KR20120069766A - 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.To solve the problem of using pulverized coal as an auxiliary reductant in blast furnace operation, and to provide a blast furnace operation method which can contribute to CO 2 emission reduction by using biomass instead of pulverized coal. In the blast furnace operation in which pulverized coal is used as an auxiliary reducing material, biomass (3) obtained by distilling the biomass (1) in the distillation unit (2) is pulverized and blown from the tuyeres simultaneously with the pulverized coal (4). The blast furnace operating method characterized by the above-mentioned. It is preferable to mix pulverized coal and biomass in the mixing apparatus 5, and to blow out from a tuyere, and to blow in from a tuyere so that the sum total of volatile matter concentration of pulverized coal and biomass may be 10 mass% or more.

Description

고로 조업 방법{METHOD FOR OPERATING BLAST FURNACE}Blast furnace operation method {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 uses a biomass char obtained by distilling biomass in a blast furnace process using pulverized coal as an auxiliary reducing material, as an auxiliary reducing material of blast furnace. It is about a blast furnace operation method.

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, iron sources, such as iron ore or scrap, and coke as an iron ore reducing material and a heat source are used as a raw material. In order to produce coke suitable for blast furnace operation, expensive and good coal for coke making is required. Therefore, the blast furnace operation method which blows in the blast furnace tuyere using the pulverized coal which grind | pulverized the coal for fuel as a heat source now, and reduces the use amount of expensive coke is performed. The pulverized coal used for blast furnace injection, unlike coal for coke making, generally uses non-caking coal (coking property) with low caking properties. Although the amount of pulverized coal to be blown varies depending on the operating conditions, the greater the amount of blown coal, the more the amount of coke used can be reduced, and the cost can be reduced. Usually, when 100-200 kg of pulverized coal is inject | poured per ton of pig iron, the coke usage amount of the same quantity can be reduced. The particle size of the pulverized coal blown here is generally in the range of 74% or less of 60% to 80% of the total pulverized coal mass (this is abbreviated as pulverized coal particle size of 74µm or less and 60 to 80mass%). It 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.The blast furnace blows high-speed air (about 200 m / s at the blower inlet gas velocity) at a high temperature of about 1100 ° C. in the lower tuyere section of the furnace, converts coke into reducing gas, and reduces iron ore. At the inlet of the tuyere, a space called a combustion zone (raceway) is formed by this wind energy, and coke is converted into reducing gas in this space. Pulverized coal blown into the tuyeres portion as auxiliary reducing material also needs to be converted into reducing gas in this raceway. However, the residence time of the pulverized coal passing through the raceway is about 0.01 seconds, so the pulverized coal property having good combustibility is desired. The combustibility of pulverized coal is also important, but depends on the amount of volatile matter (for example, see Non-patent Documents 1 and 2). Pulverized coal, which could not be burned in the raceway, rises with gas in the blast furnace as a char. At that time, it reacts with CO 2 and H 2 0 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 0 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, reducing CO 2 emissions is an urgent task from the standpoint of preventing global warming. The steel industry is also developing technologies to reduce CO 2 emissions. As a method of reducing CO 2 emissions, there is a method of reducing the amount of input carbon, a method of recovering output CO 2, and a method of replacing conventional coal and oil with a carbon free carbon source. Biomass is known as a carbon-free carbon source, and the use of biomass in place of coal in the steel industry can contribute to the reduction of CO 2 emissions. Examples of biomass include wood waste generated by dismantling of construction houses, wood waste generated from sawmills, pruning waste in forests, and the like. As the method of using the treatment, landfilling, leaving, incineration, fuel and the like are mainly used. In addition, 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 itself is a high moisture content, low calorific value (e.g., 15 mass% of moisture, 16.2 MJ / kg-dry basis), so it is efficient to use it directly in the steelmaking process. It can not be said to be advantageous. In addition, pulverizing waste wood directly to 74 µm or less is difficult with ordinary coal mills (roller mills, ball mills, etc.), and requires a grinder such as an impact method.

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

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

(a) 일반적으로 휘발분 농도가 낮은 미분탄(예를 들면, 무연탄)은 연소성이 뒤떨어져, 송풍구 입구에서 고연소율을 확보할 수 없다.(a) In general, pulverized coal (for example, anthracite coal) having a low volatile matter concentration is poor in combustibility, and a high combustion rate cannot be secured 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) If combustion in the raceway is insufficient, an unburned difference (carbon produced from pulverized coal with insufficient combustion) is produced and gasified by CO 2 and H 2 O generated in the blast furnace. However, a large amount of unburned cars is not consumed in the blast furnace, which increases the pressure loss in the furnace.

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

(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 biomass is used as blast furnace blowing carbonaceous material, high moisture content and low calorific value, and pulverization into fine powder are difficult, and operation similar to pulverized coal is not performed. Because it cannot use efficiently in blast furnace, the effect of reducing 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 operating method that can solve the problem of using such pulverized coal as an auxiliary reducing material in blast furnace operation and contribute to reducing CO 2 emissions by using biomass instead of pulverized coal. .

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 이하와 같다.Features of the present invention for solving 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) In a blast furnace operating method in which pulverized coal is used as an auxiliary reductant and blown out from a tuyere, the biomass obtained by distilling biomass is pulverized to obtain the biomass. A blast furnace operating method for producing a pulverized product of stanza and blowing the pulverized product and the pulverized coal of the biomass 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 the pulverized coal and the biomass into the tuyeres.

(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 blast furnace operation according to (1), wherein the pulverized product of pulverized coal and pulverized coal is blown in by blowing the pulverized product of pulverized coal and pulverized coal from the blowing lance and the pulverized coal blowing lance of the biomass pulverized coal in the same tuyere. 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), which is blown in from the tuyeres so that the total volatile concentration of the biomass residue and the pulverized coal are 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 mass% or more and 50 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 blast furnace operating method according to (1), wherein the pulverized product of the biomass has volatile matter 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) Blowing of the pulverized product and pulverized coal of the biomass in the ratio of mass, and pulverized product of the biomass: pulverized coal = pulverized coal = 6-50: 94-50, and blowing the pulverized product and pulverized coal from the tuyeres Blast furnace operation method as described in (1) made by making it carry out.

(9) 상기 바이오매스탄의 분쇄물:미분탄이, 20∼50:80∼50의 비율인 (8)에 기재된 고로 조업 방법.(9) The blast furnace operating method according to (8), wherein the pulverized product of the biomass: pulverized coal is in 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) The blast furnace operating method according to (1), wherein the pulverized product of the biomass has a particle size of 80 µm or more.

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.According to the present invention, low-grade coal can be used in a blast furnace without the restriction of pulverized coal volatile matter, and biomass, obtained by distilling biomass, is used in the blast furnace to reduce CO 2 emissions in the steelmaking process. 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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing of one Embodiment of this invention.
2 is an explanatory diagram of an embodiment of a biomass distillation apparatus used in the present invention.
3 is an explanatory diagram of a biomass and pulverized coal combustion test apparatus used in the present invention.
Figure 4 is a graph showing the combustion test results of the present invention (maximum temperature position in the raceway).
5 is a graph (combustion / gasification rate) showing the combustion test results of the present invention.
Fig. 6 is a graph showing the relationship between combustion and gasification rate and actual combustion and gasification rate when causticity is established.

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.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the inventors made repeated studies, and found out that the combustibility of pulverized coal can be improved by grind | pulverizing the biomass obtained by distilling biomass and blowing in from blast furnace tuyeres simultaneously with pulverized coal. As a result, even pulverized coal having a low volatile matter concentration can be used for blast furnace injection, and the coal species of pulverized coal that can be used are 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.Biomass obtained by distilling the biomass can be pulverized, so the pulverized coal and biomass are mixed in advance and blown into the furnace using pulverized coal blowing pipe, or the normal pulverized coal blowing pipe alone with biomass. It is possible to blow into the furnace by using. Therefore, if the blast furnace is carrying out pulverized coal injection operation, the blast furnace injection operation of a biomass can be performed, without renewing a facility in particular. When the biomass and pulverized coal produced by distilling the biomass are blown into the furnace at the same time, the combustion speed of the biomass is fast, so the pulverized coal is heated by the heat of biomass combustion, and the combustibility of the pulverized coal can be improved. . By raising the volatile matter concentration of the auxiliary reducing material, the combustion rate is improved, and the production of unburned tea is reduced. Furthermore, the consumption load to the CO 2 and H 2 0 in the is reduced to.

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 pulverized coal having a low volatile matter concentration is blown from the tuyeres of the blast furnace and used for blast furnace operation as an auxiliary reducing material, the biomass is distilled to a predetermined volatile matter concentration to be biomass, and then pulverized. The combustion rate of the low volatile coal can be improved by mixing so that the total volatile matter concentration is equal to or higher than a predetermined concentration and simultaneously blowing the pulverized coal and the biomass. By blowing pulverized coal and biomass simultaneously, the volatile matter concentration at the time of mixing in a furnace may be more than predetermined concentration, and it does not necessarily need to mix and blow in advance. As a predetermined volatile matter concentration of the sum of pulverized coal and biomass, for example, the volatile matter concentration of pulverized coal used in blast furnace can be used normally.

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.In particular, it is preferable to blow in from a tuyeres so that the sum total of volatile matter concentrations of pulverized coal and a biomass may be 10 mass% or more. When the total volatile matter concentration of pulverized coal and biomass reaches 10 mass% or more, a burning rate of caustic or higher can be secured. The higher the volatile matter concentration, the better the combustibility. However, in the present invention, the total volatile matter concentration defines 50 mass% or less as a suitable range. This is because the volatile matter concentration of ordinary coal used as pulverized coal is 50 mass% or less, and when the ratio of pulverized coal is high, it is difficult to adjust the total volatile matter concentration to more than 50 mass% itself. On the other hand, when biomass is used without distillation, the volatile matter concentration is as high as 70 mass%, and the carbon content is 50 mass% or less. Therefore, when biomass is used together with pulverized coal, it is effective for raising volatile matter concentration. However, when biomass is used instead of pulverized coal, coke substitution rate is lowered because the carbon content is lower than 50 mass%, so it is not suitable for using pulverized coal, and it is more effective to use biomass.

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: 40.09mass%) is blended with pulverized coal (volatile matter concentration: 8.50 mass%), the total volatile matter concentration becomes 10 mass% or more, and higher than expected from causticity. 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 in from a tuyeres so that the sum total of volatile matter concentrations of pulverized coal and a biomass may be 15 mass% or more. When the total volatile matter concentration of pulverized coal and biomass becomes 15 mass% or more, the ratio which can ensure the combustion rate more than caustic can be made larger. It is most preferable that the sum total of volatile matter concentrations 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 to dry-dry at the temperature of 300 degreeC or more as biomass dry-drying condition at the time of manufacturing biomass. By dry distillation of 300 degreeC or more, moisture is removed and it becomes possible to make calorific value the same as coal. When distilling, the volatile matter concentration of the biomass can be adjusted to a predetermined concentration by adjusting the temperature or residence time. It is preferable that distillation temperature is 600 degrees C or less. If the dry distillation temperature exceeds 600 degreeC, the volatile matter concentration of biomass will be about 10 mass%, and it may become difficult to mix it with pulverized coal and to adjust the volatile matter concentration to 15% or more.

바이오매스탄의 휘발분 농도는 25mass% 이상인 것이 바람직하다. 바이오매스탄의 휘발분 농도가 25mass% 이하인 경우에는, 가성성 이상의 연소율을 확보하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.It is preferable that the volatile matter concentration of biomass is 25 mass% or more. When the volatile matter concentration of the biomass is 25 mass% or less, it may be difficult to secure a burning rate of caustic or higher.

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.It is preferable that the volatile matter concentration of biomass is 50 mass% or less. This is because biomass with a volatile matter concentration exceeding 50 mass% is not sufficiently dry, and there is a fear that the amount of pulverized processing per hour in the pulverization step is significantly reduced.

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

상기에 있어서, 바이오매스탄의 분쇄물의 비율이 6mass% 이상인 것이 바람직한 이유는, 이하와 같다.In the above, the reason why it is preferable that the ratio of the pulverized product of biomass is 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.As a general biomass suitable for use as a mixture of pulverized coal, a biomass treated with a biomass at a dry distillation temperature of 300 ° C is assumed. Biomass treated with a distillation temperature of 300 ℃ has a volatile concentration of about 40 mass% and a carbon content of about 70 mass%, which is suitable for use in place of pulverized coal. As pulverized coal which is generally used as pulverized coal has a low volatile matter concentration, the volatile matter concentration is lower than 10 mass%. Therefore, in order to make the volatile matter concentration after mixing, it is preferable to mix 6 mass% or more of the pulverized product of biomass. do.

또한, 바이오매스탄의 분쇄물의 비율이 50mass% 이하인 것이 바람직한 이유는 이하와 같다.In addition, the reason why it is preferable that the ratio of the pulverized product of biomass is 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.In a blast furnace having an annual output of 5 million tons, assuming that 100 to 200 kg of pulverized coal is blown per ton of pig iron, the annual consumption of pulverized coal is 50 to 1 million tons. Considering the replacement of 50% by mass of pulverized coal with biomass, 25-500,000 tons of biomass is required annually. Assuming that the yield of carbide in the production of biomass from biomass is assumed to be 20% by mass, annually, 125 to 2.5 million tons of biomass raw materials are required, in which case the forest residues Various biomass raw materials such as wood-based biomass, herbal biomass, sewage sludge, and food waste generated from riverbeds are used. In the case of using such a variety of biomass, the properties of the produced biomass may vary in various ways in terms of components other than pulverization due to the difference in the type of raw materials. Even when the biomass is mixed up to about%, the mixture properties are stabilized, so that the use in the blast furnace is sufficiently possible. As pulverized coal, it is preferable to use a thing with less nonuniformity of the content rate of member elements, such as fixed carbon, a volatile matter, ash, etc. compared with the biomass made from various biomass raw materials.

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

바이오매스탄의 분쇄물의 비율이 20mass% 이상인 것이 더욱 바람직한 이유를 아래에 나타낸다.The reason why it is more preferable that the ratio of the pulverized product of biomass is 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 / gasification rate of the mixture required as a premise that causticity is established from the respective combustion and gasification rates of pulverized coal and biomass is set to A, and the combustion / gasification rate of the measured mixture is B, and the combustion exceeds the causticity. • Set the ratio of gasification rate to C = (BA) / A × 100. When C is calculated in Inventive Examples 1 to 3 in the following Examples, it is 4 or more, but in Inventive Examples 4 and 5, it is 2 or less. This can also be visually recognized as the plotted deviation width of the measured combustion and gasification rate from the case where causticity is established (dotted line) in the graph of FIG. 6 shown below. That is, in the mixture of the pulverized product of biomass shown in Example 3 of 20 mass% or more, the C value is large, that is, the combustion and gasification rate exceeding causticity is remarkable, and thus the pulverized product of biomass is More preferred are mixtures that are at least 20 mass%.

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 25 mass% or more and 50 mass% or less volatile matter, the ratio of the pulverized product and the pulverized coal of the biomass is 10 mass% or more and 50 mass of the total volatile matter concentration of the biomass pulverized product and pulverized coal. It is preferable to adjust the ratio so that it may become% or less. Table 1 shows an example in which the mixing ratio of the volatile matter ratio of the pulverized product of the biomass and the mixture of pulverized coal is changed.

Figure pct00001
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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 concentration of biomass varies depending on the dry conditions and the biomass used. In the case where the volatile matter concentration of biomass is Dmass% and the volatile matter concentration of pulverized coal is Emass%, the biomass is mixed with Fmass% and pulverized coal with Gmass%, and in a mixture having an F value of 6 or more, D × F / 100 + E If the volatilization concentration of the mixture determined by xG / 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 distillation method for distilling the biomass may be any one of a conventional batch type, a rotary kiln type method, a method using a water furnace, and preferably employed in a continuous process. It is preferable to use the rotary kiln formula as much as possible. The generated dry gas is preferably used as a dry heat source of biomass, and can be suitably used, for example, to be supplied to a steel chemical process.

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.In addition, biomass is a general term (but the fossil resource except the fossil resource) of the plant and animal resource which accumulated a certain quantity, and the biomass used by this invention is an agricultural system, a forestry industry, a livestock system, a fisheries system, and a waste system. Any biomass that pyrolyzes to produce carbides can be used. It is preferable to use biomass having a high effective calorific value, and woody biomass is preferably used. Examples of woody biomass include by-products such as pulp black liquor and chip dust, by-products such as bark and sawdust, eggplants, leaves, Forest residues such as twigs and cuttlewood, specialty forests such as cedar, cypress, pine, etc., and waste wood of edible fungi. Forest biomass, such as from forests of firewood such as buckthorn, buckthorn, pine, pine, willow, poplar, eucalyptus, pine, etc. General wastes such as pruning branches of private houses, pruning branches of national and local governments, pruning branches of corporate garden trees, and industrial wastes such as construction and building waste materials. have. Bran, straw, rice straw, sugar cane waste, palm palm, etc., which are classified as agricultural biomass, as rice, rice bran, rapeseed, soybean, etc. Some of the agricultural biomass can be suitably 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 to blow biomass and pulverized coal into a furnace from the same tuyeres of a blast furnace. Although the biomass and the pulverized coal are blown in from different tuyeres to some extent, the biomass and the pulverized coal are rapidly mixed by blowing in the furnace from the same tuyeres. As a method of blowing into the blast furnace from the same tuyeres, a biomass lance dedicated lance and a pulverized coal lance may be inserted into the same tuyeres so as to be a double flow lance system. You may mix stanc powder and pulverized coal. Moreover, it is also possible to blow in what was supplied to powder supply apparatuses, such as a hopper, after mixing the powder of biomass and pulverized coal beforehand.

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.An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. The biomass 1 is supplied to the distillation apparatus 2, and is dried under predetermined conditions to produce the biomass 3. The biomass obtained 3 is supplied to the mixing apparatus 5 with the pulverized coal 4 which consists of low volatile coal, and it grind | pulverizes by 74 micrometers or less by 80 mass% with the pulverization apparatus 6 after that. The pulverized biomassane and 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.With reference to FIG. 2, one Embodiment at the time of using a rotary kiln as a biomass distillation apparatus is demonstrated. In FIG. 2, the apparatus main body 11 of the rotary kiln furnace 10 which is a distillation furnace is comprised from the outer tube 12 and the inner tube 13. As shown in FIG. The inner tube 13 is arranged concentrically with the outer tube 12 in the inner longitudinal direction of the outer tube 12. The interior of the inner tube 13 constitutes a biomass passage 14 (processing space), and the space between the exterior 12 and the inner tube 13 constitutes the passage 15 of the heating gas. When distilling biomass using the apparatus of FIG. 2, the biomass 1 previously crushed by a crusher not shown is transferred from one end of the rotary kiln body 11 through a screw feeder 16 for material supply. It is supplied to the processing space 14. The heating gas (hot air) 17 is supplied to the heating gas space 15 through the hot air conduit 18. 19 denotes a fixed-quantity supply device for the target material, 20 and 21 a driving motor, 22 a heating gas outlet, and 23 a treated material and a generated gas outlet. 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 heating gas 17 which flowed through the heating gas passage 15 is discharged from the other end side outlet 22 of the apparatus main body 11. On the other hand, the biomass 1 supplied to the processing space 14 inside the inner tube 13 is heated and dried while conveying the processing space 14 while being mixed by the rotation of the inner tube 13, the biomass ( 3) becomes. Since the discharged biomass 3 is high in temperature, it is necessary to cool it. The cooling gas may be an inert gas. In addition, the biomass 3 discharged | emitted from a cooling part should just be the temperature range which does not ignite, and should be 200 degreeC. More preferably, it is 100 degrees 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 distilled off using the rotary kiln apparatus shown in FIG. The heating method of the rotary kiln was three-part electric heating. The rotary kiln had an inner diameter of 15 cm, a length of 1.0 m, and an inclination angle of 1 °. The drying temperature was 375 ° C and the drying time was 50 minutes (rotary kiln speed: 1.5 rpm). The biomass used hemp waste wood which was grind | pulverized and classified into 3 mm-10 mm. The composition of the used biomass is shown in Table 2.

Figure pct00002
Figure 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 obtained biomass 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 biomassane obtained above was pulverized, mixed with pulverized coal having a composition shown in Table 3, and combustibility evaluation was performed.

Figure pct00003
Figure 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.Combustibility evaluation was performed in accordance with the combustion test using the combustion test apparatus shown in FIG. 3 on the conditions shown in Table 4. FIG. The combustion test apparatus 30 used that the length of the blowing direction was 600 mm, the diameter of the tuyeres 31 was 65 mm, and the diameter of the blow pipe 32 was 90 mm. A probe 34 for measuring and collecting the temperature and gas composition in the raceway 33 is provided. Biomass and pulverized coal are blown in the combustion test apparatus 30 from the tuyere 31, and burned in the raceway 33 formed in front of the tuyere, and in the raceway of biomass and pulverized coal ( V) The maximum temperature position and combustion and gasification rate were measured. The highest temperature position in the raceway of biomass and pulverized coal blown into the combustion test apparatus 30 from the tuyeres 31 indicates combustibility, and the closer to the inlet of the tuyeres, the better the combustibility. It is represented by distance from. The combustion and gasification rate was calculated as "(coke consumption rate without blowing-coke consumption rate when blowing) / (biomass and coal dust blowing rates)".

Figure pct00004
Figure 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 mixing ratio of biomass and pulverized coal is a mass ratio. In the present invention example 1, 50 biomasses (total volatile matter concentration: 24.30 mass%) with respect to the pulverized coal 50, and the biomass of 40 with respect to the pulverized coal 60 in the invention example 2 (Total Volatilization Concentration: 21.14mass%) In Example 3 of the Invention, 20 biomasses (Total Volatilization Concentration: 14.82mass%) relative to pulverized coal 80, and Inventive Example 4 were 10 Biomasses (volatility of the powdered coal 90). Total concentration: 11.66 mass%) In Example 5 of the present invention, the biomassane (the total concentration of the volatile matter: 10.40 mass%) was 6 with respect to the pulverized coal 94. In addition, the comparative example 1 and the case where the combustion test was performed only with biomassane were made into the comparative example 1 and the comparative example 2 when the combustion test was performed with pulverized coal alone. The measurement result of the highest temperature position (distance from a tuyere) in a raceway is shown in FIG. 4, and the measurement result of a combustion and gasification rate is 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.6 shows the relationship between the combustion and gasification rate when causticity is established and the combustion and gasification rate measured above. If causticity is established in the combustion of biomass and pulverized coal, the combustion rate of Inventive Example 1 is 59.3%, Inventive Example 2 is 56.4%, Inventive Example 3 is 50.5%, Inventive Example 4 is 47.6%, Inventive Example 5 will be 46.4%, but the combustibility of the mixture of biomassane and pulverized coal is improved more than is expected from causticity. It is thought that total combustibility improved by mixing biomass with high volatile matter.

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 distillation unit
3 Biomass
4 pulverized coal
5 Mixer
6 Crushers
7 Blowing device
8 blast furnace
10 round kilns
11 device body
12 appearance
13 inner tube
14 Biomass Passage (Processing Space)
15 heating gas passage
16 screw feeder
17 Heating Gas (Hot Air)
18 hot air conduits
19 Metering device
20 drive motor
21 Drive Motor
22 Heating gas outlet
23 outlet
24 tar, moisture, gas generated
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, 상기 바이오매스탄의 분쇄물을 생성하고,
상기 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄을 상기 송풍구로부터 취입하는 고로 조업 방법.In the blast furnace operation method which blows pulverized coal as auxiliary reducing material from a tuyere,
Pulverizing the biomass obtained by distilling the biomass, to produce a pulverized product of the biomass,
A blast furnace operating method for blowing the pulverized product and pulverized coal of the biomass from the tuyeres. 제1 항에 있어서,
상기 바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 취입이, 미분탄과 바이오매스탄을 혼합하여 송풍구로부터 취입함으로써 이루어지는 고로 조업 방법.The method according to claim 1,
The blast furnace operation method in which the said grinding | pulverization of biomass and pulverized coal are blown by mixing pulverized coal and biomass into a tuyere. 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,
The blast furnace operation method in which the said grinding | pulverization of a biomass and pulverized coal are blown in by blowing the grinding | pulverization of a biomass and pulverized coal from the blowing lance and the pulverized coal injection lance of a biomass grinding | pulverization in a tuyere. 제1 항에 있어서,
바이오매스탄의 분쇄물과 미분탄의 휘발분 농도 합계가 10mass% 이상이 되도록 송풍구로부터 취입하는 고로 조업 방법.The method according to claim 1,
A blast furnace operation method which blows in from a tuyere so that the sum total of the pulverized powder of biomass and the volatile matter concentration of pulverized coal may be 10 mass% or more. 제4 항에 있어서,
상기 휘발분 농도 합계가 10mass% 이상, 50mass% 이하인 고로 조업 방법.The method of claim 4, wherein
The blast furnace operation method whose total volatile matter concentration is 10 mass% or more and 50 mass% or less. 제5 항에 있어서,
상기 휘발분 농도 합계가 15mass% 이상, 50mass% 이하인 고로 조업 방법.6. The method of claim 5,
The blast furnace operation method whose total volatile matter concentration is 15 mass% or more and 50 mass% or less. 제1 항에 있어서,
상기 바이오매스탄의 분쇄물이, 25mass% 이상, 50mass% 이하의 휘발분을 갖는 고로 조업 방법.The method according to claim 1,
A blast furnace operating method in which the pulverized product of the biomass has a volatile matter of 25 mass% or more and 50 mass% or less. 제1 항에 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,
The blast furnace made by injecting the pulverized product and the pulverized coal of the biomass from the tuyeres in a ratio of the mass ratio and the pulverized product of the biomass: pulverized coal = 6-50: 94-50 Operation method. 제8 항에 있어서,
상기 바이오매스탄의 분쇄물:미분탄이, 20∼50:80∼50의 비율인 고로 조업 방법.The method of claim 8,
A blast furnace operating method in which the pulverized product of the biomass: powdered coal is in a ratio of 20 to 50:80 to 50. 제1 항에 있어서,
상기 바이오매스탄의 분쇄물이, 74㎛ 이하가 80mass% 이상의 입도(粒度)를 갖는 고로 조업 방법.The method according to claim 1,
The blast furnace operating method of the said pulverized material of biomass has 74 micrometers or less of 80 mass% or more.
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