KR101351317B1 - A method for preparing reducing gas by using cokes oven gas and by-product gas from steel works - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 이용한 환원가스의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 혼합하는 단계; 하기 역수성 가스전환 반응(1)에 의해 CO2 및 H2를 CO 및 H2O로 전환하는 단계; 및 하기 메탄 개질 반응(2)에 의해 CH4 및 H2O를 CO 및 H2으로 전환하는 단계를 포함하는 환원가스의 제조 방법에 관한 것이다.
CO2 + H2 → CO + H2O ΔHrxn = +41.2 kJ/mol (1)
CH4 + H2O → CO + 3H2 ΔHrxn = +206.1 kJ/mol (2)
본 발명에 의하면 제철 공정 중 발생하는 부생가스들을 혼합하여 이에 포함된 성분들을 활용함으로써, 특히 이산화탄소의 처리 비용이 절감될 뿐 아니라 제철 공정 및 화학산업에 유용하게 활용할 수 있는 환원가스인 일산화탄소 및 수소를 효과적으로 생산할 수 있다.The present invention relates to a method for producing a reducing gas using coke oven gas and steel by-product gas, more specifically, mixing the coke oven gas and the steel by-product off gas from tar and H 2 S; CO 2 by the following irreversible gas shift reaction (1) And converting H 2 to CO and H 2 O; And converting CH 4 and H 2 O into CO and H 2 by the methane reforming reaction (2) below.
CO 2 + H 2 → CO + H 2 O Δ H rxn = +41.2 kJ / mol (1)
CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 Δ H rxn = +206.1 kJ / mol (2)
According to the present invention, by mixing by-product gases generated during the steelmaking process and utilizing the components contained therein, carbon monoxide and hydrogen, which are reducing gases that can be effectively utilized in the steelmaking process and the chemical industry, as well as reducing the treatment cost of carbon dioxide, are used. Can produce effectively.
Description
본 발명은 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 이용한 환원가스의 제조 방법에 관한 것으로, 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 이용하여 수소 및 일산화탄소의 혼합 가스를 다량 포함하는 환원가스를 효율적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a reducing gas using coke oven gas and steel by-product gas, to a method for efficiently producing a reducing gas containing a large amount of mixed gas of hydrogen and carbon monoxide using the coke oven gas and steel by-product gas It is about.
석탄을 배합하여 건류 공정으로 코크스를 제조하는 과정에서 코크스 오븐 가스 (COG), 타르 및 수분이 발생하는데, 이러한 생성물 중에서 타르 및 수분은 액상으로 회수 처리되며, 가스 상태인 코크스 오븐 가스는 포집하여 일부 정제공정을 거쳐서 제철소 내의 에너지원으로 사용된다.
Coke oven gas (COG), tar, and water are generated during the coking process by combining coal to produce coke in a dry distillation process. Among these products, tar and water are recovered in a liquid phase, and a gaseous coke oven gas is collected and partially It is used as an energy source in steel mills through a refining process.
한편, 코크스 오븐 가스 중에는 H2S가 일부 함유되어 있는데, 이는 연소 시에 대기 환경의 오염을 일으키는 SOx를 방출시키는 원인 물질이다. 따라서, 상기 코크스 오븐 가스로부터 H2S 및 타르를 제거하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다.
On the other hand, the coke oven gas contains a part of H 2 S, which is a source of the emission of SOx causing pollution of the atmospheric environment during combustion. Therefore, much research has been made to remove H 2 S and tar from the coke oven gas.
한편, 파이넥스 공정에서 발생하는 파이넥스 오프 가스(FINEX Off Gas, FOG), 파이넥스 테일 가스(FINEX Tail Gas, FTG) 등은 약 20~75%의 고농도 이산화탄소를 포함하고 있다.
Meanwhile, FINEX Off Gas (FOG) and FINEX Tail Gas (FTG) generated in the Finex process contain high concentration of carbon dioxide of about 20% to 75%.
상기와 같은 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스는 제철 공정에 필요한 열원이나 발전소 연소 연료로 소비되는 경우가 대부분이며, 또는 부생가스 내 이산화탄소를 분리하고 회수하여 사용하고 있는 경우도 있다.
The coke oven gas and the steelmaking by-product gas as described above are often consumed as a heat source or a power plant combustion fuel required for the steelmaking process, or in some cases, carbon dioxide in the by-product gas is separated and recovered.
그러나, 이와 같은 부생가스를 단순히 연소 원료로 사용하지 않고 고부가가치의 환원가스인 수소 및 일산화탄소의 혼합 가스를 획득하는 데 활용할 수 있다면 제철 공정에서 유용하게 이용할 수 있을 것이다.However, if the by-product gas can be used to obtain a mixed gas of hydrogen and carbon monoxide, which is a high value-added reducing gas instead of simply using the combustion raw material, it may be usefully used in the steelmaking process.
이에 본 발명의 한 측면은 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 이용한 환원가스의 제조 방법에 관한 것이다.Accordingly, one aspect of the present invention relates to a method for producing a reducing gas using a coke oven gas and steel by-product gas.
본 발명의 일 견지에 의하면, 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 혼합하는 단계; 하기 역수성 가스전환 반응(1)에 의해 CO2 및 H2를 CO 및 H2O로 전환하는 단계; 및 하기 메탄 개질 반응(2)에 의해 CH4 및 H2O를 CO 및 H2으로 전환하는 단계를 포함하는 환원가스의 제조 방법이 제공된다.
According to one aspect of the invention, the step of mixing the coke oven gas and steel off-by-gas off the tar and H 2 S; CO 2 by the following irreversible gas shift reaction (1) And converting H 2 to CO and H 2 O; And converting CH 4 and H 2 O into CO and H 2 by the methane reforming reaction (2) below.
CO2 + H2 → CO + H2O ΔHrxn = +41.2 kJ/mol (1)CO 2 + H 2 ¡Æ CO + H 2 O Δ H rxn = +41.2 kJ / mol (1)
CH4 + H2O → CO + 3H2 ΔHrxn = +206.1 kJ/mol (2)
CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 Δ H rxn = +206.1 kJ / mol (2)
상기 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스는 50~60부피%의 H2 및 20~30 부피%의 CH4를 포함하는 것이 바람직하다.
The coke oven gas from which the tar and H 2 S is removed preferably includes 50 to 60% by volume of H 2 and 20 to 30% by volume of CH 4 .
상기 제철 부생가스는 파이넥스 공정에서 발생하는 것이 바람직하다.
The iron by-product gas is preferably generated in the Finex process.
상기 제철 부생가스는 20~50부피%의 CO2를 포함하는 것이 바람직하다.
The iron by-product gas preferably contains 20 to 50% by volume of CO 2 .
상기 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스는 1:1 내지 2:1의 부피비로 혼합되는 것이 바람직하다.
The coke oven gas and the iron by-product gas from which the tar and H 2 S are removed are preferably mixed in a volume ratio of 1: 1 to 2: 1.
상기 메탄 개질 반응(2) 시 H2O를 추가로 투입하는 것이 바람직하다.
In the methane reforming reaction (2), it is preferable to further add H 2 O.
상기 투입되는 H2O의 양은 총 H2O의 양이 CH4를 기준으로 2~3.5배 부피비가 되도록 투입하는 것이 바람직하다.
The amount of the added total amount of H 2 O of H 2 O which is added is preferably such that 2 to 3.5 times by volume relative to CH 4.
상기 역수성 가스전환 반응(1)은 350 내지 500℃의 온도에서 철계 촉매를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다.
The reverse water gas shift reaction (1) is preferably performed using an iron-based catalyst at a temperature of 350 to 500 ℃.
상기 역수성 가스전환 반응(1)은 200 내지 300℃의 온도에서 구리계 촉매를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다.
The reverse water gas shift reaction (1) is preferably performed using a copper-based catalyst at a temperature of 200 to 300 ℃.
상기 메탄 개질 반응(2)은 알루미나계 담지체에 니켈이 담지된 촉매를 이용하여 600℃ 내지 1200℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
The methane reforming reaction (2) is preferably carried out at a temperature of 600 ℃ to 1200 ℃ using a catalyst on which nickel is supported on the alumina-based support.
상기 혼합하는 단계에 후속적으로 압축기에 의한 압축 단계가 추가로 수행되는 것이 바람직하다.Preferably, the mixing step by the compressor is further performed after the mixing step.
본 발명에 의하면 제철 공정 중 발생하는 부생가스들을 혼합하여 이에 포함된 성분들을 활용함으로써, 특히 이산화탄소의 처리 비용이 절감될 뿐 아니라 제철 공정 및 화학산업에 유용하게 활용할 수 있는 환원가스인 일산화탄소 및 수소를 효과적으로 생산할 수 있다.According to the present invention, by mixing by-product gases generated during the steelmaking process and utilizing the components contained therein, carbon monoxide and hydrogen, which are reducing gases that can be effectively utilized in the steelmaking process and the chemical industry, as well as reducing the treatment cost of carbon dioxide, are used. Can produce effectively.
도 1은 본 발명의 환원가스 제조공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스와 제철 부생가스가 2:1로 혼합된 가스를 사용하여 450~1450K의 범위에서 온도를 변화시켜 메탄 개질 반응을 수행한 경우, 반응온도에 따른 환원가스의 성분별 변화 추이를 나타낸 것이다.Figure 1 schematically shows a reducing gas production process of the present invention.
FIG. 2 illustrates a reaction temperature when methane reforming reaction is performed by changing a temperature in the range of 450-1450 K using a gas mixture of tar and H 2 S from which coke oven gas and steel by-product gas are mixed at 2: 1. It shows the change of each component of the reducing gas according to.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 살펴본다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings looks at the present invention in detail.
도 1은 본 발명의 환원가스 제조공정을 도식적으로 나타낸 것으로, 본 발명은 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 혼합하는 단계; 하기 역수성 가스전환 반응(1)에 의해 CO2 및 H2를 CO 및 H2O로 전환하는 단계; 및 하기 메탄 개질 반응(2)에 의해 CH4 및 H2O를 CO 및 H2으로 전환하는 단계를 포함한다.
Figure 1 schematically shows a reducing gas production process of the present invention, the present invention comprises the steps of mixing the tar and H 2 S coke oven gas and steelmaking by-product gas; CO 2 by the following irreversible gas shift reaction (1) And converting H 2 to CO and H 2 O; And converting CH 4 and H 2 O into CO and H 2 by the methane reforming reaction (2) below.
CO2 + H2 → CO + H2O ΔHrxn = +41.2 kJ/mol (1)CO 2 + H 2 → CO + H 2 O Δ H rxn = +41.2 kJ / mol (1)
CH4 + H2O → CO + 3H2 ΔHrxn = +206.1 kJ/mol (2)
CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 Δ H rxn = +206.1 kJ / mol (2)
코크스로에서 발생하는 코크스 오븐 가스는 일반적으로 타르 및 H2S를 포함하고 있으나, 본 발명에서는 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스를 사용한다. 타르 및 H2S를 코크스 오븐 가스에서 제거하는 방법은 당업계에 알려진 어떠한 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 대한민국 공개특허 제2002-0088688호에서는 암모니아용액의 농도를 조절하여 습식방법으로 H2S를 제거하며, 대한민국 공개특허 제2002-0016136호에서는 흡수탑에서 안수와 접촉시킴으로써 코크스 오븐 가스의 H2S를 안수에 선택적으로 흡수시켜 제거하는 코크스 오븐 가스를 0.5 내지 0.6의 기액접촉 비율로 농도가 2 내지 5 g/l인 메틸디에탄올아민(MDEA; Methyldiethanolamine) 수용액과 접촉시키는 코크스 오븐 가스의 H2S 제거 방법을 제공한다.
The coke oven gas generated in the coke oven generally contains tar and H 2 S, but the present invention uses coke oven gas from which tar and H 2 S have been removed. The method of removing tar and H 2 S from the coke oven gas may use any method known in the art. For example, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0088688, H 2 S is removed by a wet method by adjusting the concentration of ammonia solution, and in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0016136, the coke oven gas is contacted with ordination in an absorption tower. The coke oven gas of the coke oven gas which selectively absorbs H 2 S to be removed by ordination and is contacted with an aqueous solution of methyldiethanolamine (MDEA) having a concentration of 2 to 5 g / l at a gas-liquid contact ratio of 0.5 to 0.6. Provided are methods for removing H 2 S.
또한, 제철공장의 코크 오븐에서 석탄을 건류하여 코크스를 생산하는 과정에서 발생되는 부생가스인 코크스 오븐 가스(COKES OVEN GAS)(이하, 'COG'라 한다) 중에는 불순물로서 타르 성분이 포함되어 있는데, 이와 같이 COG에 포함된 타르성분은 상기 COG를 처리하는 화성 공장의 다운커머(DOWN COMER) 설비에서 제거될 수 있다.
In addition, coke oven gas (COKES OVEN GAS) (hereinafter referred to as 'COG'), a by-product gas generated in the process of producing coke by distilling coal from a coke oven in a steel mill, contains a tar component as an impurity. As such, the tar component included in the COG may be removed from the down comer facility of the Hwaseong plant that processes the COG.
상기 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스는 50~60부피%의 H2 및 20~30부피%의 CH4를 포함하는 것이 바람직하다.
The coke oven gas from which the tar and H 2 S are removed preferably includes 50 to 60% by volume of H 2 and 20 to 30% by volume of CH 4 .
한편, 본 발명에서 사용되는 제철 부생가스는 파이넥스 공정에서 발생하는 부생가스인 것이 바람직하다. 파이넥스 공정은 철강원료인 철광석과 유연탄을 중간 가공 처리하지 않고 가루형태 그대로 사용하여 쇳물을 뽑아내는 방식으로, 예비처리에서 발생하는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 이산화탄소 배출량이 고로 공정보다 현저히 낮다.
On the other hand, the iron by-product gas used in the present invention is preferably a by-product gas generated in the Finex process. Finex process uses iron ore and bituminous coal, which are raw materials of steel, to extract the waste water without powder processing. Sulfur oxides (SOx), nitrogen oxides (NOx) and carbon dioxide emissions from the pretreatment are higher than those of the blast furnace. Significantly lower.
상기 제철 부생가스는 20~50부피%의 CO2를 포함하는 것이 바람직하다.
The iron by-product gas preferably contains 20 to 50% by volume of CO 2 .
상기 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 혼합하여 환원가스를 얻을 수 있으며, 바람직하게는 1:1 내지 2:1의 부피비로 혼합하는 경우 80부피% 이상의 환원가스를 얻을 수 있다.
Reducing gas may be obtained by mixing the coke oven gas and the iron by-product gas from which the tar and H 2 S have been removed, and preferably, reducing gas of 80 vol% or more when mixed in a volume ratio of 1: 1 to 2: 1. Can be.
나아가, 혼합하는 단계에 후속적으로 압축기에 의한 압축 단계가 추가로 수행되는 것이 바람직하다. 압축 단계가 추가되는 경우 촉매 반응 시스템의 부피를 감소시킬 수 있으며, 반응 후 공정 활용에 있어 증량된 환원가스 포함 가스에 대한 추가의 승압 없이 직접 활용할 수 있어 에너지 소비를 저감하는 효과가 있다.
Furthermore, it is preferable that the compression step by the compressor is further performed after the mixing step. When the compression step is added, it is possible to reduce the volume of the catalytic reaction system, and in the use of the post-reaction process, it can be directly utilized without further boosting the increased reducing gas containing gas, thereby reducing energy consumption.
하기 역수성 가스전환 반응(Reverse Water-Gas Shift Reaction (rWGS)) (1)에 의해 CO2 및 H2를 CO 및 H2O로 전환하는 단계는 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 혼합한 혼합 가스 내의 CO2 및 H2를 CO 및 H2O로 전환한다.
CO 2 by the following Reverse Water-Gas Shift Reaction (rWGS) (1) And converting H 2 to CO and H 2 O includes CO 2 in a mixed gas of tar and H 2 S-removed coke oven gas and seasonal off-gas. And H 2 is converted to CO and H 2 O.
CO2 + H2 → CO + H2O ΔHrxn = +41.2 kJ/mol (1)
CO 2 + H 2 ¡Æ CO + H 2 O Δ H rxn = +41.2 kJ / mol (1)
본 발명에서 사용될 수 있는 역수성 가스전환 반응의 촉매로는 350~500℃의 고온에서는 철계 촉매를 이용하는 것이 바람직하고, 200~300℃의 저온에서는 구리계 촉매를 이용하는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니며, 당업계에 알려진 역수성 가스전환 반응에 적합한 어떠한 촉매도 이용할 수 있다.
It is preferable to use an iron-based catalyst at a high temperature of 350 to 500 ° C, and a copper-based catalyst at a low temperature of 200 to 300 ° C, but the present invention is not limited thereto. Any catalyst suitable for the reverse water-reverse gas shift reaction known in the art may be used.
후속적으로 하기 메탄 개질 반응(2)에 의해 CH4 및 H2O를 CO 및 H2으로 전환하는 단계가 수행된다.
Subsequently a step of converting CH 4 and H 2 O into CO and H 2 is carried out by the following methane reforming reaction (2).
CH4 + H2O → CO + 3H2 ΔHrxn = +206.1 kJ/mol (2)
CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 Δ H rxn = +206.1 kJ / mol (2)
상기 메탄 개질 반응(2) 시에는 효과적인 반응을 위하여 수증기(H2O)를 추가로 투입할 수 있으며, 상기 투입되는 수증기(H2O)의 양은 역수성 가스전환 반응에서 생성된 H2O량을 포함한 총 수증기(H2O)의 양이 CH4를 기준으로 하여 2~3.5배 부피비가 되도록 투입하는 것이 바람직하다.
The methane reforming reaction (2) when there may be additionally added to the water vapor (H 2 O) for efficient reaction, the H 2 O amount generated by the amount reverse water gas shift reaction of the added water vapor (H 2 O) is It is preferable to add the total amount of water vapor (H 2 O) including 2 to 3.5 times the volume ratio based on CH 4 .
상기 메탄 개질 반응(2)은 알루미나계 담지체에 니켈이 담지된 촉매를 이용하여 600℃ 내지 1200℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당업계에 알려진 메탄 개질 반응에 적합한 어떠한 촉매도 이용할 수 있다.
The methane reforming reaction (2) is preferably carried out at a temperature of 600 ℃ to 1200 ℃ using a catalyst on which nickel is supported on the alumina-based support, but is not limited thereto, and is suitable for methane reforming reaction known in the art. Any catalyst can be used.
한편, 상기 메탄 개질 반응(2)이 600℃ 미만에서 수행되는 경우에는 CH4 반응 전환율이 낮아 제철 공정 환원가스로 사용하기 어려운 문제가 있으며, 1200℃를 초과하여 수행되는 경우에는 촉매 내 활성물질이 뭉치게 되어 활성 표면적이 줄어드는 문제가 있다.
On the other hand, when the methane reforming reaction (2) is carried out at less than 600 ℃ has a low CH 4 reaction conversion rate is difficult to use as a steelmaking process reducing gas, when carried out above 1200 ℃, the active material in the catalyst There is a problem that agglomeration reduces the active surface area.
본 발명에 의해 CO 및 H2가 80부피% 이상 포함되어 있는 환원가스를 얻을 수 있다. 이와 같이 환원가스 비율이 높을수록 고로 및 유동로에 투입하기 용이하고, 환원가스를 제외한 가스인 CH4, CO2, N2 등이 20%이하로 제어됨으로써 환원가스의 이용 효율을 증가시킬 수 있다.
According to the present invention, a reducing gas containing 80 vol% or more of CO and H 2 can be obtained. In this way, the higher the ratio of reducing gas, the easier it is to be injected into the blast furnace and the flow furnace, and the use efficiency of the reducing gas can be increased by controlling less than 20% of CH 4 , CO 2 , N 2, etc., except for reducing gas. .
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시에는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are given for the purpose of helping to understand the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.
[실시예 1]Example 1
표 1과 같은 조성을 갖는 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스(A)를 COG Holder로부터 획득하였다.
Tar and H 2 S having a composition as shown in Table 1 was obtained from the coke oven gas (A) from the COG Holder.
표 2와 같은 조성을 갖는 제철 부생가스(B)를 유동환원로 가스 분리 정제 설비 전단으로부터 획득하였다.Steelmaking by-product gas (B) having a composition as shown in Table 2 was obtained from the front end of the gas separation and purification equipment of the flow reduction reactor.
상기에서 획득한 코크스 오븐 가스(A)와 제철 부생가스(B)를 하기 표 3과 같이 각각 2:1, 1:1 및 1:2의 비율로 혼합하고, 역수성 가스전환 반응 및 메탄 개질 반응을 연속적으로 수행하여 환원가스를 제조하였다.
The coke oven gas (A) and the steel production by-product gas (B) obtained above are mixed in a ratio of 2: 1, 1: 1, and 1: 2, respectively, as shown in Table 3 below, and a reverse water gas shift reaction and a methane reforming reaction. Was carried out continuously to produce a reducing gas.
상기 역수성 가스전환 반응은 압력 1 Bar, 온도 773K에서 수행하였으며, 촉매는 Fe2O3 70%, Cr2O3 8%, Carbon 22% 를 볼밀링 후 800℃에서 소성시킨 것을 사용하였다. 또한, 상기 메탄 개질 반응은 압력 1 Bar, 온도 450~1450K 영역에서 감마 알루미나 담지체에 니켈 및 마그네슘이 담지된 촉매를 이용하여 수행하였다.
The reversible gas shift reaction was carried out at a pressure of 1 Bar, a temperature of 773 K, and the catalyst was calcined at 800 ° C. after ball milling Fe 2 O 3 70%, Cr 2 O 3 8%, Carbon 22%. In addition, the methane reforming reaction was performed using a catalyst in which nickel and magnesium were supported on the gamma alumina carrier at a pressure of 1 Bar and a temperature of 450 to 1450 K.
상기 반응 결과, 획득된 환원가스 비율은 하기 표 3에 나타내었다.
As a result of the reaction, the obtained reducing gas ratio is shown in Table 3 below.
(부피%)Reduction Gas Ratio
(volume%)
(부피%)CO 2 conversion
(volume%)
(부피%)CH 4 conversion
(volume%)
(부피%)H 2
(volume%)
(부피%)CO
(volume%)
상기 표 3으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따를 경우 75% 이상의 높은 H2 및 CO의 비율을 갖는 환원가스를 얻을 수 있으며, 특히 코크스 오븐 가스와 제철 부생가스가 1:1 ~ 2:1의 비율로 혼합된 가스를 사용한 경우 80부피% 이상의 보다 높은 비율을 갖는 환원가스를 획득할 수 있음을 알 수 있다.
As can be seen from Table 3, according to the method of the present invention it can be obtained a reducing gas having a high ratio of H 2 and CO of 75% or more, in particular coke oven gas and iron by-product gas 1: 1 ~ 2 It can be seen that when using a gas mixed in a ratio of 1, a reducing gas having a higher ratio of 80% by volume or more can be obtained.
[실시예 2][Example 2]
실시예 1과 동일한 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 이용하여 동일한 조건에서 환원가스를 제조하였다. 단, 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스(A)와 제철 부생가스(B)를 2:1의 비율로 혼합한 가스를 사용하였으며, 메탄 개질 반응은 온도 450~1450K의 범위에서 변화시켜 수행하였다. 메탄 개질 반응온도에 따른 환원가스의 성분별 변화 추이를 도 2에 나타내었다.
A reducing gas was prepared under the same conditions by using the same coke oven gas and iron by-product gas as in Example 1. However, coke oven gas (A) and steel by-product gas (B) in which tar and H 2 S were removed were mixed at a ratio of 2: 1, and the methane reforming reaction was changed in a temperature range of 450-1450 K. Was performed. 2 shows the change of the components of the reducing gas according to the methane reforming reaction temperature.
도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 600~1200℃에서 메탄 개질 반응을 수행하는 경우 보다 높은 H2 및 CO2 비율을 갖는 환원가스를 획득할 수 있다.As can be seen in Figure 2, when performing the methane reforming reaction at 600 ~ 1200 ℃ higher H 2 and CO 2 Reducing gas having a ratio can be obtained.
Claims (11)
하기 역수성 가스전환 반응(1)에 의해 CO2 및 H2를 CO 및 H2O로 전환하는 단계; 및
하기 메탄 개질 반응(2)에 의해 CH4 및 H2O를 CO 및 H2으로 전환하는 단계를 포함하며, 상기 타르 및 H2S가 제거된 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스는 1:1 내지 2:1의 부피비로 혼합된 것인 환원가스의 제조 방법.
CO2 + H2 → CO + H2O ΔHrxn = +41.2 kJ/mol (1)
CH4 + H2O → CO + 3H2 ΔHrxn = +206.1 kJ/mol (2)Mixing the coke oven gas and the seasonal by-product gas from which tar and H 2 S have been removed;
Converting CO 2 and H 2 into CO and H 2 O by the following reverse-water gas shift reaction (1); And
Converting CH 4 and H 2 O into CO and H 2 by the methane reforming reaction (2), wherein the coke oven gas and the iron by-product gas from which tar and H 2 S are removed are 1: 1 to 2; Method for producing a reducing gas that is mixed in a volume ratio of 1: 1.
CO 2 + H 2 → CO + H 2 O Δ H rxn = +41.2 kJ / mol (1)
CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 Δ H rxn = +206.1 kJ / mol (2)
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