JPS59140321A - 燃焼排ガスの利用方法 - Google Patents
燃焼排ガスの利用方法Info
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- JPS59140321A JPS59140321A JP58014455A JP1445583A JPS59140321A JP S59140321 A JPS59140321 A JP S59140321A JP 58014455 A JP58014455 A JP 58014455A JP 1445583 A JP1445583 A JP 1445583A JP S59140321 A JPS59140321 A JP S59140321A
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- Japan
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- gas
- carbon dioxide
- converter
- exhaust gas
- combustion exhaust
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/002—Evacuating and treating of exhaust gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/02—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
- C21B13/029—Introducing coolant gas in the shaft furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
- C21B2100/28—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
- C21B2100/282—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
-
- 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
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (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
【発明の詳細な説明】
本発明は燃焼排ガスから二酸化炭素を濃縮分離し、この
分離ガスを底吹転・炉操業に利用する方法に関するもの
である。
分離ガスを底吹転・炉操業に利用する方法に関するもの
である。
近年の転炉製鋼法においては、転炉の上部及び底部より
酸素を吹込んで精練を行う、いわゆる上底吹精練法が主
流となシつつある。酸素を底吹すスも同時に流すだめの
ものである。
酸素を吹込んで精練を行う、いわゆる上底吹精練法が主
流となシつつある。酸素を底吹すスも同時に流すだめの
ものである。
この冷却用ガ′スには通常市販（例えば純度〉９９．５
％）の炭酸ガスが用いられ、炭酸ガスが高温で分解する
際の吸熱を利用して酸素吹込ノズルの冷却が行われる。
％）の炭酸ガスが用いられ、炭酸ガスが高温で分解する
際の吸熱を利用して酸素吹込ノズルの冷却が行われる。
本発明は燃焼排ガスから二酸化炭素を濃縮分離して前記
底吹転炉用多重管ノズルの冷却用ガスとして利用する燃
焼排ガースの利用方法に関するものである。
底吹転炉用多重管ノズルの冷却用ガスとして利用する燃
焼排ガースの利用方法に関するものである。
二酸化炭素を含む混合ガス、例えば燃焼排ガスより二酸
化炭素を分離する方法として最も一般的に行われている
のが、アルカノールアミン法あるいは熱炭酸カリウム法
である。これは、混合ガスを加圧して吸収塔に導き、ア
ルカノールアミン溶液もしくは熱炭酸カリウム溶液に混
合ガス中の二酸化炭素を吸収させ、二酸化炭素を吸収し
た溶液はストリッ／４’−に導き、ここでスチームを吹
込むことによシ、炭酸ガスを分離する方法である。これ
らの方法は多量のスチームを要することおよび、単一製
鉄所で使用する二酸化炭素量に見合う設備規模ではスケ
ールメリットが期待できないので、この方法で二酸化炭
素を自家製造することは経済的ではない。最近、エネル
ギー消費量の少ないガス分離技術の研究、なかんずく、
非多孔質高分子膜によるガス分離技術の研究がさかんに
行われておｐ１酸素富化膜による空気から酸素を濃縮分
離する技術はすでに実用化の域に達している。
化炭素を分離する方法として最も一般的に行われている
のが、アルカノールアミン法あるいは熱炭酸カリウム法
である。これは、混合ガスを加圧して吸収塔に導き、ア
ルカノールアミン溶液もしくは熱炭酸カリウム溶液に混
合ガス中の二酸化炭素を吸収させ、二酸化炭素を吸収し
た溶液はストリッ／４’−に導き、ここでスチームを吹
込むことによシ、炭酸ガスを分離する方法である。これ
らの方法は多量のスチームを要することおよび、単一製
鉄所で使用する二酸化炭素量に見合う設備規模ではスケ
ールメリットが期待できないので、この方法で二酸化炭
素を自家製造することは経済的ではない。最近、エネル
ギー消費量の少ないガス分離技術の研究、なかんずく、
非多孔質高分子膜によるガス分離技術の研究がさかんに
行われておｐ１酸素富化膜による空気から酸素を濃縮分
離する技術はすでに実用化の域に達している。
非多孔質高分子膜によるガス分離技術の原理は膜へのガ
ス成分の溶解度の差と膜中での拡散速度の差にもとづく
、透過係数の差によって特定ガス成分の濃縮分離を行う
ものである。酸素富化膜は酸素の透過係数が窒素のそれ
より大きいことを利用して空気よシ酸素の濃縮を行うも
のである。一般に非多孔質高分子膜のガスの透過係数に
ついては炭酸ガス、硫化水素、水素などは酸素、窒素、
−酸化炭素などに比べ桁違いに太きい。なかんずく二酸
化炭素の透過係数は著しく大きい。したがりて、酸素富
化膜など非多孔質高分子膜を利用して二酸化炭素を有利
に濃縮分離することができる。
ス成分の溶解度の差と膜中での拡散速度の差にもとづく
、透過係数の差によって特定ガス成分の濃縮分離を行う
ものである。酸素富化膜は酸素の透過係数が窒素のそれ
より大きいことを利用して空気よシ酸素の濃縮を行うも
のである。一般に非多孔質高分子膜のガスの透過係数に
ついては炭酸ガス、硫化水素、水素などは酸素、窒素、
−酸化炭素などに比べ桁違いに太きい。なかんずく二酸
化炭素の透過係数は著しく大きい。したがりて、酸素富
化膜など非多孔質高分子膜を利用して二酸化炭素を有利
に濃縮分離することができる。
製鉄業においては各工程で発生する燃焼排ガスはそのほ
とんどが大気中に廃棄されている。
とんどが大気中に廃棄されている。
従来、底吹転炉用多重管ノズルの冷却ガスとしては高純
度の二酸化炭素が必要と考えられていた。
度の二酸化炭素が必要と考えられていた。
従ってこのような燃焼排ガスから高分子膜を利用したガ
ス分離法によって市販の二酸化炭素程度の高純度ガスを
得るためには濃縮を多段階に行うとか、濃縮されたガス
を多量に還流するとかして行わざるをえず、エネルギー
消費量の少ない分離法としての特徴が失われ経済性が問
題となるため燃焼排ガスに対する高分子膜分離法による
濃縮は全く省みられなかった〇 また燃焼排ガス中に二酸化炭素以外の透過係数の大きい
ガス成分が混在しているとこれらのガス成分も二酸化炭
素と同時に濃縮分離されるので効果的に高濃度の二酸化
炭素ガスを得ることかできない。
ス分離法によって市販の二酸化炭素程度の高純度ガスを
得るためには濃縮を多段階に行うとか、濃縮されたガス
を多量に還流するとかして行わざるをえず、エネルギー
消費量の少ない分離法としての特徴が失われ経済性が問
題となるため燃焼排ガスに対する高分子膜分離法による
濃縮は全く省みられなかった〇 また燃焼排ガス中に二酸化炭素以外の透過係数の大きい
ガス成分が混在しているとこれらのガス成分も二酸化炭
素と同時に濃縮分離されるので効果的に高濃度の二酸化
炭素ガスを得ることかできない。
本発明は底吹転炉用多重管ノズルの冷却ガスとしては必
ずしも市販ガスのような高純度の二酸化炭素を必要とし
ないことの新たな知見に基き、更にまた製鉄燃焼排ガス
はそのほとんどが大気中に廃棄されていること、さらに
は製鉄燃焼避ガス中には二酸化炭素以外の透過係数が大
きいガス成分が少ないこと、などに着目してなされたも
のであシ、その要旨は １ 燃焼排ガスを非多孔質高分子膜を内蔵したガス分離
装置に導き、二酸化炭素を濃縮分離し、この分離ガスを
転炉の底吹用多重管ノズルの冷却に使用することを％徴
とする燃焼排ガスの利用方法。
ずしも市販ガスのような高純度の二酸化炭素を必要とし
ないことの新たな知見に基き、更にまた製鉄燃焼排ガス
はそのほとんどが大気中に廃棄されていること、さらに
は製鉄燃焼避ガス中には二酸化炭素以外の透過係数が大
きいガス成分が少ないこと、などに着目してなされたも
のであシ、その要旨は １ 燃焼排ガスを非多孔質高分子膜を内蔵したガス分離
装置に導き、二酸化炭素を濃縮分離し、この分離ガスを
転炉の底吹用多重管ノズルの冷却に使用することを％徴
とする燃焼排ガスの利用方法。
２ 燃焼排ガスを非多孔質高分子膜を内蔵したガス分離
装置に導き、二酸化炭素を濃縮分離し、この分離ガスに
高純度二酸化炭素を一部添加した後、転炉の底吹用多重
管ノズルの冷却に使用することを特徴とする燃焼排ガス
の利用方法である。
装置に導き、二酸化炭素を濃縮分離し、この分離ガスに
高純度二酸化炭素を一部添加した後、転炉の底吹用多重
管ノズルの冷却に使用することを特徴とする燃焼排ガス
の利用方法である。
製鉄工程における燃焼排ガスの中では高炉用熱風炉の燃
焼排ガスが他の工程から発生する燃焼排ガスに比べて二
酸化炭素濃度が比較的高いことがら尚分子膜による二酸
化炭素濃縮化が容易である。熱風炉排ガスを高分子膜、
例えばポリシタジエン膜を利用して透過処理を行うと二
酸化炭素量８０％と窒素ガス約２０％の高濃度ガスが得
られ、市販の高純度二酸化炭素濃度には及ばないが、そ
のまま転炉の底吹用多重管ノズルの冷却に使用すること
ができる。
焼排ガスが他の工程から発生する燃焼排ガスに比べて二
酸化炭素濃度が比較的高いことがら尚分子膜による二酸
化炭素濃縮化が容易である。熱風炉排ガスを高分子膜、
例えばポリシタジエン膜を利用して透過処理を行うと二
酸化炭素量８０％と窒素ガス約２０％の高濃度ガスが得
られ、市販の高純度二酸化炭素濃度には及ばないが、そ
のまま転炉の底吹用多重管ノズルの冷却に使用すること
ができる。
燃焼排ガスとしては前記、熱風炉燃焼排ガスの他に、コ
ークス炉燃焼排ガス、ボイラー燃焼排ガス、鋼材加熱炉
燃焼排ガス、その他があシ、これらの燃焼排ガスは一般
的には前述の熱風炉燃焼排ガスに比べて二酸化炭素の濃
度が低いが、燃焼方法又は装置によって大きなバラツキ
があｐ−概にはいえない。
ークス炉燃焼排ガス、ボイラー燃焼排ガス、鋼材加熱炉
燃焼排ガス、その他があシ、これらの燃焼排ガスは一般
的には前述の熱風炉燃焼排ガスに比べて二酸化炭素の濃
度が低いが、燃焼方法又は装置によって大きなバラツキ
があｐ−概にはいえない。
従って排ガス中の二酸化炭素の濃度が低い場合には濃縮
分離後の分離ガスの濃度も低いためそのまま多重管ノズ
ルの冷却用ガスとしては適しない場合もあるがこのよう
一場合には二酸化炭素濃度の不足分だけを市販の二酸化
炭素ガス、その他の高純度の二酸化炭素を添加すること
によって容易に冷却ガスとして利用することができる。
分離後の分離ガスの濃度も低いためそのまま多重管ノズ
ルの冷却用ガスとしては適しない場合もあるがこのよう
一場合には二酸化炭素濃度の不足分だけを市販の二酸化
炭素ガス、その他の高純度の二酸化炭素を添加すること
によって容易に冷却ガスとして利用することができる。
また前記の燃焼排ガスの他に転炉による製鋼工程におい
て吹錬初期および終期に発生する転炉排ガスにも適用し
て有効に利用することができる。
て吹錬初期および終期に発生する転炉排ガスにも適用し
て有効に利用することができる。
次に本発明を転炉ガスの場合について説明する。
転炉に吹込まれた酸累の大部分は溶銑中の炭素を酸化し
一酸化炭素となる。したがって転炉よ多発生するガス、
いわゆる転炉ガスは一酸化炭素濃度が高いので、回収さ
れ、燃料として加熱炉やボイラーで使用されている。と
ころが転炉軟線時間の約２０％に相当する吹錬初期およ
び吹錬終期の期間に発生する転炉ガ′スは一酸化炭素濃
度が低く、燃料として使用できないので、燃焼放散され
、転炉ガスとして回収されてはいない。
一酸化炭素となる。したがって転炉よ多発生するガス、
いわゆる転炉ガスは一酸化炭素濃度が高いので、回収さ
れ、燃料として加熱炉やボイラーで使用されている。と
ころが転炉軟線時間の約２０％に相当する吹錬初期およ
び吹錬終期の期間に発生する転炉ガ′スは一酸化炭素濃
度が低く、燃料として使用できないので、燃焼放散され
、転炉ガスとして回収されてはいない。
この放散されている転炉ガスを非多孔質高分子膜を内蔵
したガス分離装置に導き、二酸化炭素ガスをｍ細分離す
ることによって放散していたガスから一酸化炭素に富ん
だ燃料ガスと同時に底吹用多重管ノズル冷却用二酸化炭
素ガスを得ることができ一石二鳥の著効を示すものであ
る。
したガス分離装置に導き、二酸化炭素ガスをｍ細分離す
ることによって放散していたガスから一酸化炭素に富ん
だ燃料ガスと同時に底吹用多重管ノズル冷却用二酸化炭
素ガスを得ることができ一石二鳥の著効を示すものであ
る。
さらに又本発明では製鉄工程以外の燃焼排ガスでも二酸
化炭素以外の透過係数の大きい成分を多量に含有しない
排ガスであれば嬢縮分離して同様に利用することができ
る。
化炭素以外の透過係数の大きい成分を多量に含有しない
排ガスであれば嬢縮分離して同様に利用することができ
る。
本発明の方法で、高分子膜により燃焼排ガスよシ炭酸ガ
スリッチガスを製造するコストは、従来技術で排ガスよ
多炭酸ガスを製造する場合の１／４以下、市販炭酸ガス
購入価格の１／３以下である。
スリッチガスを製造するコストは、従来技術で排ガスよ
多炭酸ガスを製造する場合の１／４以下、市販炭酸ガス
購入価格の１／３以下である。
本発明の利用法によって安価な転炉の底吹用多重管ノズ
ルの冷却用ガスを自製することが容易に且つ経済的に口
Ｊ能となるものであシ、コストダウンの点からもその効
果は大きいものである。
ルの冷却用ガスを自製することが容易に且つ経済的に口
Ｊ能となるものであシ、コストダウンの点からもその効
果は大きいものである。
以下、本発明の実施例を示す。
実施例１
図面は本発明の実施の一例を示す熱風炉排ガスよシのＣ
Ｏ２リッチガス回収プロセスフローである。
Ｏ２リッチガス回収プロセスフローである。
図示されない熱風炉よ、９１５０ ℃の熱風炉排ガスの
一部（９０００ｎｍ３／ｈ ）が分取され、ガスクーラ
ー１によって３５℃に冷却されたのち、ブロワ−２でｓ
ｏｏｍ Ｈｇ ａｂｓに昇圧され、非多孔性高分子膜（
ポリブタジェン）を内蔵し友分離装置３に入る。熱風炉
排ガスの組成は冷却状態においてＣｏ２２８ ％、Ｎ２
７１．５％、０２０．５％であった。分離装置３を通過
した８５００ｎｍ／ｈの非透過ガスは排ガスとして管４
より系外に放出される。非透過ガス組成はドライペース
（ｄｒｙ ｂａｓｅ、）でＣｏ ２４．９％、Ｎ２７
４，６％、ｏ２０．５％であった。一方、透過ガス流路
は減圧ポンプ５で１２０１ｍＨｇａｂｓに減圧されてお
り、膜を透過したＣＯ□リッチガスは減圧ポンプ５をへ
てコンプレ、Ｊブー６によって昇圧され、転炉７の底吹
用多重管ノズルの冷却用ガ°スとして使用する。Ｃｏ２
すｙ ｆ Ｎ 電流量１ｄ、 ５００ｎｍ３／ｈ 、
カス組成は００２８０１％、Ｎ２１９．７優、０２０．
２襲であった。
一部（９０００ｎｍ３／ｈ ）が分取され、ガスクーラ
ー１によって３５℃に冷却されたのち、ブロワ−２でｓ
ｏｏｍ Ｈｇ ａｂｓに昇圧され、非多孔性高分子膜（
ポリブタジェン）を内蔵し友分離装置３に入る。熱風炉
排ガスの組成は冷却状態においてＣｏ２２８ ％、Ｎ２
７１．５％、０２０．５％であった。分離装置３を通過
した８５００ｎｍ／ｈの非透過ガスは排ガスとして管４
より系外に放出される。非透過ガス組成はドライペース
（ｄｒｙ ｂａｓｅ、）でＣｏ ２４．９％、Ｎ２７
４，６％、ｏ２０．５％であった。一方、透過ガス流路
は減圧ポンプ５で１２０１ｍＨｇａｂｓに減圧されてお
り、膜を透過したＣＯ□リッチガスは減圧ポンプ５をへ
てコンプレ、Ｊブー６によって昇圧され、転炉７の底吹
用多重管ノズルの冷却用ガ°スとして使用する。Ｃｏ２
すｙ ｆ Ｎ 電流量１ｄ、 ５００ｎｍ３／ｈ 、
カス組成は００２８０１％、Ｎ２１９．７優、０２０．
２襲であった。
このような濃度のＣＯ２リッチ〃スカス用した結果その
冷却効果は市販の高純度Ｃｏ２ガスと大差ないことが確
認された。
冷却効果は市販の高純度Ｃｏ２ガスと大差ないことが確
認された。
実施例２
実施例１と同じ図面に示すプロセスフローにおいてクー
ラーで３５℃に冷却したコークス炉燃焼排ｊｊ’ ス１
１００００ｎ’／ｈを７’ ０７ ｆ ８００ａＨｇ
ａｂｓに昇圧し、高分子膜を内蔵した分離装置に供給
した。
ラーで３５℃に冷却したコークス炉燃焼排ｊｊ’ ス１
１００００ｎ’／ｈを７’ ０７ ｆ ８００ａＨｇ
ａｂｓに昇圧し、高分子膜を内蔵した分離装置に供給
した。
コークス炉排ガスの組成はＣ０２２０％、０□３％、Ｎ
２７７％であった。分離装置の透過ガス流路は減圧ポン
プで８０陣Ｈｇａｂｓに減圧した。膜を透過したＣＯ２
リッチガス組成はＣｏ２７３．８％、０２１．２％、Ｎ
２２５．０％で、透過量は５００ｎｍ ／ｈ ′ｔ′あ
りた。このＣＯ□リッチガスをコンプレッサーで昇圧し
たのち、純度９９．５％以上の市販の炭酸ガスを１６０
ｎｍ／ｈの割合で混合し、転炉の底吹用多重管ノズルの
冷却ガスとして使用した。
２７７％であった。分離装置の透過ガス流路は減圧ポン
プで８０陣Ｈｇａｂｓに減圧した。膜を透過したＣＯ２
リッチガス組成はＣｏ２７３．８％、０２１．２％、Ｎ
２２５．０％で、透過量は５００ｎｍ ／ｈ ′ｔ′あ
りた。このＣＯ□リッチガスをコンプレッサーで昇圧し
たのち、純度９９．５％以上の市販の炭酸ガスを１６０
ｎｍ／ｈの割合で混合し、転炉の底吹用多重管ノズルの
冷却ガスとして使用した。
このように比較的低濃度の分離ＣＯ２ガス中に市販の高
純度Ｃ０２ガスを一部添加することによって市販の高純
度ＣＯ２だけを冷却ガスとして用いた場合と同様に操業
を続行できることが確認された。
純度Ｃ０２ガスを一部添加することによって市販の高純
度ＣＯ２だけを冷却ガスとして用いた場合と同様に操業
を続行できることが確認された。
以上説明したように本発明によれば従来そのほとんどが
大気中に廃棄されていた燃焼排ガスを低コストで回収し
、この分離ガスを転炉の底吹用多重管ノズルの冷却に有
効に利用することが可能になシその工業的な利用価値は
大きい。
大気中に廃棄されていた燃焼排ガスを低コストで回収し
、この分離ガスを転炉の底吹用多重管ノズルの冷却に有
効に利用することが可能になシその工業的な利用価値は
大きい。
図面は本発明の１実施例を示す燃焼排ガスがら二酸化炭
素ガスを濃縮分離回収して利用するプロセスフローであ
る。 ｌ・・・カスクーラー、 ２・・・ブロワ−１３・・
・非多孔質高分子膜を内蔵する二酸化炭素の分離装置、 ４°°°管１ ５・・・減圧ポンプ、６・・・
コンプレッサー、７・・・転炉。
素ガスを濃縮分離回収して利用するプロセスフローであ
る。 ｌ・・・カスクーラー、 ２・・・ブロワ−１３・・
・非多孔質高分子膜を内蔵する二酸化炭素の分離装置、 ４°°°管１ ５・・・減圧ポンプ、６・・・
コンプレッサー、７・・・転炉。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃焼排ガスを非多孔質高分子膜を内蔵したガス分離
装置に導き、二酸化炭素を濃縮分離し、この分離ガスを
転炉の底吹用多重管ノズルの冷却に使用することを特徴
とする燃焼排ガスの利用方法０ ２ 燃焼排ガスを非多孔質高分子膜を内蔵したガス分離
装置に導き、二酸化炭素を濃縮分離し、この分離ガスに
高純度二酸化炭素を一部添加した後、転炉の底吹用多重
管ノズルの冷却に使用することを特徴とする燃焼排ガス
の利用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58014455A JPS59140321A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 燃焼排ガスの利用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58014455A JPS59140321A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 燃焼排ガスの利用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59140321A true JPS59140321A (ja) | 1984-08-11 |
Family
ID=11861512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58014455A Pending JPS59140321A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 燃焼排ガスの利用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59140321A (ja) |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP58014455A patent/JPS59140321A/ja active Pending
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