JP5581658B2 - 排ガス顕熱の回収方法および排ガスの冷却方法 - Google Patents
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Description
(1)前記還元剤は、天然ガス、液化石油ガス、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使用すること、
(2)前記還元剤は、非化石資源系有機化合物を使用すること、
(3)前記冶金炉が転炉であること、
(4)前記ボイラーは、煙道の壁面に設けられる廃熱ボイラーと、該煙道内に配設される接触ボイラーとの少なくとも一方を用いること、
が、より好適な解決手段を提供できる。
(2)また、本発明によれば、冶金炉排ガスの回収時に、排ガス処理設備内に、カーボンや非燃焼成分の発生に伴う堆積を防止することができるので、排ガス顕熱の回収効率および排ガスの冷却効率を向上させることができる。
(3)さらに、本発明によれば、上記の排ガス顕熱の回収のために使う還元剤として、安価で大量に生産される物質を用いる方法であることから、処理コストの低減を図ることができる。
さらに、同時に、煙道(排ガス回収ダクト)に設置された各種のボイラーで水蒸気を発生させ、該排ガスの顕熱を直接的に回収する方法である。
a.前述した炭酸ガス改質反応(吸熱反応)による排ガスの冷却、および
b.煙道(排ガス回収ダクト)を構成するダクト壁として、前述したように、スカート2から輻射部4aにかけて、これを、図2に示すような水冷構造からなる廃熱ボイラー2’、3’a、3’b、4’aおよび/または接触ボイラー15a、15bにて構成し、800℃以上、好ましくは1000℃以上の排ガスを直接的に抜熱しての冷却、
の相乗作用によって、熱エネルギーの回収に併せて、排ガスの冷却を行うものである。
また、この還元剤としては、上記化石資源系化合物と共に、またはそれに代えて非化石資源系有機化合物を用いてもよい。非化石資源系有機化合物を用いると、炭酸ガス改質反応によってオフガスが増熱される分に加え、カーボンニュートラルな還元剤によって改質反応を行うため、炭酸ガス排出削減に大きく貢献できる点において特に好ましい。この非化石資源系有機化合物としては、バイオエタノール、バイオディーゼルまたはこれらの混合物を挙げることができる。
この実施例は、250トンの上吹き転炉を用い、下部輻射部4aの下部の位置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132000m3(Normal)/h、ガス組成はCO:53容積%、CO2:15容積%、H2:9容積%、N2:23容積%であったので、CO2を19800m3(Normal)/h排出していたことになる。
なお、対流伝熱主体となる接触ボイラー15a、15bでは、本設備の設計条件である、天然ガス吹込みのない条件での一次集塵機5手前側のガス温度が約800℃を維持するよう、ボイラーへの給水量を制御した。
2 スカート
3a 下部フード
3b 上部フード
4a 下部輻射部
4b 上部輻射部
5 1次集塵機
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
14 ガス流量計
2’、3’a、3’b、4’a 廃熱ボイラー
15a、15b 接触ボイラー
Claims (8)
- 冶金炉から発生する高温の排ガスの顕熱を、
煙道に配設されたボイラーにて回収すると同時に、この排ガス中に含まれる炭酸ガスと還元剤との吸熱反応を導くことにより回収して、該排ガスのもつ熱エネルギーの増熱を図るにあたり、
前記還元剤は、排ガス中の炭酸ガスモル流量に対する、還元剤に含有される炭素原子のモル流量の比率で0.4以下を前記排ガス中へ添加し、かつこの還元剤の添加位置から1次集塵機入側時点までの該排ガスの滞留時間を0.01〜50秒とすると共に、
その排ガスが排ガス回収設備において急冷される1次集塵機の入側時点である炭酸ガス改質反応が完了するときの該排ガス温度は800℃以上であることを特徴とする排ガス顕熱の回収方法。 - 前記炭酸ガス改質反応が完了するときの該排ガスの温度が850℃以上であることを特徴とする請求項1に記載の排ガス顕熱の回収方法。
- 前記還元剤は、天然ガス、液化石油ガス、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使用することを特徴とする請求項1または2に記載の排ガス顕熱の回収方法。
- 前記還元剤は、非化石資源系有機化合を使用することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の排ガス顕熱の回収方法。
- 前記冶金炉が転炉であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1に記載の排ガス顕熱の回収方法。
- 前記ボイラーは、煙道の壁面に設けられる廃熱ボイラーと、該煙道内に配設される接触ボイラーとの少なくとも一方を用いること特徴とする請求項1〜5のいずれか1に記載の排ガス顕熱の回収方法。
- 冶金炉で発生し煙道内を流動する高温排ガスを冷却するに当たり、その煙道にボイラーを配設して抜熱することによって該排ガスの冷却を行うと同時に、煙道内の排ガスに還元剤を添加して、該排ガス中の炭酸ガスと還元剤とによる吸熱反応を導くことによって該排ガスの冷却を行うとき、
前記還元剤は排ガス中の炭酸ガスモル流量に対する、還元剤に含有される炭素原子のモル流量の比率で0.4以下を前記排ガス中へ添加し、かつこの還元剤の添加位置から1次集塵機入側時点までの該排ガスの滞留時間を0.01〜50秒とすると共に、
その排ガスが排ガス回収設備において急冷される1次集塵機の入側時点である炭酸ガス改質反応が完了するときの該排ガスの温度を800℃以上とすることを特徴とする排ガスの冷却方法。 - 前記ボイラーは、煙道の壁面に設けられる廃熱ボイラーと、該煙道内に配設される接触ボイラーとの少なくとも一方を配設することを特徴とする請求項7に記載の排ガスの冷却方法。
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