JP2004115786A - Method for utilizing gasifing-melting furnace gas - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば使用済みプラスチックなどの可燃性廃棄物を高温還元雰囲気により熱分解・ガス化溶融するガス化溶融炉で発生するガスを、製鉄所内燃料として利用する方法に関する。 (4) The present invention relates to a method for utilizing gas generated in a gasification and melting furnace for pyrolyzing and gasifying and melting combustible waste such as used plastics in a high-temperature reducing atmosphere as a fuel in an ironworks.
ガス化溶融炉は、周知のように高温の炉内において、使用済みプラスチック、建設廃材(紙くず、木くず、繊維くず)、シュレッダーダスト(廃棄家電、廃車)、汚泥、燃えがら、動植物性残さ等の可燃性廃棄物を送風酸素と反応させ、炉上部温度を800〜1000℃とし、高温・還元雰囲気により熱分解・ガス化させ、可燃性のガス化溶融炉ガスとして回収するものである(例えば特許文献1参照)。 As is well known, gasification and melting furnaces are used in high-temperature furnaces to burn combustible waste such as used plastic, construction waste (paper waste, wood waste, textile waste), shredder dust (waste electrical appliances, waste vehicles), sludge, cinders, animal and plant residues. Reactive waste is reacted with blast oxygen, the furnace upper temperature is set to 800 to 1000 ° C., pyrolyzed and gasified in a high-temperature, reducing atmosphere, and recovered as a flammable gasification and melting furnace gas (for example, Patent Document 1). 1).
このように、ガス化溶融炉では種々の可燃性廃棄物からガス化溶融炉ガスを回収するので、回収したガス化溶融炉ガスを製鉄所内燃料として利用しようとすると、以下のような問題が生じる。
(a)ガス発生量が一定でない。
(b)発生するガスの発熱量が一定でない。
(c)ガス化溶融炉から製鉄所内の各工場までガス化溶融炉ガス専用のガス供給網を新たに構築するには建設費が高価である。
As described above, in the gasification and melting furnace, the gasification and melting furnace gas is recovered from various combustible wastes. Therefore, when the recovered gasification and melting furnace gas is used as fuel in an ironworks, the following problems occur. .
(A) The amount of gas generation is not constant.
(B) The calorific value of the generated gas is not constant.
(C) Construction costs are expensive to newly build a gas supply network dedicated to gasification and melting furnace gas from the gasification and melting furnace to each factory in the steel mill.
したがって、従来はせっかく回収したガス化溶融炉ガスを、有効に利用することなく焼却処理し、無害化して大気に放散していた。また、燃焼させる際には補助燃料の供給が必要であり、ランニングコストも発生していた。 Therefore, conventionally, the gasification and melting furnace gas collected with great care was incinerated without being effectively used, rendered harmless, and released to the atmosphere. In addition, when burning, it is necessary to supply auxiliary fuel, and running costs have also been incurred.
本発明の技術的課題は、新たに大規模な専用ガス供給網を構築する必要がなく、ガス化溶融炉ガスの発生量や発熱量の変動を吸収できて、燃料性状の安定化が図れ、ガス化溶融炉ガスを製鉄所内燃料ガスの1つとして利用できるようにすることにある。 The technical problem of the present invention is that it is not necessary to newly construct a large-scale dedicated gas supply network, it is possible to absorb fluctuations in the amount of gasification and melting furnace gas generation and calorific value, and to stabilize fuel properties, An object of the present invention is to make gasification melting furnace gas available as one of the fuel gases in an ironworks.
本発明の請求項1に係るガス化溶融炉ガスの利用方法は、可燃性廃棄物を高温還元雰囲気により熱分解・ガス化溶融するガス化溶融炉で発生するガスを、製鉄所で使用される各種燃料ガスの中から選択した低カロリーガス及び/又は高カロリーガスと混合し、該混合ガスを製鉄所内燃料として利用することを特徴としている。 The method for utilizing gasification and melting furnace gas according to claim 1 of the present invention uses gas generated in a gasification and melting furnace for thermally decomposing and gasifying and combusting combustible waste in a high-temperature reducing atmosphere at an ironworks. It is characterized in that it is mixed with a low-calorie gas and / or a high-calorie gas selected from various fuel gases, and the mixed gas is used as fuel in an ironworks.
また、請求項2に係るガス化溶融炉ガスの利用方法は、ガス化溶融炉ガスを、高炉ガス、コークス炉ガス、転炉ガス、都市ガス、プロパンガス、及び窒素、の中から選択されるガスと混合することを特徴としている。 In the method of using a gasification and melting furnace gas according to claim 2, the gasification and melting furnace gas is selected from blast furnace gas, coke oven gas, converter gas, city gas, propane gas, and nitrogen. It is characterized by being mixed with a gas.
また、請求項3に係るガス化溶融炉ガスの利用方法は、ガス化溶融炉ガスを、都市ガスまたはコークス炉ガスのいずれか一方もしくは両方と、あるいは高炉ガスまたは窒素のいずれか一方もしくは両方と、混合することを特徴としている。
Further, the method of using the gasification and melting furnace gas according to
また、請求項4に係るガス化溶融炉ガスの利用方法は、ガス化溶融炉ガスを、ガスホルダを介在させた配管網を通して製鉄所副生ガスと混合することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for utilizing a gasification and melting furnace gas, wherein the gasification and melting furnace gas is mixed with a steelworks by-product gas through a piping network having a gas holder interposed therebetween.
また、請求項5に係るガス化溶融炉ガスの利用方法は、ガス化溶融炉ガスを、製鉄所副生ガスと混合する前に昇圧することを特徴としている。 The method of using the gasification / melting furnace gas according to claim 5 is characterized in that the gasification / melting furnace gas is pressurized before being mixed with the steelworks by-product gas.
本発明によれば、従来焼却処理されていたガス化溶融炉ガスを、製鉄所で使用される各種燃料ガスの中から選択した低カロリーガス及び/又は高カロリーガスと混合し、この混合ガスを製鉄所燃料として利用するので、資源リサイクルが実現でき、かつ燃料ガスの全体としての供給量が増えて、従来外部より買っていた都市ガス(又はLPG)や重油の量を大幅に削減あるいは前記混合ガスにより代替することが可能となる。また、発電所から発生するNOx、SOx量も低減することができる。 According to the present invention, a gasification and melting furnace gas that has been conventionally incinerated is mixed with a low-calorie gas and / or a high-calorie gas selected from various fuel gases used in an ironworks, and this mixed gas is mixed. Since it is used as steelworks fuel, resource recycling can be realized, and the supply of fuel gas as a whole increases, so that the amount of city gas (or LPG) and heavy oil, which had been purchased from outside, has been greatly reduced or mixed. It can be replaced by gas. Also, the amount of NOx and SOx generated from the power plant can be reduced.
以下、図示実施形態に基づき本発明のガス化溶融炉ガスの利用方法を説明する。図1は本発明を適用した製銑・製鋼一貫製鉄所における燃料の流れを示す図である。 Hereinafter, a method of using the gasification and melting furnace gas of the present invention will be described based on the illustrated embodiment. FIG. 1 is a diagram showing the flow of fuel in an integrated iron and steelmaking steelworks to which the present invention is applied.
図において、1は操業時に高炉ガス(BFG)1aを副生する高炉、2は操業時にコークス炉ガス(COG)2aを副生するコークス炉、3は操業時に転炉ガス(LDG)3aを副生する転炉である。高炉ガス(BFG)1aは、鉄鉱石を還元する際に発生するCO,CO2,H2,N2から成る約3,350kJ/m3の可燃性ガスであり、ほぼ連続的に発生する。コークス炉ガス(COG)2aは、石炭を乾留する際に発生するH2,CH4,COから成る約20,100kJ/m3の可燃性ガスであり、ほぼ連続的に発生する。転炉ガス(LDG)3aは、銑鉄を鋼に改質する際に発生するCO,CO2から成る約8,400kJ/m3の可燃性ガスであり、間欠的に発生する。つまり転炉の吹練によりガスの発生がつねに変動する。 In the figure, reference numeral 1 denotes a blast furnace that produces by-product blast furnace gas (BFG) 1a during operation, 2 denotes a coke oven that produces by-product coke oven gas (COG) 2a during operation, and 3 denotes a coke oven gas that produces converter gas (LDG) 3a during operation. It is a converter that produces. The blast furnace gas (BFG) 1a is a flammable gas of about 3,350 kJ / m 3 composed of CO, CO 2 , H 2 , and N 2 generated when reducing iron ore, and is generated almost continuously. The coke oven gas (COG) 2a is a flammable gas of about 20,100 kJ / m 3 consisting of H 2 , CH 4 , and CO generated when carbonizing coal, and is generated almost continuously. The converter gas (LDG) 3a is a combustible gas of about 8,400 kJ / m 3 composed of CO and CO 2 generated when pig iron is reformed into steel, and is generated intermittently. That is, the gas generation always fluctuates due to the blowing of the converter.
4aは外部購入燃料である都市ガスまたはプロパンガス(LPG)、5aは窒素(N2)、6は外部購入燃料である重油6aの供給源である重油タンクである。都市ガスまたはLPGは、主に高炉の休風等により高炉ガスや転炉ガスが発生しない場合に使用され、N2は高カロリーの都市ガスまたはLPGの希釈に用いられる。重油は発電所の燃料として供給される。 4a is a city gas or propane gas (LPG) as an externally purchased fuel, 5a is nitrogen (N 2 ), and 6 is a heavy oil tank which is a supply source of heavy oil 6a as an externally purchased fuel. City gas or LPG is used when blast furnace gas or converter gas is not generated mainly due to a blast furnace stall or the like, and N 2 is used for diluting high calorie city gas or LPG. Fuel oil is supplied as fuel for the power plant.
7はガス化溶融炉であって、高温の炉内において、使用済みプラスチック、建設廃材(紙くず、木くず、繊維くず)、シュレッダーダスト(廃棄家電、廃車)、汚泥、燃えがら、動植物性残さ等の可燃性廃棄物を送風酸素と反応させ、炉上部温度を800〜1000℃とし、高温・還元雰囲気により熱分解・ガス化させ、可燃性のガス化溶融炉ガス7aとして回収するもので、発生ガスの性状は約8,000〜11,000kJ/m3であり、炉下部においては、コークス及び炭素の燃焼により、灰分を溶融し、出滓口より排出するものである。
11,12,13,14は各炉で発生する可燃ガス(燃料ガス)を無害化・燃焼放散するための燃焼放散塔すなわちフレアスタックであり、通常は使用しないが、各炉の起動・停止時のガス成分不安定時や、各炉に対応して設けられた後述のホルダの備蓄レベルが上限をオーバーした時などに使用される。
21は高炉ガス(BFG)を一時貯蔵しバッファとして機能するBFGホルダ、22はコークス炉ガス(COG)を一時貯蔵しバッファとして機能するCOGホルダ、23は転炉ガス(LDG)を一時貯蔵しバッファとして機能するLDGホルダ、24はガス化溶融炉ガスを一時貯蔵しバッファとして機能するガス化溶融炉ガスホルダである。特にガス化溶融炉ガスは発生量の変動量が大きいため、ガス混合を安定して行うために、ガスホルダをガス化溶融炉とガス混合器の間に配置しガスの貯蔵払い出しを逐次行うことで発生量変動と使用量変動の差を吸収する。これら各ホルダ21〜24は内部ガス圧力が65kPaと低圧に保持されている。
21 is a BFG holder that temporarily stores blast furnace gas (BFG) and functions as a buffer, 22 is a COG holder that temporarily stores coke oven gas (COG) and functions as a buffer, and 23 is a buffer that temporarily stores converter gas (LDG). The LDG holder 24 functions as a gasification melting furnace gas holder that temporarily stores the gasification melting furnace gas and functions as a buffer. In particular, the gasification and melting furnace gas fluctuates greatly in the amount of generation, so in order to stably perform gas mixing, a gas holder is placed between the gasification and melting furnace and the gas mixer, and the storage and delivery of gas is performed sequentially. Absorb the difference between the fluctuations in generation and usage. Each of the
31,32,33はBFG配管、COG配管、及びLDG配管にそれぞれ配置された昇圧機であるブロワで、これらブロワ31〜33は、それぞれのガスの圧力を約65kPaから約120kPaに昇圧して後述するガスミキサーに供給するものである。34はガス化溶融炉ガス配管網内においてガス化溶融炉ガスホルダ24と直列に配置された昇圧機であるブロワである。ブロワ34を直列に接続したのは、既述したようにガス化溶融炉では種々の可燃性廃棄物からガス化溶融炉ガスを回収するので、ガス発生量が一定でなく圧力変動を生じるため、ガス混合器前に昇圧機を配置して、ガス混合器に供給するガス化溶融炉ガス圧力を安定化させる必要があるからである。
8は各ブロワ31〜34により昇圧されたガス(BFG、COG、LDG、ガス化溶融炉ガス)、都市ガス(又はLPG)および窒素(N2)が送り込まれるガスミキサーであり、発熱量変動を吸収するために、ガス化溶融炉ガスに、前記ガスの中から選択した低カロリーガス及び/又は高カロリーガスを混合することで燃料性状((イ)発熱量、(ロ)ウオッペインデックスW.I.、(ハ)A0/√γ)を安定させたミックスガス(MXG)8aとして製鉄所内の各工場、つまり製銑工場41、製鋼工場42、鋼板工場43や発電所44へ供給する機能を有している。つまり、ガスミキサー8は、(イ)発熱量が一定となるように、ガス化溶融炉ガスに、低カロリーガス及び/又は高カロリーガスを混合する、又は(ロ)ウオッペインデックスW.I.すなわち(発熱量/√ガス密度)が一定となるように、ガス化溶融炉ガスに、低カロリーガス及び/又は高カロリーガスを混合する、又は(ハ)A0/√γつまり(理論空気量/√ガス密度)が一定となるように、ガス化溶融炉ガスに、低カロリーガス及び/又は高カロリーガスを混合することで、燃料性状を安定させる。
ここで、製鉄所で使用される各種燃料ガスすなわちBFG、COG、LDG、ガス化溶融炉ガス、都市ガス(又はLPG)、および窒素(N2)の中から選択される低カロリーガスとは高炉ガス(BFG)または窒素(N2)を指し、高カロリーガスとは都市ガスまたはコークス炉ガス(COG)を指す。したがって、燃料性状を安定させる具体的手法は、ガス化溶融炉ガスのカロリーに応じて、高炉ガス(BFG)または窒素(N2)のいずれか一方もしくは両方と、あるいは都市ガスまたはコークス炉ガス(COG)のいずれか一方もしくは両方と、混合する形態となる。 Here, the low calorie gas selected from various fuel gases used in steel works, ie, BFG, COG, LDG, gasification and melting furnace gas, city gas (or LPG), and nitrogen (N 2 ), is a blast furnace. refers to a gas (BFG) or nitrogen (N 2), refers to the high-calorie gas city gas or coke oven gas (COG). Therefore, a specific method for stabilizing the fuel property is to use either or both of blast furnace gas (BFG) and nitrogen (N 2 ), or city gas or coke oven gas ( COG) is mixed with either one or both.
そして、高カロリーガスとしてコークス炉ガス(COG)を、低カロリーガスとして高炉ガス(BFG)を、優先的に使用することで、外部購入燃料である都市ガス(又はLPG)や窒素(N2)の量を削減することができる。 By preferentially using coke oven gas (COG) as a high-calorie gas and blast furnace gas (BFG) as a low-calorie gas, city gas (or LPG) and nitrogen (N 2 ), which are externally purchased fuels, are used. Can be reduced.
発電所44には、ミックスガス(MXG)8a以外に、高炉ガス(BFG)1a、コークス炉ガス(COG)2a、及び転炉ガス(LDG)3aが直接供給可能になっている。これは各ガスの発生量の変動を吸収するためのもので、ガスミキサーへの供給後に余剰のガスがあった場合、これを発電燃料として使用している。また、外部購入燃料である重油6aも供給可能になっている。そして、各燃料種に応じたバーナを有するボイラ及びタービンが設置されている。つまり、発電所44では、ミックスガス(MXG)の他に、高炉ガス(BFG)、コークス炉ガス(COG)、及び転炉ガス(LDG)を燃料ガスとしているが、通常は不足分として重油を供給して発電している。
Besides the mixed gas (MXG) 8a, the blast furnace gas (BFG) 1a, the coke oven gas (COG) 2a, and the converter gas (LDG) 3a can be directly supplied to the
本発明のように、ガス化溶融炉ガスをミックスガスに供給することにより、燃料ガス全体としての供給量を増やすことができ、外部より買っていた重油の量を削減することができる。 供給 す る By supplying the gasification and melting furnace gas to the mixed gas as in the present invention, the supply amount of the fuel gas as a whole can be increased, and the amount of heavy oil purchased from outside can be reduced.
また、重油の使用量の削減により、発電所から発生するNOx、SOx量も低減することができる。 NOIn addition, NOx and SOx generated from the power plant can be reduced by reducing the amount of heavy oil used.
さらに、高炉休風時にガス化溶融炉ガスを利用することで、都市ガスやLPGの使用量を削減することも可能である。 Furthermore, by using gasification and melting furnace gas when the blast furnace is closed, it is possible to reduce the amount of city gas and LPG used.
1 高炉
1a 高炉ガス(BFG)
2 コークス炉
2a コークス炉ガス(COG)
3 転炉
3a 転炉ガス(LDG)
4a 都市ガス(又はLPG)
5a 窒素(N2)
7 ガス化溶融炉
7a ガス化溶融炉ガス
8 ガスミキサー
8a ミックスガス(MXG)
24 ガス化溶融炉ガスホルダ(ガスホルダ)
34 ブロワ(昇圧手段)
1 Blast furnace 1a Blast furnace gas (BFG)
2
3
4a City gas (or LPG)
5a Nitrogen (N 2 )
7 Gasification and
24 Gasification and melting furnace gas holder (gas holder)
34 blower (pressurizing means)
Claims (5)
The method according to claim 4, wherein the pressure of the gasification and melting furnace gas is increased before being mixed with the by-product gas of the steel mill.
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JP2003310192A JP2004115786A (en) | 2002-09-06 | 2003-09-02 | Method for utilizing gasifing-melting furnace gas |
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Cited By (1)
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WO2006033175A1 (en) * | 2004-09-22 | 2006-03-30 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Gas turbine apparatus, low calorie content gas feeding apparatus, and method of suppressing rise of calorie content of the gas |
-
2003
- 2003-09-02 JP JP2003310192A patent/JP2004115786A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2006033175A1 (en) * | 2004-09-22 | 2008-05-15 | 川崎重工業株式会社 | Gas turbine equipment, low calorie gas supply equipment, and method for suppressing calorie rise of the gas |
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