KR101569892B1 - 용광로의 구동방법 및 용광로 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용광로(12)로부터 상부가스를 회수하는 단계; 재순환공정으로 상기 상부가스의 적어도 일부를 주입하는 단계; 및 상기 용광로(12) 내부로 상기 재순환된 상부가스를 다시 공급하는 단계를 포함하는 용광로(12)의 구동방법을 제안한다. 본 발명의 중요한 양상에 따르면, 상기 재순환 공정은 개질장치(40)로 회수된 상부가스를 공급하는 단계; 상기 개질장치(40)로 휘발성 탄소함유물질(42)을 공급하는 단계; 상기 개질장치(40) 내부에서 상기 휘발성 탄소함유물질의 플래시 기화를 1100 내지 1300 ℃의 온도에서 수행하고, 이에 따라 휘발되지 않은 탄소질 물질 및 합성가스를 생성하는 단계; 및 상기 재순환된 상부가스와 상기 휘발되지 않은 탄소질 물질 및 합성가스를 반응시키는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한, 용광로(12) 및 상기 방법을 수행하기 위한 상부가스 재순환장치(14)를 구비한 용광로 장치(10)를 제안한다.

Description

용광로의 구동방법 및 용광로 장치{Method for operating a blast furnace and blast furnace installation}
본 발명은 일반적으로 용광로의 구동, 특히 상부 가스(top gas)를 재순환하는 방법에 관한 것이다. 나아가, 본 발명은 용광로 장치, 특히 상부 가스 재순환장치를 포함하는 용광로 장치에 관한 것이다.
오랜 시간 동안, 전세계의 이산화탄소 배출 감소에 기여하기 위하여 용광로로부터 이산화탄소 배출을 감소시키는 시도가 있었다.
사용되는 코크스(cokes)의 양을 감소시키기 위하여 주로 용광로로부터의 상부 가스를 회수하는 의견 및 환원공정을 지원하기 위하여 용광로로 코크스를 다시 주입하는 것이 제시되었다. 사용 또는 다른 곳에 저장하기 위하여 이산화탄소가 풍부한 가스(rich gas) 상태로 회수된 상부가스와 코크스를 줄이기 위하여 용광로 내부로 다시 주입되는 이산화탄소 저함유 가스(poor gas)를 분리하는 장치가 제안되었다.
상부가스는 자신의 이산화탄소 함량을 감소시키는 것, 예를 들어, 미국특허 3,884,667에 제안된 바와 같이, 일산화탄소 및 수소를 형성하는 이산화탄소 및 증기(steam)를 부분적으로 전환하기 위하여 화석연료를 상부가스로 첨가하는 방법에 의해 개질될 수 있다. 상기 공정은 상기 상부가스가 예를 들어, 화석연료와 반응하고 이산화탄소를 분해하기 위한 약 1800 내지 2000 ℃의 매우 높은 온도로 가열되는 것을 요구한다. 상부가스의 부분적인 연소는 상기 요구온도를 달성하기 위하여 필요하다.
최근 상부가스의 이산화탄소 함량을 감소시키는 더욱 일반적으로 인정되는 방법은 예를 들어, 미국특허 6,478,841에 개시된 압력변동흡착장치(PSA, Pressure Swing Adsorption) 또는 진공압력변동흡착장치(VPSA: Vacuum Pressure Swing Adsorption)에 의한 것이다. PSA/VPSA 장치들은 일산화탄소 및 수소가 풍부한 제1가스흐름 및 이산화탄소 및 물이 풍부한 제2가스흐름을 생성한다. 상기 제1흐름은 환원가스로 사용되고 용광로 내부로 다시 주입된다. 상기 제2흐름은 장치로부터 제거되고, 잔류열량의 추출 후 폐기된다.
이러한 처리는 저장을 위한 지하 포켓(pockets underground)으로 이산화탄소 풍부 가스를 펌핑하는 것을 논쟁적으로 주장한다. 나아가, 상기 PSA/VPSA 장치는 상부가스의 이산화탄소함량을 약 35%로부터 약 5%까지 상당한 량을 환원할 수 있음에도 불구하고, 구입, 유지 및 구동하는 것이 매우 비싸고, 또한 이들은 많은 공간을 요구한다.
본 발명의 목적은 용광로를 구동하는 향상된 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 향상된 용광도 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적은 용광로로부터 상부가스를 회수하는 단계; 재순환공정으로 상기 상부가스의 적어도 일부를 주입하는 단계; 및 상기 용광로 내부로 상기 재순환된 상부가스를 다시 공급하는 단계를 포함하되, 상기 재순환 공정은 개질장치로 회수된 상부가스를 공급하는 단계; 상기 개질장치로 휘발성 탄소함유물질을 공급하는 단계; 상기 개질장치 내부에서 상기 휘발성 탄소함유물질의 플래시 기화를 1100 내지 1300 ℃의 온도에서 수행하고, 이에 따라 휘발되지 않은 탄소질 물질 및 합성가스를 생성하는 단계; 및 상기 재순환된 상부가스와 상기 휘발되지 않은 탄소질 물질 및 합성가스를 반응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법과,
용광로; 및 상기 용광로로부터 상부가스를 회수하고, 상기 상부가스의 적어도 일부분을 재순환공정으로 주입하며, 상기 용광로 내부로 재순환된 가스를 다시 주입하기 위한 상부가스 재순환 장치를 포함하되, 상기 상부가스 재순환장치는 상기 방법을 수행하기 위해 설치되는 것을 특징으로 하는 용광로 장치에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 용광로의 구동방법 및 용광로 장치는 이산화탄소 배출을 저감할 수 있으며, 이를 위한 장치의 구입, 유지 및 구동비용이 저렴하여 종래의 고가장비를 대체할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참고, 예시로 하여 설명될 것이다.
이때, 도 1은 용광로 및 상부가스 재순환 장치를 포함하는 본 발명에 따른 용광로 장치의 모식도이다.
본 발명은 용광로로부터 상부가스를 회수하는 단계;
상기 상부가스의 적어도 일부를 재순환 공정으로 주입하는 단계; 및
상기 용광로 내부로 재순환된 상부가스를 다시 공급하는 단계를 포함하는 용광로 구동방법을 제안한다.
본 발명의 중요한 일 양상에 따라, 상기 재순환 공정은 개질 장치로 회수된 상부가스를 공급하는 단계;
휘발성 탄소 함유 물질을 상기 개질 장치로 공급하는 단계;
상기 개질 장치 내 상기 휘발성 탄소 함유 물질의 플래시 기화(flash gasification)를 1100 내지 1300 ℃의 온도에서 수행하고, 이로 인하여 휘발되지 않은(devolatised) 탄소질 물질 및 합성가스를 생성하는 단계; 및
상기 회수된 상부 가스와 상기 휘발되지 않은 탄소질 물질 및 합성가스를 반응시키는 단계를 포함한다.
상기 회수된 상부가스와 휘발되지 않은 탄소질 물질의 혼합물은 상부가스의 이산화탄소 함량을 감소시키고, 이와 동시에 상기 합성가스는 유효가스부피(available gas volume)를 증가시킨다. 사실, 휘발성 탄소함유물질이 상기 회수된 상부가스가 공급되는 상기 개질장치 내부로 들어갈 때, 상기 휘발성 탄소함유물질은 상기 개질장치의 내부가 고온이기 때문에 플래시 기화(flash gasification) 또는 부분적 비휘발(devolatisation)되기 쉽다. 상기 플래시 기화로 인하여, 합성가스의 형태에서 자유로운(liberated) 상기 휘발성 탄소함유물질의 휘발성분 함량은 동일한 휘발성 탄소함유물질의 표준예정량(standard predetermined amount)보다 상당히 높다. 사실, 휘발성 물질을 35% 가지는 휘발성 석탄(coal)에 있어서, 50% 또는 그 이상의 휘발성 물질은 플래시 기화에 의해 추출될 수 있다. 일반적으로, 표준예정량의 약 1.5배까지 달성될 수 있다. 상기 자유로운 휘발성분의 더 높은 함량은 결과적으로 가스 부피의 증가를 야기하는 더욱 많은 합성가스의 생성을 초래한다. 이와 동시에, 상기 휘발되지 않은 탄소질물질의 잔류 탄소는 상기 상부가스의 이산화탄소와 반응하여 CO2 + C → 2CO 반응에 따라 이산화탄소를 일산화탄소로 전환한다. 상당량의 이산화탄소는 이 공정을 통해 일산화탄소로 전환될 수 있다.
PSA/VPSA 장치에 의해 달성되는 것과 유사하게 이산화탄소의 환원은 수행될 수 있고, 예를 들어, 이산화탄소의 함량이 35~40%로부터 4~8%까지 낮아질 수 있다. 그러나, 본 발명의 방법을 수행하기 위해 필요한 상기 장치는 PSA/VPSA 장치보다 매우 저렴하다; 장치의 구입비용이 저렴할 뿐만 아니라, 유지 및 구동 비용 또한 저렴하다.
나아가, 상기 회수된 상부가스의 오직 일부분만이 개질되어 상기 용광로 내부로 다시 주입되고, 상기 회수된 상부가스의 잔류부는 상기 장치로부터 외부로 운반되어 다른곳에 사용되며, 특히, 이들의 열량은 추출된다. 상기 회수된 상부가스의 열량은 PSA/VPSA 장치의 이산화탄소 함유 가스의 열량보다 상당히 높다. 상기 개질장치 내의 가스부피 증가는 장치로부터 추출될 수 있는 열량이 풍부한 상부가스의 양을 더욱 증가시킨다.
상기 개질장치 내부로 공급되는 상기 휘발성 탄소함유물질은 바람직하게는 고체상태인 것을 주목하여야 한다. 개질장치로의 공급 시, 상기 휘발성 탄소함유물질은 휘발되지 않은 탄소질 물질 및 합성가스로 변환된다.
상기 휘발성 탄소함유물질은 상기 개질장치 내부로 공급 시 바람직하게는 1000 ℃/초, 더욱 바람직하게는 5000 ℃/초의 속도로 가열된다. 상기 가열속도는 개질장치 내부로 공급되는 휘발성 탄소함유물질의 입자 직경에 달려있음을 주목하여야한다. 직경이 약 100 마이크론인 입자에 있어서, 상기 가열속도는 약 10000 ℃/초 일 수 있다.
상기 회수된 상부가스는 바람직하게는 1100 내지 1300 ℃의 온도로 가열되고, 더욱 바람직하게는 1250 ℃의 온도로 가열된다.
상기 회수된 상부가스는 예를 들어 Cowper와 같은 열풍로(hot stove), 자갈 충전 가열기(pebble heater) 또는 어떠한 고온 열 교환기 내에서 상기 개질장치의 가열된 상부흐름(upstream)일 수 있다. 대안으로, 상기 회수된 상부가스는 예를 들어, 상기 개질장치 내부에서 스스로 가열될 수 있다.
상기 회수된 상부가스의 가열은 상기 회수된 상부가스로 산소를 공급함으로써 상기 개질장치 내부, 상기 열풍로(hot stove) 내부 또는 이들 중간에서 수행될 수 있다. 대안으로, 상기 회수된 상부가스의 가열은 상기 개질장치와 연결된 적어도 하나의 플라즈마 토치(plasma torch)를 사용함으로써 수행될 수 있다.
나아가, 개질장치의 열풍로 상부흐름 또는 자갈 충전 가열기 상부흐름에서 회수된 상부가스를 1차가열하는 것과 이 후, 상기 개질 장치 내에서 회수된 상부가스를 더욱 가열하는 것 또한 가능하다. 이러한 추가적인 가열은 상기 개질장치의 내부온도를 상승시키고, 휘발성 탄소함유물질의 비휘발을 증가시키며, 이산화탄소의 일산화탄소로의 전환을 증가시킨다. 그 결과, 잔류 이산화탄소가 희석된 가스를 더욱 많이 생성시킨다. 그러나, 더욱 중요한 것은 이산화탄소의 전환율이 증가하는 것과, 이로 인하여 상기 개질장치에 존재하는 이산화탄소 가스의 양을 더욱 줄일 수 있는 것이다. 상기 열풍로 또는 자갈 충전 가열기는 예를 들어, 상기 용광로로부터 추출된 열량이 풍부한 상부가스를 이용하여 가열될 수 있다.
본 발명의 맥락(context)에 있어서, 휘발성 탄소함유물질은 적어도 15 MJ/kg의 열량을 가지고, 휘발성 석탄(volatile coal), 휘발성 플라스틱 물질 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것으로 이해된다. 그러나, 다른 휘발성 탄소함유물질 또한 예상될 수 있다.
바람직하게는, 휘발성 석탄은 적어도 25%의 휘발성 물질을 포함하는 석탄으로 이해된다. 바람직하게는, 상기 휘발성 석탄은 적어도 30%의 휘발성 물질을 포함하는 높은 휘발성 석탄이다. 상기 개질장치 내부로 주입되는 상기 휘발성 석탄은 예를 들어, 35%의 휘발성 물질을 포함할 수 있다. 휘발성 물질의 상기 함량은 가능한 높은 것이 바람직하고, 상기 함량표시는 상기 휘발성 물질 함량의 상한을 나타내는 것을 결코 예정하지 않는다. 개질장치에 존재하는 개질된 상부가스에 의해 동반되는 석탄 입자가 용광로 내부로 공급되는 반성코크스(semi-coke)를 형성하는 것또한 주목되어야 한다. 추가적인 반성코크스의 주입으로 인하여, 용광로의 상단부를 통해 용광로에 주입되는 코크스의 양은 감소될 수 있다.
바람직하게는, 휘발성 플라스틱 물질은 적어도 50%의 휘발물질을 포함하는 플라스틱물질로 이해된다. 상기 플라스틱 물질은 예를 들어, 폐차 잔재물(automobile shredder residue)을 포함할 수 있다. 휘발성 물질의 함량은 가능한 높은 것이 바람직한 것을 주목하여야 하고, 상기 함량표시는 상기 휘발성 물질 함량의 상한을 나타내는 것을 결코 예정하지 않는다.
바람직하게는 상기 휘발성 탄소함유물질은 상기 개질장치 내부의 휘발성 탄소함유물질의 비휘발이 가능하도록 상기 개질장치 내부로 주입되기 전 분쇄 및/또는 건조된다
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 개질장치에 존재하는 상기 상부가스는 용광로의 바닥송풍구(hearth tuyere) 높이에서 용광로로 다시 주입된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 개질장치에 존재하는 상기 상부가스는 재순환된 상부가스의 제1흐름 및 제2흐름으로 나누어지고, 재순환된 상부가스의 상기 제1흐름은 용광로의 바닥송풍구(hearth tuyere) 높이에서 용광로로 다시 주입되며, 재순환된 상부가스의 제2흐름은 용융 영역(melting zone) 상부의 용광로 구역에서 용광로로 다시 주입된다.
탄소함유입자는 바람직하게는 재순환된 상부가스의 제2흐름으로부터 재순환된 상부가스의 제1흐름으로 운반된다. 제2흐름으로부터 제1흐름으로 탄소함유 입자의 운반은 예를 들어, 싸이클론(cyclcone)에 의해 수행된다. 사실, 미세입자의 주입이 가능하지 않은 용광로의 축(shaft) 내부의 상태로 인하여, 제2흐름으로부터 탄소함유입자를 제거하는 것과 이들을 용광로의 바닥으로 주입되고 연소되는 제1흐름으로 주입하는 것은 바람직하다.
본 발명은 또한, 용광로; 및 용광로로부터 상부가스를 회수하고, 상기 상부가스의 적어도 일부분을 재순환공정으로 주입하며, 상기 용광로로 재순환된 가스를 다시 주입하기 위한 상부가스 재순환 장치를 포함하는 용광로 장치에 관한 것이다. 본 발명의 중요한 양상에 따라, 상기 상부가스 재순환 장치는 상기에 나타낸 방법을 수행하도록 설정된다.
도 1은 용광로(12) 및 상부가스 재순환 장치(14)를 포함하는 용광로 장치(10)을 일반적으로 나타내었다. 상기 용광로(12)의 상단부(16)는 코크스 주입(18) 및 광석 주입(20)을 일반적으로 받으며, 이와 동시에 상기 용광로(12)의 하단부(22)는 연료(24) 및 산소(26)를 받는다. 상기 하단부(22)에서는 선철(pig iron, 28) 및 슬래그(slag, 30)가 용광로(12)로부터 추출된다. 상기 용광로 스스로의 구동은 잘 알려져 있고, 더 이상 설명하지 않을 것이다.
상기 상부가스 재순환 장치(14)는 상기 용광로로부터 상부가스를 회수하기 위한 수단, 회수된 가스를 처리하기 위한 수단 및 용광로 내부로 상기 처리된 상부가스를 다시 주입하는 수단을 포함한다. 상기 상부 가스 재순환 장치(14)는 하기에 더욱 상세히 설명한다.
상기 용광로 상부가스는 상기 용광로(12)의 상단부(16)로부터 회수되고, 먼지 또는 이물질의 양이 감소되는 가스 클리너 장치(32)를 통해 우선 공급된다.
가스 클리너 장치(32)를 통과한 후, 상기 상부가스는 상기 용광로(12) 내부로 다시 주입되기 위해 미리 정해진 양의 가스만이 상부가스 재순환 장치(14)에 존재하도록 하는 제1분배밸브(34)로 공급된다. 과량의 상부가스(36)는 용광로 장치(10)로부터 배출되고, 다른 장치에서 사용될 수 있다. 특히, 상기 과잉 상부가스(36)는 다른 장치의 가열에 사용될 수 있다.
제1분배밸브(34)로부터 상부가스의 예정된 양은 상부가스가 1100 내지 1300 ℃의 온도, 바람직하게는 1250 ℃의 온도로 가열되는 Cowper 가열기(38)를 통해 보내진다.
상기 가열된 상부가스는 내부에서 상부가스가 처리되는 개질장치(40)로 공급된다. 상기 가열된 상부가스를 제외한, 고휘발성 탄소함유물질(42)은 상기 개질장치(40) 내부로 주입된다. 상기 상부가스 재순환 모드에 있어서, 상기 용광로 상부가스는 일반적으로 35 내지 40%의 이산화탄소를 포함한다. 상기 상부가스의 높은 온도로 인하여, 상기 고휘발성 탄소함유물질(42)은 합성가스의 형태로 자신의 휘발성분을 배출하고, 주로 CO2 + C → 2CO 반응에 따라 상기 상부가스의 이산화탄소와 상호작용하는 휘발되지 않은 탄소질 물질을 뒤에 남긴다. 상당량의 이산화탄소는 상기 공정을 통해 일산화탄소로 전환될 수 있다. 본 출원인은 상기 공정이 이산화탄소를 35 내지 40% 이상에서 4 내지 8%로 줄일 수 있음을 계산하였다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 개질장치(40)는 휘발성 탄소함유물질의 비휘발 및 이산화탄소의 일산화탄소로의 전환이 가능하도록 더욱 가열된다. 참조표시(44) 하부에 나타내어진 것 중 하나인 플라즈마 토치는 예를 들어, 상기 추가적인 가열을 수행하기 위해 제공된다. 상기 추가적인 가열을 수행하기 위한 다른 수단은 상기 Cowper 가열기(38) 내부, 상기 개질장치(40) 내부 또는 이들 중간의 개질된 상부가스의 흐름으로 산소를 공급하기 위한 적어도 하나의 산소 공급 파이프(미도시)이다.
상기 공정은 상기 상부가스 내의 일산화탄소 증가를 야기할 뿐만 아니라, 수소의 증가 또한 야기시킨다. 사실, 상기 휘발성 탄소함유물질의 플래시 기화에 의해 생성된 합성가스는 유효가스부피를 증가시킨다. 이와 같은 개질장치(40) 내의 가스부피 증가로 인하여, 상기 제1분배밸브(34)는 상기 개질장치(40)에 존재하는 개질된 상부가스의 양이 상기 용광로(12) 내부로 다시 불어 넣어지는 바람직한 가스량과 부합하도록 조절된다.
상기 개질장치(40)에 존재하는 개질된 상부가스에 의해 동반되는 휘발성 석탄, 탄소함유 입자 또는 석탄 입자를 포함하는 휘발성 탄소함유물질의 경우 용광로 내부로 공급되는 반성코크스(semi-coke)를 형성한다. 추가적인 환원제(개질된 상부가스 및 반성코크스)의 주입으로 인하여, 용광로의 상단부(16)를 통해 용광로(12)로 공급되는 코크스의 양은 감소될 수 있다.
상기 개질장치(40)의 하부흐름(Downstream), 제2분배밸브(46)는 상기 개질장치(40)에 존재하는 개질된 상부가스를 개질된 상부가스의 제1흐름(48) 및 개질된 상부가스의 제2흐름(50)으로 나누기 위하여 배열된다.
상기 제1흐름(48)은 상기 용광로(12) 바닥 내부의 송풍구(미도시)를 통해 상기 용광로(12) 내부로 직접 돌아간다. 상기 제1흐름(50)은 용융 영역(melting zone) 상부인 상기 용광로(12)의 상기 용광로(12)의 스택(stack) 내부로 불어 넣어졌다.
상기 제2흐름(50)이 상기 용광로(12) 내부로 불어넣어 지기 전, 상기 제2흐름(50)으로부터 탄소함유입자의 상당부분을 제거하기 위하여 상기 제2흐름은 싸이클론(52)을 통해 유도된다. 상기 싸이클론(52) 내부에 있어서, 상기 탄소함유입자는 상기 싸이클론의 외벽부분으로 유도되고, 중심부의 가스는 탄소함유입자 함량이 감소된다. 상기 탄소함유입자가 싸이클론의 외벽부분으로부터 제1흐름(48)로 유도되는 동안, 상기 중심부로부터의 가스는 제2흐름(50) 내에서 유지되고, 상기 용광로(12)의 스택(stack) 내부로 불어 넣어진다. 이러한 이유로, 상기 제1흐름(48)은 탄소함유입자가 풍부한 개질된 상부가스를 포함하고, 반면 상기 제2흐름(50)은 탄소함유집자가 없는(poor) 개질된 상부가스를 포함한다. 사실, 상기 용광로의 스택 내부로 주입되는 가스는 탄소함유성분이 없는 것(poor)이 바람직하고, 이는 상기 용광로의 상부 조건(condition)이 미세입자의 주입을 들어오지 못하게 하기 때문이다.
10 : 용광로 장치
12 : 용광로
14 : 상부가스 재순환 장치
16 : 상단부
18 : 코크스 주입부
20 : 광석 주입부
22 : 하단부
24 : 연료
26 : 산소
28 : 선철
30 : 슬래그
32 : 가스 클리너 장치
34 : 제1분배밸브
36 : 과량의 상부가스
38 : Cowper 가열기
40 : 개질장치
42 : 고휘발성 탄소함유물질
44 : 플라즈마 토치
46 : 제2분배밸브
48 : 개질된 가스의 제1흐름
50 : 개질된 가스의 제2흐름
52 : 싸이클론

Claims (20)

  1. 용광로로부터 상부가스를 회수하는 단계;
    재순환공정으로 상기 상부가스의 적어도 일부를 주입하는 단계; 및
    상기 용광로 내부로 상기 재순환된 상부가스를 다시 공급하는 단계를 포함하되,
    상기 재순환 공정은 개질장치로 회수된 상부가스를 공급하는 단계;
    상기 개질장치로 휘발성 탄소함유물질을 공급하는 단계;
    상기 개질장치 내부에서 상기 휘발성 탄소함유물질의 플래시 기화를 1250 내지 1300 ℃의 온도에서 수행하고, 이에 따라 휘발되지 않은 탄소질 물질 및 합성가스를 생성하는 단계; 및
    상기 재순환된 상부가스와 상기 휘발되지 않은 탄소질 물질 및 합성가스를 반응시키는 단계를 포함하고,
    상기 개질장치에 존재하는 상기 상부가스는 재순환된 상부가스의 제1흐름 및 제2흐름으로 나누어지고, 재순환된 상부가스의 상기 제1흐름은 용광로의 바닥송풍구(hearth tuyere) 높이에서 용광로로 다시 주입되며, 재순환된 상부가스의 상기 제2흐름은 용융 영역(melting zone) 상부의 용광로 구역에서 용광로로 다시 주입되고,
    재순환된 상부가스의 상기 제2흐름으로부터 재순환된 상부가스의 상기 제1흐름으로 탄소함유입자가 운반되고,
    재순환된 상부가스의 상기 제2흐름으로부터 상기 제1흐름으로의 상기 탄소함유입자의 운반은 싸이클론을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 휘발성 탄소함유물질은 고체상태로 상기 개질장치 내로 공급되고, 개질장치로의 공급 시, 상기 휘발성 탄소함유물질은 휘발되지 않은 탄소질 물질 및 합성가스로 변환되는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 휘발성 탄소함유물질은 개질장치 내부로 공급 시, 1000 ℃/초를 초과하는 속도로 가열되는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회수된 상부가스는 1100 내지 1300 ℃의 온도로 개질장치의 내부 또는 상부흐름(upstream)에서 가열되는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 회수된 상부가스는 1250 ℃의 온도로 개질장치의 내부 또는 상부흐름(upstream)에서 가열되는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 회수된 상부가스는 열풍로(hot stove), 자갈 충전 가열기(pebble heater) 또는 어떠한 고온 열교환기 내에서 상기 개질장치의 상부흐름으로 가열되는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 회수된 상부가스는 상기 개질장치 내부에서 가열되는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 회수된 상부가스는 플라즈마 토치 및/또는 회수된 상부가스의 흐름 내부로 산소를 주입하는 수단 중 적어도 하나의 수단에 의해 상기 개질장치 내부에서 가열되는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 휘발성 탄소함유물질은 적어도 25%의 휘발성 물질을 가지는 휘발성 석탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 휘발성 탄소함유물질은 적어도 50%의 휘발성 물질을 가지는 휘발성 플라스틱 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 휘발성 탄소함유물질은 적어도 15 MJ/kg의 열량을 가지는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 휘발성 탄소함유물질은 상기 개질장치 내부로 주입되기 전 분쇄 및/또는 건조되는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 개질장치에 존재하는 상기 상부가스는 상기 용광로의 하부송풍구에서 상기 용광로 내부로 다시 주입되는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 용광로; 및
    상기 용광로로부터 상부가스를 회수하고, 상기 상부가스의 적어도 일부분을 재순환공정으로 주입하며, 상기 용광로 내부로 재순환된 가스를 다시 주입하기 위한 상부가스 재순환 장치를 포함하되, 상기 상부가스 재순환장치는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위해 설치되는 것을 특징으로 하는 용광로 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 휘발성 탄소함유물질은 적어도 30%의 휘발성 물질을 가지는 휘발성 석탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 휘발성 탄소함유물질은 35%의 휘발성 물질을 가지는 휘발성 석탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 휘발성 탄소함유물질은 개질장치 내부로 공급 시, 5000 내지 10000 ℃/초의 속도로 가열되는 것을 특징으로 하는 용광로의 구동방법.
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