JP2002069456A - コークス炉ガスの顕熱回収方法 - Google Patents
コークス炉ガスの顕熱回収方法Info
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- JP2002069456A JP2002069456A JP2000263977A JP2000263977A JP2002069456A JP 2002069456 A JP2002069456 A JP 2002069456A JP 2000263977 A JP2000263977 A JP 2000263977A JP 2000263977 A JP2000263977 A JP 2000263977A JP 2002069456 A JP2002069456 A JP 2002069456A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】コークス炉ガスの顕熱を効率よく回収する。
【解決手段】コークス炉ガスを安水スプレー４からドラ
イメーン５に導く上昇管３の下端部からＣＯ2 を含有す
る燃焼排ガスなどのガスを投入、コークス炉ガスと混合
し、ＣＯ2 とＨ2 との吸熱反応により顕熱の高いＣＯと
Ｈ2 Ｏの状態とし、その状態での顕熱を化学エネルギー
として回収する。混合後のガスの温度は６００℃以上、
好ましくは７５０℃以上とし、投入するガスのＣＯ2 含
有量は１０％以上とする。
イメーン５に導く上昇管３の下端部からＣＯ2 を含有す
る燃焼排ガスなどのガスを投入、コークス炉ガスと混合
し、ＣＯ2 とＨ2 との吸熱反応により顕熱の高いＣＯと
Ｈ2 Ｏの状態とし、その状態での顕熱を化学エネルギー
として回収する。混合後のガスの温度は６００℃以上、
好ましくは７５０℃以上とし、投入するガスのＣＯ2 含
有量は１０％以上とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コークス炉で発生
するコークス炉ガスの持つ熱量、所謂顕熱を回収する方
法に関するものである。
するコークス炉ガスの持つ熱量、所謂顕熱を回収する方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コークス炉ガスの顕熱を回収する方法と
しては、例えば特開昭５２−１４８５０５号公報に記載
される発電方法がある。この発電方法は、コークス炉に
設けられたコークス炉ガス上昇用の上昇管に熱交換器を
設置し、熱媒体を循環させて顕熱を回収するものであ
り、特に上昇管の上部から高融点油（タール）を噴霧
し、それをコークス炉ガスの持つ熱量によって熱分解さ
せ、ガスとして回収することにより、コークス炉ガスの
顕熱を回収しようとするものである。
しては、例えば特開昭５２−１４８５０５号公報に記載
される発電方法がある。この発電方法は、コークス炉に
設けられたコークス炉ガス上昇用の上昇管に熱交換器を
設置し、熱媒体を循環させて顕熱を回収するものであ
り、特に上昇管の上部から高融点油（タール）を噴霧
し、それをコークス炉ガスの持つ熱量によって熱分解さ
せ、ガスとして回収することにより、コークス炉ガスの
顕熱を回収しようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コークス炉ガス顕熱回収方法では、熱交換器の設置面積
の制約によって十分な熱回収が困難であること、またタ
ールなどの凝集によって熱交換器の劣化が発生すること
などの問題がある。また、スペース上の制約から、高融
点油を噴霧し、それを熱分解させる十分な時間がない。
つまり、タールなどの高融点油は液体であるため、反応
には気化と分解との二段階が必要であり、反応に時間が
必要であるにもかかわらず、スペース上の制約から、そ
の時間を十分にとれないという問題もある。
コークス炉ガス顕熱回収方法では、熱交換器の設置面積
の制約によって十分な熱回収が困難であること、またタ
ールなどの凝集によって熱交換器の劣化が発生すること
などの問題がある。また、スペース上の制約から、高融
点油を噴霧し、それを熱分解させる十分な時間がない。
つまり、タールなどの高融点油は液体であるため、反応
には気化と分解との二段階が必要であり、反応に時間が
必要であるにもかかわらず、スペース上の制約から、そ
の時間を十分にとれないという問題もある。
【０００４】本発明は前記諸問題を解決すべく開発され
たものであり、コークス炉ガスの成分を有効活用し、そ
の顕熱を更に高めた状態で化学エネルギーとして回収す
ることができるコークス炉ガスの顕熱回収方法を提供す
ることを目的とするものである。
たものであり、コークス炉ガスの成分を有効活用し、そ
の顕熱を更に高めた状態で化学エネルギーとして回収す
ることができるコークス炉ガスの顕熱回収方法を提供す
ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記諸問題を解決するた
め、本発明のコークス炉ガスの顕熱回収方法は、二酸化
炭素を含有するガスをコークス炉ガスに混合し、当該コ
ークス炉ガス内の水素及び／又はメタンによって二酸化
炭素を一酸化炭素に還元し、その状態の顕熱を化学エネ
ルギーとして回収することを特徴とするものである。
め、本発明のコークス炉ガスの顕熱回収方法は、二酸化
炭素を含有するガスをコークス炉ガスに混合し、当該コ
ークス炉ガス内の水素及び／又はメタンによって二酸化
炭素を一酸化炭素に還元し、その状態の顕熱を化学エネ
ルギーとして回収することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明のコークス炉ガスの顕熱回
収方法の一実施形態を示す上昇管部分の構造図である。
図中の符号１はコークス炉、２は内部に収納されている
コークスである。このコークス炉１の上端部には、コー
クス炉内のガス（以下、単にコークス炉ガスと記す）の
顕熱を回収するための上昇管３が設けられている。この
上昇管３の高さは、設備の制約上、約２ｍ程度である。
この上昇管３の下端部はコークス炉１内に開口してお
り、上端部は、安水スプレー４を経て、ガス及びガス液
回収装置であるドライメーン５に連結されている。
て説明する。図１は、本発明のコークス炉ガスの顕熱回
収方法の一実施形態を示す上昇管部分の構造図である。
図中の符号１はコークス炉、２は内部に収納されている
コークスである。このコークス炉１の上端部には、コー
クス炉内のガス（以下、単にコークス炉ガスと記す）の
顕熱を回収するための上昇管３が設けられている。この
上昇管３の高さは、設備の制約上、約２ｍ程度である。
この上昇管３の下端部はコークス炉１内に開口してお
り、上端部は、安水スプレー４を経て、ガス及びガス液
回収装置であるドライメーン５に連結されている。
【０００７】この上昇管３の下端部側方には、燃焼排ガ
スなど、二酸化炭素を含有するガスを投入するための投
入管７が設けられている。そして、この投入管７よりも
上方の上昇管３内には、二酸化炭素と水素との化学反応
を促進する触媒６が設けられている。即ち、この実施形
態では、上昇管３内を上昇するコークス炉ガスに、二酸
化炭素を含有する燃焼排ガスなどのガスを投入、混合
し、触媒６によって反応を促進しながら、二酸化炭素と
水素とを化学反応させて一酸化炭素と水（水蒸気）と
し、その状態でコークス炉ガスの顕熱を化学エネルギー
として前記ドライメーン５で回収する。また、二酸化炭
素を含有するガスの投入位置として上昇管３部分とすれ
ば、コークス炉ガスも高温であり、化学反応を生じさせ
る部位として好適である。
スなど、二酸化炭素を含有するガスを投入するための投
入管７が設けられている。そして、この投入管７よりも
上方の上昇管３内には、二酸化炭素と水素との化学反応
を促進する触媒６が設けられている。即ち、この実施形
態では、上昇管３内を上昇するコークス炉ガスに、二酸
化炭素を含有する燃焼排ガスなどのガスを投入、混合
し、触媒６によって反応を促進しながら、二酸化炭素と
水素とを化学反応させて一酸化炭素と水（水蒸気）と
し、その状態でコークス炉ガスの顕熱を化学エネルギー
として前記ドライメーン５で回収する。また、二酸化炭
素を含有するガスの投入位置として上昇管３部分とすれ
ば、コークス炉ガスも高温であり、化学反応を生じさせ
る部位として好適である。
【０００８】次に、本実施形態の原理について説明す
る。コークス炉ガスには、一般に、水素が６０％程度、
一酸化炭素が１０％程度、メタンが２５％程度含有され
ている。一方、前記二酸化炭素を含有する燃焼排ガスな
どのガスには、少なくとも二酸化炭素の含有量が１０％
以上のものを用いる。ここで、以下の二つの反応式か
ら、前述した反応を導出する。
る。コークス炉ガスには、一般に、水素が６０％程度、
一酸化炭素が１０％程度、メタンが２５％程度含有され
ている。一方、前記二酸化炭素を含有する燃焼排ガスな
どのガスには、少なくとも二酸化炭素の含有量が１０％
以上のものを用いる。ここで、以下の二つの反応式か
ら、前述した反応を導出する。
【０００９】 ＣＯ＋１／２Ｏ2 →ＣＯ2 ＋１２６８４ｋＪ／ｍ3 Ｈ2 ＋１／２Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ＋１０７９４ｋＪ／ｍ3 （標
準状態） なお、標準状態とは、水が水蒸気であるときの熱量を示
す。１／２Ｏ2 を消去して、 ＣＯ−Ｈ2 →ＣＯ2 −Ｈ2 Ｏ＋１８９０ｋＪ／ｍ3 （標
準状態） 移項して、 ＣＯ2 ＋Ｈ2 →ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ−１８９０ｋＪ／ｍ3 （標
準状態） このように、二酸化炭素と水素が吸熱反応して、より顕
熱の大きい状態の一酸化炭素と水（水蒸気）に変化す
る。また、２５％程度含有されているメタンも、二酸化
炭素を含有するガスが投入されることにより、 ＣＨ4 ＋ＣＯ2 →２ＣＯ＋２Ｈ2 −１１０４６ｋＪ／ｍ
3 （標準状態） の吸熱反応となる。この状態にしてから、全体を化学エ
ネルギーとして回収すれば、回収効率が向上する。
準状態） なお、標準状態とは、水が水蒸気であるときの熱量を示
す。１／２Ｏ2 を消去して、 ＣＯ−Ｈ2 →ＣＯ2 −Ｈ2 Ｏ＋１８９０ｋＪ／ｍ3 （標
準状態） 移項して、 ＣＯ2 ＋Ｈ2 →ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ−１８９０ｋＪ／ｍ3 （標
準状態） このように、二酸化炭素と水素が吸熱反応して、より顕
熱の大きい状態の一酸化炭素と水（水蒸気）に変化す
る。また、２５％程度含有されているメタンも、二酸化
炭素を含有するガスが投入されることにより、 ＣＨ4 ＋ＣＯ2 →２ＣＯ＋２Ｈ2 −１１０４６ｋＪ／ｍ
3 （標準状態） の吸熱反応となる。この状態にしてから、全体を化学エ
ネルギーとして回収すれば、回収効率が向上する。
【００１０】図２に、触媒がある場合とない場合との顕
熱回収量を示す。触媒がある方が、明らかに回収効率は
よいが、何れにしてもコークス炉ガスの温度を（二酸化
炭素を含有するガスも）６００℃以上、好ましくは７５
０℃以上とすることで、前記化学反応が促進し、顕熱回
収量が増加している。そのため、二酸化炭素を含有する
ガスを混合した後のコークス炉ガスの温度は６００℃以
上、好ましくは７５０℃以上とし、二酸化炭素を含有す
るガスの二酸化炭素含有量は少なくとも１０％以上とす
る。また、触媒６の素材は鉄系とし、形状は、ボール
状、パイプ状、格子状、板状、フィン形状とする。そし
て、このような顕熱回収方法により、従来の方法では０
〜１０％であったコークス炉ガス顕熱回収率を、１０〜
１７％まで飛躍的に向上することができた。
熱回収量を示す。触媒がある方が、明らかに回収効率は
よいが、何れにしてもコークス炉ガスの温度を（二酸化
炭素を含有するガスも）６００℃以上、好ましくは７５
０℃以上とすることで、前記化学反応が促進し、顕熱回
収量が増加している。そのため、二酸化炭素を含有する
ガスを混合した後のコークス炉ガスの温度は６００℃以
上、好ましくは７５０℃以上とし、二酸化炭素を含有す
るガスの二酸化炭素含有量は少なくとも１０％以上とす
る。また、触媒６の素材は鉄系とし、形状は、ボール
状、パイプ状、格子状、板状、フィン形状とする。そし
て、このような顕熱回収方法により、従来の方法では０
〜１０％であったコークス炉ガス顕熱回収率を、１０〜
１７％まで飛躍的に向上することができた。
【００１１】なお、本実施形態では、二酸化炭素を含有
するガスとして燃焼排ガスを用いたが、その他にも、二
酸化炭素を必要量含有するガスであれば、種々のガスを
用いることができる。
するガスとして燃焼排ガスを用いたが、その他にも、二
酸化炭素を必要量含有するガスであれば、種々のガスを
用いることができる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の顕熱回収
方法によれば、二酸化炭素を含有するガスをコークス炉
ガスに混合し、当該コークス炉ガス内の水素及び／又は
メタンによって二酸化炭素を一酸化炭素に還元し、その
状態の顕熱を化学エネルギーとして回収することとした
ため、コークス炉内の顕熱が、前記還元反応によって高
まり、化学エネルギーとして回収されるコークス炉ガス
の顕熱の回収効率が向上する。
方法によれば、二酸化炭素を含有するガスをコークス炉
ガスに混合し、当該コークス炉ガス内の水素及び／又は
メタンによって二酸化炭素を一酸化炭素に還元し、その
状態の顕熱を化学エネルギーとして回収することとした
ため、コークス炉内の顕熱が、前記還元反応によって高
まり、化学エネルギーとして回収されるコークス炉ガス
の顕熱の回収効率が向上する。
【図１】本発明のコークス炉ガスの顕熱回収方法を適用
したコークス炉及び上昇管の概略構成図である。
したコークス炉及び上昇管の概略構成図である。
【図２】図１の顕熱回収方法によって得られた顕熱回収
量の説明図である。
量の説明図である。
１はコークス炉 ２はコークス ３は上昇管 ４は安水スプレー ５はドライメーン ６は触媒 ７は投入管
Claims (1)
- 【請求項１】 二酸化炭素を含有するガスをコークス炉
ガスに混合し、当該コークス炉ガス内の水素及び／又は
メタンによって二酸化炭素を一酸化炭素に還元し、その
状態の顕熱を化学エネルギーとして回収することを特徴
とするコークス炉ガスの顕熱回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000263977A JP2002069456A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | コークス炉ガスの顕熱回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000263977A JP2002069456A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | コークス炉ガスの顕熱回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002069456A true JP2002069456A (ja) | 2002-03-08 |
Family
ID=18751457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000263977A Pending JP2002069456A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | コークス炉ガスの顕熱回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002069456A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007056159A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Nippon Steel Corp | 高熱量ガスの生成方法 |
| WO2011081432A2 (ko) * | 2009-12-29 | 2011-07-07 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 이산화탄소를 이용한 코크스 오븐 가스의 증량방법 |
| KR101138183B1 (ko) * | 2009-05-19 | 2012-05-10 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 이산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법 |
| CN104059676A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-09-24 | 唐山市宝凯科技有限公司 | 上升管余热插入式温控热膨胀除焦热管导出方法及设备 |
| CN106244173A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 马庆磊 | 焦炉用上升管换热器 |
| KR20180016067A (ko) * | 2016-08-05 | 2018-02-14 | 주식회사 포스코 | 코크스 오븐 가스 증량 장치 및 그 방법 |
| CN108192649A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-22 | 武汉工程大学 | 基于焦炉直接生产氢气的工艺系统及其控制方法 |
-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000263977A patent/JP2002069456A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007056159A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Nippon Steel Corp | 高熱量ガスの生成方法 |
| JP4580310B2 (ja) * | 2005-08-25 | 2010-11-10 | 新日本製鐵株式会社 | 高熱量ガスの生成方法 |
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| WO2011081432A3 (ko) * | 2009-12-29 | 2011-11-24 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 이산화탄소를 이용한 코크스 오븐 가스의 증량방법 |
| US9255224B2 (en) | 2009-12-29 | 2016-02-09 | Research Institute Of Industrial Science & Technology | Method for increasing amount of coke oven gas by using carbon dioxide |
| CN104059676A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-09-24 | 唐山市宝凯科技有限公司 | 上升管余热插入式温控热膨胀除焦热管导出方法及设备 |
| KR20180016067A (ko) * | 2016-08-05 | 2018-02-14 | 주식회사 포스코 | 코크스 오븐 가스 증량 장치 및 그 방법 |
| KR101884865B1 (ko) * | 2016-08-05 | 2018-08-02 | 주식회사 포스코 | 코크스 오븐 가스 증량 장치 및 그 방법 |
| CN106244173A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 马庆磊 | 焦炉用上升管换热器 |
| CN108192649A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-22 | 武汉工程大学 | 基于焦炉直接生产氢气的工艺系统及其控制方法 |
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