JPH04254796A - 金属鉱石の直接還元方法 - Google Patents
金属鉱石の直接還元方法Info
- Publication number
- JPH04254796A JPH04254796A JP3015302A JP1530291A JPH04254796A JP H04254796 A JPH04254796 A JP H04254796A JP 3015302 A JP3015302 A JP 3015302A JP 1530291 A JP1530291 A JP 1530291A JP H04254796 A JPH04254796 A JP H04254796A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steam
- gas
- hydrogen gas
- temperature
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 49
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 11
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 11
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 7
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 102100028895 Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein M Human genes 0.000 description 1
- 101000839073 Homo sapiens Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein M Proteins 0.000 description 1
- 229910002254 LaCoO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 150000002371 helium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高温ガス冷却原子炉(
以下HTGR)の核熱を利用した金属鉱石の直接還元方
法に関する。
以下HTGR)の核熱を利用した金属鉱石の直接還元方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】HTGR核熱による天然ガスの水蒸気改
質により還元ガスを作り、HTGRの核熱を熱源として
使用し、鉄鉱石を流動材とする多段流動層反応炉におい
て前記還元ガスによって鉄鉱石を還元して製鉄を行う従
来の方法を、図3に示す。
質により還元ガスを作り、HTGRの核熱を熱源として
使用し、鉄鉱石を流動材とする多段流動層反応炉におい
て前記還元ガスによって鉄鉱石を還元して製鉄を行う従
来の方法を、図3に示す。
【0003】HTGR200を冷却した高温のヘリウム
ガス120で天然ガス130のリフォーマ132を加熱
し、脱硫された天然ガス130と改質用蒸気発生器13
1からの水蒸気の混合ガスを同リフォーマ132へ供給
して天然ガスから改質ガスを作る。この改質ガスをCO
転化装置133で水素主体の還元ガスとし、CO2 H
2 O分離器134でCO2 ,H2 Oを分離して水
素ガスとする。この水素ガスを、HTGR200からの
高温ヘリウムガス120により還元ガス加熱器122で
750℃まで加熱し、4段式流動層炉140へ供給する
。4段式流動層炉では途中の2段目から還元ガスを、H
TGR200から供給される高温ヘリウムガス120に
よって還元ガス再熱器123で再加熱し次の段へ供給す
るようになっている。4段式流動層炉140で鉄鉱石1
43と反応し水素は水蒸気となり、鉄鉱石143は還元
鉄144に、還元ガスは水蒸気を含んだガスとなる。還
元鉄144は電炉145で溶融され、鋼材146となる
。水蒸気を含んだ還元ガスは、循環ファン141で昇圧
された後、蒸気分離器142で水蒸気と分離されたのち
再使用される。前記のリフォーマ132、還元ガス加熱
器122及び還元ガス再熱器123から出たヘリウムガ
スは、発電用蒸気発生器150で水蒸気を発生する熱源
として使用されたあとHTGR200の冷却用ガスとし
て使用される。発電用蒸気発生器150で発生した水蒸
気は蒸気151タービンを駆動し、発電機152で電気
を発生する。この電気は一部電炉用電源として用いられ
る。
ガス120で天然ガス130のリフォーマ132を加熱
し、脱硫された天然ガス130と改質用蒸気発生器13
1からの水蒸気の混合ガスを同リフォーマ132へ供給
して天然ガスから改質ガスを作る。この改質ガスをCO
転化装置133で水素主体の還元ガスとし、CO2 H
2 O分離器134でCO2 ,H2 Oを分離して水
素ガスとする。この水素ガスを、HTGR200からの
高温ヘリウムガス120により還元ガス加熱器122で
750℃まで加熱し、4段式流動層炉140へ供給する
。4段式流動層炉では途中の2段目から還元ガスを、H
TGR200から供給される高温ヘリウムガス120に
よって還元ガス再熱器123で再加熱し次の段へ供給す
るようになっている。4段式流動層炉140で鉄鉱石1
43と反応し水素は水蒸気となり、鉄鉱石143は還元
鉄144に、還元ガスは水蒸気を含んだガスとなる。還
元鉄144は電炉145で溶融され、鋼材146となる
。水蒸気を含んだ還元ガスは、循環ファン141で昇圧
された後、蒸気分離器142で水蒸気と分離されたのち
再使用される。前記のリフォーマ132、還元ガス加熱
器122及び還元ガス再熱器123から出たヘリウムガ
スは、発電用蒸気発生器150で水蒸気を発生する熱源
として使用されたあとHTGR200の冷却用ガスとし
て使用される。発電用蒸気発生器150で発生した水蒸
気は蒸気151タービンを駆動し、発電機152で電気
を発生する。この電気は一部電炉用電源として用いられ
る。
【0004】なお、各部分におけるヘリウムガス,水蒸
気,還元ガス等の温度が、図3中に示されている。
気,還元ガス等の温度が、図3中に示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】地球温暖化防止の観点
からCO2 の発生の抑制が望まれているが、前記従来
の技術では、原料天然ガスから還元ガスを合成するため
、抜本的なCO2 の削減にはつながらない。また、前
記従来の技術では、還元ガスからの水蒸気の分離を凝縮
によって行なうので、熱効率が低下する。
からCO2 の発生の抑制が望まれているが、前記従来
の技術では、原料天然ガスから還元ガスを合成するため
、抜本的なCO2 の削減にはつながらない。また、前
記従来の技術では、還元ガスからの水蒸気の分離を凝縮
によって行なうので、熱効率が低下する。
【0006】本発明は、CO2 の発生を削減すること
ができ、かつ熱効率の高い核熱を利用した金属鉱石の直
接還元方法を提供しようとするものである。
ができ、かつ熱効率の高い核熱を利用した金属鉱石の直
接還元方法を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】1 本発明の金属鉱石
の直接還元方法は、固体電解質を用いた高温水蒸気電解
装置においてHTGRの高温の核熱と同核熱によって発
電した電力を用いて水蒸気より水素ガスを発生させ、こ
の水素ガスによって金属鉱石を直接還元する。2 ま
た、本発明は、前記1の金属鉱石の直接還元方法におい
て、高温水蒸気電解装置より出る水素ガスと水蒸気の混
合ガス中の水蒸気を圧力スイング式水蒸気吸着装置で吸
着して水素ガスより分離し、この水蒸気を分離した水素
ガスによって金属鉱石を直接還元する。
の直接還元方法は、固体電解質を用いた高温水蒸気電解
装置においてHTGRの高温の核熱と同核熱によって発
電した電力を用いて水蒸気より水素ガスを発生させ、こ
の水素ガスによって金属鉱石を直接還元する。2 ま
た、本発明は、前記1の金属鉱石の直接還元方法におい
て、高温水蒸気電解装置より出る水素ガスと水蒸気の混
合ガス中の水蒸気を圧力スイング式水蒸気吸着装置で吸
着して水素ガスより分離し、この水蒸気を分離した水素
ガスによって金属鉱石を直接還元する。
【0008】
【作用】前記1の本発明では、固体電解質を用いた高温
水蒸気電解装置において、HTGRの高温の核熱と同核
熱によって発電した電力を用いて水蒸気から水素ガスを
発生させ、これを用いて金属鉱石の直接還元を行なって
いるために、CO2 を発生することがない。
水蒸気電解装置において、HTGRの高温の核熱と同核
熱によって発電した電力を用いて水蒸気から水素ガスを
発生させ、これを用いて金属鉱石の直接還元を行なって
いるために、CO2 を発生することがない。
【0009】前記2の本発明では、前記の方法において
、水蒸気は、圧力スイング(以下PSAという)式水蒸
気吸着装置において凝縮することなく吸着されて水素ガ
スから分離されるので、分離された水蒸気を熱源として
再利用することが可能であり、熱効率が向上する。
、水蒸気は、圧力スイング(以下PSAという)式水蒸
気吸着装置において凝縮することなく吸着されて水素ガ
スから分離されるので、分離された水蒸気を熱源として
再利用することが可能であり、熱効率が向上する。
【0010】
【実施例】鉄鉱石の直接還元方法としての本発明の一実
施例を、図1によって説明する。
施例を、図1によって説明する。
【0011】HTGR(高温ガス冷却原子炉)10から
でた高温のヘリウムガスは、中間熱交換器12,蒸気発
生器13に供給される。この高温ヘリウムガスの熱によ
って蒸気発生器13で発生した水蒸気は、蒸気タービン
30へ供給されて同蒸気タービン30を駆動し、後記す
る高温水蒸気電解に必要な電力を発生する。蒸気タービ
ン30からでた水蒸気は、コンデンサ31で凝縮し、給
水加熱器32,33,34で加熱された上、蒸気発生器
13へ戻る。
でた高温のヘリウムガスは、中間熱交換器12,蒸気発
生器13に供給される。この高温ヘリウムガスの熱によ
って蒸気発生器13で発生した水蒸気は、蒸気タービン
30へ供給されて同蒸気タービン30を駆動し、後記す
る高温水蒸気電解に必要な電力を発生する。蒸気タービ
ン30からでた水蒸気は、コンデンサ31で凝縮し、給
水加熱器32,33,34で加熱された上、蒸気発生器
13へ戻る。
【0012】蒸気タービン30の低圧段から抽気された
10気圧の抽気水蒸気42の一部は、後記する高温水蒸
気電解用原料蒸気として用いられ、残りは海水淡水化装
置40の加熱蒸気として用いられる。海水淡水化装置4
0には、海水41が供給され生成淡水44と濃縮された
海水43が放出される。淡水44は、前記コンデンサ3
1よりの水と混合して前記発電用の補給水として用いら
れる。
10気圧の抽気水蒸気42の一部は、後記する高温水蒸
気電解用原料蒸気として用いられ、残りは海水淡水化装
置40の加熱蒸気として用いられる。海水淡水化装置4
0には、海水41が供給され生成淡水44と濃縮された
海水43が放出される。淡水44は、前記コンデンサ3
1よりの水と混合して前記発電用の補給水として用いら
れる。
【0013】前記抽気水蒸気の一部である高温水蒸気電
解用の水蒸気は、前記中間熱交換器12で700から1
000℃に加熱された後高温水蒸気電解装置20に供給
される。
解用の水蒸気は、前記中間熱交換器12で700から1
000℃に加熱された後高温水蒸気電解装置20に供給
される。
【0014】また、高温水蒸気電解装置には、公知の固
体電解質が用いられた電解セルとして構成されており、
同電解装置20には装置を加熱し装置内で発生する熱を
除去するため空気が供給される。この空気は、ガスター
ビン21のコンプレッサで約10気圧に圧縮され、前記
中間熱交換器12で700から1000℃に加熱され、
高温水蒸気電解装置20に供給される。
体電解質が用いられた電解セルとして構成されており、
同電解装置20には装置を加熱し装置内で発生する熱を
除去するため空気が供給される。この空気は、ガスター
ビン21のコンプレッサで約10気圧に圧縮され、前記
中間熱交換器12で700から1000℃に加熱され、
高温水蒸気電解装置20に供給される。
【0015】高温水蒸気電解装置20としては、例えば
、特願平1−271288号に係る図2に示すものが用
いられる。即ち、図2に示すように、高温水蒸気電解装
置20においては、石英ガラス容器101に入った多孔
質セラミックス102からなる部分に、前記蒸気タービ
ン30の低圧段から抽気された抽気水蒸気の一部である
水蒸気が、中間熱交換器12で1000℃まで加熱され
た上、水蒸気入口管103から供給される。この高温の
水蒸気は、固体電解質としてのイットリア安定化ジウル
コニア(以下、YSZという)等の円筒で作られた電解
セル105に供給される。この電解セル105の白金ま
たはニッケルのYSZサーメットでできた水素極106
に結線された負電極107と白金またはランタン型プロ
ブスカイト型酸化物(LaCoO3 ,LaMnO2
,LaCrO3 等)でできた酸素極108に結線され
た正電極109に直流電圧を加えると、水蒸気が電解さ
れ、水素極106側に水素ガスが、酸素極108側に酸
素ガスが生じる。前記ガスタービン21のコンプレッサ
で圧縮され中間加熱器12で1000℃まで加熱された
空気が空気入口管110へ供給され、前記の発生した酸
素ガスは、この空気によって酸素富化空気となって出口
管111から排出される。
、特願平1−271288号に係る図2に示すものが用
いられる。即ち、図2に示すように、高温水蒸気電解装
置20においては、石英ガラス容器101に入った多孔
質セラミックス102からなる部分に、前記蒸気タービ
ン30の低圧段から抽気された抽気水蒸気の一部である
水蒸気が、中間熱交換器12で1000℃まで加熱され
た上、水蒸気入口管103から供給される。この高温の
水蒸気は、固体電解質としてのイットリア安定化ジウル
コニア(以下、YSZという)等の円筒で作られた電解
セル105に供給される。この電解セル105の白金ま
たはニッケルのYSZサーメットでできた水素極106
に結線された負電極107と白金またはランタン型プロ
ブスカイト型酸化物(LaCoO3 ,LaMnO2
,LaCrO3 等)でできた酸素極108に結線され
た正電極109に直流電圧を加えると、水蒸気が電解さ
れ、水素極106側に水素ガスが、酸素極108側に酸
素ガスが生じる。前記ガスタービン21のコンプレッサ
で圧縮され中間加熱器12で1000℃まで加熱された
空気が空気入口管110へ供給され、前記の発生した酸
素ガスは、この空気によって酸素富化空気となって出口
管111から排出される。
【0016】電解セル105は、内部の温度を一定にす
るためと、熱放散を防ぐため、断熱容器112でおおわ
れている。また、温度を均一にするため、空気入口管1
10と出口管111に、多孔質セラミックス113を設
けるようにしてもよい。前記の発生した水素ガスは、残
存する水蒸気と共に水素出口管112から排出される。
るためと、熱放散を防ぐため、断熱容器112でおおわ
れている。また、温度を均一にするため、空気入口管1
10と出口管111に、多孔質セラミックス113を設
けるようにしてもよい。前記の発生した水素ガスは、残
存する水蒸気と共に水素出口管112から排出される。
【0017】高温水蒸気電解装置20では、以上のよう
に水蒸気が水素ガスと、酸素ガスに分解され、酸素ガス
は空気と混合して約1000℃の酸素富化空気となり、
高温水蒸気電解装置20から出る。この酸素富化空気の
熱は、ガスタービン21で動力回収されて、同ガスター
ビン21による一部電気出力の一部として回収されると
共に、ガスタービン21の燃料の酸化に用いられる。同
ガスタービン21の排気は約300℃の温度であり、こ
の熱は前記給水加熱器34で熱回収される。ガスタービ
ン21と蒸気タービン30で発電された電気は、前記の
高温水蒸気電解装置20の電解用電力として利用される
。
に水蒸気が水素ガスと、酸素ガスに分解され、酸素ガス
は空気と混合して約1000℃の酸素富化空気となり、
高温水蒸気電解装置20から出る。この酸素富化空気の
熱は、ガスタービン21で動力回収されて、同ガスター
ビン21による一部電気出力の一部として回収されると
共に、ガスタービン21の燃料の酸化に用いられる。同
ガスタービン21の排気は約300℃の温度であり、こ
の熱は前記給水加熱器34で熱回収される。ガスタービ
ン21と蒸気タービン30で発電された電気は、前記の
高温水蒸気電解装置20の電解用電力として利用される
。
【0018】一方、高温水蒸気電解装置20で発生した
水素ガス22は、後記する還元ガスと混合され、PSA
式水蒸気吸着装置51において水蒸気を分離される。分
離された水蒸気は、前記給水加熱器32に供給されて熱
回収される。PSA式水蒸気吸着装置51で水蒸気を分
離したガスは、循環ファン52で昇圧され、部分燃焼器
53で一部のガスを燃焼して温度を約800℃に上げた
後、還元ガスとして流動層反応装置54へ供給される。 この流動層反応装置54は3段になっており、各段にお
いては、供給される鉄鉱石55が流動材を形成しており
、また各段で温度が異なるようになっている。最後の反
応装置をでた還元ガスは、前記のように高温水蒸気電解
装置20からの水素ガス22と混合して循環する。
水素ガス22は、後記する還元ガスと混合され、PSA
式水蒸気吸着装置51において水蒸気を分離される。分
離された水蒸気は、前記給水加熱器32に供給されて熱
回収される。PSA式水蒸気吸着装置51で水蒸気を分
離したガスは、循環ファン52で昇圧され、部分燃焼器
53で一部のガスを燃焼して温度を約800℃に上げた
後、還元ガスとして流動層反応装置54へ供給される。 この流動層反応装置54は3段になっており、各段にお
いては、供給される鉄鉱石55が流動材を形成しており
、また各段で温度が異なるようになっている。最後の反
応装置をでた還元ガスは、前記のように高温水蒸気電解
装置20からの水素ガス22と混合して循環する。
【0019】前記の流動層反応装置54においては、同
装置54に供給される鉄鉱石55は還元ガス中の水素と
反応して直接還元され還元鉄56となる。また、鉄鉱石
55の反応熱をあたえるために、HTGR10からの高
温のヘリウムガスが供給される流動層加熱用熱交換器1
4で加熱されたヘリウムガス15が用いられ、このヘリ
ウムガス15は、流動層反応装置54へ供給されて流動
層反応装置54を加熱する。流動層反応装置54を加熱
したヘリウムガス15は、前記給水加熱器33で熱回収
が行なわれた後流動層加熱用熱交換器14へもどる。
装置54に供給される鉄鉱石55は還元ガス中の水素と
反応して直接還元され還元鉄56となる。また、鉄鉱石
55の反応熱をあたえるために、HTGR10からの高
温のヘリウムガスが供給される流動層加熱用熱交換器1
4で加熱されたヘリウムガス15が用いられ、このヘリ
ウムガス15は、流動層反応装置54へ供給されて流動
層反応装置54を加熱する。流動層反応装置54を加熱
したヘリウムガス15は、前記給水加熱器33で熱回収
が行なわれた後流動層加熱用熱交換器14へもどる。
【0020】以上のように、本実施例では、HTGR1
0の核熱と同核熱から発生した蒸気を用いて発電された
電力を用いて、高温水蒸気電解装置20において水蒸気
から水素ガスを発生させ、この水素ガスによって流動層
反応装置54で鉄鉱石55の直接還元を行っているので
、CO2 の発生がない直接還元方法を実現することが
できる。
0の核熱と同核熱から発生した蒸気を用いて発電された
電力を用いて、高温水蒸気電解装置20において水蒸気
から水素ガスを発生させ、この水素ガスによって流動層
反応装置54で鉄鉱石55の直接還元を行っているので
、CO2 の発生がない直接還元方法を実現することが
できる。
【0021】また、高温水蒸気電解装置20を出たガス
中の水蒸気は、PSA式水蒸気吸着装置51において凝
縮することなく水素ガスから分離され、その熱が給水加
熱器32において熱回収されるために、熱効率を向上さ
せることができる。
中の水蒸気は、PSA式水蒸気吸着装置51において凝
縮することなく水素ガスから分離され、その熱が給水加
熱器32において熱回収されるために、熱効率を向上さ
せることができる。
【0022】なお、前記実施例は鉄鉱石の直接還元方法
に係るが、本発明は他の金属鉱石の直接還元に適用する
ことができる。
に係るが、本発明は他の金属鉱石の直接還元に適用する
ことができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の本発明
では、HTGRの高温の核熱と同核熱から発電した電力
を利用して水蒸気から発生した水素ガスを用いて金属鉱
石の直接還元を行なっており、CO2 の発生のない金
属鉱物の直接還元方法を提供することができる。
では、HTGRの高温の核熱と同核熱から発電した電力
を利用して水蒸気から発生した水素ガスを用いて金属鉱
石の直接還元を行なっており、CO2 の発生のない金
属鉱物の直接還元方法を提供することができる。
【0024】また、請求項2の本発明では、PSA式水
蒸気吸着装置によって高温水蒸気電解装置からの水蒸気
を凝縮させることなく水素ガスより分離することができ
、吸着された水蒸気の熱を再利用して熱効率を向上させ
ることができる。
蒸気吸着装置によって高温水蒸気電解装置からの水蒸気
を凝縮させることなく水素ガスより分離することができ
、吸着された水蒸気の熱を再利用して熱効率を向上させ
ることができる。
【図1】本発明の一実施例の系統図である。
【図2】同実施例に用いられる高温水蒸気電解装置の説
明図である。
明図である。
【図3】従来の高温ガス冷却原子炉を用いた鉄鉱石の直
接還元方法の系統図である。
接還元方法の系統図である。
10 高温ガス冷却原子炉(HTGR)12 中間
熱交換器 13 蒸気発生器 14 流動層加熱用熱交換器 15 ヘリウムガス 20 高温水蒸気電解装置 21 ガスタービン 22 水素ガス 30 蒸気タービン 31 コンデンサ 32,33,34 給水加熱器 40 海水淡水化装置 41 海水 42 抽気水蒸気 43 海水 44 生成淡水 51 圧力スイング(PSA)式水蒸気吸着装置52
循環ファン 53 部分燃焼器 54 流動層反応装置 55 鉄鉱石 56 還元鉄
熱交換器 13 蒸気発生器 14 流動層加熱用熱交換器 15 ヘリウムガス 20 高温水蒸気電解装置 21 ガスタービン 22 水素ガス 30 蒸気タービン 31 コンデンサ 32,33,34 給水加熱器 40 海水淡水化装置 41 海水 42 抽気水蒸気 43 海水 44 生成淡水 51 圧力スイング(PSA)式水蒸気吸着装置52
循環ファン 53 部分燃焼器 54 流動層反応装置 55 鉄鉱石 56 還元鉄
Claims (2)
- 【請求項1】 固体電解質を用いた高温水蒸気電解装
置において高温ガス冷却原子炉の高温の核熱と同核熱に
よって発電した電力を用いて水蒸気より水素ガスを発生
させ、この水素ガスによって金属鉱石を直接還元するこ
とを特徴とする金属鉱石の直接還元方法。 - 【請求項2】 前記高温水蒸気電解装置より出る水素
ガスと水蒸気の混合ガス中の水蒸気を圧力スイング式水
蒸気吸着装置で吸着して水素ガスより分離し、この水蒸
気を分離した水素ガスによって金属鉱石を直接還元する
ことを特徴とする請求項1に記載の金属鉱石の直接還元
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3015302A JP2934517B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 金属鉱石の直接還元方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3015302A JP2934517B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 金属鉱石の直接還元方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04254796A true JPH04254796A (ja) | 1992-09-10 |
JP2934517B2 JP2934517B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=11885017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3015302A Expired - Fee Related JP2934517B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 金属鉱石の直接還元方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2934517B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8034219B2 (en) | 2005-12-21 | 2011-10-11 | General Electric Company | System and method for the production of hydrogen |
WO2012091422A2 (ko) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 주식회사 포스코 | 원자로를 이용한 환원철 제조장치 및 이를 이용한 환원철 제조방법 |
WO2020204796A1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-10-08 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced metal |
SE1951070A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-03-24 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced, carburized metal |
SE2050771A1 (en) * | 2020-06-26 | 2021-12-27 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced metal |
CN113924372A (zh) * | 2019-06-04 | 2022-01-11 | 特诺恩股份公司 | 排放减少的用于生产钢或含熔融铁的材料的方法和系统 |
-
1991
- 1991-02-06 JP JP3015302A patent/JP2934517B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8034219B2 (en) | 2005-12-21 | 2011-10-11 | General Electric Company | System and method for the production of hydrogen |
WO2012091422A2 (ko) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 주식회사 포스코 | 원자로를 이용한 환원철 제조장치 및 이를 이용한 환원철 제조방법 |
WO2012091422A3 (ko) * | 2010-12-28 | 2012-09-07 | 주식회사 포스코 | 원자로를 이용한 환원철 제조장치 및 이를 이용한 환원철 제조방법 |
CN103282520A (zh) * | 2010-12-28 | 2013-09-04 | Posco公司 | 使用核反应堆的还原铁制备装置及使用该装置的还原铁制备方法 |
WO2020204797A1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-10-08 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced metal |
WO2020204795A1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-10-08 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced metal |
WO2020204796A1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-10-08 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced metal |
CN113924372A (zh) * | 2019-06-04 | 2022-01-11 | 特诺恩股份公司 | 排放减少的用于生产钢或含熔融铁的材料的方法和系统 |
SE1951070A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-03-24 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced, carburized metal |
WO2021061038A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-04-01 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced, carburized metal |
SE543642C2 (en) * | 2019-09-23 | 2021-05-11 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced, carburized metal |
SE2050771A1 (en) * | 2020-06-26 | 2021-12-27 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced metal |
WO2021262078A1 (en) * | 2020-06-26 | 2021-12-30 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced metal |
SE544421C2 (en) * | 2020-06-26 | 2022-05-17 | Greeniron H2 Ab | Method and device for producing direct reduced metal |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2934517B2 (ja) | 1999-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5479462A (en) | Method for producing methanol by use of nuclear heat and power generating plant | |
KR920704368A (ko) | 전기 및 기계적 에너지를 병합 생산하는 장치 및 방법 | |
JP6857433B2 (ja) | 二酸化炭素回収のための溶融炭酸塩型燃料電池アノード排気の後処理 | |
JPH11297336A (ja) | 複合発電システム | |
EP3657095A1 (en) | Method for generating heat from water electrolysis | |
JP2934517B2 (ja) | 金属鉱石の直接還元方法 | |
JPS6257072B2 (ja) | ||
JP2023540467A (ja) | 電気分解プロセス中の熱回収 | |
JP2008223107A (ja) | 高温水蒸気電解システムおよび高温水蒸気電解方法 | |
JP3000118B2 (ja) | 固体酸化物燃料電池を用い電力発生と同時に二酸化炭素を分離回収する方法 | |
JP3085796B2 (ja) | 高温水蒸気電解方法 | |
KR101450343B1 (ko) | 수소 생성을 위한 이중 압력 하이브리드 유황 분해방법 | |
JP2018500726A (ja) | 高圧蒸気の生成のために廃熱回収を用いる燃料電池システム | |
JPS62278770A (ja) | 転炉ガスからのco↓2,h↓2回収方法 | |
JP3079317B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 | |
JPH04261130A (ja) | 核熱を利用したメタノール製造方法 | |
JP3085798B2 (ja) | 加圧高温水蒸気電解方法 | |
JPH04334870A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 | |
JP3073377B2 (ja) | メタノール合成装置 | |
JPS63166158A (ja) | 燃料電池発電システム | |
JPH04244035A (ja) | 核熱利用のメタノール製造方法 | |
JPH04246208A (ja) | 火力発電プラント | |
JPS6280970A (ja) | 燃料電池の発電方法 | |
JP2006076817A (ja) | コンバインド水素製造装置及びその方法 | |
JP2002050387A (ja) | 固体有機物からのエネルギー発生装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990427 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |