KR101292488B1 - 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법 - Google Patents

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Abstract

고로로부터 취출된 고로 가스를 흡수탑에 도입하고, 상기 흡수탑 내에서 흡수액에 상기 고로 가스 중의 이산화탄소를 흡수시키고, 상기 이산화탄소가 제거된 상기 고로 가스의 일부를 제철 프로세스에서 연소시켜 열원으로서 이용하고, 상기 이산화탄소가 제거된 상기 고로 가스의 다른 일부는 가스 터빈 발전 장치에 도입하여 연소시켜서 발전을 행하는 연료로서 이용하고, 상기 흡수탑에서 상기 이산화탄소를 흡수한 상기 흡수액을 재생탑에 도입하고, 상기 재생탑 내에 도입된 상기 흡수액을 상기 가스 터빈 발전 장치의 배기 가스의 열을 이용하여 가열함으로써, 상기 흡수액으로부터 상기 이산화탄소를 제거하고, 상기 이산화탄소가 제거된 상기 흡수액을 상기 재생탑으로부터 상기 흡수탑으로 순환시키는 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법이다.

Description

고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법{METHOD FOR SEPARATING AND COLLECTING CARBON DIOXIDE FROM BLAST FURNACE GAS}
본 발명은, 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법에 관한 것으로, 외부로부터 열을 공급하지 않고 고로 가스로부터 효율적으로 이산화탄소를 분리 회수하는 방법에 관한 것이다.
지구 온난화를 방지하기 위해, 이산화탄소의 배출 삭감이 중요한 과제로 되고 있다. 따라서, 이산화탄소의 분리 회수 방법에 대해서는, 종래부터 다양한 제안이 이루어져 있다.
예를 들어, 특허 문헌 1에는, 제철소에서 발생하는 부생 가스 등으로부터 화학 흡수법으로 이산화탄소를 분리 회수하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은, 부생 가스로부터 화학 흡수액에 의해 이산화탄소를 흡수한 후, 화학 흡수액을 가열하여 이산화탄소를 분리시키는 프로세스에 있어서, 제철소에서 발생하는 저품위 배열을 활용함으로써, 대규모 이산화탄소 발생원으로부터 배출되는 이산화탄소를, 콤팩트한 설비로 효율적이면서 또한 저렴하게 분리 회수하는 이산화탄소의 분리 회수 방법이다.
이 특허 문헌 1은, 제철소에서 발생하는 부생 가스(BFG, COG, LDG 등)로부터 화학 흡수액으로 이산화탄소를 흡수한 후, 화학 흡수액을 가열하여 이산화탄소를 분리시키는 프로세스에 있어서, 제철소에서 발생하는 예를 들어, 소결 제품 쿨러로부터의 배열(약 350℃), 소결 주배기 가스(약 280℃), 열풍로 배기 가스(약 230℃), 소결 주배기 가스(약 180℃), 고로 슬래그의 수쇄(水碎)에 사용한 배수 (약 90℃) 등의 저품위 배열을 활용하는 것이 개시되어 있다. 고로로부터 배출되는 고로 가스는, 집진기에 의해 더스트를 제거한 후에 있어서 0.2 내지 0.3㎫의 압력을 갖기 때문에, TRT(로정 압력 회수 터빈:Top pressure Recovery Turbine)를 사용하여 발전에 이용되고 있다. 그 후, 이 고로 가스는, 제철 프로세스에 있어서의 가열용 및 발전용의 연료 가스로서 사용되고 있다.
최근, 발전 효율을 향상시키기 위해, 고로 가스를 가스 터빈 발전 장치에서 연소시킴으로써 발전을 행하는 방법이 채용되고 있다. 이와 같은 방법은, 예를 들어 특허 문헌 2에 개시되어 있다.
도 10을 사용하여, 종래 기술의 개요를 설명한다. 도 10은 고로 가스를 연료로 하는 가스 터빈 발전 장치의 계통도이다. 고로 가스 A(BFG)는, 도시하지 않은 고로로부터 발생한 것이며, 더스트 캐쳐(1), 제1 벤추리 스크러버(2), 제2 벤추리 스크러버(3), 건식 집진 장치(4)로 이루어지는 각종 집진 장치에 의해 청정화된다. 그 후, 고로 가스(고압 세정 고로 가스)는 TRT(5) 또는 감압 밸브(6) 및 사일렌서(7)로 이루어지는 고로 가스의 감압 수단에 의해, 대기압 근방까지 강압된 후, 가스 홀더(8)에 축적된다. BFG를 가스 터빈 발전 장치용 연료로서 사용할 때는 도시하고 있지 않은 코크스로 가스(COG) 등과 혼합되어 가스 터빈 연소에 필요한 열량까지 높여서, 연료 가스 압축기(9-1)에 의해서 압축된다. 압축된 연료 가스는, 공기 압축기(9-5)를 나온 압축 공기와 연소기(9-2) 내로 혼합되어 연소된다. 연소기(9-2)에서 연소된 고로 가스는 가스 터빈(9-3)을 구동하여 배기 가스로 되고, 증기 보일러(9-4)에 공급되어 증기의 라인을 가열함으로써 과열 증기를 생성한다. 이 과열 증기는 증기 터빈(9-7)의 동력원으로 된다. 또한 부호 9-6은 발전기, 부호 9-8은 복수기(復水器)를 각각 나타낸다.
일본 특허 출원 공개 제2004-292298호 공보 일본 특허 출원 공개 평9-79046호 공보
그러나, 상기 특허 문헌 1과 같은 화학 흡수액으로 이산화탄소를 흡수한 후, 화학 흡수액을 가열하여 이산화탄소를 분리시키는 프로세스에 제철소에서 발생하는 저품위 배열을 이용 또는 활용하는 기술에서는, 이하의 과제를 갖고 있어 실용 기술로서 이용할 수 없다.
고로로부터 배출되는 고로 가스의 배출량은, 매우 다량이므로, 그 처리량이 다량으로 된다. 따라서, 상기의 프로세스에 있어서, 다량의 이산화탄소를 흡수한 흡수액을 가열ㆍ재생하기 위해, 제철소에서 발생하는 저품위 배열을 이용하는 방법으로는, 그 가열 에너지가 현저하게 부족하다. 따라서, 다량의 고로 가스를 처리하기 위해서는, 흡수액을 가열ㆍ재생하기 위한 새로운 가열 수단을 배치할 필요가 있어, 실용 기술로서의 실현성이 어렵다.
한편, 특허 문헌 2에서는, 가스 중 이산화탄소의 흡수ㆍ분리에 대해서는, 일절 개시가 없다. 따라서, 고로 가스 연소 후의 가스 터빈으로부터의 배기 가스 중에 포함되어 있는 이산화탄소를 처리할 수 없다.
본 발명의 목적은, 전술한 바와 같은 종래 기술의 과제를 해결하고, 발전 효율을 향상시키기 위해, 청정화된 고로 가스를 가스 터빈 발전 장치에서 연소시킴으로써 발전을 행하는 방법에 있어서, 고로 가스 중 및 고로 가스 연소 후의 가스 터빈으로부터의 배기 가스 중에 포함되어 있는 다량의 이산화탄소를 흡수한 흡수액을 가열ㆍ재생하기 위한 새로운 가열 수단을 배치하지 않고, 다량의 이산화탄소를 분리 회수할 수 있는 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법은, 고로로부터 취출된 고로 가스를 흡수탑에 도입하고, 상기 흡수탑 내에서 흡수액에 상기 고로 가스 중의 이산화탄소를 흡수시키고, 상기 이산화탄소가 제거된 상기 고로 가스의 일부를 제철 프로세스에서 연소시켜 열원으로서 이용하고, 상기 이산화탄소가 제거된 상기 고로 가스의 다른 일부는 가스 터빈 발전 장치에 도입하여 연소시켜서 발전을 행하는 연료로서 이용하고, 상기 흡수탑에서 상기 이산화탄소를 흡수한 상기 흡수액을 재생탑에 도입하고, 상기 재생탑 내에 도입된 상기 흡수액을 상기 가스 터빈 발전 장치의 배기 가스의 열을 이용하여 가열함으로써, 상기 흡수액으로부터 상기 이산화탄소를 제거하고, 상기 이산화탄소가 제거된 상기 흡수액을 상기 재생탑으로부터 상기 흡수탑으로 순환시킨다.
이와 같은 본 발명에 있어서는, 고로로부터의 고로 가스는 흡수탑에 있어서 이산화탄소가 제거된 후, 제철 프로세스의 가열용 연료로서 이용되는 동시에, 가스 터빈 발전 장치의 연료로서 발전에 이용된다. 또한, 가스 터빈으로부터의 배기 가스는, 그 열을 앞서 흡수탑에서 이산화탄소 제거에 사용한 흡수액의 재생에 이용된다. 따라서, 이산화탄소의 분리 회수를 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 고로 가스 중의 불연 성분인 이산화탄소를 제거하기 위해, 연료 가스로서의 열량이 높아진다. 그로 인해, COG 등의 증열제의 첨가량을 삭감할 수 있다.
본 발명의 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법에 있어서, 상기 흡수탑을 상기 고로 가스의 감압 수단의 전단에 설치하고, 상기 고로 가스를 고압의 상태에서 상기 흡수탑에 도입해도 된다.
이와 같은 본 발명에서는, 흡수탑에 있어서는 고로 가스를 감압 전의 높은 압력으로 할 수 있어, 흡수액에의 이산화탄소의 흡수 성능을 높게 유지할 수 있다.
본 발명의 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법에 있어서, 상기 가스 터빈 발전 장치의 배기 가스를 부흡수탑에 도입하고, 상기 부흡수탑 내에서 상기 흡수액에 상기 배기 가스 중의 이산화탄소를 흡수시켜도 된다.
이와 같은 본 발명에 있어서는, 고로로부터의 고로 가스에 포함되는 이산화탄소는 전술한 흡수탑에서 흡수되는 동시에, 그 후에 가스 터빈 발전 장치에서 고로 가스가 연소함으로써 발생하는 이산화탄소는 부흡수탑으로 흡수할 수 있고, 이산화탄소의 분리 회수량을 증가시키면서 흡수액의 순환에 의한 효율적인 운용을 행할 수 있다.
본 발명의 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법에 있어서, 상기 흡수액의 가열에 필요한 열량이 상기 가스 터빈의 배기 가스가 갖는 열량과 비교하여 현저하게 적은 경우는, 상기 가스 터빈 발전 장치로서, 가스 터빈의 배기 가스의 열을 이용하여 고압 증기를 발생하는 증기 보일러와, 이 증기 보일러로부터의 고압 증기를 상기 가스 터빈 발전 장치의 동력으로서 이용하는 증기 터빈과, 이 증기 터빈으로부터의 이용 완료 증기를 복수하는 복수기를 갖는 장치를 사용하고, 상기 가스 터빈의 배기 가스의 열의 일부와 상기 복수기의 열을 상기 흡수액의 가열에 이용해도 된다.
이와 같은 본 발명에 있어서는, 가스 터빈 발전 장치의 종래 불필요했던 복수열을 흡수액의 가열에 이용하므로, 가스 터빈 발전 장치에서 고로 가스의 연소에 의해 발생하는 열의 이용 효율이 향상된다.
본 발명에 따르면, 청정화된 고로 가스를 가스 터빈 발전 장치에서 연소시킴으로써 발전을 행하는 방법에 있어서, 흡수액을 가열ㆍ재생하기 위한 새로운 가열 수단을 배치하지 않고, 고로 가스 중 및 고로 가스 연소 후의 가스 터빈으로부터의 배기 가스 중에 포함되어 있는 다량의 이산화탄소를 분리 회수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 형태를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시 형태를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시 형태를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시 형태를 나타내는 블록도이다.
도 8은 제8 실시 형태를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 제9 실시 형태를 나타내는 블록도이다.
도 10은 종래예를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 도면을 사용하여 상세하게 설명한다.
<제1 실시 형태>
도 1에는, 본 발명의 제1 실시 형태가 나타내어져 있다.
도 1에 있어서, 부호 5는 TRT(로정압 회수 터빈), 부호 6은 감압 밸브, 부호 7은 사일렌서이며, 이상에 의해 고로 가스의 감압 수단이 구성되어 있다.
부호 8은 가스 홀더, 부호 9-1은 연료 가스 압축기, 부호 9-2는 연소기, 부호 9-3은 가스 터빈, 부호 9-4A는 이산화탄소 흡수액 가열용 열교환기, 부호 9-5는 공기 압축기, 부호 9-6은 발전기를 각각 나타낸다.
부호 9의 가스 터빈 발전 장치는, 연료 가스 압축기(9-1), 연소기(9-2), 가스 터빈(9-3), 이산화탄소 흡수액 가열용 열교환기(9-4A), 공기 압축기(9-5), 발전기(9-6)로 구성되어 있다. 또한, 부호 10은 흡수탑, 부호 12는 재생탑을 나타낸다.
도면 중, 화살표 B는, 상기의 종래 기술의 항에서 설명한 각종 집진 장치(도시 생략)에 의해 청정화된 고압 청정 고로 가스이며, 일부는 라인 C로 분기되고, 다른 일부는 라인 E, F를 거쳐서 화살표 G로 배출된다. 한편, 화살표 L, M으로 나타내는 흐름은, 이산화탄소의 흡수액의 순환 흐름을 나타낸다. 화살표 K는 분리된 이산화탄소이다.
또한, 이후의 각 실시 형태에 있어서, 동일한 요소에 대해서는 동일한 기호를 사용함으로써 설명의 중복을 피한다.
본 발명에 적용하는 이산화탄소의 분리 흡수법으로서는, 예를 들어 아민류 등의 화학 흡수액을 사용하는 화학 흡수법이 있다. 고로로부터 취출되어 청정화된 고압 청정 고로 가스 B는, 고로 가스의 감압 수단의 전단에 설치되어 있는 흡수탑(10)에 도입된다. 상기 흡수탑(10) 내에서는, 상기 고로 가스를, 이산화탄소 흡수 매체인 화학 흡수액에 대략 30℃ 내지 50℃로 접촉시킴으로써, 화학 흡수액에 고로 가스 중의 이산화탄소가 흡수된다.
그 후 이산화탄소가 제거된 고로 가스의 일부는, 가스 홀더(8)를 지나, 예를 들어, 도시하고 있지 않은 코크스로, 가열로 등에 반송되어 각종 제철 프로세스에서 연소되어 열원으로서 이용된다.
한편, 이산화탄소가 제거된 고로 가스의 다른 일부는, 연료 가스 압축기(9-1)에 의해서 압축된다. 압축된 연료 가스는, 공기 압축기(9-5)를 나온 압축 공기와 연소기(9-2) 내로 혼합ㆍ연소하여, 가스 터빈(9-3)을 구동하고, 배기 가스는 이산화탄소 흡수액 가열용 열교환기(9-4A)를 지나 굴뚝으로부터 대기 중으로 방출된다.
이때, 흡수탑(10)에서 이산화탄소를 흡수한 흡수액은, 재생탑으로부터 흡수탑으로 순환되는 흡수액(M)과 열교환함으로써 예비적으로 가열된 후, 재생탑(12) 내에 도입되고, 탑내 상부에 배치된 노즐로부터 살포된다.
한편, 이산화탄소가 제거된 후에 재생탑(12) 내 저부에 소정량 잔류된 흡수액은, 그 일부가 계속적으로 재생탑(12)으로부터 추출되고, 이산화탄소 흡수액 가열용 열교환기(9-4A)를 통하여 재생탑(12)으로 복귀된다. 열교환기(9-4A)는 가스 터빈(9-3)의 배기 가스에 접촉하므로, 재생탑(12)으로부터 추출된 흡수액은, 열교환기(9-4A)에 있어서 배기 가스의 열에 의해 120℃ 전후로 가열된다.
가스 터빈(9-3)의 배기 가스의 열에 의해 가열된 후, 재생탑(12) 내로 복귀된 흡수액은, 재생탑(12) 내로 기화하고, 탑내 상부로부터 살포되는 흡수액과 접촉하여 동일 흡수액을 가열한다. 이산화탄소를 흡수한 흡수액이 가열되면, 가열된 흡수액으로부터 이산화탄소가 분리된다. 분리된 이산화탄소(K)는 재생탑(12)으로부터 배출된다. 한편, 이산화탄소가 제거된 흡수액은, 재생탑(12) 내 저부에 낙하하여, 소정량을 남겨 재생탑(12)으로부터 흡수탑(10)에 순환된다.
상술한 바와 같이, 가스 터빈 발전 장치(9)로부터의 배기 가스는, 그 열이 앞서 흡수탑에서 이산화탄소 제거에 사용한 흡수액의 재생에 이용된다. 따라서, 새로운 가열 수단을 설치하지 않고, 이산화탄소의 분리 회수를 효율적으로, 또한 다량의 고로 가스의 처리가 가능해진다.
가스 터빈(9-3)으로부터의 배기 가스 전체 열량은, 산화탄소 흡수액 가열용 열교환기(9-4A)에서 모두, 이산화탄소 흡수액 가열용으로서 사용되기 때문에, 종래와 같이, 도 10의 증기 터빈(9-7)을 설치할 필요가 없고, 간소한 설비 구성으로 에너지를 유효하게 활용하는 것이 가능하다. 또한, 고로 가스 중의 불연 성분인 이산화탄소를 제거하기 때문에, 연료 가스로서의 열량이 높아져, COG 등의 증열제의 첨가량을 삭감할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 분리 회수된 이산화탄소는, 예를 들어, 압축 처리되어 초임계 상태에서 땅 속에 압입되므로, 대기 중으로 배출되는 이산화탄소를 대폭으로 삭감할 수 있다.
또한, 흡수탑(10)의 배치 위치를 고로 가스의 각종 집진 장치의 후단으로 하고 있으므로, 상기 고로 가스는, 청정화된 것이며 흡수액이 열화되는 일이 없다.
또한, 흡수탑(10)을 고로 가스의 감압 수단의 전단에 설치시키고, 고로 가스를 고압의 상태로 흡수탑(10)에 도입하고 있다. 따라서, 본 발명에서는, 흡수탑에 있어서, 고로 가스를 감압 전의 높은 압력으로 할 수 있어, 흡수액에의 이산화탄소의 흡수 성능을 높게 유지할 수 있다.
<제2 실시 형태>
도 2에는 본 발명의 제2 실시 형태가 나타내어져 있다.
도 2에 있어서, 본 실시 형태의 제1 실시 형태에 대한 그 구성상의 차이점은, 흡수탑(10)을 고로 가스의 감압 수단[로정압 회수 터빈(5) 및 감압 밸브(6)]의 후단에 설치시키고 있는 것이다. 그 밖의 구성은, 도 1과 동일한 구성이므로, 중복되는 설명은 생략한다.
이와 같은, 도 2의 구성에 의해서도, 도 1과 마찬가지의 효과가 얻어진다. 단, 흡수탑(10)이 고로 가스의 감압 수단의 후단으로 되므로, 흡수 성능은 제1 실시 형태에는 적용되지 않는다.
<제3 실시 형태>
도 3에는 본 발명의 제3 실시 형태가 나타내어져 있다.
도 3에 있어서, 그 구성은 도 1에서 설명한 구성에 더하여, 이산화탄소 흡수액 가열용 열교환기(9-4A)의 후단에, 새롭게 부흡수탑(11)을 설치한 점이다. 그 밖의 구성은, 도 1과 동일한 구성이므로, 중복되는 설명은 생략한다.
가스 터빈 발전 장치(9)의 배기 가스는, 부흡수탑(11)에서, 흡수액과 접촉 함으로써 배기 가스 중으로부터 이산화탄소가 제거된 후, 시스템 밖으로 배출된다.
한편, 부흡수탑(11)에 있어서 이산화탄소를 흡수한 흡수액은, 흡수탑(10)에서 이산화탄소를 흡수한 흡수액과 함께 재생탑(12) 내에 도입되고, 탑내 상부에 배치된 노즐로부터 살포된다. 이후의 이산화탄소 제거의 프로세스는 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
<제4 실시 형태>
도 4에는, 본 발명의 제4 실시 형태가 나타내어져 있다.
도 4에 있어서, 그 구성은 도 3에서 설명한 구성에 더하여, 제철 프로세스의 배기 가스(N)를 이산화탄소 흡수액 가열용 열교환기(9-4A)에 도입하여, 가스 터빈 발전 장치(9)의 배기 가스와 합류시킨 점이다. 그 밖의 점은 도 3과 동일한 구성이므로, 중복되는 설명은 생략한다.
제철 프로세스의 배기 가스(L)는, 가스 터빈 발전 장치(9)의 배기 가스와 함께 부흡수탑(11)에서 흡수액과 접촉함으로써, 배기 가스 중으로부터, 이산화탄소가 제거된 후, 시스템 밖으로 배출된다. 또한, 가스 터빈으로부터의 배기 가스와 제철 프로세스로부터의 배기 가스를 혼합함으로써, 이산화탄소 흡수액 가열용 열교환기에서의 가스 온도가 내려간다. 그로 인해, 이산화탄소 흡수액이 과열됨으로써 열화되는 것을 방지할 수 있다.
<제5 실시 형태>
도 5에는 본 발명의 제5 실시 형태가 나타내어져 있다.
도 5에 있어서, 그 구성은 흡수탑(10)을 고로 가스의 감압 수단의 후단에 설치하고 있다. 그 밖의 구성은, 도 3과 동일한 구성이므로, 중복되는 설명은 생략한다.
이와 같은, 도 5의 구성에 의해서도, 도 3과 마찬가지의 효과가 얻어진다. 단, 흡수탑(10)을 고로 가스의 감압 수단의 후단으로 이루어지기 때문에, 흡수 성능은 제1 실시 형태에는 미치지 않는다.
<제6 실시 형태>
도 6에는 본 발명의 제6 실시 형태가 나타내어져 있다.
도 6에 있어서, 부호 9-4는 증기 보일러, 부호 9-7은 증기 터빈, 부호 9-8은 증기 터빈(9-7)으로부터의 이용된 증기를 복수하는 복수기를 나타낸다. 증기 보일러(9-4) 내에는, 2개의 열교환 관로(9-4B, 9-4C)가 설치되어 있다. 가스 터빈(9-3)의 배기 가스의 열로, 한쪽의 열교환 관로(9-4B)는, 고압 증기(I)를 발생시키고, 증기 터빈(9-7)을 구동시켜, 발전을 행하기 위한 것이고, 다른 쪽의 열교환 관로(9-4C)는, 재생탑(12) 내 저부에 소정량 잔류된 흡수액을 가열하는 것이다.
흡수탑(10)에서 이산화탄소를 흡수한 흡수액은, 재생탑(12)으로부터 흡수탑(10)으로 순환되는 흡수액(M)과 열교환되어 예비적으로 가열된 후, 복수기(9-8)에 도입된다. 복수기(9-8)에 도입된 흡수액은 이용된 증기와 열교환함으로써 가열되는 한편, 이용된 증기는 흡수액과 열교환함으로써 복수된다. 복수기(9-8)를 지난 흡수액은 재생탑(12) 내에 도입되고, 탑내 상부에 배치된 노즐로부터 살포된다.
한편, 이산화탄소가 제거된 후에 재생탑(12) 내 저부에 소정량 잔류된 흡수액은, 그 일부가 계속적으로 재생탑(12)으로부터 추출되고, 열교환 관로(9-4C)를 통하여 재생탑(12)으로 복귀된다. 열교환 관로(9-4C)는 가스 터빈(9-3)의 배기 가스에 접촉하므로, 재생탑(12)으로부터 추출된 흡수액은, 열교환 관로(9-4C)에 있어서 배기 가스의 열에 의해 가열된다. 이후의 이산화탄소 제거의 프로세스는 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
이러한 구성을 갖는 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법의 적용 방법은, 흡수액의 가열에 필요한 열량이 가스 터빈(9-7)의 배기 가스가 갖는 열량과 비교하여 현저하게 적은 경우에 실시하면 바람직하다.
즉, 가스 터빈 발전 장치(9)로서, 가스 터빈(9-3)의 배기 가스의 열의 일부를 이용하여 고압 증기를 발생하는 증기 보일러(9-4)와, 이 증기 보일러로부터의 고압 증기를 가스 터빈 발전 장치(9)의 동력으로서 이용하는 증기 터빈(9-7)과, 이 증기 터빈(9-7)으로부터의 이용된 증기를 복수하는 복수기(9-8)를 갖는 장치를 사용하고, 흡수액의 가열에는 가스 터빈(9-3)의 배기 가스의 열의 일부와 복수기(9-8)에서의 복수열을 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 있어서는, 가스 터빈 발전 장치(9)를 구성하는 복수기(9-8)에 있어서의 종래에 불필요하게 낭비하고 있었던 복수열을 흡수액의 가열에 이용하므로, 가스 터빈 발전 장치(9)에서 고로 가스의 연소에 의해 발생하는 열의 이용 효율이 향상된다.
<제7 실시 형태>
도 7에는 본 발명의 제7 실시 형태가 나타내어져 있다.
도 7에 있어서, 그 구성은 도 6에서 설명한 구성에 더하여, 이산화탄소 흡수액 가열용 열교환기(9-4A)의 후단에, 부흡수탑(11)을 설치하고 있다. 그 밖의 구성은, 도 1과 동일한 구성이므로, 중복되는 설명은 생략한다.
가스 터빈 발전 장치(9)의 배기 가스는, 부흡수탑(11)에서 흡수액과 접촉하고, 배기 가스 중으로부터, 이산화탄소가 제거된 후, 시스템 밖으로 배출된다.
한편, 부흡수탑(11)에 있어서 이산화탄소를 흡수한 흡수액은, 흡수탑(10)에서 이산화탄소를 흡수한 흡수액과 함께 재생탑(12) 내에 도입되고, 탑 내 상부에 배치된 노즐로부터 살포된다. 이후의 이산화탄소 제거의 프로세스는 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
<제8 실시 형태>
도 8에는 본 발명의 제8 실시 형태가 나타내어져 있다.
도 8에 있어서, 그 구성은, 도 6에서 설명한 구성에 있어서, 흡수탑(10)을 고로 가스의 감압 수단의 후단에 배치하고 있다.
그 밖의 구성은, 도 1과 동일한 구성이므로, 중복되는 설명은 생략한다.
<제9 실시 형태>
도 9에는 본 발명의 제9 실시 형태가 나타내어져 있다.
도 9에 있어서, 그 구성은, 도 8에서 설명한 구성에 더하여, 이산화탄소 흡수액 가열용 열교환기(9-4A)의 후단에, 새롭게 부흡수탑(11)을 설치한 점이다.
그 밖의 구성은, 도 8과 동일한 구성이므로, 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법은, 청정화된 고로 가스를 가스 터빈 발전 장치에서 연소시킴으로써 발전을 행하는 공정, 및 고로 가스 중 및 고로 가스 연소 후의 가스 터빈으로부터의 배기 가스 중에 포함되어 있는 다량의 이산화탄소를 흡수한 흡수액을 가열ㆍ재생하는 공정으로서 이용할 수 있다.
1 : 더스트 캐쳐
2 : 제1 벤추리 스크러버
3 : 제2 벤추리 스크러버
4 : 건식 집진 장치
5 : TRT(로정압 회수 터빈)
6 : 감압 밸브
7 : 사일렌서
8 : 가스 홀더
9 : 가스 터빈 발전 장치
9-1 : 연료 가스 압축기
9-2 : 연소기
9-3 : 가스 터빈
9-4 : 증기 보일러
9-4A : 이산화탄소 흡수액 가열용 열교환기
9-5 : 공기 압축기
9-6 : 발전기
9-7 : 증기 터빈
9-8 : 복수기
10 : 흡수탑
11 : 부흡수탑
12 : 재생탑
A : 고로 가스
B : 고압 청정 고로 가스
C : 제철 프로세스의 가열용 연료 가스
D : 코크스로 가스
E : 가스 터빈 발전 장치용 연료 가스
F : 공기
G : 배기 가스
H : 냉각수
I : 증기
J : 오프 가스
K : 이산화탄소
L : 이산화탄소를 흡수한 이산화탄소 흡수액
M : 이산화탄소를 흡수하기 전의 이산화탄소 흡수액
N : 제철 프로세스로부터의 배기 가스

Claims (4)

  1. 고로로부터 취출된 고로 가스를, 상기 고로 가스의 감압 수단의 전단에 설치한 흡수탑에, 고압 상태로 도입하고,
    상기 흡수탑 내에서 흡수액에 상기 고로 가스 중의 이산화탄소를 흡수시키고,
    상기 이산화탄소가 제거된 상기 고로 가스의 일부를 제철 프로세스에서 연소시켜 열원으로서 이용하고,
    상기 이산화탄소가 제거된 상기 고로 가스의 다른 일부는 가스 터빈 발전 장치에 도입하여 연소시켜서 발전을 행하는 연료로서 이용하고,
    상기 흡수탑에서 상기 이산화탄소를 흡수한 상기 흡수액을 재생탑에 도입하고,
    상기 재생탑 내에 도입된 상기 흡수액을 상기 가스 터빈 발전 장치의 배기 가스의 열을 이용하여 가열함으로써, 상기 흡수액으로부터 상기 이산화탄소를 제거하고,
    상기 이산화탄소가 제거된 상기 흡수액을 상기 재생탑으로부터 상기 흡수탑으로 순환시키는, 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 터빈 발전 장치의 배기 가스를 부흡수탑에 도입하고, 상기 부흡수탑 내에서 상기 흡수액에 상기 배기 가스 중의 이산화탄소를 흡수시키는, 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 터빈 발전 장치로서, 가스 터빈의 배기 가스의 열을 이용하여 고압 증기를 발생하는 증기 보일러와, 이 증기 보일러로부터의 고압 증기를 상기 가스 터빈 발전 장치의 동력으로서 이용하는 증기 터빈과, 이 증기 터빈으로부터의 이용 완료 증기를 복수하는 복수기를 갖는 장치를 사용하고, 상기 가스 터빈의 배기 가스의 열의 일부와 상기 복수기의 열을 상기 흡수액의 가열에 이용하는, 고로 가스로부터의 이산화탄소 분리 회수 방법.
  4. 삭제
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