧蒸気として回収された。The degassed high-temperature gas of 122.6 kg / hour is sent to a heat recovery unit, that is, a waste heat recovery boiler 12 by a line 11, and conventionally, the sensible heat of the coke oven gas is 24 Mcal / hour ( 240 kcal / kg of coke oven gas was discarded, but in this embodiment, 27.6 Mcal / hour (27
The heat of 6 kcal / kg of supplied coke oven gas) was recovered as high temperature and high pressure steam.
【0034】熱を回収されて250℃に冷却されたガス
はライン14を経て水洗浄塔15に送られ、ここで、
1.04 kg/時のアンモニアがライン17から回収され
た。アンモニアが回収されたガスは、ライン18を経て
酸性ガス吸収塔19に送られ、ここで、1.13 kg/時
の硫化水素と二酸化炭素の一部が取り除かれた。The gas from which the heat has been recovered and cooled to 250 ° C. is sent via line 14 to a water washing tower 15 where
1.04 kg / h of ammonia was recovered from line 17. The gas from which the ammonia was recovered was sent to an acidic gas absorption tower 19 via a line 18, where 1.13 kg / h of hydrogen sulfide and a part of carbon dioxide were removed.
【0035】ブロワー22の吐出から115.4 kg/時
で発熱量7200Kcal/kg(4520Kcal/Nm3)の水
素、メタンに富むガスが回収された。該ガスの組成を表
4に示した。From the discharge of the blower 22, a gas rich in hydrogen and methane having a calorific value of 7200 Kcal / kg (4520 Kcal / Nm 3 ) at 115.4 kg / hour was recovered. Table 4 shows the composition of the gas.
【表4】 成分 (含有量、体積%) H2 45.3 CO 24.0 CO2 3.6 CH4 25.4 COS 0 H2S 0 N2 1.6 Ar 0.2Table 4 Ingredients (content, volume%) H 2 45.3 CO 24.0 CO 2 3.6 CH 4 25.4 COS 0 H 2 S 0 N 2 1.6 Ar 0.2
【0036】総合熱効率は90.2%[(出口熱量/入
口熱量)×100={276.0kcal/供給されたコークス炉ガ
スkg(回収された生成ガスの顕熱)+8399.59 kcal/供
給されたコークス炉ガスkg(生成ガス発熱量)/240.
0kcal/供給されたコークス炉ガスkg(コークス炉ガス
の顕熱)+9380.0 kcal/供給されたコークス炉ガスkg
(コークス炉ガス発熱量)}×100]であった。高温・
高圧蒸気として回収された生成ガス顕熱は、生成ガスの
精製に殆どが消費される。従って、熱回収効率は、これ
を除いた生成ガスの発熱量(8399.59 kcal/供給された
コークス炉ガスkg)と従来法における利用可能熱量
(8250 kcal/コークス炉ガスkg)との比により算出し
た。熱回収効率は101.8%と従来法における利用可
能熱量を上回った。更に、タール留分の殆どが有用かつ
クリーンなガス燃料に転換された。The total thermal efficiency was 90.2% [(outlet heat amount / inlet heat amount) × 100 = {276.0 kcal / coke oven gas supplied (sensible heat of recovered product gas) +8399.59 kcal / coke supplied Furnace gas kg (calorific value of generated gas) / 240.
0 kcal / kg of coke oven gas supplied (sensible heat of coke oven gas) +9380.0 kcal / kg of coke oven gas supplied
(Coke oven gas heating value)} × 100]. high temperature·
Most of the product gas sensible heat recovered as high-pressure steam is consumed for purification of the product gas. Therefore, the heat recovery efficiency was calculated from the ratio of the calorific value of the product gas excluding this (8399.59 kcal / kg of supplied coke oven gas) to the available heat quantity in the conventional method (8250 kcal / kg of coke oven gas). . The heat recovery efficiency was 101.8%, exceeding the amount of heat available in the conventional method. In addition, most of the tar fraction was converted to a useful and clean gaseous fuel.
【0037】[0037]
【実施例2】図2に示す装置及び実施例1と同一のコー
クス炉ガスを使用して、コークス炉ガス並びにそれに含
まれるタール留分及びタールスラッジを部分燃焼ガス化
した後、該ガスが持つ熱の回収を実施した。該実施例
は、本発明の第二の実施態様に基くものである。Embodiment 2 Using the apparatus shown in FIG. 2 and the same coke oven gas as in Embodiment 1, the coke oven gas and the tar fraction and tar sludge contained therein are partially burned and gasified. Heat recovery was performed. This example is based on the second embodiment of the present invention.
【0038】800℃のコークス炉ガスを100kg/時
で、ライン2によってミキシングエリア3に導き、バー
ナー4から40℃の98体積%濃度の酸素を39 kg/
時、300℃の水蒸気を20 kg/時で吹き込みコークス
炉ガスの部分燃焼ガス化を行った。コークス炉ガスの一
部の燃焼によってガス温度は1170℃に上昇し、反応
室5において部分燃焼ガス化及び水蒸気改質が完結し、
158.3 kg/時のガスと0.7 kg/時のスラグとスス
の混合物が得られた。溶融スラグは反応室下部に張られ
た水6に落ち、158.3kg/時の高温ガスがライン8
を通って熱回収装置、即ち、廃熱回収ボイラー12に送
られた。従来法では、コークス炉ガスの顕熱24Mcal/
時(240kcal/コークス炉ガスkg)が捨てられていた
が、該実施例では34.2 Mcal/時(342kcal/供給され
たコークス炉ガスkg)の熱が高温高圧蒸気として回収
された。The coke oven gas at 800 ° C. is led to the mixing area 3 by the line 2 at 100 kg / h and the burner 4 is supplied with 39 vol.
At this time, steam at 300 ° C. was blown at a rate of 20 kg / hour to partially gasify the coke oven gas. The gas temperature rises to 1170 ° C. by the combustion of a part of the coke oven gas, and the partial combustion gasification and the steam reforming are completed in the reaction chamber 5,
A mixture of 158.3 kg / h gas and 0.7 kg / h slag and soot was obtained. The molten slag falls into the water 6 stretched at the lower part of the reaction chamber, and a hot gas of 158.3 kg / h is supplied to the line 8.
To the heat recovery device, that is, the waste heat recovery boiler 12. In the conventional method, sensible heat of coke oven gas is 24Mcal /
Although time (240 kcal / kg of coke oven gas) was discarded, in this example, heat of 34.2 Mcal / hour (342 kcal / kg of supplied coke oven gas) was recovered as high-temperature high-pressure steam.
【0039】熱を回収されて250℃に冷却されたガス
はライン14を経て水洗浄塔15に送られ、ここで、
0.01 kg/時のアンモニアがライン17から回収され
た。アンモニアが回収されたガスは、ライン18を経て
酸性ガス吸収塔19に送られ、ここで、1.08kg/時
の硫化水素と0.05 kg/時のCOSと一部の二酸化炭
素が取り除かれた。The gas whose heat has been recovered and cooled to 250 ° C. is sent to a water washing tower 15 via a line 14, where
0.01 kg / h of ammonia was recovered from line 17. The gas from which ammonia has been recovered is sent to an acid gas absorption tower 19 via a line 18 where 1.08 kg / h of hydrogen sulfide, 0.05 kg / h of COS and some carbon dioxide are removed. Was.
【0040】ブロワー22の吐出から144.6 kg/時
で発熱量6020 Kcal/kg(3530Kcal/Nm3)の水
素、メタンに富むガスが回収された。該ガスの組成を表
5に示した。A gas rich in hydrogen and methane having a calorific value of 6020 Kcal / kg (3530 Kcal / Nm 3 ) at 144.6 kg / hour was recovered from the discharge of the blower 22. Table 5 shows the composition of the gas.
【表5】 成分 (含有量、体積%) H2 56.6 CO 24.9 CO2 5.8 CH4 11.1 COS 0 H2S 0 N2 1.5 Ar 0.2TABLE 5 Ingredient (content volume%) H 2 56.6 CO 24.9 CO 2 5.8 CH 4 11.1 COS 0 H 2 S 0 N 2 1.5 Ar 0.2
【0041】総合熱効率は、92.9%[(出口熱量/
入口熱量)×100={342.0kcal/供給されたコークス炉
ガスkg(回収された生成ガスの顕熱)+8701.34 kcal/
供給されたコークス炉ガスkg(生成ガス発熱量)/24
0.0kcal/供給されたコークス炉ガスkg(コークス炉ガ
スの顕熱)+9380.0 kcal/供給されたコークス炉ガスk
g(コークス炉ガス発熱量)+116.0 kcal/供給されたコ
ークス炉ガスkg(吹込み水蒸気の潜熱)}×100]で
あった。実施例1と同様、従来法との比較では105.
5%と熱回収効率が向上しており、かつタール留分とタ
ールスラッジもほぼ全て有用かつクリーンなガス燃料に
転換された。The total thermal efficiency was 92.9% [(exit calorific value /
Inlet calorie) x 100 = ¥ 342.0 kcal / kg of coke oven gas supplied (sensible heat of recovered product gas) +8701.34 kcal /
Supplied coke oven gas kg (calorific value of generated gas) / 24
0.0 kcal / kg of supplied coke oven gas (sensible heat of coke oven gas) + 9380.0 kcal / coke oven gas supplied k
g (coke oven gas calorific value) +116.0 kcal / supplied coke oven gas kg (latent heat of injected steam) 水 蒸 気 × 100]. As in Example 1, 105.
The heat recovery efficiency was improved to 5%, and almost all of the tar fraction and tar sludge were converted to useful and clean gas fuel.
【0042】[0042]
【実施例3】図2に示す装置及び実施例1と同一のコー
クス炉ガスを使用して、コークス炉ガス並びにそれに含
まれるタール留分及びタールスラッジを水蒸気改質した
後、該ガスが持つ熱の回収を実施した。該実施例は、本
発明の第三の実施態様に基くものである。Embodiment 3 Using the apparatus shown in FIG. 2 and the same coke oven gas as in Embodiment 1, steam reforming of the coke oven gas and the tar fraction and tar sludge contained therein were carried out. Was collected. This example is based on the third embodiment of the present invention.
【0043】800℃のコークス炉ガスを100kg/時
で、ライン2によってミキシングエリア3に導き、バー
ナー4から40℃の98体積%濃度の酸素を32.8 k
g/時、40℃の水素を4.0 kg/時、300℃の水蒸気
を139.0kg/時で吹き込み酸水素炎によって200
0℃の高温蒸気を作り、この高温蒸気によりコークス炉
ガスの水蒸気改質を行った。これにより、ガス温度は1
000℃に上昇し、反応室5において水蒸気改質反応は
完結し、275.1 kg/時のガスと0.7 kg/時のスラ
グとススの混合物が得られた。溶融スラグは反応室下部
に張られた水6に落ち、275.1 kg/時の高温ガスが
ライン8を通って熱回収装置、即ち、廃熱回収ボイラー
12に送られた。従来法では、コークス炉ガスの顕熱2
4 Mcal/時(240kcal/コークス炉ガスkg)が捨てられ
ていたが、該実施例では59.1Mcal/時(591kcal/供
給されたコークス炉ガスkg)が高温高圧蒸気として回
収された。A coke oven gas at 800 ° C. was led to the mixing area 3 at a rate of 100 kg / h by a line 2, and 98% by volume of oxygen at 40 ° C. and a concentration of 32.8 k were supplied from the burner 4.
g / h, 4.0 kg / h of hydrogen at 40 ° C. and 139.0 kg / h of steam at 300 ° C., and 200
High-temperature steam at 0 ° C. was produced, and steam reforming of coke oven gas was performed using the high-temperature steam. As a result, the gas temperature becomes 1
The temperature was raised to 000 ° C., and the steam reforming reaction was completed in the reaction chamber 5, and a mixture of 275.1 kg / h of gas and 0.7 kg / h of slag and soot was obtained. The molten slag dropped into the water 6 stretched at the lower part of the reaction chamber, and 275.1 kg / h of high-temperature gas was sent to the heat recovery unit, that is, the waste heat recovery boiler 12 through the line 8. In the conventional method, sensible heat of coke oven gas 2
Although 4 Mcal / hour (240 kcal / kg of coke oven gas) was discarded, in this example, 59.1 Mcal / hour (591 kcal / kg of supplied coke oven gas) was recovered as high-temperature high-pressure steam.
【0044】熱を回収されて250℃に冷却されたガス
はライン14を経て水洗浄塔15に送られ、ここで、
0.01 kg/時のアンモニアがライン17から回収され
た。アンモニアを回収されたガスは、ライン18を経て
酸性ガス吸収塔19に送られ、ここで、1.11 kg/時
の硫化水素と0.05 kg/時のCOSが取り除かれた。The gas whose heat has been recovered and cooled to 250 ° C. is sent to a water washing tower 15 via a line 14, where
0.01 kg / h of ammonia was recovered from line 17. The gas from which the ammonia was recovered was sent to an acid gas absorption tower 19 via a line 18, where 1.11 kg / h of hydrogen sulfide and 0.05 kg / h of COS were removed.
【0045】ブロワー22の吐出から172.2 kg/時
で発熱量5930 Kcal/kg(3300Kcal/Nm3)の水
素、メタンに富むガスが回収された。該ガスの組成を表
6に示した。A gas rich in hydrogen and methane having a calorific value of 5930 Kcal / kg (3300 Kcal / Nm 3 ) was recovered from the discharge of the blower 22 at 172.2 kg / hour. Table 6 shows the composition of the gas.
【表6】 成分 (含有量、体積%) H2 65.4 CO 11.3 CO2 11.8 CH4 10.2 COS 0 H2S 0 N2 1.2 Ar 0.1[Table 6] Component (content volume%) H 2 65.4 CO 11.3 CO 2 11.8 CH 4 10.2 COS 0 H 2 S 0 N 2 1.2 Ar 0.1
【0046】該実施例では、実施例1や実施例2と比べ
て、余分に水素2モルを燃焼させているが、総合熱効率
は91.6 %[(出口熱量/入口熱量)×100={591.
0kcal/供給されたコークス炉ガスkg(回収された生成
ガスの顕熱)+10218.13kcal/供給されたコークス炉ガス
kg(生成ガス発熱量)/240.0kcal/供給されたコーク
ス炉ガスkg(コークス炉ガスの顕熱)+9380.0 kcal/
供給されたコークス炉ガスkg(コークス炉ガス発熱
量)+811.0 kcal/供給されたコークス炉ガスkg(吹込
み水蒸気の潜熱)+1370.0 kcal/供給されたコークス炉
ガスkg(水素の発熱量)}×100]と実施例1よりも
良く、熱回収効率は、123.9%と3種類の処理方法
の中で一番良い結果となった。タール留分とタールスラ
ッジも全て有用かつクリーンなガス燃料に転換された。In this embodiment, an extra 2 moles of hydrogen are burned in comparison with the first and second embodiments, but the total thermal efficiency is 91.6% [(exit heat / inlet heat) × 100 = {]. 591.
0 kcal / kg of supplied coke oven gas (sensible heat of collected product gas) + 10218.13 kcal / kg of supplied coke oven gas (calorific value of produced gas) /240.0 kcal / kg of supplied coke oven gas (coke oven Sensible heat of gas) +9380.0 kcal /
Supplied coke oven gas kg (coke oven gas calorific value) + 811.0 kcal / supplied coke oven gas kg (latent heat of injected steam) + 1370.0 kcal / supplied coke oven gas kg (hydrogen heat value) 量× 100], which is better than Example 1, and the heat recovery efficiency is 123.9%, which is the best result among the three treatment methods. All tar fractions and tar sludge have also been converted to useful and clean gas fuels.
【0047】実施例1、2及び3について、元データと
して入口の物質と熱量をベースにコンピューターシミュ
レーションにより算出した入口/出口の物質収支と回収
熱量の結果を表7に示した。Tables 7 and 8 show the results of the material balance at the inlet / outlet and the recovered heat calculated by computer simulation based on the material at the inlet and the calorie as the original data for Examples 1, 2 and 3.
【0048】[0048]
【表7】 [Table 7]
【0049】このように、本発明によれば、コークス炉
ガスを熱分解、部分燃焼ガス化、水蒸気改質することに
よリ、環境汚染を引き起こすタール留分をコークス炉ガ
スから取り除くことができ、かつ1Nm3当たり300
0Kcal以上の熱量を持つクリーンな燃料ガスを得ること
ができる。この燃料ガスは水素に富んでおり水蒸気改質
反応と組み合わせれば効率の良い水素供給源となる。特
に実施例3の本発明の第三の実施態様においては65体
積%が水素であり、シフト反応と組み合わせることによ
って容易に75体積%程度もの高い水素濃度とすること
ができる。また、実施例1〜3(第一から第三の実施態
様)の全ての製品が、クリーンなガスであり、従って、
ガスタービン燃料として利用可能である。As described above, according to the present invention, the tar fraction which causes environmental pollution can be removed from the coke oven gas by subjecting the coke oven gas to pyrolysis, partial combustion gasification, and steam reforming. And 300 per Nm 3
A clean fuel gas having a calorie of 0 Kcal or more can be obtained. This fuel gas is rich in hydrogen and becomes an efficient hydrogen supply source when combined with the steam reforming reaction. In particular, in the third embodiment of the present invention in Example 3, 65% by volume is hydrogen, and a hydrogen concentration as high as about 75% by volume can be easily achieved by combining with the shift reaction. Also, all products of Examples 1 to 3 (first to third embodiments) are clean gases,
It can be used as gas turbine fuel.
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明は、コークス炉ガスに含まれるタ
ール留分やタールスラッジをガスやチャーに転換させて
クリーンなガス燃料を製造すると共に、コークス炉ガス
が持つ顕熱の回収を可能にする方法を提供する。The present invention makes it possible to produce a clean gas fuel by converting a tar fraction or tar sludge contained in coke oven gas into gas or char, and to recover the sensible heat of the coke oven gas. Provide a way to
【図1】本発明の第一の実施態様についてのプロセスフ
ローの一例である。FIG. 1 is an example of a process flow for a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第二及び第三の実施態様についてのプ
ロセスフローの一例である。FIG. 2 is an example of a process flow for the second and third embodiments of the present invention.
1.コークス炉 2.ライン 3.ミキシングエリア 4.バーナー 5.反応室 6.水ゾーン 7.スラグ抜き出しライン 8.ライン 9.固形物分離手段 10.固形物抜き出しライン 11.ライン 12.熱回収装置 13.水蒸気ライン 14.ライン 15.水洗浄塔 16.水ライン 17.アンモニア等抜き出しライン 18.ライン 19.酸性ガス吸収塔 20.酸性ガス抜き出しライン 21.ライン 22.ブロワー 23.製品ガス 1. Coke oven 2. Line 3. Mixing area 4. Burner 5. Reaction chamber 6. Water zone 7. 7. Slag extraction line Line 9. Solid separation means 10. Solid extraction line 11. Line 12. Heat recovery device 13. Steam line 14. Line 15. Water washing tower 16. Water line 17. Ammonia extraction line 18. Line 19. Acid gas absorption tower 20. Acid gas extraction line 21. Line 22. Blower 23. Product gas
Claims (5)
クス炉ガスに、燃焼ガスを吹き込むことにより、又は酸
素を吹き込んでコークス炉ガスの一部を燃焼させること
により、タール留分を熱分解してコークス炉ガス温度を
900℃以上にすることを特徴とするコークス炉ガスの
改質方法。1. A tar fraction is thermally decomposed by blowing a combustion gas into an untreated coke oven gas discharged from a coke oven, or by burning a part of the coke oven gas by blowing oxygen. A coke oven gas temperature of 900 ° C. or higher.
クス炉ガスに、酸素と水蒸気とを吹き込むことにより、
タール留分を部分燃焼ガス化してコークス炉ガス温度を
900℃以上にすることを特徴とするコークス炉ガスの
改質方法。2. By blowing oxygen and steam into untreated coke oven gas discharged from the coke oven,
A method for reforming a coke oven gas, characterized in that the tar fraction is partially burned and gasified to raise the coke oven gas temperature to 900 ° C. or higher.
クス炉ガスに、1000℃以上の水蒸気を吹き込むこと
により、タール留分を水蒸気改質してコークス炉ガス温
度を900℃以上にすることを特徴とするコークス炉ガ
スの改質方法。3. A tar fraction is steam-reformed by blowing steam of 1000 ° C. or more into untreated coke oven gas discharged from a coke oven to raise the coke oven gas temperature to 900 ° C. or more. Characteristic method of reforming coke oven gas.
蒸気の温度を1000℃以上にするところの請求項3記
載の方法。4. The method of claim 3 wherein the oxygen and hydrogen are burned, thereby bringing the temperature of the water vapor to 1000 ° C. or higher.
法によりコークス炉ガスを改質した後、得られたガスか
ら固形物を除去し、次いで、該ガスから熱を回収するこ
とを特徴とする方法。5. After reforming a coke oven gas by the method according to any one of claims 1 to 4, removing solids from the obtained gas, and then recovering heat from the gas. A method characterized by the following.
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