JPH02242080A - 副生ガスの処理方法とその装置 - Google Patents

副生ガスの処理方法とその装置

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JPH02242080A
JPH02242080A JP6214289A JP6214289A JPH02242080A JP H02242080 A JPH02242080 A JP H02242080A JP 6214289 A JP6214289 A JP 6214289A JP 6214289 A JP6214289 A JP 6214289A JP H02242080 A JPH02242080 A JP H02242080A
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JP
Japan
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gas
liquid
liquefaction
path
chamber
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JP6214289A
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English (en)
Inventor
Hisatsugu Kihara
木原 久繼
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、還元炉例えば溶鉱炉、或は鉄精錬炉例えば転
炉、電気炉等から発生したcoを主成分とする副生ガス
の処理方法及び装置に関するものである。
(従来の技術) 例えば転炉で銑鉄を精錬中に発生する未燃焼排ガス(副
生ガス)は、 COガスを60〜70%も多量に含有す
るので、一般に燃料として火力発電所等に供給し有効利
用されている。
転炉からの該未燃焼排ガスの発生量は、転炉操業が間欠
操業のため経時的に犬きく脈動し安定しない、このため
転炉からの該未燃焼排ガスは、旦大容量のガスホルダー
に貯められて後火力発電所等に供給される。
一方、火力発電所等の需要側に夜間と昼間の電力供給量
に大幅な変化があると、それに伴い該未燃焼排ガスの使
用料も大幅に変化する。このように該未燃焼排ガス使用
量が大幅に変化すると、ガスホルダーの許容を越える大
量の未燃焼排ガスが余剰となる。
余剰米燃焼排ガスは多量な場合、別のガスホルダーを設
置して回収し少量な場合、大気燃焼放散するなどの処理
をする。
(発明が解決しようとする課題) 前記大気燃焼放散などは、省資源的に問題であるので可
能な限り回収し有効利用を図る事が好ましい。
しかしながらガスホルダーの設置は巨額な投資を必要と
する割には、該未燃焼排ガス自体がcoガス以外にCO
2、H2、Nを含有した低カロリーガスのため採算が合
わない。
(課題を解決するための手段) 本発明は、該未燃焼排ガスを、設備費の嵩むガスホルダ
ー等を設置することなく、安価でコンパクトな設備で、
しかも付加価値の高い各種ガスにして分離回収し、貯蔵
し、供給する処理方法及び装置を提供するものである。
本発明の特徴とする手段は、次の(])〜(4)で、こ
れらを第1図に示す本発明の実施例に基いて説明する。
(1)還元炉又は鉄精錬炉(1)からの副生ガスを(C
O+82)ガス(2)と他のガス(3) (4) (5
)に分離し、Q2製造装M(6)のN液タンク(7)内
のN2液(L8)を冷熱源にして前記〔CO+N2〕ガ
ス(2)を液化すると共にタンク(3)貯蔵し、〔CO
+N2〕ガス(2)の必要時に、前記(CO十島〕液(
L2)を、)製造装置(6)の発生量ガス(8)と熱交
換してガス化(2)シて供給すると共に該隅ガス(8)
を液化(L8)し、このN液を(L8)02製造装置(
6)のN2液タンク(7)内に回収することを特徴とす
る還元炉又は鉄精錬炉からの副生ガスの処理方法。
(2)還元炉又は鉄精錬炉(1)からの副生ガスを(C
O+ N2 )ガス(2)とCO2(3) 、 )12
(4)の各ガスに分離して回収することを特徴とする前
記、還元炉又は鉄精錬炉からの副生ガスの処理方法。
(3)還元炉又は鉄精錬炉(1)からの副生ガスをガス
ホルダー(lO)を介してガス燃焼段@(11)に供給
するガス管路(12)を有し、該ガスホルダー(10)
に連通接続しガスホルダー(10)内の余剰ガスを導入
し該副生ガスを〔CO+N2〕ガス(2)と他のガス(
3) (4) (5)に分離する加圧吸着分離器(13
)を設け、該加圧吸着分離器(13)からの(CO+S
、)ガス(2)を隅液(L8)とNガス(8)を用いて
液化・気化する〔CO+N2〕ガス液化・為2液気化室
(A)と〔CO+N2)涼気化・馬ガス液化室(B)を
設け、〔CO+N2〕ガス液化・隅液気化室(A)の〔
CO+N2〕ガス液化路(AL)の入側を前記加圧吸着
分離器(13)に連通接続すると共に出側を(GO十N
2)液タンク(9)の入側に連通接続し、前記〔CO+
N2〕液タンク(9)の出側を〔CO+N2〕涼気化・
為ガス液化室(B)の(CQ+N、)2液気化路(BG
)の入側に連通ts続し、〔CO+N2〕涼気化・烏ガ
ス液化室(B)の〔CO+N2〕2液気化路(BG)の
出側を〔CO+N2〕ガス供給路(18)に連通接続し
、〔CO+N2〕涼気化Φ馬ガス液化室(B)の馬ガス
液化路(BL)の入側を鴎製造装置(6)のN2ガス供
給路(18)に連通接続すると共に出側を02製造装!
!(8)のへ液タンク(7)の入側に連通接続し、該N
2液タンク(7)の出側を〔CO+N2〕ガス液化・N
2液気化室(A)のN2液気北路(AG)の入側に連通
接続し、〔CO+N2〕ガス液化・為2液気化室(A)
の焉2液気化路(AC)の出側を為回収路(21)また
は烏放散路(22)に連通接続せしめたことを特徴とす
る還元炉又は鉄精錬炉からの副生ガスの処理装置。
(4)前記加圧式分離器からの(CO+%)ガス外のガ
スを導入しCO2のドライアイスを製造する冷凍機(2
3)を設け、前記冷凍機(23)からの残ガスを導入し
残ガスからH2を分離する加圧吸着分離器(24)を設
けたことを特徴とする還元炉又は鉄精錬炉からの副生ガ
スの処理装置。
(作用) 即ち、本発明は還元炉、鉄精錬炉等からのCO含有余剰
副生ガスを、単数または複数を連接した公知の加圧吸着
分離器により、(co−ts、) 、又は〔CD〕のみ
を他のガスと分離しこれを液化貯蔵するとともに、需要
に応じて気化供給するものである。この液化・気化の手
段には、沸点がCOの沸点(−1111,5℃)より低
く、且つ近傍の82 (−195,8℃)を選定し、し
かも、為は、その殆どをリサイクルでき実操業に全く支
障を与えないO2製造装置のN液とN2ガスを利用する
ものである。
つまり該分離した〔CO+N2〕又は〔CO〕は、この
〔CO+N2〕又は〔CO3量と略等量の馬液の潜熱で
液化貯蔵し、これにより気化させたNガスをO2製造装
置に戻し、COガス使用時には、該O2製造装置からの
発生島ガスの顕熱を利用して、前記液化貯蔵した〔CO
+N2〕又は〔CO3液を気化せしめて使用側に供給し
、これにより液化した馬液を、02製造装置に再び戻す
ものである。
このようにCOガスの液化と気化に用いるエネルギーに
、該O2製造装置における烏の潜熱と顕熱を交互に利用
し、しかも液化貯蔵の際のN2液便用量は、気化使用時
の際にその殆どを液化して、該O2製造装置に戻すこと
ができるので、外部投入エネルギーは極めて僅かなもの
にすることができるものである。
又、該余剰副生ガスから前記のように付加価値の高い〔
CO+N2〕又は〔CO〕を分離し液化貯蔵回収すると
ともに、Co2. H,の副製品を得て1例えばCO2
を底吹き転炉の羽目冷却用に液化回収し又は、ドライア
イスを製造し、H2をArガス精製に用いるなど有効活
用することを有利に可能ならしめたものである。
(実施例) 第1図に示す本発明の実施例は、340ton転炉(1
)からの未燃焼排ガスを対象にしたものである。
未燃焼排ガス(副生ガス)の成分は第1表に記載のとお
りである。
未燃焼排ガスは、50,0OON)13/ HrX 2
4Hr/ Oat発生し、ガス管路(12)に介設した
ガスホルダー(lo) (7o、oooに3〕に一旦貯
蔵される。ガスホルダー(lO)からは、昼間の14時
間のみ50.OOONM3/Hrの未燃焼排ガスが火力
発電所(100)の燃焼設備(11)に燃料の一部とし
て供給される。これは、火力発電所(100)は、昼間
の14時間フル発電する反面、夜間は電力需要が半減す
るので、火力発電所(100)の燃焼段@(11)は夜
間の燃料使用量が少なくなり、夜間の未燃焼排ガスは不
要となって50、OOONM3/ HrX 10Hr/
 Dalが余剰となる。
この余剰ガスをCO1Co2. H2,02、烏に分離
する。これには先ず余剰ガスを加圧吸着分離器(13)
に導入して〔CO+N2〕を吸着しその他のガスと分離
する。
加圧吸着分離器(13)は輛工業開発研究所の開発した
技術に基いて製作された公知のもので、所定の圧力を加
えると〔CO+N2〕が天然ビオライト又は活性炭等の
充填物に吸着される。尚、加圧吸着分離器(13)を複
数連設し多段処理すると〔CO〕が高純度で分離回収す
ることができる。
加圧吸着分離器(13)で吸着分離した(C:0+N、
)ガス(2)は、(CO十娩〕ガス液化・N2液気化室
(A)の〔CO+N2〕ガス液化路(AL)に導入して
液化し。
次いで(CO+82) iタンク(9)に貯蔵する。
この際〔CO+N2〕ガス液化・心液気化室(A)は、
N2液をら製造!e:置(6)のN液タンク(7)から
N2液気北路(AC)に導入し、〔CO+N2〕ガス液
化路(AL)の〔CO+N2〕ガスと熱交換する。N、
2液気化路(AC)で気化した為ガスは、放散路(22
)から大気放散するか回収路(21)で02製造装N(
6)側に回収される。
また〔CO+N2〕ガス液化・N2液気化室(A)には
、冷熱補償管(27)が配設されている。冷熱補償管(
27)には、N2液タンク(7)からN液を供給して、
[:CO+N、)ガス液化・N、2液気化室(A)にお
ける(CO+S、)ガス液化と烏液気化の際の、〔CO
+N2〕と(N2)の蒸発潜熱の差による〔CO+N2
〕ガス液化用の冷熱源の烏液不足分を補充する。
(CO十馬〕液タンク(8)内の〔CO+N2〕液は、
使用側に〔CO+N2〕ガスを供給する時、  〔CO
+N2〕涼気化・N2ガス液化室(B)の〔CO+N2
〕2液気化路(BG)に導入して気化させ〔CO+N2
〕ガス供給路(18)に流す、この際、〔CO+N2〕
涼気化−N2ガス液化室(B)の焉ガス液化路(BL)
には、O2製造装置(8)のNガス供給路(19)から
Nガスを導入し、(CO+N2〕液2液気化路BG)内
の〔CO+N2〕液と熱交換し液化してへ製造装置(8
)のN液タンク(7)内に回収する。
次に、前記加圧吸着分離器(13)で分離した〔CO十
N2〕ガス以外のガスつまり((:02 +H2+02
)ガスは、冷凍機(23)に導入して一60℃にしてC
O2を液化するか、−80℃にしてドライアイス化して
回収し、冷凍機(23)からの残ガスつまり(N2+0
2)を加圧吸着分離器(24)、に導入し、ここでN7
を吸着分離しArガス精製用として回収する。
N2以外の微少の)等は大気放散する。
加圧吸着分離器(24)は公知のもので、所定の圧力を
加えるとN2を吸着するゼオライ、活性炭等が充填され
ている。
図において、(18)は(CO十焉〕液タンク(8)の
出側に設けた圧送機、(20)はN液タンク(7)の出
側に設けた圧送機、(28)、(29)、(30)、(
31)、(32)、(33)の各々もそれぞれ矢印方向
に圧送する圧送機を示し、又、(vl)〜(V+o)は
各々管路に介設した開閉弁であり、前記加圧吸着分離器
(13)、(24)冷凍機(23)とともに図示してい
ない制御装置によって任意に制御される。
これらの装置構成によって、前記、夜間50.OOON
M/ )lrX l0Hr/Da7の余剰米燃焼排ガス
から、1ケ月間の分離ガス製造結果と用途は、第2表に
記載の通りであり産業上極めそ有益な効果をもたらした
尚、)製造装置における烏のロス分は、〔CO十N2)
回収分の2〜3%程度と極めて軽微なものであり、ら製
造操業には全く支障を与えなかった。
(発明の効果) 以上の説明で明らかなように本発明は、還元炉、転炉等
から発生するCO金含有副生ガスの余剰分を、大型なガ
スホルダーを必用とせず小型液化タンクと載設のへ製造
装置の設備とN2液を、その)製造操業に殆ど支障を与
えること無く有効活用する簡易で且つ安価な設備によっ
て、純度の極めて高い付加価値の高いガスに変換回収し
、液化貯蔵し有効利用することを可能とした産業上極め
て有益な効果をもたらすものである。
(以下余白)
【図面の簡単な説明】
第11aは1本発明の1実施例を示すブロック線図であ
る。 A:〔CO+N2〕ガス液化e烏液気化室、B:(co
十烏〕液気化・N2ガス液化室、13.24:加圧吸着
分離器、7二N2液タンク、8: (co+N、)液タ
ンク、23:冷凍機

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)還元炉又は鉄精錬炉からの副生ガスを〔CO+N
    _2〕ガスと他のガスに分離し、O_2製造装置のN_
    2液タンク内のN_2液を冷熱源にして、前記〔CO+
    N_2〕ガスを液化すると共にタンク貯蔵し、〔CO+
    N_2〕ガスの必要時に、前記〔CO+N_2〕液を、
    O_2製造装置の発生N_2ガスと熱交換してガス化し
    て使用側に供給すると共に該N_2ガスを液化し、この
    N_2液をO_2製造装置のN_2液タンク内に回収す
    ることを特徴とする還元炉又は鉄精錬炉からの副生ガス
    の処理方法。
  2. (2)還元炉又は鉄精錬炉からの副生ガスを〔CO+N
    _2〕ガスとCO_2、H_2に分離して回収すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の還元炉又は鉄
    精錬炉からの副生ガスの処理方法。
  3. (3)還元炉又は鉄精錬炉からの副生ガスをガスホルダ
    ーを介してガス燃焼設備に供給するガス管路を有し、該
    ガスホルダーに連通接続しガスホルダー内の余剰副生ガ
    スを導入し〔CO+N_2〕ガスと他のガスに分離する
    加圧式分離器を設け、該加圧式分離器からの〔CO+N
    _2〕ガスをN_2液とN_2ガスを用いて液化・気化
    する〔CO+N_2〕ガス液化・N_2液気化室と〔C
    O+N_2〕液気化・N_2ガス液化室を設け、〔CO
    +N_2〕ガス液化・N_2液化室の〔CO+N_2〕
    ガス液化路の入側を前記加圧式分離器に連通接続すると
    共に出側を〔CO+N_2〕液タンクの入側に連通接続
    し、前記〔CO+N_2〕液タンクの出側を〔CO+N
    _2〕液気化・N_2ガス液化室の〔CO+N_2〕液
    気化路の入側に連通接続し、〔CO+N_2〕液気化・
    N_2ガス液化室の〔CO+N_2〕液気化路の出側を
    〔CO+N_2〕ガス供給路に連通接続し、〔CO+N
    _2〕液気化・N_2ガス液化室のN_2ガス液化路の
    入側をO_2製造装置のN_2ガス供給路に連通接続す
    ると共に出側をO_2製造装置のN_2液タンクの入側
    に連通接続し、該N_2液タンクの出側を〔CO+N_
    2〕ガス液化・N_2液気化室のN_2液気化路の入側
    に連通接続し、〔CO+N_2〕ガス液化・N_2液気
    化室のN_2液気化路の出側をN_2回収路またはN_
    2放散路に連通接続せしめたことを特徴とする還元炉又
    は鉄精錬炉からの副生ガスの処理装置。
  4. (4)前記加圧式分離器からの〔CO+N_2〕ガス以
    外のガスを導入し、CO_2のドライアイスを製造する
    冷凍機を設け、前記冷凍機からの残ガスを導入し残ガス
    からH_2を分離する加圧式分離器を設けたことを特徴
    とする特許請求の範囲第3項記載の還元炉又は鉄精錬炉
    からの副生ガスの処理装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0767349A3 (en) * 1995-10-04 1998-01-14 Air Products And Chemicals, Inc. The use of nitrogen from an air separation plant in carbon dioxide removal from a feed gas to a further process
JP2008157226A (ja) * 2006-12-19 2008-07-10 General Electric Co <Ge> ガスタービンで低btu燃料ガスを使用する方法及び系

Cited By (2)

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