JP2010100876A - 冶金炉発生排ガスの改質・増熱方法およびその装置 - Google Patents
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Abstract
カーボンや非燃焼成分など堆積がなく、排ガスの増熱と共に炭酸ガスの排出削減とを同時に実現し、高温排ガスの改質・増熱を図る。
【解決手段】高温の排ガスに還元剤を添加し、その排ガス中に含まれる炭酸ガスと還元剤とによる改質反応を導くことにより、改質反応後の排ガス中に還元剤が残留するように還元剤を添加し、改質された排ガスを急冷することにより、冶金炉発生排ガスの改質・増熱を図る方法とその装置。
【選択図】図1
Description
(1)前記還元剤は、天然ガス、プロパンガス、メタン、エタン、軽質ナフサ、ラフィネート、メタノール、エタノール、ジメチルエーテルおよびジエチルエーテルのうちから選ばれるいずれか1種以上の化石資源系化合物を用いること、
(2)また、前記還元剤は、上記の化石資源系化合物に加えて、またはそれに代えて非化石資源系有機化合物を用いること、
(3)前記急冷の処理は、800〜375℃の温度域を、300℃/s以上の速度で冷却すること、
よりが好適な解決手段を提供できる。
(2)また、本発明では、改質反応のために、燃料や化学原料として、現在あるいは将来、安価に大量に生産される物質を用いる方法、装置であるから経済的であり、特に、バイオエタノール、バイオディーゼルなどの非化石資源系有機化合物を還元剤として用いることにより、炭酸ガス排出削減に大きく貢献できるようになる。
しかし、改質ガス中に還元剤を残留させることは、とくに800℃以下の温度域で多量のカーボンが生成し、排ガス回収設備中に堆積するようになり、本発明の目的が達成できなくなる。したがって、カーボン生成域である800〜375℃を急冷することが必要となる。具体的には、800〜375℃の温度域が300℃/s以上の冷却速度となるように急冷することが有効である。そのために、本発明では、温度計10の設置位置の下流側に急冷装置を設けることにした。
(1)天然ガスやプロパンガス、メタン、エタン、軽質ナフサ、ラフィネート、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルなどの化石資源系化合物、
(2)非化石資源系有機化合物
などから選ばれる物質の少なくとも1種以上を用いることが好ましい。
この実施例は、300tの上吹き転炉を用い、上部フードからオフガス中に天然ガスを添加する試験を行った例である。天然ガスを吹込んでいない時のオフガスは流量67000Nm3/h、ガス組成はCO:60容積%、CO2:15容積%、H2:2容積%、N2:24容積%であったので、CO2を10050Nm3/h排出していたことになる。
天然ガスの添加位置を改質反応が全く起こらない2次集塵機下流側とし、添加量をCO2流量の4.4倍である44200Nm3/hとしたこと以外は実施例1と同様にして天然ガス添加試験を行った。その結果、オフガスは、流量111200Nm3/h、組成は、CO:36容積%、CO2:9容積%、H2:0.6容積%、N2:14.4容積%CH4:40容積%、O2:0.1容積%未満、熱量:4530kcal/Nm3であった。これは、時間当たりでは504Gcal/hに相当する。天然ガス添加量は実施例に比べて少ないが、改質反応が起こらないので、流量は天然ガスを添加した分だけの増加に過ぎず、その結果として、実施例と比較して157Gcal/h低い熱量となった。また、炭酸ガスも何ら削減することはできないことは自明である。
融還元炉や非鉄精錬で用いられる各種の炉などの冶金炉の排ガス改質・増熱技術として有用である。
2 スカート
3 下部フード
4 上部フード
5 1次集塵機(湿式集塵機)
6 ガス分析計
7 制御弁
8 ガス流路切替弁
9 フレア
10 温度計
11酸素上吹きランス
12 演算装置
13 2次集塵機
Claims (6)
- 冶金炉から排出される高温の排ガスに還元剤を添加し、その排ガス中に含まれる炭酸ガスと還元剤とによる改質反応を導いて該排ガスの改質を行う際に、改質反応後の排ガス中に還元剤が残留するように還元剤を添加し、かつ改質された排ガスを急冷すること、を特徴とする冶金炉発生排ガスの改質・増熱方法。
- 前記還元剤は、天然ガス、プロパンガス、メタン、エタン、軽質ナフサ、ラフィネート、メタノール、エタノール、ジメチルエーテルおよびジエチルエーテルのうちから選ばれるいずれか1種以上の化石資源系化合物を用いることを特徴とする請求項1に記載の冶金炉発生排ガスの改質・増熱方法。
- 前記還元剤は、非化石資源系有機化合物を用いることを特徴とする請求項1または2に記載の冶金炉発生排ガスの改質・増熱方法。
- 前記急冷の処理は、800〜375℃の温度域を300℃/s以上の速度で冷却することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の冶金炉発生排ガスの改質・増熱方法。
- 冶金炉から排出される高温の排ガスを、排ガス回収設備内において、その排ガスに還元剤を添加し、その排ガス中に含まれる炭酸ガスと還元剤とによる改質反応を導いて該排ガスの改質を行うと同時に増熱を図る装置であって、前記排ガス回収設備中に、改質反応によって増熱された排ガスの温度を計測する温度計測装置と、該温度計測装置からの出力によって作動する還元剤の添加量を制御する流量制御装置と、還元剤吹込み装置と、そして該温度計測装置の下流に配置される急冷装置とを設けてなることを特徴とする冶金炉発生排ガスの改質・増熱装置。
- 前記排ガス急冷装置が、湿式集塵機であることを特徴とする請求項5に記載の冶金炉発生排ガスの改質・増熱装置。
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