JPS62278770A - 転炉ガスからのco↓2,h↓2回収方法 - Google Patents
転炉ガスからのco↓2,h↓2回収方法Info
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- JPS62278770A JPS62278770A JP61120218A JP12021886A JPS62278770A JP S62278770 A JPS62278770 A JP S62278770A JP 61120218 A JP61120218 A JP 61120218A JP 12021886 A JP12021886 A JP 12021886A JP S62278770 A JPS62278770 A JP S62278770A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
-
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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】
3、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は、LD転炉等から製鋼時発生する転炉ガスから
のCO□pH2を回収し、熱及び電気エネルギーを取得
する方法に関するものである。
のCO□pH2を回収し、熱及び電気エネルギーを取得
する方法に関するものである。
近時、!12鋼用LD転炉等においては、操業時発生ず
る、CO,CO1及びH2を含有する転炉排ガスを積極
的に回収し有効利用を図っている。
る、CO,CO1及びH2を含有する転炉排ガスを積極
的に回収し有効利用を図っている。
これら転炉ガス成分は、容積基p$(以下同じ)にて、
CO、+0A−15%、8.1%、CO65〜75%。
CO、+0A−15%、8.1%、CO65〜75%。
N210%、0□1%である。
この転炉ガスは、それ自体ば燃料ガスとして使用しうる
ものであるが、更にこのガスを原料ガスとして、これに
水蒸気を添加しシフ1−反応を生ぜしめ、二酸化炭素及
び水素とし、付加価値を向上せしめる回収方法が一部に
行われている。
ものであるが、更にこのガスを原料ガスとして、これに
水蒸気を添加しシフ1−反応を生ぜしめ、二酸化炭素及
び水素とし、付加価値を向上せしめる回収方法が一部に
行われている。
第2図は、LD転炉ガスから、CO2及び[[2を回収
するための従来法の工程図である。
するための従来法の工程図である。
図において、前記組成のLD転炉ガスを原料として、該
ガスを9〜20kg / cjに昇圧し、これに水蒸気
を添加しシフト反応を起せしめろ変成工程を経て、ガス
成分を変成せしめろ。(なお以上については図示なし。
ガスを9〜20kg / cjに昇圧し、これに水蒸気
を添加しシフト反応を起せしめろ変成工程を経て、ガス
成分を変成せしめろ。(なお以上については図示なし。
)
次いで吸収塔1に変成ガスを導入し、吸収液としての炭
酸加工液(K、CO5)中に、変成ガス中のCO2を吸
収せしめ炭酸水素加工(KHCO,)とし、これを水蒸
気にてストリッピングし、吸収液はに、CO,とし、一
方スドリッピングされたCO2ガスを製品とする。
酸加工液(K、CO5)中に、変成ガス中のCO2を吸
収せしめ炭酸水素加工(KHCO,)とし、これを水蒸
気にてストリッピングし、吸収液はに、CO,とし、一
方スドリッピングされたCO2ガスを製品とする。
CO2を放出し、H2リッチの吸収塔1のオフガスは、
PSA=+ンプレッサー2にて9〜20kg/clから
9〜25kg/cl/に昇圧し、P S A (Pre
ssureS+vingAdsorption圧力式吸
着装置)3にて処理する。PSAにては、水素以外の気
体を、圧力差を利用して吸着し、製品高純度水素(PH
2)とオフガス(RH,)とに分離し、オフガスはRH
,ホルダー4に貯留し、ブローワ−5にて、他のプロセ
スの燃料用として送気している。
PSA=+ンプレッサー2にて9〜20kg/clから
9〜25kg/cl/に昇圧し、P S A (Pre
ssureS+vingAdsorption圧力式吸
着装置)3にて処理する。PSAにては、水素以外の気
体を、圧力差を利用して吸着し、製品高純度水素(PH
2)とオフガス(RH,)とに分離し、オフガスはRH
,ホルダー4に貯留し、ブローワ−5にて、他のプロセ
スの燃料用として送気している。
この場合のオフガスの成分例は、00212%。
H258%、CO3,5%、N226%、o、o、5%
テする。
テする。
以上の如く、転炉ガスからCO2,H2を回収する従来
の回収方法におけろオフガスは、H2を約60%程度含
有しているにも拘らず、単に燃料用としてのみ利用され
ているに過ぎない。
の回収方法におけろオフガスは、H2を約60%程度含
有しているにも拘らず、単に燃料用としてのみ利用され
ているに過ぎない。
製鉄所周辺の病院あるいは事務所等においては、スチー
ム、電力と共に給湯、冷暖房設備等が必要である。現状
においては、前述の如く、転炉ガスからの回収CO、、
H,等の有力なエネルギー源があるに拘らず、買電々力
にて前述の様な福利、管理設備の需要をみたし、また給
湯、冷暖房には重油等を使用しているケースが多い。
ム、電力と共に給湯、冷暖房設備等が必要である。現状
においては、前述の如く、転炉ガスからの回収CO、、
H,等の有力なエネルギー源があるに拘らず、買電々力
にて前述の様な福利、管理設備の需要をみたし、また給
湯、冷暖房には重油等を使用しているケースが多い。
本発明は、転炉ガスからのCO□、H2製造設備の比較
的カロリーが低い(500〜1700KCa l /
N m’ )が、水素濃度の高いオフガスを効率的に回
収し、かつその保有するエネルギーを効率的に利用ず−
る方法を提供することを目的とするものである。
的カロリーが低い(500〜1700KCa l /
N m’ )が、水素濃度の高いオフガスを効率的に回
収し、かつその保有するエネルギーを効率的に利用ず−
る方法を提供することを目的とするものである。
本発明者等は、従来法におけろ水素約60%を含有して
いるPSAオフガスに着目し、このオフガスの有効利用
を研究し本発明に至ったものである。
いるPSAオフガスに着目し、このオフガスの有効利用
を研究し本発明に至ったものである。
即ち本発明は、
転炉ガスを変成し、次いで、変成ガス中のCO2成分を
吸収塔にてに、CO、液中に吸収し、該吸収液より製品
CO2を取得し、次いで該吸収廃ガスを昇圧し、昇圧ガ
スをPSAにて処理することにより、H2を分離回収す
る方法において、該PSAオフガスを、更に直列に設け
たPSAにて処理した後のガス(co酸成分低くH2成
分の濃度が高いガス)を燃料電池に供給し、電力を取得
し該燃料電池のオフガスを完全燃焼せしめ、燃焼熱をス
チームに変換利用することを特徴とする転炉ガスからの
CO□、H2の回収方法である。
吸収塔にてに、CO、液中に吸収し、該吸収液より製品
CO2を取得し、次いで該吸収廃ガスを昇圧し、昇圧ガ
スをPSAにて処理することにより、H2を分離回収す
る方法において、該PSAオフガスを、更に直列に設け
たPSAにて処理した後のガス(co酸成分低くH2成
分の濃度が高いガス)を燃料電池に供給し、電力を取得
し該燃料電池のオフガスを完全燃焼せしめ、燃焼熱をス
チームに変換利用することを特徴とする転炉ガスからの
CO□、H2の回収方法である。
本発明の転炉ガスからのCO□、H1回収方法において
は、水素を約60%含有するPSAオフガスを更に直列
に設けたPSAにて処理し、CO酸成分少ない、濃度の
高い!(2を収率良く回収することができたので、燃料
電池の燃料ガスとして供給を可能とし得て、 更に、燃料電池の′に7ガスを完全燃焼せしめその排熱
をスチームとして回収でき、電力、スチーム、燃料ガス
などの多様エネルギーを一挙にかつコスト的に有利に回
収することを可能とするものである。
は、水素を約60%含有するPSAオフガスを更に直列
に設けたPSAにて処理し、CO酸成分少ない、濃度の
高い!(2を収率良く回収することができたので、燃料
電池の燃料ガスとして供給を可能とし得て、 更に、燃料電池の′に7ガスを完全燃焼せしめその排熱
をスチームとして回収でき、電力、スチーム、燃料ガス
などの多様エネルギーを一挙にかつコスト的に有利に回
収することを可能とするものである。
次に実施例について述べろ。
第1図ζま、本発明の転炉ガスからのCO2.H。
回収方法の工程説明図である。
第1図において、1〜4ば前述の第2図と同一なので説
明を省略する。
明を省略する。
6は直列に設けたPSA、7は真空ブローワー、8はブ
ローワー、9はバルブ、1oは熱交換器、11は燃焼用
空気ブローワー、12は燃料電池、13は水素極室(負
1iJ)、14は酸素極室(正極)、15は電解液、1
6はポンプ、17は予熱器、181、を燃焼器、19は
ボイラー、20は煙突である。
ローワー、9はバルブ、1oは熱交換器、11は燃焼用
空気ブローワー、12は燃料電池、13は水素極室(負
1iJ)、14は酸素極室(正極)、15は電解液、1
6はポンプ、17は予熱器、181、を燃焼器、19は
ボイラー、20は煙突である。
第1図に基づいて、本発明方法について述べろ。
LD転炉ガス(H,: 0.7%、 CO: 69.8
%。
%。
CO、: 14.7%、 N、: 14.3%) 1.
298N m / Hを原料ガスとして、このガスを9
〜11kg/ciにコンプレッサーにて昇圧し、次いて
、このガスを水蒸気を用いシフト反応により水素に変成
し次いで吸収塔1にて、K x COs液によりガス中
のCO2を吸収し、吸収液を水蒸気にてストリッピング
し、製品CO2を得る。次いで吸収塔1のオフガスをP
SAコンプレッサー2にて16kg / cjに昇圧し
PSA3にて処理する。
298N m / Hを原料ガスとして、このガスを9
〜11kg/ciにコンプレッサーにて昇圧し、次いて
、このガスを水蒸気を用いシフト反応により水素に変成
し次いで吸収塔1にて、K x COs液によりガス中
のCO2を吸収し、吸収液を水蒸気にてストリッピング
し、製品CO2を得る。次いで吸収塔1のオフガスをP
SAコンプレッサー2にて16kg / cjに昇圧し
PSA3にて処理する。
PSA3にては、塔内の吸着剤にN2以外のガスを吸着
せしめ、製品PH,と、N2以外のガスをも含むオフガ
スRH,とに分離する。
せしめ、製品PH,と、N2以外のガスをも含むオフガ
スRH,とに分離する。
オフガス・RH,は一旦ホルダー4にff留1.、バル
ブ9を制御することにより、適宜ブローワー3(200
0nm水柱)にてオフガスを次のPSA6にて処理する
。
ブ9を制御することにより、適宜ブローワー3(200
0nm水柱)にてオフガスを次のPSA6にて処理する
。
PSA6からの処理水素ガス(553N rn’ /
H)は、PSA6にて処理したためにN2は89.5%
。
H)は、PSA6にて処理したためにN2は89.5%
。
COは1.1%、CO□は0.4%、N29%を含有し
、燃料電池に供給しうろものである。
、燃料電池に供給しうろものである。
次に燃料電池から電力及び蒸気を回収する実施例につい
て述べろ。
て述べろ。
上記PSA6からの処理水素ガスは真空ブローワーフに
て吸引し、熱交換器10にてオフガス温度を、F!科電
池12のオフガスの燃焼排熱を回収後の廃ガスと熱交換
し90℃に昇温し、燃料電池12の水素極(負極)13
に導入する。
て吸引し、熱交換器10にてオフガス温度を、F!科電
池12のオフガスの燃焼排熱を回収後の廃ガスと熱交換
し90℃に昇温し、燃料電池12の水素極(負極)13
に導入する。
一方空気2000 n m’ / Hをブローワ−11
にて熱交換器10に供給し1.120℃に昇渇し該空気
を燃料電池12の酸素極14に導入する。
にて熱交換器10に供給し1.120℃に昇渇し該空気
を燃料電池12の酸素極14に導入する。
燃料電池12は、リン酸水溶液15を電解液とし、これ
を挾んで、白金、ルテニウムからなる2つの電極から構
成されている。
を挾んで、白金、ルテニウムからなる2つの電極から構
成されている。
負極の水素電極13では、導入された水素ガスが、電極
内の細孔を通って反応帯域近くに達し、電極に添加され
ている触媒に吸着され、活性な水素原子となる。この水
素原子は次式のように、電解液中の水酸イオンと反応し
て水となり、その際2gの電子を電極に送る。
内の細孔を通って反応帯域近くに達し、電極に添加され
ている触媒に吸着され、活性な水素原子となる。この水
素原子は次式のように、電解液中の水酸イオンと反応し
て水となり、その際2gの電子を電極に送る。
H2+208−+2 H20+2 e −正極の酸素極
14では、触媒の存在のもとて、電極から2個の電子を
うけとり、外部から供給された空気中の酸素分子が、電
解液からの水と反応して次式のように、過酸化水素イオ
ンと水酸イオンを生成し、過酸化水素イオンは触媒と接
して分散し水酸イオンと酸素になり、この酸素は再び電
極反応に利用される。従って正極の反応はHOz+1−
1zO+2e−→20H−この正極14で生成した水酸
イオンは、電解液15中を移動して負極13に達し、全
体の回路を形成し電カフ 40 KWを収得した。
14では、触媒の存在のもとて、電極から2個の電子を
うけとり、外部から供給された空気中の酸素分子が、電
解液からの水と反応して次式のように、過酸化水素イオ
ンと水酸イオンを生成し、過酸化水素イオンは触媒と接
して分散し水酸イオンと酸素になり、この酸素は再び電
極反応に利用される。従って正極の反応はHOz+1−
1zO+2e−→20H−この正極14で生成した水酸
イオンは、電解液15中を移動して負極13に達し、全
体の回路を形成し電カフ 40 KWを収得した。
斯かる燃料電池の負極13及び正極14からの夫々19
0℃オフガスは燃焼器18に導入され、完全燃焼し、4
30℃の燃焼排ガスは、ボイラー19にてその廃熱を回
収し6 kg / cdの飽和蒸気0.7T/Hを回収
した。
0℃オフガスは燃焼器18に導入され、完全燃焼し、4
30℃の燃焼排ガスは、ボイラー19にてその廃熱を回
収し6 kg / cdの飽和蒸気0.7T/Hを回収
した。
なお負極13室内には純水の予熱器17を設は予熱後ボ
イラー19に供給する。
イラー19に供給する。
ボイラー19のオフガス、は熱交換器10にて前述の如
く燃料電池への供給ガス及び空気を予熱後煙突20より
排煙する。
く燃料電池への供給ガス及び空気を予熱後煙突20より
排煙する。
以上の結果、転炉ガスの評価が従来法に比して1.86
倍の価値となった。
倍の価値となった。
本発明の転炉ガスからのCO、、H,回収方法によれば
次のような効果を奏するものである。
次のような効果を奏するものである。
■ 転炉ガスの精製設備からのオフカ゛スより電力。
蒸気、燃料ガス等を一挙に取得でき、転炉ガスの高付加
価値化が可能である。
価値化が可能である。
■ 電力、蒸気、燃料等の多回的需要に対処できるので
、製鉄所周辺の設備合理化が計られる。
、製鉄所周辺の設備合理化が計られる。
第1図ζま本発明方法の工程説明図、第2図は従来法に
おけろ工程説明図である。 図において1:吸収塔、2: PSAコンプレッサー、
3: PSA、4: R112ホルダー、6:PSA(
オフガス処理)、7:真空ブローワー、8ニブローワ−
19−バルブ、10:熱交換器、11:空気ブローワー
、12:燃料電池、13:負極(水素極)、14:正極
(酸素極)、15:電解液、17:予熱器、18:燃焼
器、19:ボイラーである。 なお、各図中同一符号(よ同一または相当部分を示す。
おけろ工程説明図である。 図において1:吸収塔、2: PSAコンプレッサー、
3: PSA、4: R112ホルダー、6:PSA(
オフガス処理)、7:真空ブローワー、8ニブローワ−
19−バルブ、10:熱交換器、11:空気ブローワー
、12:燃料電池、13:負極(水素極)、14:正極
(酸素極)、15:電解液、17:予熱器、18:燃焼
器、19:ボイラーである。 なお、各図中同一符号(よ同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 転炉ガスを変成し、次いで該変成ガス中のCO_2を吸
収塔にて吸収し、該吸収液よりCO_2を取得し、次い
で、該吸収塔オフガスを昇圧し、昇圧ガスをPSA(圧
力式吸着装置)にて処理することにより、CO_2及び
H_2を回収する方法において、該PSAオフガスを、
更に直列に設けたPSAにて処理した後に燃料電池に供
給し、電力を取得し、該燃料電池のオフガスを完全燃焼
せしめ、燃焼熱をスチームに変換利用することを特徴と
する転炉ガスからのCO_2、H_2回収方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61120218A JPS62278770A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 転炉ガスからのco↓2,h↓2回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61120218A JPS62278770A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 転炉ガスからのco↓2,h↓2回収方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62278770A true JPS62278770A (ja) | 1987-12-03 |
Family
ID=14780809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61120218A Pending JPS62278770A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 転炉ガスからのco↓2,h↓2回収方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62278770A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6362160A (ja) * | 1986-09-01 | 1988-03-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 転炉ガスエネルギ回収発電方法 |
JPH06310163A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-04 | Shikoku Sogo Kenkyusho:Kk | 燃料電池発電システム |
WO2002073728A1 (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-19 | Questair Technologies Inc. | Electronic current generation system comprising a fuel cell and a rotary pressure swing absorption unit |
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US8015808B2 (en) | 2001-01-09 | 2011-09-13 | G4 Insights Inc. | Power plant with energy recovery from fuel storage |
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US10653995B2 (en) | 2009-11-18 | 2020-05-19 | G4 Insights Inc. | Sorption enhanced methanation of biomass |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP61120218A patent/JPS62278770A/ja active Pending
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US10190066B2 (en) | 2009-11-18 | 2019-01-29 | G4 Insights Inc. | Method and system for biomass hydrogasification |
US10653995B2 (en) | 2009-11-18 | 2020-05-19 | G4 Insights Inc. | Sorption enhanced methanation of biomass |
WO2012029283A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | Jfeスチール株式会社 | 有機物質の低分子化方法及び冶金炉発生排ガスの利用方法 |
JP4968402B1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-07-04 | Jfeスチール株式会社 | 有機物質の低分子化方法及び冶金炉発生排ガスの利用方法 |
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