KR101405579B1 - Method for operating blast furnace - Google Patents

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Abstract

미분탄을 고로 조업에서 보조 환원재로 이용할 때의 과제를 해결하고, 미분탄 대신 바이오매스를 이용함으로써 CO2 배출량 삭감에 공헌할 수 있는, 고로 조업 방법을 제공하는 것. 미분탄을 보조 환원재로 하여 송풍구로부터 취입하는 고로 조업에서, 바이오매스(1)를 건류장치(2)에서 건류하여 얻어지는 바이오매스탄(3)을 분쇄해서, 미분탄(4)과 동시에 송풍구로부터 취입하는 것을 특징으로 하는 고로 조업 방법을 이용한다. 미분탄과 바이오매스탄을 혼합장치(5)에서 혼합하여 송풍구로부터 취입하는 것, 미분탄과 바이오매스탄의 휘발분 농도 합계가 10mass% 이상이 되도록 송풍구로부터 취입하는 것이 바람직하다.A method of operating a blast furnace capable of contributing to the reduction of CO 2 emissions by solving the problem of using pulverized coal as an auxiliary reducing material in blast furnace operation and using biomass instead of pulverized coal. In the blast furnace operation in which pulverized coal is taken as an auxiliary reducing material and blown from the tuyeres, the biomass 3 obtained by carrying out the biomass 1 by carrying out the pulverization of the biomass 1 by the dry distillation apparatus 2 is pulverized, The blast furnace operation method is used. It is preferable that the pulverized coal and the biomass are mixed in the mixing device 5 to be taken in from the tuyeres and that the total volatile matter concentration of the pulverized coal and the biomass is 10%

Description

고로 조업 방법{METHOD FOR OPERATING BLAST FURNACE}{METHOD FOR OPERATING BLAST FURNACE}

본 발명은, 미분탄(微粉炭)을 보조 환원재(還元材)로 이용하는 고로(高爐) 프로세스에서, 바이오매스(biomass)를 건류하여 얻어지는 바이오매스탄(biomass char)을 고로의 보조 환원재로 이용하는 고로 조업 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a blast furnace using a biomass char obtained by carbonizing a biomass in a blast furnace process using pulverized coal as a reducing material, And a method of operating the blast furnace.

수형로(竪型爐)로서 대표적인 고로에서는, 철광석 또는 스크랩 등의 철원(鐵源)과, 철광석 환원재 및 열원으로서 코크스가 원료로 이용된다. 고로 조업에 적합한 코크스를 제조하기 위해서는, 고가이고 양질인 원료탄(coal for coke making)을 필요로 한다. 그 때문에, 현재, 연료용 석탄을 미분쇄한 미분탄을 열원으로 해서 고로의 송풍구로부터 취입하여, 고가의 코크스 사용량을 삭감하는 고로 조업 방법이 행해지고 있다. 고로 취입용으로 이용되고 있는 미분탄은 코크스용 석탄(coal for coke making)과는 달리, 일반적으로 점결성(caking property)이 떨어지는 석탄(비점탄)(noncaking coal)이 사용되고 있다. 취입하는 미분탄의 양은, 조업 조건에 따라서도 다르지만, 취입량이 많을수록 코크스 사용량을 삭감할 수 있어, 비용 절감이 가능해진다. 통상, 선철(銑鐵) 1톤당 100∼200㎏의 미분탄을 취입하면, 거의 같은 양의 코크스 사용량을 삭감할 수 있다. 여기서 취입되는 미분탄의 입도(粒度)는, 일반적으로 74㎛ 이하의 것이 전체 미분탄 질량의 60%∼80%(이것을 미분탄 입도가 74㎛ 이하, 60∼80mass%로 축약하여 기재한다.) 범위의 것이 공업적으로 이용되고 있다.In a typical blast furnace as a vertical furnace, a steel source such as iron ore or scrap, an iron ore reducing material, and coke as a heat source are used as raw materials. In order to produce a coke suitable for blast furnace operation, expensive and high-quality coal for coke making is required. For this reason, a blast furnace operation method is currently carried out in which pulverized coal in which pulverized coal for fuel is used as a heat source to blow it from the blast hole of the blast furnace, and the amount of expensive coke to be used is reduced. Unlike coal for coke making, pulverized coal used for injecting into blast furnace generally uses noncaking coal whose caking property is lowered. The amount of pulverized coal to be blown varies depending on the operating conditions, but the amount of coke to be used can be reduced as the blowing amount is larger, and the cost can be reduced. Normally, when pulverized coal of 100 to 200 kg per ton of pig iron is blown, the amount of coke used in almost the same amount can be reduced. The particle size of the pulverized coal to be blown here is generally in the range of 60 to 80% of the total pulverized carbon mass (the pulverized coal particle size is 74 μm or less, 60 to 80% by mass) And is used industrially.

고로는 로 하부 송풍구 부분에서 약 1100℃의 고온이고 또한 고속 공기(송풍구 입구 가스속도로 약 200m/s)를 취입하여, 코크스를 환원가스로 변환해서, 철광석을 환원한다. 송풍구 입구에는 이 충풍(衝風)에너지에 의해, 연소대(레이스웨이)로 불리는 공간이 형성되어, 이 공간에서 코크스가 환원가스로 변환된다. 송풍구 부분에 보조 환원재로서 취입되는 미분탄도 이 레이스웨이에서 환원가스로 변환할 필요가 있다. 그러나 레이스웨이를 통과하는 미분탄의 체류시간은 0.01초 정도여서, 연소성이 양호한 미분탄 성상(性狀)이 요망된다. 미분탄의 연소성은 그 입경도 중요하지만, 휘발분 양에 의존한다(예를 들면, 비특허문헌 1, 2 참조.). 레이스웨이 내에서 연소할 수 없었던 미분탄은 미연 차(char)로서 고로 내를 가스와 함께 상승한다. 그때, 철광석 환원에 의해 생성된 CO2 및 H20와 반응하여, CO로 변환된다. 이 CO는 철광석 환원에 이용된다. 미연 차의 소비량은 로 내에서 생성되는 CO2 및 H20 양에 의해 결정된다.In the blast furnace, a high-temperature air of about 1100 ° C (about 200 m / s at the tuyere inlet gas velocity) is blown from the bottom of the furnace to convert the coke to a reducing gas to reduce the iron ore. A space called a combustion zone (raceway) is formed in the inlet of the tuyeres by the impinging air energy, and the coke is converted into the reducing gas in this space. It is necessary to convert the pulverized coal introduced as the auxiliary reducing material into the tuyere portion into the reducing gas from the raceway. However, the residence time of the pulverized coal passing through the raceway is about 0.01 second, so that a pulverized coal having good combustibility is desired. The flammability of the pulverized coal depends on the amount of the volatile matter although the particle size is also important (see Non-Patent Documents 1 and 2, for example). The pulverized coal which could not burn in the raceway rises with the gas in the blast furnace as a char. At that time, it reacts with CO 2 and H 2 O produced by iron ore reduction and is converted to CO. This CO is used for iron ore reduction. The consumption of unburned tea is determined by the amount of CO 2 and H 2 O produced in the furnace.

한편, 지구 온난화 방지 관점에서 CO2 배출량 삭감이 긴급 과제이다. 철강업에서도 CO2 배출량 삭감을 위한 기술개발이 행해지고 있다. CO2 배출량 삭감 방법으로는, 인풋 탄소량을 삭감하는 방법, 아웃풋 CO2를 회수하는 방법, 종래의 석탄ㆍ석유 등을 카본 프리 탄소원으로 대체하는 방법 등이 있다. 카본 프리 탄소원으로는 바이오매스가 알려져 있으며, 철강업에서 석탄 대신으로 바이오매스를 이용할 수 있으면, CO2 배출량 삭감에 기여할 수 있다. 바이오매스로는, 건축 가옥 해체로 발생하는 목재 폐기물, 제재소에서 발생하는 목질계 폐기물, 삼림 등에서의 전정(剪定) 폐기물, 농업계 폐기물 등이 있다. 그 처리 이용 방법으로는, 매립, 방치, 소각, 연료 등이 주된 것이다. 또한, 연료 이용을 목적으로 한 바이오 연료 작물도 알려져 있다.On the other hand, reduction of CO 2 emissions from the viewpoint of preventing global warming is an urgent task. In the steel industry, technology is being developed to reduce CO 2 emissions. Examples of methods for reducing CO 2 emissions include a method of reducing input carbon, a method of recovering output CO 2, and a method of replacing conventional coal and petroleum with a carbon-free carbon source. Biomass is known as a carbon-free carbon source. If biomass can be used instead of coal in the steel industry, it can contribute to CO 2 emission reduction. Biomass includes wood waste generated by dismantling architectural houses, wood waste from sawmills, pruned waste from forests, and agricultural waste. Examples of the method of using the treatment include burial, neglect, incineration, fuel and the like. Biofuel crops for fuel use are also known.

바이오매스는 탄소, 산소, 수소로 구성되어 있지만, 그것 자체는 고함수율, 저발열량(예를 들면, 수분 15mass%, 발열량 16.2MJ/㎏-건조 기준)이어서 직접 제철 프로세스에 사용하는 것은 효율면에서 유리하다고는 말할 수 없다. 또한, 폐목재를 직접 74㎛ 이하로 분쇄하는 것은 통상의 석탄 밀(롤러 밀, 볼 밀 등)로는 곤란하고, 충격 방식 등의 분쇄기를 필요로 한다.Biomass is composed of carbon, oxygen and hydrogen, but it has high water content and low calorific value (for example, 15mass% moisture, calorific value 16.2MJ / kg-dry basis) I can not say that it is advantageous. Further, it is difficult to pulverize the waste wood directly to 74 mu m or less with a conventional coal mill (roller mill, ball mill, etc.), and a pulverizer such as an impact method is required.

일본철강협회 「철과 강」 vol.81, 1995년, p.1114Japan Iron & Steel Association "Iron and Steel" vol.81, 1995, p.1114 일본철강협회 「철과 강」 vol.78, 1992년, p.1206Japan Iron & Steel Association "Iron and Steel" vol.78, 1992, p.1206

상술한 종래 기술에서는, 이하 (a)∼(d)의 과제가 있다.In the above-mentioned prior art, there are the following problems (a) to (d).

(a) 일반적으로 휘발분 농도가 낮은 미분탄(예를 들면, 무연탄)은 연소성이 뒤떨어져, 송풍구 입구에서 고연소율을 확보할 수 없다.(a) In general, pulverized coal having a low volatile content (for example, anthracite) is inferior in combustibility, and a high combustion rate can not be ensured at the inlet of the tuyeres.

(b) 레이스웨이 내에서의 연소가 불충분한 경우, 미연소 차(연소가 불충분한 미분탄에서 생성되는 탄소)가 생성되어, 고로 내에서 발생하는 CO2 및 H20에 의해 가스화된다. 그러나 미연소 차 양이 많은 경우는 고로 내에서 소비되지 않아, 로 내의 압력손실이 증가한다.(b) When the combustion in the raceway is insufficient, unburned car (carbon generated from insufficient combustion charcoal) is generated and gasified by CO 2 and H 2 O generated in the blast furnace. However, when the amount of unburned fuel is large, it is not consumed in the blast furnace, and the pressure loss in the furnace increases.

(c) 고로 취입용 석탄을 선정하는 경우에는, 휘발분 양 등을 고려할 필요가 있다.(c) When selecting coal for blast furnace, it is necessary to consider the amount of volatile matter and the like.

(d) 상술한 바와 같이, 바이오매스를 고로 취입용 탄재(炭材)로 이용하는 경우에는, 고함수율, 저발열량임과 아울러, 미분으로의 분쇄가 곤란하여, 미분탄과 마찬가지의 조업이 행해지지 않아, 고로에서 효율적으로 사용할 수 없기 때문에, 코크스의 삭감 효과가 작다.(d) As described above, when the biomass is used as a carbon material for blowing into a blast furnace, it is difficult to crush into a fine powder and to carry out the same operation as pulverized coal since it has a high water content and a low calorific value , It can not be efficiently used in the blast furnace, so the effect of reducing the coke is small.

따라서 본 발명의 목적은, 이러한 미분탄을 고로 조업에서 보조 환원재로 이용할 때의 과제를 해결하고, 미분탄 대신에 바이오매스를 이용함으로써 CO2 배출량 삭감에 공헌할 수 있는, 고로 조업 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a blast furnace operation method capable of solving the problem of using such pulverized coal as an auxiliary reducing material in blast furnace operation and contributing to reduction of CO 2 emission by using biomass instead of pulverized coal .

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 이하와 같다.The features of the present invention to solve these problems are as follows.

(1) 미분탄(微粉炭)을 보조 환원재(還元材)로 하여 송풍구로부터 취입하는 고로 조업 방법에 있어서, 바이오매스(biomass)를 건류하여 얻어지는 바이오매스탄(炭)을 분쇄해서, 상기 바이오매스탄의 분쇄물을 생성하고, 상기 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄을 상기 송풍구로부터 취입하는 고로 조업 방법.(1) A method of operating a blast furnace in which pulverized coal is taken as a reducing material from a tuyeres, wherein the biomass coal obtained by distilling off biomass is pulverized, And a pulverized product of the biomass and pulverized coal are blown from the tuyeres.

(2) 상기 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 취입이, 미분탄과 바이오매스탄을 혼합하여 송풍구로부터 취입함으로써 이루어지는 (1)에 기재된 고로 조업 방법.(2) The blast furnace operating method according to (1), wherein the pulverized product of the biomass and the pulverized coal are blown by mixing pulverized coal and biomass.

(3) 상기 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 취입이, 동일 송풍구 내의 바이오매스탄 분쇄물의 취입랜스와 미분탄 취입랜스로부터 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄을 취입함으로써 이루어지는 (1)에 기재된 고로 조업 방법.(3) The method according to the above (1), wherein the blowing of the pulverized product of biomass and the pulverized coal is carried out by blowing the pulverized product of biomass and the pulverized coal from the pulverized lance of the biomass pulverized product in the same tuyere and the pulverized coal blowing lance Way.

(4) 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 휘발분 농도 합계가 10mass% 이상이 되도록 송풍구로부터 취입하는 (1)에 기재된 고로 조업 방법.(4) The blast furnace operating method according to (1), wherein the blasted product of biomass is pulverized from a tuyeres so that the total volatile matter concentration of the pulverized product and the pulverized coal is 10 mass% or more.

(5) 상기 휘발분 농도 합계가 10mass% 이상, 50mass% 이하인 (4)에 기재된 고로 조업 방법.(5) The blast furnace operating method according to (4), wherein the total volatile matter concentration is 10% by mass or more and 50% by mass or less.

(6) 상기 휘발분 농도 합계가 15mass% 이상, 50mass% 이하인 (5)에 기재된 고로 조업 방법.(6) The blast furnace operating method according to (5), wherein the total volatile matter concentration is 15 mass% or more and 50 mass% or less.

(7) 상기 바이오매스탄의 분쇄물이, 25mass% 이상, 50mass% 이하의 휘발분을 갖는 (1)에 기재된 고로 조업 방법.(7) The method as set forth in (1), wherein the pulverized product of the biomass has a volatile content of 25 mass% or more and 50 mass% or less.

(8) 상기 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 취입이 질량 비율로, 바이오매스탄의 분쇄물:미분탄=6∼50:94∼50의 비율로 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄을 송풍구로부터 취입함으로써 이루어지는 (1)에 기재된 고로 조업 방법.(8) Bringing the pulverized product of biomass and pulverized coal into the pulverized product of biomass: pulverized product of biomass: 6 to 50: 94 to 50; (1).

(9) 상기 바이오매스탄의 분쇄물:미분탄이, 20∼50:80∼50의 비율인 (8)에 기재된 고로 조업 방법.(9) The method of operating the blast furnace according to (8), wherein the pulverized product of biomass: pulverized coal is a ratio of 20 to 50: 80 to 50.

(10) 상기 바이오매스탄의 분쇄물이, 74㎛ 이하가 80mass% 이상의 입도(粒度)를 갖는 (1)에 기재된 고로 조업 방법.(10) A method of operating the blast furnace as described in (1), wherein the pulverized product of the biomass has a particle size of 80 mass% or more at 74 탆 or less.

본 발명에 의하면, 미분탄 휘발분의 제약 없이, 저품위(低品位) 석탄이어도 고로에서 이용할 수 있음과 아울러, 바이오매스를 건류하여 얻어진 바이오매스탄을 고로에서 사용함으로써, 제철 프로세스에서의 CO2 배출량 삭감에 기여할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, low-grade coal can be used in a blast furnace without limitation of pulverized coal volatile matter, and biomass obtained by dry-blending biomass is used in a blast furnace to reduce CO 2 emissions in a steelmaking process You can contribute.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 설명도.
도 2는 본 발명에서 이용한 바이오매스 건류장치의 일 실시형태의 설명도.
도 3은 본 발명에서 이용한 바이오매스탄 및 미분탄 연소시험장치의 설명도.
도 4는 본 발명의 연소시험결과를 나타내는 그래프(레이스웨이 내 최고 온도 위치).
도 5는 본 발명의 연소시험결과를 나타내는 그래프(연소ㆍ가스화율).
도 6은 가성성(加成性)이 성립한 경우의 연소ㆍ가스화율과, 실측한 연소ㆍ가스화율의 관계를 나타내는 그래프.1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an explanatory diagram of an embodiment of a biomass dry-running apparatus used in the present invention. FIG.
3 is an explanatory diagram of a biomass and a pulverized coal combustion test apparatus used in the present invention.
4 is a graph showing the results of the combustion test of the present invention (the highest temperature position in the raceway).
5 is a graph (combustion and gasification rate) showing the combustion test result of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the combustion / gasification rate and the actual combustion / gasification rate in the case where the selectivity is established. FIG.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의검토를 거듭하여, 바이오매스를 건류해서 얻어지는 바이오매스탄을 분쇄해, 미분탄과 동시에 고로 송풍구로부터 취입함으로써, 미분탄의 연소성을 개선할 수 있음을 찾아냈다. 이에 의해 휘발분 농도가 낮은 미분탄이어도 고로 취입에 이용할 수 있어, 사용할 수 있는 미분탄의 탄종(炭種)이 확대된다.The inventors of the present invention have found that biomass obtained by dry distilling biomass can be pulverized and blown from the blast furnace at the same time as the pulverized coal blast furnace to improve the combustibility of the pulverized coal. As a result, pulverized coal having a low volatile content can be used for injecting into the blast furnace, and the coal species of the pulverized coal that can be used is expanded.

바이오매스를 건류하여 얻어지는 바이오매스탄은 미분쇄할 수 있으므로, 미분탄과 바이오매스탄을 미리 혼합해서 미분탄 취입용 배관을 이용하여 로에 취입하거나, 혹은, 바이오매스탄을 단독으로 통상의 미분탄 취입용 배관을 이용하여 로에 취입하거나 하는 것이 가능하다. 따라서 미분탄 취입 조업을 행하고 있는 고로라면, 특별히 설비를 갱신하는 일 없이, 바이오매스탄의 고로 취입 조업을 실시할 수 있다. 바이오매스를 건류하여 제조한 바이오매스탄과 미분탄을 동시에 로 내에 취입할 때에는, 바이오매스탄의 연소속도가 빠르기 때문에, 바이오매스탄 연소열에 의해, 미분탄이 가열되어, 미분탄의 연소성을 향상시킬 수 있다. 보조 환원재의 휘발분 농도를 올림으로써 연소율이 향상하여, 미연 차의 생성이 적어진다. 나아가서는, 로 내에서의 CO2 및 H20로의 소비 부하가 경감된다.Since the biomass obtained from the biomass can be finely pulverized, the pulverized coal and the biomass are preliminarily mixed and blown into the furnace using the pulverized coal inlet pipe, or the biomass coal is fed alone into the normal pulverized coal inlet pipe It is possible to blow it into the furnace. Therefore, if it is blast furnace chartering operation, we can perform blast furnace blast furnace operation of biomass without particularly updating facility. When the biomass coal and the pulverized coal produced by carrying out the biomass are simultaneously pulverized into the furnace, the burning rate of the biomass is high, so that the pulverized coal is heated by the biomass burning heat, so that the burnability of the pulverized coal can be improved . By increasing the volatile matter concentration of the auxiliary reducing material, the combustion rate is improved, and generation of unevenness is reduced. Further, the consumption load on CO 2 and H 2 O in the furnace is reduced.

따라서 휘발분 농도가 낮은 미분탄을 고로의 송풍구로부터 취입하여, 보조 환원재로서 고로 조업에 이용할 때에는, 바이오매스를 소정의 휘발분 농도가 되도록 건류하여, 바이오매스탄으로 한 후에 분쇄하고, 미분탄과 바이오매스탄의 합계 휘발분 농도가 소정 농도 이상이 되도록 혼합하여, 미분탄과 바이오매스탄을 동시에 취입함으로써, 저휘발분 탄의 연소율을 향상시킬 수 있다. 미분탄과 바이오매스탄을 동시에 취입함으로써, 로 내에서 혼합상태가 될 때의 휘발분 농도가 소정 농도 이상이 되면 좋고, 반드시 미리 혼합해서 취입할 필요는 없다. 미분탄과 바이오매스탄의 합계의, 소정의 휘발분 농도로는, 예를 들면, 통상, 고로에서 이용하는 미분탄의 휘발분 농도를 이용할 수 있다.Therefore, when the pulverized coal having a low volatile content is blown from a blast furnace and is used as a blast furnace for blast furnace operation, the biomass is pulverized to be biomass and pulverized to have a predetermined volatile content, The concentration of the total volatile component is equal to or more than a predetermined concentration, and the pulverized coal and the biomass are simultaneously blown, whereby the burning rate of the low volatile coal can be improved. By injecting the pulverized coal and the biomass simultaneously, the volatile matter concentration at the time of mixing in the furnace becomes equal to or higher than a predetermined concentration, and it is not always necessary to mix the pulverized coal and the biomass. The volatile matter concentration of the pulverized coal used in the blast furnace can be generally used as the predetermined volatile matter concentration of the total of the pulverized coal and the biomass.

특히, 미분탄과 바이오매스탄의 휘발분 농도 합계가 10mass% 이상이 되도록 송풍구로부터 취입하는 것이 바람직하다. 미분탄과 바이오매스탄의 합계 휘발분 농도가 10mass% 이상이 된 경우에 가성성 이상의 연소율을 확보할 수 있다. 휘발분 농도는 높을수록 연소성 향상을 위해서는 바람직하지만, 본 발명에서는 휘발분 농도 합계가 50mass% 이하인 것을 적합범위로 규정한다. 이것은, 미분탄으로서 사용되는 통상의 석탄의 휘발분 농도는 50mass% 이하이고, 미분탄의 비율이 높은 경우에는 휘발분 농도 합계를 50mass% 초과로 조정하는 것 자체가 곤란하다. 한편으로, 바이오매스를 건류함이 없이 사용한 경우에는 휘발분 농도는 70mass% 정도로 높고, 탄소분은 50mass% 이하이다. 따라서 바이오매스를 미분탄과 함께 이용하는 경우는, 휘발분 농도를 높이는 데에는 효과적이다. 그러나 바이오매스를 미분탄 대신으로 사용한 경우, 탄소분이 50mass% 이하로 낮음에 의해 코크스 치환율이 낮아지기 때문에, 미분탄 대신으로 사용하는 데에는 적당하지 않고, 바이오매스탄을 이용하는 쪽이 효과적이게 된다.Particularly, it is preferable to blow from the tuyeres so that the sum of the volatile matter concentrations of the pulverized coal and the biomass is 10 mass% or more. When the total volatile matter concentration of the pulverized coal and the biomass is 10 mass% or more, the burning rate higher than the legibility can be ensured. The higher the volatile matter concentration is, the more preferable is to improve the combustibility, but in the present invention, the total volatile matter concentration of 50% by mass or less is defined as the preferable range. This is because the volatile matter concentration of ordinary coal used as pulverized coal is 50% by mass or less, and when the ratio of pulverized coal is high, it is difficult to adjust the total volatile content concentration to more than 50% by mass. On the other hand, when the biomass is used without being dried, the volatile matter concentration is as high as 70% by mass and the carbon content is 50% by mass or less. Therefore, when biomass is used together with pulverized coal, it is effective in increasing the volatile matter concentration. However, when the biomass is used instead of pulverized coal, the substitution rate of coke is lowered due to the low carbon content of 50% by mass or less. Therefore, it is not suitable for use as pulverized coal, and biomass is more effective.

예를 들면, 미분탄(휘발분 농도:8.50mass%)에 바이오매스탄(휘발분 농도:40.09mass%)을 6mass% 이상 배합한 경우, 합계 휘발분 농도가 10mass% 이상이 되어, 가성성으로부터 예측되는 이상의 높은 연소율을 얻을 수 있다.For example, when 6 mass% or more of biomassane (volatile matter concentration: 40.09 mass%) is added to pulverized coal (volatile matter concentration: 8.50 mass%), the total volatile matter concentration becomes 10 mass% or more, The combustion rate can be obtained.

더 바람직하게는, 미분탄과 바이오매스탄의 휘발분 농도 합계가 15mass% 이상이 되도록 송풍구로부터 취입하는 것이 바람직하다. 미분탄과 바이오매스탄의 합계 휘발분 농도가 15mass% 이상이 된 경우에, 가성성 이상의 연소율을 확보할 수 있는 비율을 더 크게 할 수 있다. 휘발분 농도 합계가 15mass% 이상, 50mass% 이하인 것이 가장 바람직하다.More preferably, it is preferable to blow from the tuyeres so that the total volatile matter concentration of the pulverized coal and the biomass is 15 mass% or more. When the total volatile matter concentration of the pulverized coal and the biomass is 15 mass% or more, the rate at which the burning rate higher than the pseudoability can be secured can be made larger. It is most preferable that the total volatile matter concentration is 15 mass% or more and 50 mass% or less.

바이오매스탄을 제조할 때의, 바이오매스 건류 조건으로는 300℃ 이상의 온도에서 건류하는 것이 바람직하다. 300℃ 이상의 건류에 의해, 수분이 제거되고, 발열량도 석탄과 같은 정도로 하는 것이 가능해진다. 건류할 때, 온도 혹은 체류시간을 조정함으로써 바이오매스탄의 휘발분 농도를 소정 농도로 조정할 수 있다. 건류온도는, 600℃ 이하인 것이 바람직하다. 건류온도가 600℃을 초과하면 바이오매스탄의 휘발분 농도는 10mass% 정도가 되어, 미분탄과 혼합해서 휘발분 농도를 15% 이상으로 조정하는 것이 어려워지는 경우가 있다.It is preferable that the biomass is subjected to a dry distillation at a temperature of 300 ° C or higher as the biomass drying condition for producing biomass. By the above-described carbonization at 300 DEG C or more, moisture can be removed, and the calorific value can be made to be the same as that of coal. The volatile matter concentration of biomass can be adjusted to a predetermined concentration by adjusting the temperature or the residence time at the time of dry distillation. It is preferable that the gasification temperature is 600 占 폚 or less. When the dry-running temperature exceeds 600 ° C, the volatile matter concentration of the biomass is about 10% by mass, and it is sometimes difficult to adjust the volatile matter concentration to 15% or more by mixing with the pulverized coal.

바이오매스탄의 휘발분 농도는 25mass% 이상인 것이 바람직하다. 바이오매스탄의 휘발분 농도가 25mass% 이하인 경우에는, 가성성 이상의 연소율을 확보하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.The volatile matter concentration of biomass is preferably 25 mass% or more. When the volatile matter concentration of biomass is not more than 25 mass%, it may be difficult to secure a burning rate higher than that of the viability.

바이오매스탄의 휘발분 농도는 50mass% 이하인 것이 바람직하다. 이것은 휘발분 농도가 50mass%를 초과하는 바이오매스탄은, 건류가 충분히 진행되어 있지 않아, 미분쇄공정에서 시간당 분쇄 처리량이 현저히 저감할 우려가 있기 때문이다.The volatile matter concentration of biomass is preferably 50 mass% or less. This is because the biomass with a volatile matter concentration exceeding 50 mass% is not sufficiently progressed in the distillation, and the amount of pulverization treatment per hour in the pulverization step may be remarkably reduced.

바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 송풍구로부터의 취입에 있어서, 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 비율은 질량 비율로, 바이오매스탄의 분쇄물:미분탄=6∼50:94∼50인 것이 바람직하다.It is preferable that the ratio of the pulverized product of biomass to the pulverized coal in terms of the mass ratio of the pulverized product of biomass: pulverized coal = 6: 50: 94 to 50 in blowing of pulverized product of biomass and pulverized coal from the tuyeres Do.

상기에 있어서, 바이오매스탄의 분쇄물의 비율이 6mass% 이상인 것이 바람직한 이유는, 이하와 같다.In the above, the reason why the ratio of the pulverized product of biomass is preferably 6 mass% or more is as follows.

미분탄으로서 혼합하여 사용하기 위해 적합한 일반적인 바이오매스탄으로서 바이오매스를 건류온도 300℃로 처리한 바이오매스탄을 상정한다. 건류온도 300℃로 처리한 바이오매스탄은 휘발분 농도가 40mass% 정도이고 또한 탄소분은 70mass% 정도여서 미분탄 대신으로 사용하는 데에 적합하다. 일반적으로 사용되는 미분탄으로서 휘발분 농도가 낮은 미분탄은 휘발분 농도가 10mass%보다 낮은 것이 있기 때문에, 혼합 후 휘발분 농도를 10mass% 이상으로 하기 위해서는, 바이오매스탄의 분쇄물을 6mass% 이상 혼합하는 것이 바람직한 것으로 된다.Biomass, which is a general biomass suitable for mixing as pulverized coal, is treated with a biomass at a temperature of 300 ° C. The biomassane treated at a dry temperature of 300 ° C has a volatile matter concentration of about 40 mass% and a carbon content of about 70 mass%, which is suitable for use as pulverized coal. Since the pulverized coal having a low volatile content concentration as the pulverized coal generally used has a volatile matter concentration lower than 10% by mass, it is preferable to mix the pulverized material of biomass at 6% by mass or more in order to make the volatile matter concentration after mixing 10% do.

또한, 바이오매스탄의 분쇄물의 비율이 50mass% 이하인 것이 바람직한 이유는 이하와 같다.The reason why the proportion of the biomass pulverized product is preferably 50 mass% or less is as follows.

연간 출선량(出銑量)이 500만톤인 고로에서, 선철 1톤당 100∼200㎏의 미분탄을 취입하는 경우를 상정하면, 연간 미분탄 사용량은 50∼100만톤이다. 미분탄의 50질량%를 바이오매스탄으로 치환하는 것을 검토하면, 연간 25∼50만톤의 바이오매스탄이 필요하게 된다. 여기서 바이오매스로부터 바이오매스탄을 제조하는 경우의 탄화물 수율(收率)을 20질량%로 상정하면, 연간 125∼250만톤의 바이오매스 원료가 필요하며, 그 경우는 임지(林地) 잔재(殘材) 등의 목질계 바이오매스, 하천 부지 등에서 발생하는 초본(草本)계 바이오매스, 하수 오니(汚泥), 식품폐기물 등 다양한 바이오매스 원료를 사용하게 된다. 이러한 다종다양한 바이오매스를 이용하는 경우, 원료 종류의 차이로 인해, 제조한 바이오매스탄의 성상은, 분쇄성 이외의 성분 등의 점에 있어서도 여러 가지로 다른 것이 되지만, 미분탄과 혼합하여 사용함으로써, 50mass% 정도까지 바이오매스탄을 혼합해서 사용해도, 혼합물 성상이 안정되므로, 고로에서의 사용이 충분히 가능해진다. 미분탄으로는, 다종다양한 바이오매스 원료로 제조한 바이오매스탄과 비교하여, 고정 탄소, 휘발분, 회분(灰分) 등과 같은 구성원소의 함유비율의 불균일이 적은 것을 이용하는 것이 바람직하다.Assuming that the amount of pulverized coal is 100 to 200 kg per ton of pig iron in a blast furnace with an annual output (iron amount of iron) of 5 million tons, the annual use of pulverized coal is 50 to 1 million tons. When it is considered that 50 mass% of the pulverized coal is replaced with biomass, 25 to 50 thousand tons of biomass is required per year. Assuming a carbide yield of 20% by mass in the case of producing biomass from biomass, a biomass feedstock of 125 to 250,000 tons / year is required. In this case, ), And biomass such as herbaceous biomass, sewage sludge, and food waste generated in river sites. In the case of using such a wide variety of biomass, the properties of the produced biomass due to the different kinds of raw materials are variously different in terms of components other than grindability. However, when mixed with pulverized coal, %, It is possible to sufficiently use the biodegradable material in the blast furnace because the mixture property is stable. As the pulverized coal, it is preferable to use those having less unevenness in the content ratio of constituent elements such as fixed carbon, volatile matter, ash (ash) and the like compared with biomass produced from various raw materials of various biomass.

바이오매스탄의 분쇄물:미분탄=20∼50:80∼50인 것이 더욱 바람직하다.It is more preferable that the pulverized product of biomass: pulverized coal = 20-50: 80-50.

바이오매스탄의 분쇄물의 비율이 20mass% 이상인 것이 더욱 바람직한 이유를 아래에 나타낸다.The reason why the ratio of the biomass pulverized product is more preferably 20 mass% or more is shown below.

미분탄 및 바이오매스탄의 각각의 연소ㆍ가스화율로부터 가성성이 성립하는 전제로 요구한 혼합물의 연소ㆍ가스화율을 A, 실측한 혼합물의 연소ㆍ가스화율을 B로 하고, 가성성을 초과하여 연소ㆍ가스화율이 향상하는 비율을 C=(B-A)/A×100으로 정한다. 아래의 실시예에 있어서의 본 발명예 1∼3에서 C를 계산하면 4 이상이지만, 본 발명예 4 및 5에서는 2 이하가 된다. 이것은 아래에 나타내는 도 6의 그래프에서 가성성이 성립하는 경우(점선)로부터의, 실측한 연소ㆍ가스화율의 플롯(plot)된 괴리(乖離) 폭으로서 시각적으로 인식할 수도 있다. 즉, 본 발명예 3에 나타낸 바이오매스탄의 분쇄물이 20mass% 이상인 혼합물에서 C 값이 크고, 즉, 가성성을 초과한 연소ㆍ가스화율의 향상이 현저하기 때문에, 바이오매스탄의 분쇄물이 20mass% 이상인 혼합물이 더 바람직하다.The combustion and gasification rate of the mixture required for the assumption that the isothermal property is established from the respective combustion and gasification rates of the pulverized coal and biomass is defined as B and the burning and gasification rate of the mixture obtained is B, The rate at which the gasification rate is improved is defined as C = (BA) / A x 100. In the following Examples, C is calculated to be 4 or more in Inventive Examples 1 to 3, but it is 2 or less in Inventive Examples 4 and 5. This can be visually recognized as a plotted divergence width of the measured combustion / gasification rate from the case where pseudo-consistency is established (dotted line) in the graph of FIG. 6 shown below. That is, the C value of the mixture having 20 mass% or more of the pulverized product of biomass as shown in Example 3 of the present invention is large, that is, the improvement in the combustion and gasification rate exceeding the pseudo property is remarkable. Mixtures having 20 mass% or more are more preferable.

바이오매스탄의 분쇄물이 25mass% 이상, 50mass% 이하의 휘발분을 갖는 경우, 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 비율은, 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 휘발분 농도 합계가 10mass% 이상, 50mass% 이하가 되도록 그 비율을 조정하는 것이 바람직하다. 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄으로 된 혼합물의 휘발분 비율의, 혼합비율을 변경한 경우의 예를 표 1에 나타낸다.When the pulverized product of biomass has a volatile content of not less than 25 mass% and not more than 50 mass%, the sum of the pulverized product of biomass and the pulverized product of pulverized product of biomass is not less than 10 mass% and not more than 50 mass% By weight or less. Table 1 shows an example in which the mixing ratio of the volatile content of the mixture of the pulverized product of biomass and the pulverized coal is changed.

Figure 112012038674544-pct00001
Figure 112012038674544-pct00001

바이오매스탄의 휘발분 농도는 건류 조건 및 사용하는 바이오매스에 따라 변화한다. 여기서 바이오매스탄의 휘발분 농도를 Dmass%, 미분탄의 휘발분 농도가 Emass%인 경우에, 바이오매스탄을 Fmass%, 미분탄을 Gmass% 혼합하며, F 값이 6 이상인 혼합물에 있어서, D×F/100＋E×G/100으로 구해지는 혼합물의 휘발분 농도가 10mass% 이상이면, 본 발명의 효과를 기대할 수 있다.The volatile matter concentration of biomass varies with the conditions of the dry conditions and the biomass used. In this case, when the volatile matter concentration of biomass is Dmass% and the volatile matter concentration of the pulverized coal is Emass%, biomass is mixed with Fmass% and pulverized coal is mixed with Gmass% × G / 100 is 10 mass% or more, the effect of the present invention can be expected.

바이오매스를 건류할 때의 건류 방식은, 통상의 배치(batch)식, 로터리 킬른(rotary kiln)식, 수형로(竪型爐)를 이용하는 방식 등 어느 것이라도 좋고, 바람직하게는 연속 프로세스로 채용 가능한 로터리 킬른식을 이용하는 것이 바람직하다. 발생한 건류 가스는 바이오매스의 건류 열원으로 이용하는 것이 바람직하며, 철강 화공(化工) 프로세스 등에 공급하는 등, 적절히 이용할 수 있다.The method of dry distilling the biomass may be any of a batch method, a rotary kiln method, a vertical furnace method, and the like, preferably employed in a continuous process. It is preferable to use a rotary kiln type as much as possible. It is preferable to use the generated gas as a dry heat source for biomass, and it can be suitably used for supplying to a steel chemical process or the like.

또한, 바이오매스란, 어느 일정량 집적한 동식물 자원과 이것을 기원으로 하는 폐기물의 총칭(다만, 화석 자원을 제외한다)이며, 본 발명에서 이용하는 바이오매스에는, 농업계, 임업계, 축산계, 수산계, 폐기물계 등의, 열분해하여 탄화물을 생성하는 모든 바이오매스를 이용할 수 있다. 유효 발열량이 높은 바이오매스를 이용하는 것이 바람직하며, 목질계 바이오매스를 이용하는 것이 바람직하다. 목질계 바이오매스로는, 펄프 흑액(黑液), 칩 더스트(chip dust) 등의 제지 부산물, 나무 껍질(樹皮), 톱밥 등의 제재(製材) 부산물, 가지(枝), 잎(葉), 잔가지(梢), 단척재(端尺材) 등의 임지 잔재, 삼나무, 노송나무, 소나무류 등의 제간벌재(除間伐材), 식용 균류의 폐원목 등의 특용(特用) 임산(林産)으로부터의 것, 모밀잣밤나무, 졸참나무, 소나무 등의 땔감 숲(薪炭林), 버드나무, 포플러, 유칼립투스, 소나무 등의 단벌기(短伐期) 임업 등의 임업계 바이오매스와, 시읍면의 가로수, 개인 주택의 정원수 등의 전정(剪定) 가지 등의 일반 폐기물과, 국가나 지방자치단체(縣)의 가로수, 기업의 정원수 등의 전정 가지, 건설ㆍ건축 폐자재 등의 산업 폐기물 등을 들 수 있다. 농업계 바이오매스로 분류되는, 폐기물ㆍ부산물을 발생원으로 하는 겨, 밀짚, 볏짚, 사탕수수 찌꺼기, 팜 야자 등과, 에너지 작물을 발생원으로 하는 쌀겨(米糠), 유채씨(菜種), 대두(大豆) 등의 농업계 바이오매스의 일부도 목질계 바이오매스로 적절히 이용할 수 있다.Biomass is a generic term for plant and animal resources with a certain amount of accumulated biomass and wastes originating there from (but excluding fossil resources). The biomass used in the present invention includes agricultural, forestry, livestock, And the like, and all the biomass capable of producing carbide by pyrolysis can be used. It is preferable to use biomass having a high effective heating value, and it is preferable to use woody biomass. The woody biomass may be selected from the group consisting of paper by-products such as pulp black liquor and chip dust, bark by-products, byproducts such as sawdust, branches, leaves, Forest products such as twigs, shrubs, shrubs, cedar, cypress, pine trees, and waste wood of edible fungi. Forests such as pine trees, poplar trees, poplar, eucalyptus, pine trees, and forests such as trees, trees and towns and villages. , And wastes such as pruned branches of the number of private houses, and the industrial waste such as roads of the state or local government, the pruning of the number of the enterprises, and construction and construction waste materials. have. Rice bran, rape seed, soybean, etc., which are sources of energy crops, such as bran, straw, rice straw, sugar cane residue, and palm oil, which are classified as agricultural biomass, Of the biomass of the agricultural sector can also be appropriately used as woody biomass.

바이오매스탄과 미분탄은, 고로의 동일 송풍구로부터 로 내에 취입하는 것이 바람직하다. 바이오매스탄과 미분탄을, 각각 다른 송풍구로부터 취입해도 어느 정도 효과는 있지만, 동일 송풍구로부터 로 내에 취입함으로써 바이오매스탄과 미분탄이 빠르게 혼합된다. 동일 송풍구로부터 고로 내에 취입하는 방법으로는, 동일 송풍구 내에 바이오매스탄 분체(粉體) 전용 랜스와 미분탄 전용 랜스를 삽입하여 더블 플로우 랜스 방식으로 해도 좋고, 분체 공급배관의 도중(途中)에서 바이오매스탄의 분체와 미분탄을 혼합해도 좋다. 또한, 미리 바이오매스탄의 분체와 미분탄을 혼합한 후, 호퍼 등의 분체 공급장치에 공급한 것을 취입하는 것도 가능하다.It is preferable that the biomass and the pulverized coal are blown into the furnace from the same tuyeres in the blast furnace. Although the biomass and pulverized coal are blown from different tuyeres to some extent, they are blown into the furnace from the same tuyeres so that the biomass and pulverized coal are rapidly mixed. As a method of blowing from the same tuyeres into the blast furnace, a double flow lance system may be adopted by inserting a biomass powder lance and a pulverized coal lance into the same tuyeres, The powder of stannane may be mixed with the pulverized coal. It is also possible to preliminarily mix the powder of the biomass and the powder of the pulverized coal, and then supply the powder to the powder feeder such as a hopper.

도 1을 이용하여 본 발명의 일 실시형태를 설명한다. 바이오매스(1)는 건류장치(2)에 공급되며, 소정 조건에서 건류되어 바이오매스탄(3)을 제조한다. 얻어진 바이오매스탄(3)은 저휘발분 석탄으로 이루어지는 미분탄(4)과 함께 혼합장치(5)에 공급되고, 그 후, 분쇄장치(6)에서 74㎛ 이하 80mass%로 분쇄된다. 분쇄된 바이오매스탄과 미분탄은 취입장치(7)에 공급되어, 고로(8)에 취입된다.One embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. The biomass 1 is supplied to the dry distillation unit 2 and is dry-distilled under predetermined conditions to produce the biomass. The obtained biomassane 3 is supplied to the mixing apparatus 5 together with the pulverized coal 4 made of low-volatile fraction coal and then pulverized to a particle size of 74 μm or less and 80 mass% in the pulverizer 6. The pulverized biomass and the pulverized coal are supplied to the blowing device 7 and blown into the blast furnace 8.

도 2를 이용하여, 바이오매스 건류장치로서 로터리 킬른을 이용한 경우의 일 실시형태를 설명한다. 도 2에서, 건류로(乾留爐)인 로터리 킬른로(10)의 장치 본체(11)는, 외관(外管)(12)과 내관(內管)(13)으로 구성되어 있다. 이 내관(13)은 외관(12)의 내부 길이방향으로 외관(12)과 동심상으로 배치되어 있다. 그리고 내관(13)의 내부가 바이오매스의 통로(14)(처리용 공간)를 구성하고, 또한 외관(12)과 내관(13) 사이의 공간이 가열가스의 통로(15)를 구성하고 있다. 도 2의 장치를 이용하여 바이오매스를 건류할 때에는, 도시하지 않은 파쇄장치에서 사전에 파쇄한 바이오매스(1)를 로터리 킬른 본체(11)의 일단측으로부터 재료공급용 스크류 피더(16)를 통해 처리공간(14)에 공급한다. 가열가스(열풍)(17)는 열풍 도관(18)을 통해 가열가스 공간(15)에 공급된다. 19는 피처리재의 정량공급장치, 20, 21은 구동모터, 22는 가열가스 배출구, 23은 처리된 피처리재 및 발생가스 배출구를 나타낸다. 가열가스 통로(15)에 공급된 가열가스(17)는 내관(13) 전체를 가열하며, 그 관벽을 통해 바이오매스가 가열되어, 건류된다. 가열가스 통로(15)를 흐른 가열가스(17)는 장치 본체(11)의 타단측 배출구(22)로부터 배출된다. 한편, 내관(13) 내부의 처리공간(14)에 공급된 바이오매스(1)는 내관(13)의 회전에 의해 혼합되면서 처리공간(14)을 이송되면서 가열되고, 건류되어, 바이오매스탄(3)이 된다. 배출된 바이오매스탄(3)은 온도가 높기 때문에 냉각할 필요가 있다. 냉각가스는 불활성 가스이면 좋다. 또한, 냉각부로부터 배출되는 바이오매스탄(3)은 발화하지 않는 온도 범위이면 좋고, 200℃이면 좋다. 더 바람직하게는 100℃ 이하가 좋다.An embodiment in which a rotary kiln is used as a biomass dry-type apparatus will be described with reference to Fig. 2, the apparatus main body 11 of the rotary kiln furnace 10, which is a dry distillation furnace, is composed of an outer tube 12 and an inner tube 13. The inner tube 13 is arranged concentrically with the outer tube 12 in the inner longitudinal direction of the outer tube 12. [ The inner space of the inner pipe 13 constitutes the passage 14 of the biomass and the space between the outer pipe 12 and the inner pipe 13 forms the passage 15 of the heating gas. When the biomass is dry-distilled using the apparatus shown in Fig. 2, the biomass 1 which has been previously crushed in a crushing apparatus (not shown) is fed from one end of the rotary kiln body 11 through the feed screw feeder 16 And supplies it to the processing space 14. The heating gas (hot air) 17 is supplied to the heating gas space 15 through the hot air duct 18. Numeral 19 denotes a fixed amount supply device of the material to be treated, numerals 20 and 21 denote driving motors, numeral 22 denotes a heating gas outlet, numeral 23 denotes a treated material to be treated and outlet gas. The heating gas 17 supplied to the heating gas passage 15 heats the entire inner tube 13, and the biomass is heated and dried through the tube wall. The heated gas 17 that has flowed through the heating gas passage 15 is discharged from the outlet 22 at the other end side of the apparatus main body 11. On the other hand, the biomass 1 supplied to the treatment space 14 inside the inner pipe 13 is heated while being transported through the treatment space 14 while being mixed by the rotation of the inner pipe 13, 3). The discharged biomassane (3) needs to be cooled because of its high temperature. The cooling gas may be an inert gas. The biomass 3 discharged from the cooling part may be in a temperature range in which it does not ignite, and may be 200 캜. More preferably 100 DEG C or less.

[실시예 1][Example 1]

도 2에 나타내는 로터리 킬른 장치를 이용해서 바이오매스의 건류를 행하여 바이오매스탄의 제조시험을 행했다. 로터리 킬른의 가열 방법은 3 분할 전기가열(電氣加熱)로 했다. 로터리 킬른은 내경 15㎝, 길이 1.0m, 경사각 1°이며, 건류온도 375℃, 건류시간은 50분(로터리 킬른 회전수:1.5rpm)로 했다. 바이오매스는 3㎜∼10㎜로 분쇄 분급(分級)한 삼(杉)의 폐목재를 이용했다. 사용한 바이오매스의 조성을 표 2에 나타낸다.The biomass was subjected to a dry distillation using a rotary kiln apparatus shown in Fig. 2 to conduct a production test of biomass. The heating method of the rotary kiln was three-divided electric heating (electric heating). The rotary kiln had an inner diameter of 15 cm, a length of 1.0 m, an inclination angle of 1 °, a gasification temperature of 375 ° C, and a gasification time of 50 minutes (rotary kiln revolution speed: 1.5 rpm). Biomass used cedar wood from 3 mm to 10 mm. The composition of the biomass used is shown in Table 2.

Figure 112012038674544-pct00002
Figure 112012038674544-pct00002

로터리 킬른으로의 바이오매스 공급속도는 2.0㎏/h로 했다. 얻어진 바이오매스탄의 수율은 33.9mass%, 휘발분 농도는 40.1mass%, 발열량은 7770kcal/㎏이었다.The biomass feed rate to the rotary kiln was 2.0 kg / h. The yield of biomass obtained was 33.9 mass%, the volatile matter concentration was 40.1 mass%, and the calorific value was 7770 kcal / kg.

상기에서 얻어진 바이오매스탄을 분쇄하고, 표 3에 나타내는 조성을 갖는 미분탄과 혼합하여, 연소성 평가를 행했다.The biomass obtained above was pulverized and mixed with the pulverized coal having the composition shown in Table 3, and the burnability was evaluated.

Figure 112012038674544-pct00003
Figure 112012038674544-pct00003

연소성 평가는, 표 4에 나타내는 조건에서, 도 3에 나타내는 연소시험장치를 이용한 연소시험에 따라 행했다. 연소시험장치(30)는 취입방향 길이가 600㎜이며, 송풍구(31)의 지름이 65㎜, 블로우(blow) 파이프(32)의 지름이 90㎜인 것을 이용했다. 레이스웨이(33) 내의 온도, 가스조성을 계측, 채취하기 위한 프로브(34)를 설치하고 있다. 바이오매스탄 및 미분탄은, 송풍구(31)로부터 연소시험장치(30) 내에 취입하며, 송풍구 전방(前方)에 형성되는 레이스웨이(33) 내에서 연소시켜, 바이오매스탄과 미분탄의 레이스웨이 내(內) 최고온도 위치와 연소ㆍ가스화율을 측정했다. 송풍구(31)로부터 연소시험장치(30) 내에 취입한 바이오매스탄과 미분탄의 레이스웨이 내 최고온도 위치는 연소성을 나타내며, 송풍구 입구에 가까울수록 연소성이 양호하기 때문에, 레이스웨이 내 최고온도 위치는 송풍구로부터의 거리로 나타낸다. 연소ㆍ가스화율은 「(취입 없음 시의 코크스 소비속도-취입시의 코크스 소비속도)/(바이오매스탄, 미분탄의 취입속도)」로 산출했다.The combustibility evaluation was carried out under the conditions shown in Table 4 according to the combustion test using the combustion testing apparatus shown in Fig. The combustion testing apparatus 30 was used in which the length in the blowing direction was 600 mm, the diameter of the blowing port 31 was 65 mm, and the diameter of the blow pipe 32 was 90 mm. And a probe 34 for measuring and collecting the temperature and gas composition in the raceway 33 are provided. The biomass and the pulverized coal are taken from the tuyeres 31 into the combustion tester 30 and burned in the raceway 33 formed at the front of the tuyeres to produce biomass and pulverized coal in the raceway of biomass and pulverized coal And the combustion and gasification rates were measured. The highest temperature position in the raceway of the biomass and pulverized coal taken in from the tuyere 31 into the combustion testing apparatus 30 shows the combustibility and the better the burning property as the closer to the inlet of the tuyere, As shown in Fig. The combustion and gasification rate was calculated as "(coke consumption rate at the time of no blowing-coke consumption rate at the time of blowing) / (blowing speed of biomass, pulverized coal)".

Figure 112012038674544-pct00004
Figure 112012038674544-pct00004

바이오매스탄과 미분탄의 혼합비는, 질량비로, 본 발명예 1에서는 미분탄 50에 대해 50의 바이오매스탄(휘발분 합계 농도:24.30mass%), 본 발명예 2에서는 미분탄 60에 대해 40의 바이오매스탄(휘발분 합계 농도:21.14mass%), 본 발명예 3에서는 미분탄 80에 대해 20의 바이오매스탄(휘발분 합계 농도:14.82mass%), 본 발명예 4에서는 미분탄 90에 대해 10의 바이오매스탄(휘발분 합계 농도:11.66mass%), 본 발명예 5에서는 미분탄 94에 대해 6의 바이오마스탄(휘발분 합계 농도:10.40mass%)로 했다. 또한, 바이오매스탄 단독으로 연소시험을 행한 경우를 비교예 1, 미분탄 단독으로 연소시험을 행한 경우를 비교예 2로 했다. 레이스웨이 내에서의 최고온도 위치(송풍구로부터의 거리)의 측정결과를 도 4에, 연소ㆍ가스화율의 측정결과를 도 5에 나타낸다.The mixture ratio of biomass and pulverized coal is 50 mass% (volatile total concentration: 24.30 mass%) of the pulverized coal 50 in the first embodiment, 40 mass% of the pulverized coal 60 in the second embodiment, (Total volatile matter content concentration: 21.14 mass%). In Example 3 of the present invention, 20 biomassstones (volatile fraction concentration: 14.82 mass%) were pulverized to 80 pulverized coal and 10 pulverized biomass (Total concentration: 11.66 mass%). In Example 5 of the present invention, the amount of biomassane (volatile fractional concentration: 10.40 mass%) was 6 for the pulverized coal 94. Comparative Example 1 in which the combustion test was performed with biomass alone, and Comparative Example 2 was conducted in the case where the combustion test was performed with the pulverized coal alone. The measurement results of the maximum temperature position (distance from the tuyeres) in the raceway are shown in Fig. 4, and the measurement results of the combustion and gasification rates are shown in Fig.

도 6에 가성성이 성립한 경우의 연소ㆍ가스화율과, 상기에서 실측한 연소ㆍ가스화율의 관계를 나타낸다. 바이오매스탄과 미분탄의 연소에 가성성이 성립하는 것이면, 본 발명예 1의 연소율은 59.3%, 본 발명예 2는 56.4%, 본 발명예 3은 50.5%, 본 발명예 4는 47.6%, 본 발명예 5는 46.4%가 될 것이지만, 가성성으로부터 예측되는 이상으로 바이오매스탄과 미분탄으로 된 혼합물의 연소성은 향상했다. 휘발분이 높은 바이오매스탄을 혼합함으로써, 합계 연소성이 향상했다고 생각된다.Fig. 6 shows the relationship between the combustion / gasification rate in the case where the isothermal property is established and the combustion / gasification rate measured in the above manner. The burning rate of Example 1 of the present invention 1 was 59.3%, that of Example 2 was 56.4%, that of Example 3 was 50.5%, that of Example 3 was 47.6% Inventive Example 5 would be 46.4%, but the burnability of the mixture of biomass and pulverized coal was improved to an even higher degree than predicted from the causticity. It is considered that the total combustibility is improved by mixing biomass with high volatile content.

1 바이오매스
2 건류장치
3 바이오매스탄
4 미분탄
5 혼합장치
6 분쇄장치
7 취입장치
8 고로
10 로터리 킬른로
11 장치 본체
12 외관
13 내관
14 바이오매스 통로(처리용 공간)
15 가열가스 통로
16 스크류 피더
17 가열가스(열풍)
18 열풍 도관
19 정량공급장치
20 구동모터
21 구동모터
22 가열가스 배출구
23 배출구
24 타르ㆍ수분ㆍ발생가스
35 랜스
36 코크스
37 바이오매스탄ㆍ미분탄
38 질소가스
39 산소가스
40 LPG
41 공기
42 배기가스
43 쉘1 Biomass
2 Carrying device
3 Biomassan
4 Pulverized coal
5 mixing device
6 Grinding device
7 Inhalation device
8 blast furnace
10 Rotary Kiln
11 Device body
12 Appearance
13 inside
14 Biomass passage (treatment space)
15 heating gas passage
16 screw feeder
17 Heating gas (hot air)
18 hot air duct
19 Quantitative feeder
20 drive motor
21 drive motor
22 Heating gas outlet
23 outlet
24 Tar · Water · Generation gas
35 Lance
36 Coke
37 Biomass and pulverized coal
38 nitrogen gas
39 oxygen gas
40 LPG
41 air
42 Exhaust gas
43 shell

Claims (10)

미분탄(微粉炭)을 보조 환원재(還元材)로 하여 송풍구로부터 취입하는 고로 조업 방법에 있어서,
바이오매스(biomass)를 건류하여 얻어지는 바이오매스탄(炭)을 분쇄해서, 바이오매스탄의 분쇄물을 생성하고,
바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄은 고로의 동일 송풍구로부터 로 내에 취입하며,
바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 휘발분 농도 합계가 10mass% 이상, 50mass% 이하이고,
바이오매스탄의 분쇄물이, 74㎛ 이하가 80mass% 이상의 입도(粒度)를 갖는 고로 조업 방법.A method for operating a blast furnace in which pulverized coal (pulverized coal) is taken as an auxiliary reducing material from a tuyeres,
Biomass charcoal obtained by carbonizing biomass is pulverized to produce a pulverized product of biomass,
The pulverized product of biomass and pulverized coal are blown into the furnace from the same tuyeres in the blast furnace,
The sum of the volatile matter concentration of the pulverized product of biomass and the pulverized coal is not less than 10 mass% and not more than 50 mass%
Wherein the pulverized product of biomass has a particle size of not less than 80% by mass of 74 탆 or less. 제1 항에 있어서,
상기 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 취입이, 미분탄과 바이오매스탄을 혼합하여 송풍구로부터 취입함으로써 이루어지는 고로 조업 방법.The method according to claim 1,
Wherein the blowing of the pulverized product of biomass and the pulverized coal is carried out by mixing the pulverized coal and the biomass, and blowing the pulverized pulverized product and the pulverized coal from the tuyeres. 제1 항에 있어서,
상기 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 취입이, 송풍구 내의 바이오매스탄 분쇄물의 취입랜스와 미분탄 취입랜스로부터 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄을 취입함으로써 이루어지는 고로 조업 방법.The method according to claim 1,
Wherein the blowing of the pulverized product of biomass and the pulverized coal is carried out by blowing the pulverized product of biomass and the pulverized coal from the pulverized lance of the biomass pulverized product in the tuyere and the pulverized coal intake lance. 제1항에 있어서,
상기 휘발분 농도 합계가 15mass% 이상, 50mass% 이하인 고로 조업 방법.The method according to claim 1,
Wherein the total volatile matter concentration is 15 mass% or more and 50 mass% or less. 제1항에 있어서,
상기 바이오매스탄의 분쇄물이, 25mass% 이상, 50mass% 이하의 휘발분을 갖는 고로 조업 방법.The method according to claim 1,
Wherein the pulverized product of the biomass has a volatile content of 25 mass% or more and 50 mass% or less. 제1항에 있어서,
상기 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 취입이 질량 비율로, 바이오매스탄의 분쇄물:미분탄=6∼50:94∼50의 비율로 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄을 송풍구로부터 취입함으로써 이루어지는 고로 조업 방법.The method according to claim 1,
Wherein the pulverized product of biomass and the pulverized coal are blown in a mass ratio from a tuyeres of pulverized product of biomass: pulverized product of biomass: 6 to 50: 94 to 50, How to operate. 제6항에 있어서,
상기 바이오매스탄의 분쇄물:미분탄이, 20∼50:80∼50의 비율인 고로 조업 방법.The method according to claim 6,
Wherein the pulverized product of biomass: pulverized coal has a ratio of 20 to 50: 80 to 50. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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