JPS6391421A - 高炉ガスを燃料とする専焼ボイラ−の操業方法 - Google Patents
高炉ガスを燃料とする専焼ボイラ−の操業方法Info
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- JPS6391421A JPS6391421A JP23764786A JP23764786A JPS6391421A JP S6391421 A JPS6391421 A JP S6391421A JP 23764786 A JP23764786 A JP 23764786A JP 23764786 A JP23764786 A JP 23764786A JP S6391421 A JPS6391421 A JP S6391421A
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Landscapes
- Feeding And Controlling Fuel (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、蒸気供給用あるいは発電用として高炉ガス（
以下ＢＦＧと称する）を単独で燃焼させる専焼ボイラー
の操業方法に関するものである。
以下ＢＦＧと称する）を単独で燃焼させる専焼ボイラー
の操業方法に関するものである。
製鉄所で発生する副生ガスすなわちＢＰＧ 、 ０ＯＧ
（−酸化炭素Ｊ、ＬＯＧ（転炉ガス）は、それぞれ約７
５０ Ｋｃ ａｔ／Ｎｍ’ 、 ４７００ Ｋｃａｌ／
Ｎｒｒｌ。
（−酸化炭素Ｊ、ＬＯＧ（転炉ガス）は、それぞれ約７
５０ Ｋｃ ａｔ／Ｎｍ’ 、 ４７００ Ｋｃａｌ／
Ｎｒｒｌ。
２０００ Ｋｃａ／＝／Ｎ−の発熱１１有しており、こ
れらのガスは、製鉄所内で熱風炉、コークス炉、加熱炉
、ボイラー等の燃料として利用されている。
れらのガスは、製鉄所内で熱風炉、コークス炉、加熱炉
、ボイラー等の燃料として利用されている。
これら副生ガスのうちＢＦＧは、窒素、炭酸ガス。
−酸化炭素、水素からなっているが、主成分は窒素であ
り、発熱量が低いためにＢＦＧ専焼で使用した場合は火
焔が不安定となり、単独では燃料として利用できない。
り、発熱量が低いためにＢＦＧ専焼で使用した場合は火
焔が不安定となり、単独では燃料として利用できない。
従って一般にＣＯＧなどの他の高カロリーガスと混合し
たり、重油などと混焼することにより、燃料として利用
されている。
たり、重油などと混焼することにより、燃料として利用
されている。
このＢＦ’Ｇだきボイラーを使用する場合には、燃料の
カロリーが低いので、通常スタビライザーを設けてノ々
−ナーの火焔の安定を図っているが、このスタビライザ
ー用燃料としては、一般に０００ 、 ＮＧ 、 ｏ３
Ｈ，３、Ｏ目等が使用されている。しかしながらこれら
の燃料は高価である九めに、ＢＦＧだきボイラーでの使
用は経済的にも好ましくない。
カロリーが低いので、通常スタビライザーを設けてノ々
−ナーの火焔の安定を図っているが、このスタビライザ
ー用燃料としては、一般に０００ 、 ＮＧ 、 ｏ３
Ｈ，３、Ｏ目等が使用されている。しかしながらこれら
の燃料は高価である九めに、ＢＦＧだきボイラーでの使
用は経済的にも好ましくない。
本発明は上記問題点を解消し、燃料としてＢＦＧだけを
用いたＢＦＧ完全専焼ディラーの操業方法を提供するこ
とを目的とする。
用いたＢＦＧ完全専焼ディラーの操業方法を提供するこ
とを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の技術的手段は、ボイ
ラー用燃料ガスとして高炉ガスを使用し、多孔質材料管
の内周面まｆｃは外周面に触媒層を形成するとともに、
該触媒層を熱媒体で熱交換できるようにし次反応装置内
に前記高炉ガスの一部を水蒸気とともに導入し、触媒層
内において高炉ガス中の００ガスと水蒸気とのシフト反
応により水素を発生させ、この発生した水素を前記多孔
質材料管の管壁を介して透過分離し、得られた水素を主
成分とする改質高炉ガスｔｚイラーの火焔安定用燃料ガ
スとして使用することを特徴とする高炉ガスを燃料とす
る専焼ボイラーの操業方法である。
ラー用燃料ガスとして高炉ガスを使用し、多孔質材料管
の内周面まｆｃは外周面に触媒層を形成するとともに、
該触媒層を熱媒体で熱交換できるようにし次反応装置内
に前記高炉ガスの一部を水蒸気とともに導入し、触媒層
内において高炉ガス中の００ガスと水蒸気とのシフト反
応により水素を発生させ、この発生した水素を前記多孔
質材料管の管壁を介して透過分離し、得られた水素を主
成分とする改質高炉ガスｔｚイラーの火焔安定用燃料ガ
スとして使用することを特徴とする高炉ガスを燃料とす
る専焼ボイラーの操業方法である。
このように本発明は、ＢＦＧたきボイラーで使用してい
る火焔安定用（吹消防止用Ｊの燃料、例えばＣＯＧ 、
ＮＧ 、 ０３Ｈ（３、Ｏｉ １に代えて、ＢＦ’Ｇ
中の００と水蒸気とを多孔質材料管を組込んだ反応装置
を用いて、触媒下でシフト反応させて水素を発生させ、
この水素を前記の反応と並行して多孔質材料管によりガ
ス分離して水素リッチな改質高炉ガスを得、これを火焔
安定用燃料ガスとして使用するものである。
る火焔安定用（吹消防止用Ｊの燃料、例えばＣＯＧ 、
ＮＧ 、 ０３Ｈ（３、Ｏｉ １に代えて、ＢＦ’Ｇ
中の００と水蒸気とを多孔質材料管を組込んだ反応装置
を用いて、触媒下でシフト反応させて水素を発生させ、
この水素を前記の反応と並行して多孔質材料管によりガ
ス分離して水素リッチな改質高炉ガスを得、これを火焔
安定用燃料ガスとして使用するものである。
さらにこの操業方法では、補助手段として酸素富化空気
を用いることにより、燃焼温度アップと着火安定性とを
向上することができる。
を用いることにより、燃焼温度アップと着火安定性とを
向上することができる。
Ｂ１’Ｇｔ−ｙＪ？イラーで完全専焼させるためには、
ＢＰ’Ｇのカロリーアップが考えられる。ＢＦ’Ｇをカ
ロリーアップする手段として、触媒下でＢＦＧ中のＣＯ
と水蒸気とをシフト反応させることにょ力、Ｈ２を発生
させ、多孔質材料管にょシガス分離を行ってＢＦＧｉ水
素リッチガスに改質することが考えられる。しかしＢＦ
Ｇは、単位カロリーあｆｃシの体積が大きいために、ボ
イラー燃料の全量を改質しようとするならば、シフト反
応装置、ガス分離装置の規模が非常に大きくなって実用
的でない。そこで本発明では、新規な反応装置を用いて
ＢＦＧの一部を水素リッチな改質ＢＦＧとし、火焔安定
用燃料としてのみ利用することによって、シフト反応装
置、ガス分離装置の規模を小さくすることができ、この
ことによって実用的なりＦＧ専焼ゼイラーの操業を行う
ことが可能となる。
ＢＰ’Ｇのカロリーアップが考えられる。ＢＦ’Ｇをカ
ロリーアップする手段として、触媒下でＢＦＧ中のＣＯ
と水蒸気とをシフト反応させることにょ力、Ｈ２を発生
させ、多孔質材料管にょシガス分離を行ってＢＦＧｉ水
素リッチガスに改質することが考えられる。しかしＢＦ
Ｇは、単位カロリーあｆｃシの体積が大きいために、ボ
イラー燃料の全量を改質しようとするならば、シフト反
応装置、ガス分離装置の規模が非常に大きくなって実用
的でない。そこで本発明では、新規な反応装置を用いて
ＢＦＧの一部を水素リッチな改質ＢＦＧとし、火焔安定
用燃料としてのみ利用することによって、シフト反応装
置、ガス分離装置の規模を小さくすることができ、この
ことによって実用的なりＦＧ専焼ゼイラーの操業を行う
ことが可能となる。
さらに本発明では、シフト反応と多孔質材料管による選
択的な水素引き抜きを同時に行うために、工程、１の）
省略ができ、かつ水素を選択的に引°き抜くことにより
、平衡論的にも速度論的にも、転化率を向上させること
ができる。
択的な水素引き抜きを同時に行うために、工程、１の）
省略ができ、かつ水素を選択的に引°き抜くことにより
、平衡論的にも速度論的にも、転化率を向上させること
ができる。
さらに補助的手段として酸素富化空気を用いることによ
り、着火が安定するとともに燃焼温度もアップし、また
火焔も安定する。
り、着火が安定するとともに燃焼温度もアップし、また
火焔も安定する。
なお本発明における多孔質材料管の材料としては、ガラ
ス、セラミツ、クス、金属粉の焼結物、金属箔などを用
いることができ、加工性の点ではガラスが優れている。
ス、セラミツ、クス、金属粉の焼結物、金属箔などを用
いることができ、加工性の点ではガラスが優れている。
以下本発明の実施列を、°図面に従って説明する。
第１図にガス分離技術を用いたＢＦＧ完全専焼ゼイラー
の操業プロセススローの１列を示す。
の操業プロセススローの１列を示す。
高炉１で発生したＢＰＧガスは、ＢＦＧ配管１ａにより
ｚイラ６に送給され、その一部は分岐管ｔｂｔ−通って
蒸気配管２から送られた低質水蒸気とともにＢＦＧ改質
をおこなう反応装置３に送られる。ここで水素リッチと
なった改質ＢＦＧは、火焔安定用燃料として配管５にょ
シ直接ぎイラー６に送られ、また改質オフガスは、配管
１ ｃ ＫよｆｉＢｉ？Ｇ配管１ａに戻されてボイラー
６に送られる。
ｚイラ６に送給され、その一部は分岐管ｔｂｔ−通って
蒸気配管２から送られた低質水蒸気とともにＢＦＧ改質
をおこなう反応装置３に送られる。ここで水素リッチと
なった改質ＢＦＧは、火焔安定用燃料として配管５にょ
シ直接ぎイラー６に送られ、また改質オフガスは、配管
１ ｃ ＫよｆｉＢｉ？Ｇ配管１ａに戻されてボイラー
６に送られる。
ま念補助手段として空気管７により送給された空気は、
０２富化装置８（レリえは酸素富化膜）にょシ３０〜４
０％の酸素濃度に濃縮して、燃焼用空気管１０からボイ
ラー６に送られる。
０２富化装置８（レリえは酸素富化膜）にょシ３０〜４
０％の酸素濃度に濃縮して、燃焼用空気管１０からボイ
ラー６に送られる。
第２図にＢＦＧ改Ｊｌｆおこなう外部熱回収型の反応装
置の１列を示す。第２図に示した反応装置３ａは、反応
熱の回収を触媒層外部から行うようにし次形式であり、
この場合触媒層１３は、多孔質材料管１４の外周面を取
巻き、多孔質材料管１４と触媒層外筒１６との間に充填
されている。
置の１列を示す。第２図に示した反応装置３ａは、反応
熱の回収を触媒層外部から行うようにし次形式であり、
この場合触媒層１３は、多孔質材料管１４の外周面を取
巻き、多孔質材料管１４と触媒層外筒１６との間に充填
されている。
ＢＦＧは低質水蒸気とともに、反応装置人口１１から供
給され、触媒層人口１２に分配される。
給され、触媒層人口１２に分配される。
触媒層１３は、円筒型で、反応装置本体１５の内部に十
数本〜数十本設置されている。触媒層人口１２から供給
されｆｃＢＦＧと低質水蒸気は、触媒層１３で水蒸気と
のシフト反応によｊ５ＢＦＧ中の００はＮ２に改質され
、このＮ２は同時に多孔質材料管１＋４内に透過分離し
て選択的にＮ２が引き抜かれ、Ｎ２リッチな改質ＢＦＧ
となって多孔質材料管透過ガス出口１８および反応装置
透過ガス出口１９を通り、真空ポンプ２１によＪｙｉ？
イラー６に導びかれる。この＾空ポンプ２１は透過ガス
を引き抜くための補助的手段であシ、操作条件によって
は必要がない場合もある。また改質オフガスは、多孔質
材料管未透過ガス出口１７および反応装置未透過ガス出
口２０から燃料ＢＦＧ中に戻される。
数本〜数十本設置されている。触媒層人口１２から供給
されｆｃＢＦＧと低質水蒸気は、触媒層１３で水蒸気と
のシフト反応によｊ５ＢＦＧ中の００はＮ２に改質され
、このＮ２は同時に多孔質材料管１＋４内に透過分離し
て選択的にＮ２が引き抜かれ、Ｎ２リッチな改質ＢＦＧ
となって多孔質材料管透過ガス出口１８および反応装置
透過ガス出口１９を通り、真空ポンプ２１によＪｙｉ？
イラー６に導びかれる。この＾空ポンプ２１は透過ガス
を引き抜くための補助的手段であシ、操作条件によって
は必要がない場合もある。また改質オフガスは、多孔質
材料管未透過ガス出口１７および反応装置未透過ガス出
口２０から燃料ＢＦＧ中に戻される。
００のシフト反応は、約１０ Ｋｃａｌ／ｍｏｌの発熱
反応であシ、この反応熱を有効に回収利用する必要があ
る。そのために本実施列では、熱媒体として温水を用い
て熱回収を行う。温水は熱媒体人口２２から反応装置本
体１５に導びかれ、触媒層外筒１６にて熱交換をおこな
って反応熱を回収し、低質水蒸気として熱媒体出口２３
から系外に導びかれる。この低質水蒸気は、ＢＦＧ予熱
用水蒸気、シフト反応用低質水蒸気として利用すること
ができる。
反応であシ、この反応熱を有効に回収利用する必要があ
る。そのために本実施列では、熱媒体として温水を用い
て熱回収を行う。温水は熱媒体人口２２から反応装置本
体１５に導びかれ、触媒層外筒１６にて熱交換をおこな
って反応熱を回収し、低質水蒸気として熱媒体出口２３
から系外に導びかれる。この低質水蒸気は、ＢＦＧ予熱
用水蒸気、シフト反応用低質水蒸気として利用すること
ができる。
次に本発明による操業法を説明する。蒸気供給用ボイラ
ーに燃料としてＢＦＧを供給する場合に、ＢＦＧの一部
を列えは供給側圧力１橡／ｍＧ 、 Ｓ、Ｖ。
ーに燃料としてＢＦＧを供給する場合に、ＢＦＧの一部
を列えは供給側圧力１橡／ｍＧ 、 Ｓ、Ｖ。
６７０ｈｒ 、透過側圧力３００ Ｔｏｒｒの条件にお
いて第２図に示す反応装置人口１１から水蒸気とともに
供給すると、００２０％、（３０２２２％、Ｎ２３％、
Ｎ２５５％の組成をもつＢＦＧは、水蒸気と′のシフト
反応と多孔質材料管１４による選択的な水素引き抜きに
より、ｏｏ ｏ、ｔチ、００２２４．６％。
いて第２図に示す反応装置人口１１から水蒸気とともに
供給すると、００２０％、（３０２２２％、Ｎ２３％、
Ｎ２５５％の組成をもつＢＦＧは、水蒸気と′のシフト
反応と多孔質材料管１４による選択的な水素引き抜きに
より、ｏｏ ｏ、ｔチ、００２２４．６％。
Ｎ２３６．８％、Ｎ２３８．５％の水素リッチな改質Ｂ
ＦＧ（透過ガス］と、Ｃｏ Ｏ，２チ、００２３６．９
％。
ＦＧ（透過ガス］と、Ｃｏ Ｏ，２チ、００２３６．９
％。
Ｎ２１５．６チ、Ｎ２４７．３チの改質オフガス（未透
過ガスノとに分離される。この分離した改質ＢＦＧは、
火焔安定用燃料として反応装置透過ガス出口１９からボ
イラー６に送られ、他方改質オフガスは、反応装置未透
過ガス出口２０から燃料用ＢＦＧに戻される。
過ガスノとに分離される。この分離した改質ＢＦＧは、
火焔安定用燃料として反応装置透過ガス出口１９からボ
イラー６に送られ、他方改質オフガスは、反応装置未透
過ガス出口２０から燃料用ＢＦＧに戻される。
このように、本発明によればＢ、ＰＧだけを燃料として
用いてボイラーを安定して操業することができる。
用いてボイラーを安定して操業することができる。
第３図に示し次反応装置３ｂは、反応熱の回収を触媒層
２６の内部から行う内部熱回収型であムこの場合触媒層
２６は、多孔質材料管２７の内面に設けられ、多孔質材
料管２７内面とその内部に配管てれたスチーム配管３３
との間に充填されている。
２６の内部から行う内部熱回収型であムこの場合触媒層
２６は、多孔質材料管２７の内面に設けられ、多孔質材
料管２７内面とその内部に配管てれたスチーム配管３３
との間に充填されている。
第３図に示した内部熱回収型の反応装置３ｂの場合、ガ
ス分離能力の点では前記の外部熱回収型の反応装置３ａ
より優れ、他方反応熱の回収および温度制御の点では外
部熱回収型の反応装置３ａの方が内部熱回収型の反応装
置３ｂよシ優れている。
ス分離能力の点では前記の外部熱回収型の反応装置３ａ
より優れ、他方反応熱の回収および温度制御の点では外
部熱回収型の反応装置３ａの方が内部熱回収型の反応装
置３ｂよシ優れている。
本発明は以上の如き構成、作用を有しておシ、下記の如
き効果を有する。
き効果を有する。
（、） 水素を選択的に引き抜くことによρ、転化率
を向上させることができる。
を向上させることができる。
（ｂ） シフト反応とガス分離を同時に行うことがで
きるので、工程を省略できる。
きるので、工程を省略できる。
（ｃ）ＢＦＧだけを燃料として用いるので操業コストが
安価となる。
安価となる。
第１図は高炉ガス完全専ｉボイラーの操業プロセス７０
−図面、第２図は外部熱回収型の反応装置の略側断面図
、第３図は内部熱回収型の反応装置人口、１３．２６・
・・触媒層、１４．２７・・・多孔質材料管、１５・・
・反応装置本体、１６・・・触媒槽外筒、１７・・・多
孔質材料管未透過ガス川口、１８・・・多孔質材料管透
過ガス出口、１９・・・反応装置透過ガス出口、２ｏ・
・・反応装置未透過ガス出口、２１・・・真空ポンプ、
２２・・・熱媒体入口、２３・・・熱媒体出口 代理人 弁理士 秋 沢 政 光信１名 ７ｉ１図 ７１′２図 ７１′３図
−図面、第２図は外部熱回収型の反応装置の略側断面図
、第３図は内部熱回収型の反応装置人口、１３．２６・
・・触媒層、１４．２７・・・多孔質材料管、１５・・
・反応装置本体、１６・・・触媒槽外筒、１７・・・多
孔質材料管未透過ガス川口、１８・・・多孔質材料管透
過ガス出口、１９・・・反応装置透過ガス出口、２ｏ・
・・反応装置未透過ガス出口、２１・・・真空ポンプ、
２２・・・熱媒体入口、２３・・・熱媒体出口 代理人 弁理士 秋 沢 政 光信１名 ７ｉ１図 ７１′２図 ７１′３図
Claims (1)
- ボイラー用燃料ガスとして高炉ガスを使用し、多孔質材
料管の内周面または外周面に触媒層を形成するとともに
、該触媒層を熱媒体で熱交換できるようにした反応装置
内に前記高炉ガスの一部を水蒸気とともに導入し、触媒
層内において高炉ガス中のＣＯガスと水蒸気とのシフト
反応により水素を発生させ、この発生した水素を前記多
孔質材料管の管壁を介して透過分離し、得られた水素を
主成分とする改質高炉ガスをボイラーの火焔安定用燃料
ガスとして使用することを特徴とする高炉ガスを燃料と
する専焼ボイラーの操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23764786A JPS6391421A (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | 高炉ガスを燃料とする専焼ボイラ−の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23764786A JPS6391421A (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | 高炉ガスを燃料とする専焼ボイラ−の操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6391421A true JPS6391421A (ja) | 1988-04-22 |
Family
ID=17018420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23764786A Pending JPS6391421A (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | 高炉ガスを燃料とする専焼ボイラ−の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6391421A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2011106802A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-06-02 | Jfe Steel Corp | 燃焼バーナによる低発熱量ガスの燃焼方法および高炉操業方法 |
| JP2011106803A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-06-02 | Jfe Steel Corp | 燃焼バーナによる高炉ガスの燃焼方法および高炉操業方法 |
-
1986
- 1986-10-06 JP JP23764786A patent/JPS6391421A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2011106802A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-06-02 | Jfe Steel Corp | 燃焼バーナによる低発熱量ガスの燃焼方法および高炉操業方法 |
| JP2011106803A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-06-02 | Jfe Steel Corp | 燃焼バーナによる高炉ガスの燃焼方法および高炉操業方法 |
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