JPS61204306A - 高炉炉頂ガス顕熱の回収方法 - Google Patents

高炉炉頂ガス顕熱の回収方法

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JPS61204306A
JPS61204306A JP60044373A JP4437385A JPS61204306A JP S61204306 A JPS61204306 A JP S61204306A JP 60044373 A JP60044373 A JP 60044373A JP 4437385 A JP4437385 A JP 4437385A JP S61204306 A JPS61204306 A JP S61204306A
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JP
Japan
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gas
water
furnace
blast furnace
sensible heat
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JP60044373A
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Inventor
Ryuichi Hori
隆一 堀
Mitsutsune Takami
高見 満矩
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Blast Furnaces (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高炉の炉頂ガス顕熱を化学エネルギーとして
回収するようにした高炉炉頂ガス顕熱の回収方法に関す
るものである。
〔従来技術〕
高炉から発生した炉頂ガスには多大のエネルギーが畜舎
されているので、この炉頂ガスからエネルギーを回収す
る方法が提案されている。従来の回収方法は一般に、第
9図に示したように、高炉1から発生した多量のダスト
を含む炉頂ガスを、先ずダストキャツチャ−2に導いて
乾式除塵し、次いでペンチエリ−スクラバー3に導いて
湿式除塵した後、炉頂圧回収タービン4及び電気集塵機
5へ送り出す。このとき炉頂ガスの圧力は炉頂圧回収タ
ービン4によって電気エネルギーとして回収される一方
、炉頂ガス中に含有されているCOガス及びH2ガスは
採取されて燃料として使用される。
しかしながら、上記炉頂ガスが高炉1の炉頂口部から排
出されたときの温度は通常100〜200℃であるが、
この炉頂ガスは前記ベンチュリースクラバー3の通過時
に水を掛けられながら除塵される結果、約50℃程度ま
でガス温度が低下し、このとき炉頂ガス顕熱はベンチュ
リースクラバー3内の水と熱交換され水温の上昇となっ
てそのまま外部へ放出されるので、エネルギーの損失は
非常に大きいものがあった。
そこで近年には、炉頂ガス顕熱を回収する手段としてバ
ックフィルター等を備えた乾式集塵装置が開発され、炉
頂ガス顕熱を炉頂圧回収タービンによって電気エネルギ
ーとして回収する方法も提案されているが、この方法は
湿式除塵装置を使用している高炉には適用出来ないとい
う欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は、上記従来の問題点を考慮してなされたもので
あって、炉頂ガス顕熱の一部を化学エネルギーに変換し
て回収し、これによって炉頂ガスがベンチュリースクラ
バーその他の湿式除塵装置の内部を通過しても、その通
過時に炉頂ガス顕熱のエネルギー損失が可及的比減少す
るようにした高炉炉頂ガス顕熱の回収方法の提供を目的
とするものである。
〔発明の構成〕
本発明に係る高炉炉頂ガス顕熱の回収方法は、高炉内に
装填された状態にある装入物の頂面中心上から、または
頂面中心直下の装入物内部へ直接、装入物に対して注水
することにより、この装入物のうち高温に昇熱されたコ
ークスに水性ガス反応を生起させてCOガス及びH2ガ
スを発生させ、これらのガスを回収することによって炉
頂ガス顕熱の一部を化学エネルギーに変換して回収する
ようにしたことを構成上の特徴とするものである。
〔実施例1〕 本発明の一実施例について説明すれば、以下の通りであ
る。  − 高炉1から発生しその炉頂口部から排出される炉頂ガス
の温度は、通常100〜200℃である、一方、この炉
頂ガスは高炉1の炉内頂部付近において半径方向の温度
分布を形成しており、第2図に示したように、装入物A
の頂面上の炉頂ガスの温度は、炉内中心部で500℃以
上にも達する一方、炉周壁側では約100℃若しくはそ
れ以下である。
また高炉1に装填された状態にある装入物Aの炉内温度
分布は、第3図に示したように、装入物Aの中心線上に
おいて装入物Aの頂面直下から急激な温度上昇が認めら
れ、装入物Aの頂面より下1〜3m付近では約900℃
の高温に達している。
一方、高炉lの炉頂部の対向壁間には、第1図に示した
ように給水管6が横架されている。この給水管6は炉内
直径方向に掛は渡され、且つ給水管6のノズル7多よ炉
内装入物Aの頂面中心に向って下向きに設けられている
と共に、同ノズル7は炉内装入物Aの直上に位置し、こ
のノズル7から注出された水が装入物Aの頂面中心から
半径1m以内の領域面上に噴射されるように設定されて
いる。
そこで、上記給水管6のノズル7から炉内装入物Aに対
して、装入物Aの頂面中心より半径1m以内の領域面上
に適量の水を付与すると、装入物Aの頂面中心辺りでは
その大部分がコークスで占められているため、装入物の
うち高温に昇熱されたコークスが水によって水性ガス反
応を生起することになる。
このとき吸熱反応が生じて、 C+H! O→CO +Hz −1753Kcal/K
gHzOとなり、COガスとH2ガスが生成されると同
時に炉頂ガスの温度が降下する。
すなわち、 (1) −C+Oz =C0g +97000 Kca
l/Kmol(2) ”・C+’AOt =CO+29
409 Kcal/Kmol(3) −−−co+vo
! −co、 +67591 Kcal/Kmol(4
) −Hz + ’AOz =Hz O+57769 
Kcal/Kmol(低位発熱量)(It) であるから、コークスが水性ガス反応を生起すると、上
記(2)と(4)の反応式より C+ Hz  O= CO+ )(z  −28360
Kcal/Kmol(低位発熱量)(1) となる。上記のように、水1molを赤熱コークスに散
水することにより、COガス及びHzガスが各々1mo
lづつ生成され、それと同時にコークス中のカーボンが
1molだけ消費され、炉頂ガス顕熱は 28360に
calだけ減少することになる。
このように炉頂ガス顕熱の一部を化学エネルギーとして
のCOガス及びH2ガスに変換してから炉外へ送り出せ
ば、第9図に示したように高炉に装備されたガス清浄シ
ステムの一環をなす湿式除塵装置の内部を炉頂ガスが通
過しても、湿式除塵による炉頂ガス顕熱の損失量は従来
に比し大幅に減少される一方、炉頂ガス顕熱の一部から
変換生成されたCOガス及びH8ガスはそのまま分離し
回収されて燃料その他の用途に利用される。
尚、第1図の上記実施例では、高炉1の直径方向に給水
管6を掛は渡しその下向きノズル7から炉内装入物Aの
頂面中心に向って水を噴射するように構成したが、例え
ば第4図に示したように高炉1の炉頂口部近傍の側壁部
に給水管6aを取付け、その先端部のノズル7aを炉内
装入物Aの頂面中心部に向けて固定して、ノズル7aか
ら注出された水が装入物Aの頂面中心から半径1m以内
の領域面上に噴射されるように設定しても良い。
また第5図に示したように給水管6bを高炉1のベルロ
ッド8に対して軸方向に嵌挿して埋設し、該給水管6b
の先端ノズル7bをベルロッド8の軸端から突出させて
大ベル9の内側から下向きに臨ませ、ノズル7bから注
出させた水が装入物Aの頂面中心部に向って噴出し頂面
中心から半径1m以内の領域面上に噴射されるように設
定しても良い。即ち、給水管のノズルが炉内装入物Aの
頂面中心に向って設定され、且つこのノズルから噴射さ
れた水が装入物Aの頂面中心部にほぼ集中するように構
成すれば良いものである。   ′〔実施例2〕 この実施例は、第6図に示したように、炉内装入物Aの
頂面中心から1m乃至3m下(高さ間隔H)の装入物A
の内部に給水管6cを横方向から埋入し、該給水管6C
のノズル7Cを炉内中心線上に下向きに設定して、装入
物Aの内部に水を直接付与するようにしたものである。
先述したように、炉内温度分布は第3図の如く、装入物
Aの頂面中心からその直下において急激な温度変化が認
められるので、この装入物Aの内部位置で水を直接付与
すれば、高温に昇熱されたコークスの水性ガス反応は一
層促進され、多量のCOガス及びH。
ガスが生成される。尚、本実施例における半径方向のガ
ス温度分布は、第2図から明らかなように先述した第1
実施例の装入物頂面上におけるガス温度よりも高温であ
る。
〔実験例〕
表1に示す高炉操業条件の下で炉頂ガス顕熱の回収実験
を行った結果は次の通りである。
(以下余白) 表1.高炉操業条件(炉口径10m) 上記の高炉操業条件において装入物頂面上及び装入物内
(頂面中心直下1mの位置)におけるガス流速分布およ
びガス温度分布を測定したところ、第7図及び第8図の
データが得られた。
・装入物頂面中心部から半径1m以内の平均温度 二5
00℃ ・装入物頂面中心部から半径1m以内の平均ガス量 :
  15 Nm’/5ec9 比熱 : 0.32 K
cal /Nm3deg上記の測定結果から算出すると
、炉頂半径1mの炉頂ガス顕熱は、 500(’C)  X 15 (Nm’/5ec)x 
O,32(Kcal/Nn+3deg)=  2400
 Kcal /sec となる。
この炉頂ガス顕熱2400 Kcal/secを水性ガ
ス反応させて化学エネルギーに変換するためには、1.
5 Kg/secの水量が必要である。
反応効率を50%と仮定すると、1.5 Kg/sec
の注水により1200 Kcal/secの炉頂ガス顕
熱が回収される。その結果、0.93 Nm’/sec
のCOガスと、0.93 Nva3/secのH2ガス
が生成され、それと同時に0.5にg/secのコーク
ス中のカーボンが消費される。そのときのCOガス及び
UZガスの潜熱は、3017Kcal/Nm’と257
9 Kcal/Nm3である。
従って、装入物の頂面上に、その中心から半径1m以内
の領域面に水1.5 Kg /secを上から付与する
か、または装入物の頂面中心直下1mの位置に同水量の
水を付与することにより、炉頂ガスの温度は約100℃
に低下し、一方、高炉ガス潜熱は5204 Kca l
 / sec増加することになる。
〔発明の効果〕
本発明に係る高炉炉頂ガス顕熱の回収方法は以上のよう
に、炉内装入物の頂部中心に向うて注水することによっ
て、装入物のうち高温に昇熱されたコークスに水性ガス
反応を生起させてCOガス及びHlガスを生成し、炉頂
ガス顕熱の一部を化学エネルギーとして回収するもので
ある。それ故、高炉に装備された湿式除塵装置の内部を
炉頂ガスが通過したときでも炉頂ガス顕熱の損失量は従
来に比して大幅に減少されると共に、炉頂ガス顕熱の一
部から化学エネルギーに変換して生成されたCOガス及
びH2ガスは回収されて燃料その他の用途に利用し得る
など、エネルギーを有効に利用する上で優れた効果を奏
するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す要部説明図、第2図は
高炉内装入物の頂面上及び装入物内の平均的なガス温度
分布を表わすグラフ、第3図は高炉内の温度分布を表わ
す図、第4図乃至第6図はそれぞれ第1図の変形例を示
す要部説明図、第7図及び第8図はそれぞれ実験例にお
ける測定値を示したものであって炉内装入物頂面上及び
装入物内のガス流速分布とガス温度分布を表わすグラフ
、第9図は従来例における炉頂ガスの回収システムを示
す概略構成図である。 1は高炉、3はベンチュリースクラバー(湿式除塵装置
)、6・6a・6b・6Cは給水管、7・7a・7b・
7Cはノズル、Aは装入物である。 第1図 第2図 第8図 54321  炉 1  2345 中

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、高炉内に装填された装入物の頂部中心に対して注水
    することによって、装入物のうち高温に昇熱されたコー
    クスに水性ガス反応を生起させてCOガス及びH_2ガ
    スを生成し、これによって炉頂ガス顕熱の一部を化学エ
    ネルギーとして回収することを特徴とする高炉炉頂ガス
    顕熱の回収方法。 2、炉内装入物に対する上記の注水は、装入物の頂面上
    に、その中心から半径1m以内の領域面に水を上から付
    与するものである特許請求の範囲第1項記載の高炉炉頂
    ガス顕熱の回収方法。 3、炉内装入物に対する上記の注水は、装入物の頂面中
    心から1m乃至3m下の装入物内部に水を直接付与する
    ものである特許請求の範囲第1項記載の高炉炉頂ガス顕
    熱の回収方法。
JP60044373A 1985-03-06 1985-03-06 高炉炉頂ガス顕熱の回収方法 Granted JPS61204306A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012528212A (ja) * 2009-05-25 2012-11-12 ティッセンクルップ・ウーデ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 合成ガスの製造方法
CN114807471A (zh) * 2022-05-07 2022-07-29 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种炉顶煤气温度调控工艺及系统

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JPS59190306A (ja) * 1983-04-12 1984-10-29 Sumitomo Metal Ind Ltd 高炉炉頂ガス温度の制御方法

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