KR20150109413A - 사용후가스로부터 이산화탄소를 격리하는 방법 및 그 장치 - Google Patents

사용후가스로부터 이산화탄소를 격리하는 방법 및 그 장치 Download PDF

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게리 이. 메티우스
제임스 엠. 쥬니어. 멕클랜드
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미드렉스 테크놀리지스, 인코오포레이티드
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Abstract

폐가스로부터 이산화탄소를 격리하고 이것을 대기오염물질배출 걱정 없이 재생가스로서 재활용하는 본 발명의 방법 및 장치는 프로세스 가스와 폐가스로 분리되는 가스공급원이 주어지고; 프로세스 가스를 탄화수소와 혼합하고 결과로 발생하는 공급가스를, 공급가스를 리포밍하고 환원가스를 생성하기 위하여 리포머로 공급하는 공정; 그리고 폐가스로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고, 환원가스와 혼합되는 이산화탄소 린 가스를 형성하기 위하여, 폐가스의 적어도 일부분을 이산화탄소 스크러버로 공급하는 공정을 포함한다.
선택적으로 본 발명의 방법은 폐가스로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고, 리포머로 공급되는 탄화수소의 첨가 후 연료가스를 형성하기 위하여, 폐가스의 적어도 일부분을 이산화탄소 스크러버로 공급한다.
선택적으로 탑가스 및 버슬 가스는, 선택적으로 약간의 변형 후에 환원가스를 사용하고 가스공급원을 생산하는 환원로에서 산화철을 금속철로 전환하기 위한 직접 환원프로세스와 관련되어 있다.

Description

사용후가스로부터 이산화탄소를 격리하는 방법 및 그 장치{Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas}
본 특허출원/특허는 "사용후가스로부터 이산화탄소를 격리하는 방법 및 그 장치"의 명칭으로 2010. 4. 19.에 출원한 동시출원중인 미합중국 특허출원 제12/762,618호의 CIP(continuation-in-part) 출원으로서, "탑가스 연료로부터 이산화탄소를 격리하는 방법 및 그 장치"의 명칭으로 2009. 4. 20.에 출원된 미합중국 임시 특허출원 61/170,999호의 우선권 이익을 주장하고 있으며, 그 내용은 여기에 참고로 전체적으로 포함되어 있다.
본 발명은 일반적으로, 다른 공정들 사이에서, 산화철을 금속철로 직접 환원하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 그러한 공정들과 관련되 사용후가스로부터 이산화탄소를 격리(sequestering)하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
직접 환원공정에서, 탑가스(top gas) 연료공급원과 같은, 이차연료공급원으로부터 이산화탄소를 제거하는 효과적이고 효율적인 방법에 대한 필요성이 많은 공업적 공정들에 존재한다.
다른 말로 하면, 배기가스 문제없이 1차 연료로서 사용될 수 있게 하는, 다른 점에서는 폐연료공급원으로부터 이산화탄소를 제거하는 효과적이고 효율적인 방법에 대한 필요성이 많은 공업적 공정들에 존재한다. 몇 개의 사례에서, 정부정책은 그러한 이산화탄소 제거를 요구해 왔고, 미래에 이산화탄소 배기가스 제어에 대한 요구가 증가만 할 것이다. 직접환원은 산화철 광석들의 금속철 펠릿(pellet)들, 덩어리(lump)들, 또는 콤팩트(compact)들로의 환원을 포함하는데, 산화철은, 결과적으로 이산화탄소부산물을 발생하는 수소, 그리고/또는 일산화탄소를 함유하는 가스에 의하여 환원된다.
[발명의 간단한 요약]
본 발명의 바람직한 실시예에서, 탑가스 연료로부터 이산화탄소를 격리하는 방법은, 프로세스 연료와 탑가스 연료로 분리되는 탑 가스가 주어지고; 프로세스 가스를 탄화수소와 혼합하고 결과로 발생하는 리포머 공급가스를, 리포머 공급가스를 리포밍하고 환원가스를 생성하기 위하여 이산화탄소 및 스팀 리포머로 공급하는 공정; 탑가스연료로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고, 이산화탄소 및 스팀 리포머로 공급된 탄화수소의 첨가 후에 리포머 연료가스를 형성하기 위하여, 탑가스 연료를 이산화탄소 스크러버(scrubber)로 공급하는 공정을 포함한다.
본 발명의 방법은 또한, 프로세스 가스와 탑 가스 연료를 압축하는 공정을 포함한다. 방법은 또한 탑가스로부터 스팀을 발생하는 공정을 포함한다. 방법은 또한 더스트(dust)를 제거하기 위하여 탑가스를 스크러빙(scrubbing)하는 것을 포함한다. 선택적으로, 탑가스는 환원로로부터 얻어진다. 선택적으로, 방법은 또한 환원가스를 산소 및 탄화수소와 혼합하여 버슬가스(bustle gas)를 형성하고 그 버슬 가스를 환원로로 공급하는 공정을 포함한다. 이산화탄소 스크러버는 또한 이산화탄소 린(lean)가스를 생성한다. 방법은 또한 이산화탄소 린 가스를 환원가스와 혼합하는 공정을 포함한다. 선택적으로, 방법은 또한 이산화탄소 린 가스를 환원가스와 혼합하거나 이것을 연료로서 사용하기 전에 이산화탄소 린 가스를 예열하는 공정을 포함한다. 이산화탄소 및 스팀 리포머는 또한 플루가스(flue gas)를 생성한다. 방법은 또한 플루가스로부터 스팀을 발생하는 공정을 포함한다. 선택적으로, 방법은 또한 플루가스를 사용하여 다른 가스를 예열하는 공정을 포함한다. 선택적으로 탑가스 및 버슬 가스는 산화철을 금속철로 전환하기 위한 직접 환원프로세스와 관련되어 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 탑가스 연료로부터 이산화탄소를 격리하는 장치는, 탑가스를 프로세스 연료와 탑가스 연료로 분리하기 위한 하나 이상의 도관(conduit); 프로세스 가스를 탄화수소와 혼합하고 결과로 발생하는 리포머 공급가스를, 리포머 공급가스를 리포밍하고 환원가스를 생성하기 위하여 이산화탄소 및 스팀 리포머로 공급하기 위한 하나 이상의 도관; 탑가스연료로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고 이산화탄소 및 스팀 리포머로 공급된 탄화수소의 첨가 후에 리포머 연료가스를 형성하기 위하여, 탑가스 연료를 이산화탄소 스크러버로 공급하는 하나 이상의 도관을 포함한다.
본 발명의 장치는 또한, 프로세스 가스와 탑 가스 연료를 압축하기 위한 가스압축기를 포함한다. 장치는 또한 탑가스로부터 스팀을 발생하기 위한 저압 스팀 보일러를 포함한다. 장치는 또한 더스트(dust)를 제거하기 위하여 탑가스를 스크러빙(scrubbing)하기 위한 습식 스크러버를 포함한다.
선택적으로, 탑가스는 환원로로부터 얻어진다. 선택적으로, 장치는 또한 환원가스를 산소 및 탄화수소와 혼합하여 버슬가스(bustle gas)를 형성하고 그 버슬 가스를 환원로로 공급하는 하나 이상의 도관을 포함한다. 이산화탄소 스크러버는 또한 이산화탄소 린(lean)가스를 생성한다. 장치는 또한 이산화탄소 린 가스를 환원가스와 혼합시키기 위한 하나 이상의 도관을 포함한다. 선택적으로, 장치는 또한 이산화탄소 린 가스를 환원가스와 혼합하거나 이것을 연료로서 사용하기 전에 이산화탄소 린 가스를 예열하기 위한 예열기를 포함한다. 이산화탄소 및 스팀 리포머는 또한 플루가스를 생성한다. 장치는 또한 플루가스(flue gas)로부터 스팀을 발생하기 위한 저압 스팀 보일러를 포함한다. 선택적으로, 장치는 또한 플루가스를 사용하여 다른 가스를 예열하기 위한 하나 이상의 도관을 포함한다. 선택적으로 탑가스 및 버슬 가스는 산화철을 금속철로 전환하기 위한 직접 환원프로세스와 관련되어 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 폐가스(waste gas)로부터 이산화탄소를 격리하고 이것을 대기오염물질배출 걱정 없이 재생가스로서 재활용하는 방법은, 프로세스 가스와 폐가스로 분리되는 가스공급원이 주어지고; 프로세스 가스를 탄화수소와 혼합하고 결과로 발생하는 공급가스를, 공급가스를 리포밍하고 환원가스를 생성하기 위하여 리포머로 공급하는 공정; 그리고 폐가스로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고, 환원가스와 혼합되는 이산화탄소 린 가스를 형성(forming)하기 위한 폐가스의 적어도 일부분을 이산화탄소 스크러버로 공급하는 공정을 포함한다.
선택적으로 방법은 또한, 폐가스로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고, 리포머로 공급되는 탄화수소의 첨가 후 연료가스를 형성하기 위하여 폐가스의 적어도 일부분을 이산화탄소 스크러버로 공급하는 공정을 포함한다.
본 발명의 이산화탄소 격리 공정들은 주요한 공정들에서 사용되지 않고 폐가스로 방출된 일산화탄소와 수소가 다시 포착되는 효율적인 루프(loop)를 제공하며, 원하는 대기오염물질 배출을 최소화 한다.
본 발명은 여러 도면을 참조하여 설명될 것이며, 참조번호가 시스템의 부품들/방법의 공정들을 지시하기 위하여 적절히 사용되어 있다. 여기서:
도 1은 본 발명의 탑 가스 연료로부터 이산화탄소를 격리하기 위한 방법/장치의 공정도/개략도이다
도2는 본 발명의 직접환원 공정의 공정도/개략도이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 예시적인 실시예에서, 본 발명은 탑가스 연료(10)로부터 이산화탄소를 격리하는 장치는, 근본적으로 수직 축 타입의 환원로(1) 또는 이와 유사한 것을 포함한다. 이 실시예에서, 환원로(12)는 산화철 펠릿들, 덩어리들, 컴팩트들이 미리 정해진 속도로 공급되는 공급호퍼(미도시)를 포함한다. 산화철 펠릿들, 덩어리들, 컴팩트들은 중력에 의하여 공급호퍼로부터, 또한 가스 씰(gas seal) 파이프로서의 역할을 하는 공급파이프(미도시)를 통하여 환원로(12)로 하강한다. 환원로(12)의 바닥에는 또한 가스 파이프로서의 역할을 하는 배출파이프(미도시)가 있다. 전기 진동 피더(feeder)와 같은 배출피더 아래에 배치되어 금속철 펠릿, 덩어리, 또는 컴팩트들을 받으며, 그로 인하여 환원로(12)를 통한 장입물의 자중 하강을 위한 시스템을 수립한다.
환원로(12)의 대략 중간 지점에 버슬 및 송풍구 시스템(미도시)이 있으며, 이를 통하여 고온의 환원가스가 약 700℃ 내지 약 1050℃의 온도로 유입된다. 고온의 환원가스는 펠릿들, 덩어리들, 또는 컴팩트들의 흐름과 반대로 환원로(12)의 환원영역을 통과하며 위로 흐르며, 환원로(12)의 상부에 위치해 있는 가스 유출입 파이프(미도시)를 통하여 배출된다. 공급파이프는 가스 유출입 파이프의 아래에 뻗어 있으며, 이와 같은 기하학적 배열은 사용후 가스를 장입 기준선(stock line)으로부터 철수하고 가스 유출입 파이프로 자유롭게 흐르게 하는, 사용후 가스 철수 플레넘(plenum)을 형성한다. 버슬 및 송풍구 시스템에서 가스유출입 파이프로 흐르는 고온의 환원가스는 산화철 펠릿들, 덩어리들, 또는 컴팩트들을 가열하고 이들을 (예를 들어 직접환원을 통하여) 금속철 펠릿들, 덩어리들, 또는 컴팩트들로 환원하는 역할을 한다. 고온의 환원가스는, 산화철 펠릿들, 덩어리들, 또는 컴팩트들을 환원하고 이산화탄소와 수증기를 함유하는 사용후 가스, 또는 탑가스를 생성하는 수소, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄, 그리고 수증기를 함유한다.
도 2를 참조하면, 여기에 사용된 직접환원공정들은, 바로 전에 환원가스에 이산화탄소 린 가스, 천연가스, 산소 첨가물을 제어함으로써, 버슬가스가 환원로(12)에 들어가는 포인트에서 환원조건, 온도, 그리고 화학적 성질들을 제어한다. 이들 직접 환원공정들은, "산화철을 금속철로 환원하는 방법"이란 명칭의 미합중국 특허 제3,748,120호, "가스 환원공정에서 산화철을 환원하는 방법"이란 명칭의 미합중국 특허 제3,749,386호, "산화철을 금속철로 환원하는 장치"란 명칭의 미합중국 특허 제3,764,123호, "가스 환원공정에서 산화철을 환원하는 방법"이란 명칭의 미합중국 특허 제3,816,101호, "금속 입자들을 생산하는 방법"이란 명칭의 미합중국 특허 제4,046,557호, 그리고 "샤프트 로에서 탄화철 생산"이란 명칭의 미합중국 특허 제5,437,708호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이들 모든 내용들은 전체적으로 이 명세서에 포함된다.
환원로 장입물은 대형 단열 반응기로서의 기능을 하며, 버슬 가스 분사 영역에서 평형 반응을 촉진시킨다. 버슬가스가 환원로(12)로 들어가고 장입물을 통과할 때, 가스는 그 평형 성분 및 온도로 반응하는데, 이것은 환원로(12)의 상부에 있는 장입물 열전대(thermocouple)에서 관측된다.
탄소혼합 반응은 다음의 환원가스 스트림 요소에 의하여 영향을 받는다.
1. 초기 환원가스의 수소 : 일산화탄소의 비;
2. 초기 환원가스의 메탄 함유량;
3. 초기 환원가스의 온도;
4. 환원가스로의 천연가스 첨가물;
5. 환원가스로의 산소 첨가물
6. 환원가스로의 이산화탄소 린 가스 첨가물
7. 최종 버슬가스의 환원제: 산화제의 비; 그리고
8: 최종 버슬가스의 압력
정상 작동 조건하에서, 초기 환원가스 품질은 세밀하게 제어되어 직접 환원공정을 위하여 주요한 안정 요소가 된다. 환원가스는 환원로(12)를 향하여 흐를 때, 천연가스는 최종 버슬 가스의 메탄함유량 분석에 근거하여 첨가된다. 이것은 초기 환원가스의 메탄 함유량에서의 어떠한 변화에 대하여 안정하게 하는 조절을 제공하고, 최종 버슬가스의 탄소혼합 포텐셜에 영향을 미친다. 산소는 최종 버슬가스의 온도를 증가시키고 철광석 환원공정의 운동특성을 개선하기 위하여 환원가스에 첨가된다.
선택적으로, 사용된 작동 조건들은 천연가스 첨가물, 약 12퍼센트와 같거나 적은 함유량의 환원가스 메탄, 약 30Nm3/t와 같거나 적은 공급량/톤의 산소 첨가물를 예열하는 공정을 포함한다.
직접 환원 장치의 사용동안에, 가스는 환원가스 공급원(40)을 빠져나오고 첫 번째 센서는 가스분석을 실행하고 가스의 온도를 측정한다. 그리고 천연가스는 천연가스 유입구에서 가스와 혼합된다. 그리고 산소는 산소유입구에서 가스와 천연가스 혼합물과 혼합되고, 그에 의하여 버슬가스를 형성한다. 두 번째 센서는 가스분석을 실행하고, 버슬가스가 환원로(12)로 들어가기 전에 버슬가스의 온도를 측정한다.
도 1를 참조하면, 본 발명에 따라, 탑가스가 환원로(12)의 가스 유출입 파이프로부터 다른 파이프(미도시)를 통하여 저압스팀보일러(14)로 흐른다. 이것은, 추후 더 상세하게 설명될 이산화탄소 제거 단계에 있어서와 같이 공정 다른 곳에서 사용을 위한 효율적인 스팀발생을 가능하게 한다. 보일러공급수는 저압스팀보일러(14)로 공급되고, 위에서 언급한 바와 같이, 발생된 스팀은 공정들을 재순환하거나 다른 곳에 사용된다.
그리고 탑가스는 물 출력과 함께, 탑가스를 냉각하고 먼지를 제거하기 위하여 구비된, 습식 스크러버(20)로 흐른다. 습식 스크러버(20)는, 탑가스가 벤츄리를 통하여 아래로 흐르고 다음에 냉각수에 대한 역방향흐름의 팩킹을 통하여 위로 흐르는, 팩킹된 타워(미도시)를 갖는 벤츄리와 같이. 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 어떤 일반적인 타입일 수 있다. 탑가스는 밸브(미도시)에 의하여 두개의 스트림으로 습식 스크러버(20)를 빠져나간다. 첫 번쩨 스츠림은 프로세스 가스이고 두 번째 스트림은 탑가스연료(즉, 폐기물)이다. 이들 스트림의 비는 첫 번째 스트림에 연결된 이산화탄소 및 스팀 리포머(24) 내의 내의 이용 가능한 열에 의하여 정해지는데, 이것은 일반적으로 상수이고, 예시적인 비는 1:1(재생된 이산화탄소 린 가스를 사용한 경우), 2:1(재생된 이산화탄소 린 가스를 사용하지 않은 경우), 등이다.
습식 스크러버(20)로부터 나온 공정가스는 압축기(22)로 공급되어 필요한 압력으로 압축되며, 그리고 혼합기(미도시)로 공급되고 거기서 프로세스 가스는 천연가스와 혼합된다. 그리고 이 리포머 공급가스는 이산화탄소 및 스팀 리포머(24)로 공급된다. 이산화탄소 및 스팀 리포머(24)는, 연소를 통하여 질소, 이산화탄소, 그리고 물을 함유하는 가열된 플루가스를 생산하는 연소 버너들(미도시)과, 다수의 촉매 리포머 튜브들(미도시)을 포함하는데, 후자는, 산소, 천연가스, 그리고 이산화탄소 린 가스의 유입후에 환원로(12)로 다시 공급되는 환원가스를 형성하고 그 결과로 버슬가스를 형성하기 위하여, 리포머 공급가스와 연소로부터의 열을 이용한다.
습식 스크러버(20)로부터의 탑가스 연료는 또한 이산화탄소 스크러버(28)로 유입되기 전에 압축기(26)로 공급되어 원하는 압력으로 압축된다. 이산화탄소 스크러버(28)는, 탑가스연료(10)로부터 이산화탄소를 격리하는 장치의 어느 저압스팀보일러(14)(32)로부터 선택적으로 얻는 저압스팀이 유출되고, 보일러 공급 물, 유황, 그리고 이산화탄소가 유출된다. 보일러 공급 물은 탑가스연료(10)로부터 이산화탄소를 격리하는 장치의 어느 저압스팀보일러(14)(32)로 유입될 수 있다. 이산화탄소 스크러버(28)로부터의 또 다른 유출은 이산화탄소 린 가스인데, 이것은 천연가스와 혼합될 때 부분적으로, 이산화탄소 및 스팀 리포머(24)로 공급되는 리포머 연료가스가 된다.
이산화탄소 스크러버(28)는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진, MEA, MDEA 등과 같은 알카놀아민의 형태, 또는 고온 포타슘 스크러빙 시스템의 형태일 수 있다. 저압 스팀은 이산화탄소 스크러버(28)에 사용된 용액을 재생하기 위하여 사용되고, 보일러 공급 물로서 빠져 나간다. 이산화탄소 스크러빙 공정동안에, 유황 및 이산화탄소가 탑가스연료로부터 격리된다. 유황과 이산화탄소가 없는 탑가스 연료는 이산화탄소 스크러버(28)를 이산화탄소 린 가스로서 빠져나간다. 다시, 이산탄소 린 가스의 일부는 천연가스와 혼합하여 리포머 연료가스를 형성하고, 연소 버너들을 경유하여 이산화탄소 및 스팀 리포머(24)로 흐른다. 이산화탄소 린 가스의 나머지는 재순환되어 환원가스와 혼합되고, 이것은 산소 및 천연가스의 유입되고 그에 따라 버슬가스를 형성한 후에 환원로(12)로 다시 공급된다. 선택적으로, 이산화탄소 린 가스의 후자 부분 또는 전체 스트림은 존재하는 환원가스와 혼합되거나, 이것이 연료로서 사용되기 전에 예열기(30)로 유입된다.
본 발명의 하나의 예시적인 실시예에서, 비록 다른 비율이 여기에 고려될 수 있을지라도, 이 이산화탄소 린 가스/ 환원가스 스트림은 궁극적으로 환원로(12)로의 버슬가스 공급량의 약 20퍼센트가 되고, 이산화탄소 및 스팀 리포머 환원가스는 궁극적으로 환원로(12)로의 버슬가스공급량의 약 80퍼센트가 된다.
플루가스 배출 파이프(미도시)는 연소 후의 질소, 이산화탄소, 그리고 물을 함유하는 플루가스를 제거하기 위하여 이산화탄소 및 스팀 리포머(24) 상에 구비된다. 플루가스는 저압스팀보일러(32)를 포함하는 하나 또는 다수의 열교환기를 통과한다. 다시, 이것은, 위에서 보다 자세히 기재된 이산화탄소 제거 단계에서와 같이, 공정의 다른 곳에 사용할 수 있는 스팀의 효율적인 발생을 가능하게 한다. 보일러 공급 물은 선택적으로 이산화탄소 스크러버(28)로부터 저압스팀보일러(32)로 공급되고, 위에서 설명된 바와 같이, 발생된 스팀은 공정을 재순환하거나 다른 곳에 사용된다. 저압 스팀 보일러(32)는 그래서 선택적인 예열기(30)에 연결될 수 있다.
위에서 설명한 공정들과 장치들은 본 발명의 근본적인 개념을 벗어나지 않는 범위에서 변형이 있을 수 있다. 예를 들어, 사용된 이산화탄소 스크러버(28)는 환경규정들이 요구하는 대로, 압력 스윙 흡수(pressure swing adsorption, PSA) 유닛, 진공 압력 스윙 흡수(vacuum pressure swing adsorption, VPSA) 유닛, 또는 멤브레인 분리기일 수 있다. MDEA는 스팀 없이 사용될 수 있으며, 직접 열교환 MDEA 에 탑가스 그리고/또는 플루가스를 공급하며, 천연가스 그리고/또는 수출연료를 사용하여 직접 불을 땔 수 있다. 포획된 이산화탄소는 강화된 오일 재생, 바이오연료 생산을 위한 강화된 바이오 성장, 탄산철/규산염 구조적인 벽돌의 생산(Fe 미립자+CO2 + 토양의 제철슬래그) 등을 위하여 사용될 수 있다. 포획된 이산화탄소는 또한 리폼되고 결과적인 리폼된 가스는 직접환원공정에 사용된다. 산소연소 리포머/히터는 플루가스 이산화탄소를 응집하는데 사용될 수 있다. 시프트 반응기가 일산화탄소와 물을 이산화탄소와 H2로 전환하는데 사용될 수 있고, 그리고 리포머는 물을 만들기 위하여 H2와 함께 가열될 수 있다. 플루가스 이산화탄소는 응집된 플루가스로부터 포획될 수 있다. 물은 건조한 장소에서 사용하기 위하여 플루가스로부터 포획된다. 마지막으로 직접 가열 히터가 린(스트립드) 탑가스 연료 그리고/또는 프로세스 가스들을 재열하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명은 선택된 구체예 및 특수한 실시예를 참조하여 여기에 기술된 것이지만, 다른 구체예 및 실시예가 유사한 기능을 수행하고, 그리고/또는 같은 결과를 얻을 수 있다는 사실은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 그러한 대응하는 모든 구체예 및 실시예는 본 설명의 사상 및 범위내에 있으며 뒤따르는 청구범위에 의하여 보호되어야 한다. 이러한 의미에서, 본 명세서는 제한이 없고 모두를 아우르는 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (26)

  1. 프로세스 가스와 탑가스 연료로 분리되는 탑 가스가 주어지고;
    프로세스 가스를 탄화수소와 혼합하고 결과로 발생하는 리포머 공급가스를, 리포머 공급가스를 리포밍하고 환원가스를 생성하기 위하여 리포머로 공급하는 공정;
    탑가스연료로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고, 환원가스와 선택적으로 혼합될 이산화탄소 린 가스를 형성하기 위하여, 탑가스 연료의 적어도 일부분을 이산화탄소 스크러버로 공급하는 공정을 포함하며;
    탑가스 연료에 대한 프로세스 가스의 비는 리포머 공급가스가 공급될 리포머의 이용가능한 열에 따르고; 그리고
    탑가스 연료에 대한 프로세스 가스의 상기 비는 이산화탄소 린 가스가 환원가스와 혼합하기 위하여 완전히 사용될 때 첫 번째 비교적 낮은 비이고, 이산화탄소 린 가스가 환원가스와 혼합하기 위하여 사용되지 않을 때 두 번째 비교적 높은 비인 것을 특징으로 하는, 탑가스 연료로부터 이산화탄소를 격리하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 탑가스연료로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고, 리포머에 공급될 탄화수소의 첨가 후에 리포머 연료가스를 형성하기 위하여, 탑가스 연료의 적어도 일부분을 이산화탄소 스크러버로 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 프로세스 가스와 탑 가스 연료를 압축하는 공정을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 탑가스로부터 스팀을 발생하는 공정을 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 더스트(dust)를 제거하기 위하여 탑가스를 스크러빙(scrubbing)하는 공정을 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 탑가스는 환원로로부터 얻어지는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 환원가스를 산소 및 탄화수소와 혼합하여 버슬가스를 형성하고 그 버슬 가스를 환원로로 공급하는 공정을 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 이산화탄소 린(lean)가스를 환원가스와 혼합하기 전에 예열하는 공정을 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 이산화탄소 및 스팀 리포머는 플루가스를 생성하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 플루가스로부터 스팀을 발생하는 공정을 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 플루가스를 사용하여 다른 가스를 예열하는 공정을 포함하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 탑가스 및 버슬 가스는 산화철을 금속철로 전환하기 위한 직접 환원 프로세스와 관련되어 있는 방법.
  13. 탑가스를 프로세스 연료와 탑가스 연료로 분리하기 위한 하나 이상의 도관;
    프로세스 가스를 탄화수소와 혼합하고 결과로 발생하는 리포머 공급가스를, 리포머 공급가스를 리포밍하고 환원가스를 생성하기 위하여 리포머로 공급하기 위한 하나 이상의 도관; 그리고
    탑가스연료로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고, 환원가스와 혼합될 이산화탄소 린 가스를 형성하기 위하여, 탑가스 연료의 적어도 일부분을 이산화탄소 스크러버로 공급하는 하나 이상의 도관을 포함하며;
    탑가스 연료에 대한 프로세스 가스의 비는 리포머 공급가스가 공급될 리포머의 이용가능한 열에 따르고; 그리고
    탑가스 연료에 대한 프로세스 가스의 상기 비는 이산화탄소 린 가스가 환원가스와 혼합하기 위하여 완전히 사용될 때 첫 번째 비교적 낮은 비이고, 이산화탄소 린 가스가 환원가스와 혼합하기 위하여 사용되지 않을 때 두 번째 비교적 높은 비인 것을 특징으로 하는, 탑가스 연료로부터 이산화탄소를 격리하는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 탑가스연료로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고, 리포머에 공급될 탄화수소의 첨가 후에 리포머 연료가스를 형성하기 위하여, 탑가스 연료의 적어도 일부분을 이산화탄소 스크러버로 공급하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제14항에 있어서, 프로세스 가스와 탑 가스 연료를 압축하기 위한 가스압축기를 포함하는 장치.
  16. 제13항에 있어서, 탑가스로부터 스팀을 발생하기 위한 저압 스팀 보일러를 포함하는 장치.
  17. 제16항에 있어서, 스트(dust)를 제거하기 위하여 탑가스를 스크러빙(scrubbing)하기 위한 습식 스크러버를 포함하는 장치.
  18. 제13항에 있어서, 탑가스는 환원로로부터 얻어지는 장치.
  19. 제13항에 있어서, 환원가스를 산소 및 탄화수소와 혼합하여 버슬가스를 형성하고 그 버슬 가스를 환원로로 공급하는 하나 이상의 도관을 포함하는 장치.
  20. 제13항에 있어서, 이산화탄소 린 가스를 환원가스와 혼합하거나 이것을 연료로서 사용하기 전에 이산화탄소 린 가스를 예열하기 위한 예열기를 포함하는 장치.
  21. 제13항에 있어서, 이산화탄소 및 스팀 리포머는 플루가스를 생성하는 장치.
  22. 제21항에 있어서, 플루가스로부터 스팀을 발생하기 위하여 저압스팀 보일러를 포함하는 장치.
  23. 제22항에 있어서, 플루가스를 사용하여 다른 가스를 예열하기 위한 하나 이상의 도관을 포함하는 장치.
  24. 제13항에 있어서, 탑가스 및 버슬 가스는 산화철을 금속철로 전환하기 위한 직접 환원프로세스와 관련되어 있는 장치.
  25. 프로세스 가스와 폐가스로 분리되는 가스공급원이 주어지고;
    프로세스 가스를 탄화수소와 혼합하고 결과로 발생하는 공급가스를, 공급가스를 리포밍하고 환원가스를 생성하기 위하여 리포머로 공급하는 공정; 그리고
    폐가스로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고, 환원가스와 혼합되는 이산화탄소 린 가스를 형성하기 위하여, 폐가스의 적어도 일부분을 이산화탄소 스크러버로 공급하는 공정을 포함하며;
    탑가스 연료에 대한 프로세스 가스의 비는 리포머 공급가스가 공급될 리포머의 이용가능한 열에 따르고; 그리고
    탑가스 연료에 대한 프로세스 가스의 상기 비는 이산화탄소 린 가스가 환원가스와 혼합하기 위하여 완전히 사용될 때 첫 번째 비교적 낮은 비이고, 이산화탄소 린 가스가 환원가스와 혼합하기 위하여 사용되지 않을 때 두 번째 비교적 높은 비인 것을 특징으로 하는, 폐가스로부터 이산화탄소를 격리하고 이것을 대기오염물질배출 걱정 없이 재생가스로서 재활용하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 폐가스로부터 적어도 일부 이산화탄소를 제거하고, 리포머로 공급되는 탄화수소의 첨가 후 연료가스를 형성하기 위하여, 폐가스의 적어도 일부분을 이산화탄소 스크러버로 공급하는 방법.
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