KR20130031269A - 선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 원료 철(RE) 또는 액상의 강 전구체들의 제조 방법에 관한 것이다. 철광석 및, 선택적으로, 첨가제 물질들을 포함하는 원료 물질들은, 환원 가스에 의해 하나 이상의 환원 유닛(2)에서 환원되며, 그리고 이 장입 물질의 적어도 일부들은 탄소 추가와 환원 가스(RG)의 형성과 함께 제련 유닛(1)에서 제련된다. 제련 유닛(1)으로부터의 환원 가스 및/또는 환원 유닛(2)으로부터의 노정 가스(TG)는 세정되게 된다. 습식 세정 중 얻어진 공정 용수는 탈기처리되며, 휘발성 유기 화합물(VOC)들은 이에 의해 공정 용수로부터 분리된다.
Description
본 발명은, 철광석 및, 적절하다면, 첨가물들을 포함하는 장입(charge) 물질들은, 환원 가스에 의해 하나 이상의 환원 유닛에서 적어도 부분적으로 환원되며, 그리고 이 장입 물질의 적어도 일부들은 고형(solid) 또는 가스상태의 탄소 캐리어들, 특히 석탄, 및 공급되는 산소 함유 가스에 의해 제련(smelting) 유닛, 특히 용융가스화로에서 제련되며, 이와 동시에 환원 가스를 형성하며, 상기 제련 유닛으로부터의 환원 가스 및/또는 상기 환원 유닛으로부터의 노정 가스(top gas)는 세정되게 되는, 선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 방법에 관한 것이다.
복합 휘발성 유기 화합물(VOC)들은, 석탄 및 추가의 장입 물질들의 가스화 때문에 제련 유닛에서 선철 제조중에 형성된다. 예컨대, 선철 제조를 위한 제련 유닛의 돔에서 이루어지는 바와 같은, 높은 공정 온도에서조차, 이러한 화합물들은 완전 분해될 수 없으며, 또는 모든 조업 상태들에서 분해될 수 없다.
제련 유닛의 작동은 높은 유독성들을 갖는 화합물들, 예컨대, 벤젠-톨루엔-크실렌(BTX), 일산화탄소, 다환 방향족 탄화수소(PAH: polycyclic aromatic hydrocarbon)들 뿐만 아니라 시안화물(CN-)을 형성할 수 있다. 환원 가스와 함께, 이들 화합물들은 가스 세정 장치들 내를 통과하며, 이 경우에, 이들 화합물들은, 예컨대 습식 세정으로부터 물속에서 축적된다. 게다가, 이들 화합물들은 모든 공정 가스들, 예컨대 환원 유닛으로부터 제거된 노정 가스에서 발견된다. 공정 용수로서 공지된, 습식 세정으로부터 오염된 액체가 냉각탑 안으로 공급되면, 냉각탑 안에 존재하는 공정 용수 및 VOC의 증발로 인해 상당한 환경 오염이 유발될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 중 이와 같은 환경 오염의 사례들을 회피하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1에서 청구된 바와 같은 본 발명의 방법에 의해 이루어진다.
본 발명에 따른 방법에 의해, 공정 용수 중에 용해되어 있는 VOC는, 이 공정 용수를 탈기 처리함으로써 제거된다. 후속하여, 습식 세정에 의해 얻어진 고온의 그리고 이렇게 탈기된 공정 용수는, 유독성 화합물(VOC)들의 결과로서 발생하는 환경 오염의 사례들 없이, 냉각탑에서 어떠한 문제들 없이 증발될 수 있고, 공정에서 냉각될 수 있다. 환원 가스 또는 노정 가스 중에 존재하는 분진 또는 입자들의 장전(loading) 특성에 따라, 습식 세정 이전에, 건식 건조, 예컨대 사이클론을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 게다가, VOC에 의한 공정 용수의 부화(enrichment)가 회피되고, 그리고 이에 따라 어떠한 플랜트들 자체 또는 플랜트의 어떠한 환경이든 간에 오염의 사례들은 존재하지 않는다.
본 발명의 방법의 유리한 구성에 따르면, 탈기처리는 하나 또는 그 보다 많은 탈기 장치들, 특히 병렬식으로 연결된 탈기 장치들에서 실행된다. 탈기 장치들은, 탈기 포트(pot)들로서 실현될 수 있는데, 예컨대, 이 경우, 별도의 탈기 스테이지들의 공정 볼륨은 요구조건들에 일치하여 선택될 수 있다. 탈기 장치들을 직렬식으로 배열함으로써, 가장 큰 공정 볼륨을 갖는 탈기 장치가 제 1 탈기 장치로서 존재하고, 이에 따라 후속 단계 또는 단계들이 더 작은 공정 볼륨으로 구현될 수 있는 가능한 대안이 얻어질 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 추가의 유리한 구성에 따르면, 공정 용수는, 탈기처리중, 퍼지 가스들, 특히 공기에 의해 추가로 정화된다. 공기에 의한 정화(purging)는 보다 양호한 탈기를 이루고, 그리고 이에 따라 더 작은 공정 볼륨들 또는 다르게는 더 적은 수의 탈기 장치들이 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 특별한 구성에 따르면, 탈기처리중 제거된 가스들은 연소되고, 그리고 폐열이 특히 석탄 및/또는 광석 건조를 위해서 이용된다. 연소는, 먼저, 유독성 화합물들을 분해시키며, 그리고 이에 따라 이들 화합물들을 무독성 화합물들로 변환시키며, 게다가, 공정에서 형성된 폐열이 선철 제조 공정을 위해서, 또는 장입 물질을 준비하기 위한 공정 단계들을 위해서, 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 특별한 구성은, 탈기처리중 제거된 가스들이 폐기 공기 필터, 특히 활성탄(activated carbon) 필터에서 분리되는 것을 제공한다. 공정에 의해 방출되는 배기들에 관해 부여된 특히 높은 규제들 또는 유독성 화합물들의 존재에 있어서, 추가의 조치, 자세하게는 제거된 오프 가스(off-gas)들의 여과를 제공할 필요가 있을 수 있다. 게다가, 또한, 폐기 공기 필터와 조합하여 제거된 가스들의 연소 또는 열분해를 사용하는 것이 상정될 수 있는데, 이 경우, 극도로 높은 환경 기준들이 또한 준수될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 가능한 구성은, 추가의 공정 가스들이 건식 세정 및/또는 습식 세정을 위해서 공급되는 것을 제공한다. 선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 방법에 있어서, 공정 가스들은 VOC에 의해 오염될 수 있고, 그리고 이에 후속하여 공정 용수가 오염될 수 있다. 습식 세정 방법들은, 원칙적으로는, 분진 또는 이와 다른 입자들이 적재된(laden) 공정 가스들을 세정하기 위해 사용된다. 제련 유닛에서 제조되어 또한 발생기 가스라고 언급되는 환원 가스 이외에, 또한 환원 유닛의 VOC에 의해 환원 가스가 오염될 수 있다. 이러한 가스는, 환원 작업 후에 노정 가스로서 환원 유닛으로부터 제거되며, 추가의 사용을 위해서 세정되어야만 한다. 이 경우에, VOC는 공정 용수 중에 유사하게 축적될 수 있다. 추가로 오염된 공정 용수들은 순환 가스들, 냉각 가스들 등의 처리 중에 형성될 수 있다. 유사하게, 또한, 탈기시 선철 제조의 공정 단계들 상류 또는 하류로부터 공정 용수들을 포함하고, 그리고 이에 따라 본 발명에 따른 이러한 공정 용수들을 처리하는 것이 상정될 수 있다.
본 발명은, 비제한적인 예시적 실시예와 도면들을 참조하여 이하에서 예시로서 기술될 것이다.
도 1은 직접 환원 제련 공정을 위한 공정도를 도시한다.
도 1 은 본 발명에 따른 공정의 가능한 구성을 위한 공정도를 도시한다. 세정되어야 하는 공정 가스들, 예컨대 과잉 환원 가스 (RG) 또는 다른 노정 가스(TG)가 선철 제조용 플랜트에서 발생된다. 환원 가스는 고체 또는 가스상태의 탄소 캐리어들, 예컨대 석탄 또는 코크스, 및 공급되는 산소 함유 가스에 의해 용융가스화로(1)에서 형성된다. 철광석 및, 적절하다면, 환원 유닛(2)에서 적어도 부분적으로 미리 환원되어 있는 첨가물들을 포함하는 장입 물질들은 이들 물질이 용융되어 선철(RE)을 형성하는 용융가스화로(1) 내로 도입된다.
용융가스화로(1)에서 형성된 환원 가스(RG) 및, 적절하다면, 추가의 처리 가스들, 예컨대 환원 유닛(2)에서 제거된 노정 가스(TG) 또는 다른 순환 가스들(여기서는 도시 생략)은 추가의 사용을 위해서 세정되는데, 이 경우, 예컨대, 고형물들, 입자들 뿐만 아니라 분진들이 제거된다. 이러한 세정은, 1개의 스테이지 또는 2개의 스테이지에서 처리될 수 있는데, 예컨대 제 1 세정 스테이지(3), 예컨대 사이클론(cyclone) 다음에 습식 세정이 사용될 수 있다. 그러나, 이는 또한, 습식 세정 형태의 단지 하나의 세정 스테이지를 제공할 수 있다. 사용된 습식 클리너는 하나 이상의 가스 스크러버(4, 5)이며, 오염물질(contaminant)들은 공정 용수에 의해 수세되며(flush out), 공해물질(pollutant), 예컨대 휘발성 유기 화합물(VOC)이 상기 공정 용수 내부를 통과한다. 유리하게는, 가스 스크러버(4)가 노정 가스(TG)용으로 사용될 수 있고, 추가의 가스 스크러버(5)가 환원 가스(RG)용으로 사용될 수 있다.
공정 용수는 가스 스크러버(4, 5)로부터 방출되어 탈기(degassing) 장치(6, 7)들에 공급된다. 바닥부에 위치된 배출물, 이른바, 콘형(cone) 배출물 및 상부를 향해 추가로 위치된 배출물, 이른바, 웨어(weir) 배출물이 각각의 가스 스크러버를 위해 제공된다. 주로, 콘형 배출물에서 비교적 조대한 오염물질들이 발생하고, 웨어 배출물에서 비교적 미세한 오염물질들이 발생한다. 웨어 배출물들에서 발생하는 비교적 대량의 공정 용수를 고려하여, 비교적 큰 볼륨의 공정 가스를 위해 탈기 장치(7)들이 제공된다. 콘형 배출물들은 더 작은 탈기 장치(6)들을 향해 발송된다.
세정된 노정 가스(TG)는 배기(export) 가스(EGa)로서 스크러버(4)로부터 배출되고, 이와 유사하게, 세정된 환원 가스(RG)가 배기 가스(EGb)로서 스크러버(5)로부터 유사한 방식으로 배출된다.
탈기 장치(6, 7)들에서, 공해물질들은 감압과 함께 그리고 퍼지 가스, 예컨대 공기의 추가와 함께 공정 용수에 의해 수세되며, 공해물질 라인(8, 9)들에 의해 폐기 공기의 스트림으로서 배출된다.
세정된 공정 용수는, 먼저, 수집 탱크(10) 내로 도입되고, 그리고 유동(flow)을 안정시키기 위해서, 이 용수가 유입(inlet) 영역(11) 내로 그리고, 그로부터 제 1 침전(settling) 탱크 내로 도입 및 세정되어, 슬러리가 분리된다. 이후, 공정 용수는, 먼저, 온수 탱크(14) 내로 공급되어, 냉각탑(15)에서 냉각되고, 선택적으로 추가의 유입 영역(13A) 내로 그리고 추가의 침전 탱크(13) 내로 공급되며, 이후 냉각수 탱크(16)에서 수집된다. 냉각수 탱크로부터, 순환 공정 용수가 가스 스크러버 또는 스크러버들(4, 5)에 차례로 공급될 수 있다.
침전 탱크(12, 13)들은, 냉각탑(15)의 상류에 병렬식으로(in parallel) 또는 다르게는 냉각탑(15)의 상류 및 하류에 직렬식으로(in series) 배열될 수 있다.
공정 용수로부터 제거된 공해물질(VOC, 공기, 추가의 퍼지 가스들)들을 포함하는 폐기 공기의 스트림은, 공해물질 라인(8, 9)들을 경유하여 이러한 가스 상태의 공해물질들의 추가 처리를 위한 장치에 공급될 수 있다. 이 점에서, 공기 또는 산소 함유 가스들의 추가가 적절하다면, 에너지 생산을 위해서 이러한 가스들을 직접 연소시킬 수 있는데, 이 경우에는, 유독성 공해물질들이 또한 분해될 수 있다. 게다가, 추가의 가연성(combustible) 가스들, 특히 가연성 공정 가스들과 폐기 공기의 스트림의 혼합 및 혼합물의 연소가 또한, 상정될 수 있다. 그러나, 또한, 가연성 가스는 저장될 수 있고, 에너지원으로서 사용될 수 있다. 특히, 연소중 발생된 폐열이 선철 또는 액상의 1차 강 제품들을 제조하기 위한 공정에 사용될 수 있다. 이러한 폐열은, 아마, 석탄 및/또는 광석 건조를 위해 사용될 수 있다.
1 : 제련 유닛
2 : 환원 유닛
3 : 제 1 세정 스테이지
4, 5 : 가스 스크러버
6, 7 : 탈기 장치
8, 9 : 공해물질 라인들
10 : 수집 탱크
11 : 공급 탱크
12 : 침전 탱크
13A : 추가의 공급 탱크
13 : 추가의 침전 탱크
14 : 온수 탱크
15 : 냉각탑
16 : 냉각수 탱크
2 : 환원 유닛
3 : 제 1 세정 스테이지
4, 5 : 가스 스크러버
6, 7 : 탈기 장치
8, 9 : 공해물질 라인들
10 : 수집 탱크
11 : 공급 탱크
12 : 침전 탱크
13A : 추가의 공급 탱크
13 : 추가의 침전 탱크
14 : 온수 탱크
15 : 냉각탑
16 : 냉각수 탱크
Claims (6)
- 선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 방법으로서,
철광석 및, 적절하다면, 첨가물들을 포함하는 장입 물질들은, 환원 가스에 의해 하나 이상의 환원 유닛(2)에서 적어도 부분적으로 환원되며, 그리고 상기 장입 물질의 적어도 일부들은 환원 가스(RG)의 형성과 동시에, 고체 또는 가스상태의 탄소 캐리어들, 특히 석탄, 및 공급되는 산소 함유 가스에 의해 제련 유닛(1), 특히 용융가스화로에서 제련되며, 상기 제련 유닛(1)으로부터의 환원 가스(RG) 및/또는 상기 환원 유닛(2)으로부터의 노정 가스(TG)가 세정되게 되는, 선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 방법에 있어서,
상기 세정은, 적절하다면, 건식 세정(3) 이후, 습식 세정(4, 5)을 포함하고, 상기 습식 세정 중 얻어진 공정 용수는 탈기처리되며, 상기 공정 용수에 구속된 가스들, 특히 휘발성 유기 화합물(VOC)들은 상기 공정 용수로부터 제거되는 것을 특징으로 하는,
선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 탈기처리는 하나 또는 그 보다 많은 탈기 장치(6, 7)들, 특히 병렬식으로 연결된 탈기 장치들에서 실행되는 것을 특징으로 하는,
선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공정 용수는, 상기 탈기처리중, 퍼지 가스들(SG), 특히 공기에 의해 추가로 정화(purged)되는 것을 특징으로 하는,
선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탈기처리중 제거된 가스들은 연소되고, 그리고 폐열이 특히 석탄 및/또는 광석 건조를 위해서 이용되는 것을 특징으로 하는,
선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탈기처리중 제거된 가스들은 폐기 공기 필터, 특히 활성탄(activated carbon) 필터에서 분리되는 것을 특징으로 하는,
선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가의 공정 가스들이 건식 세정 및/또는 습식 세정을 위해서 공급되는 것을 특징으로 하는,
선철 또는 액상의 1차 강 제품들의 제조 방법.
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