JP7375980B1 - 高炉の操業方法、溶銑の製造方法及び高炉付帯設備 - Google Patents
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Abstract
Description
「CO2及び/又はCOを含む混合ガスからCO2及び/又はCOを分離回収する工程(A)と、該工程(A)で分離回収されたCO2及び/又はCOに水素を添加し、CO2及び/又はCOをCH4に変換する工程(B)と、該工程(B)を経たガスからH2Oを分離除去する工程(C)と、該工程(C)を経たガスを高炉内に吹き込む工程(D)を有することを特徴とする高炉の操業方法。」が開示されている。
「高炉ガスを燃料の一部または全部として使用する燃焼炉の排ガスからCO2を分離し、分離したCO2をメタンに改質して得られた還元ガスを高炉に吹込むことを特徴とする高炉操業方法。」が開示されている。
また、本開示は、上記の高炉の操業方法を用いた溶銑の製造方法、及び、上記の高炉の操業方法に用いる高炉付帯設備を提供することを目的とする。
前記高炉の操業方法は、前記高炉の羽口から前記高炉内に送風ガス及び吹込み還元材を吹込む工程を有し、
前記吹込み還元材は、再生有機物を含み、
前記再生有機物は、前記高炉から排出される副生ガスである高炉ガス中の一酸化炭素及び二酸化炭素のうちの少なくとも一方と、水素とを用いて生成されるものであり、
かつ、
前記再生有機物は、燃焼反応によりCOとH2とに変化するときの発熱量Qが4000kJ/kg以上である、高炉の操業方法。
前記高炉ガスを用いて前記再生有機物を生成する有機物生成装置と、
前記吹込み還元材を前記高炉の羽口に導入する吹込み還元材供給部、及び、前記送風ガスを前記高炉の羽口に導入する送風ガス供給部を有する、ガス及び還元材吹込み装置と、
を備える、高炉付帯設備。
前記吹込み還元材は、再生有機物を含み、
前記再生有機物は、前記高炉から排出される副生ガスである高炉ガス中の一酸化炭素及び二酸化炭素のうちの少なくとも一方と、水素とを用いて生成されるものであり、
かつ、
前記再生有機物は、燃焼反応によりCOとH2とに変化するときの発熱量Qが4000kJ/kg以上である。
本開示の一実施形態に従う高炉の操業方法では、高炉の炉頂部から高炉内へ原料となる焼結鉱や塊鉱石、ペレット(以下、鉱石原料ともいう)やコークスなどが装入される(図示せず)。また、高炉下部に設置された羽口2から高炉1内へ、送風ガスと還元材とが吹込まれる。なお、羽口2から高炉1内へ吹込む還元材を、コークスと区別するため、吹込み還元材ともいう。また、送風ガスは、羽口から高炉内に吹き込まれるガスであり、高炉内において微粉炭やコークスをガス化する役割も果たす。
Q=QL-283000×(xC/100/12)-241800×(xH/100/2)…(1)
上掲式(1)において、
QLは前記再生有機物の低位発熱量[kJ/kg]、
xCは前記再生有機物中の炭素原子の質量比率[wt%]、
xHは前記再生有機物中の水素原子の質量比率[wt%]
を示す。
再生有機物の低位発熱量(真発熱量)QLは、JIS K 2279に記載の方法により計測することができる。
CnHmOl+(n/2-l/2)O2=nCO+(m/2)H2+QM…(2)
低位発熱量の定義から、
CnHmOl+(n+m/4-l/2)O2=nCO2+(m/2)H2O+QLM…(3)
である。
また、CO2及びH2Oの生成反応は下記のように表せる。
CO+1/2O2=CO2+283.0kJ/mol…(4)
H2+1/2O2=H2O+241.8kJ/mol…(5)
式(3)~(5)から下記式(6)が得られる。
CnHmOl+(n/2-l/2)O2=nCO+(m/2)H2+(QLM-283.0×n-241.8×m/2)kJ/mol…(6)
式(2)と式(6)を比較すると下記のようになる。
Q=QL-283.0×n/M-241.8×(m/2M)…(7)
xC=12×n/M/1000×100、xH=m/M/1000×100なので、これを(7)に代入すると(1)式が得られる。
本開示の一実施形態に従う高炉附帯設備は、上記の高炉の操業方法に用いる高炉附帯設備であって、
前記高炉ガスを用いて前記再生有機物を生成する有機物生成装置と、
前記吹込み還元材を前記高炉の羽口に導入する吹込み還元材供給部、及び、前記送風ガスを前記高炉の羽口に導入する送風ガス供給部を有する、ガス及び還元材吹込み装置と、
を備える、高炉付帯設備
である。
2 羽口
3 有機物生成装置
4 ガス及び還元材吹込み装置
4-1 中心管
4-2 内管
4-3 外管
5 第1の脱水装置
6 第2の脱水装置
7 ガス分離装置
8 レースウェイ
9 熱風炉
10 バーナー
Claims (9)
- 高炉の操業方法であって、
前記高炉の操業方法は、前記高炉の羽口から前記高炉内に送風ガス及び吹込み還元材を吹込む工程を有し、
前記吹込み還元材は、再生有機物を含み、
前記再生有機物は、前記高炉から排出される副生ガスである高炉ガス中の一酸化炭素及び二酸化炭素のうちの少なくとも一方と、水素とを用いて生成されるものであり、
かつ、
前記再生有機物は、燃焼反応によりCOとH2とに変化するときの発熱量Qが4000kJ/kg以上であり、
前記吹込み還元材が前記再生有機物を80wt%以上含む、高炉の操業方法。 - 前記再生有機物における炭素原子の質量比率xCと前記再生有機物における水素原子の質量比率xHとの合計であるxC+xHが90wt%以上である、請求項1に記載の高炉の操業方法。
- 前記再生有機物における炭素原子の質量比率xCが85wt%以上である、請求項1に記載の高炉の操業方法。
- 前記再生有機物が、エチレン、プロピレン、固体炭素、エタン、プロパン及びフェノールからなる群から選ばれる少なくとも一種を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の高炉の操業方法。
- 前記再生有機物が、エチレン及びプロピレンの少なくとも一方を合計で90wt%以上含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の高炉の操業方法。
- 前記高炉ガスの一部から前記再生有機物を生成し、前記高炉ガスの余剰分を製鉄所内又は外部に供給する、請求項1~3のいずれか1項に記載の高炉の操業方法。
- 前記再生有機物の余剰分を製鉄所内又は外部に供給する、請求項1~3のいずれか1項に記載の高炉の操業方法。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の高炉の操業方法を用いる、溶銑の製造方法。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の高炉の操業方法に用いる高炉付帯設備であって、
前記高炉ガスを用いて前記再生有機物を生成する有機物生成装置と、
前記吹込み還元材を前記高炉の羽口に導入する吹込み還元材供給部、及び、前記送風ガスを前記高炉の羽口に導入する送風ガス供給部を有する、ガス及び還元材吹込み装置と、
を備える、高炉付帯設備。
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