KR20210015926A - 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스 및 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법 - Google Patents

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티센크루프 인더스트리얼 솔루션스 아게
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Abstract

본 발명은 선철을 생산하기 위한 고로 (1); 미가공 강을 생산하기 위한 컨버터 제강부들 (2); 선철의 생산 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 가스들을 위한 가스 파이프라인 시스템 (3); 화학적 플랜트 (4) 및/또는 가스 파이프라인 시스템에 연결된 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 를 갖는 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스에 관한 것이고, 플랜트 컴플렉스는 가스 파이프라인 시스템에 연결되는 바이오가스 플랜트 (6) 를 부가적으로 포함한다.

Description

강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스 및 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법
본 발명은 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스 및 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.
강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스는 선철을 생산하기 위한 고로; 미가공 강을 생산하기 위한 컨버터 제강부들; 선철의 생산 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 가스들을 위한 가스 파이프라인 시스템; 가스 파이프라인 시스템에 연결된 화학적 플랜트 및/또는 바이오테크놀러지 플랜트를 포함한다.
화학적 플랜트에서, 화학적 생산물들은 각각의 경우에 최종 생산물의 성분을 포함하는 가스의 인피딩된 스트림들으로부터 생산될 수 있다. 바이오테크놀러지 플랜트에서, 생화학 생산물들은 각각의 경우에 최종 생산물의 성분을 포함하는 가스의 인피딩된 스트림들으로부터 생산될 수 있다.
선철은 철광석들, 첨가제들 예를 들면 코크스 및 다른 환원제들, 예를 들면 석탄, 오일, 가스, 바이오매스들, 리사이클링된 폐기물 플라스틱들 또는 탄소 및/또는 수소를 포함하는 다른 물질들로부터 고로에서 얻어진다. CO, CO2, 및 특히 수소 및 물 증기는 불가피하게 환원 반응들의 생산물로서 발생된다. 상기 언급된 구성성분들 이외에, 또한 탑 가스 및/또는 고로 가스로서 칭해지고 고로 프로세스로터 인출되는 고로 탑 가스는 종종 높은 함량의 질소를 갖고 또한 불순물들을 포함할 수 있다. 고로 탑 가스의 조성물 및 가스의 양은 공급원료 및 작동 모드에 종속되고 변동들을 거친다. 전형적으로, 그러나, 고로 탑 가스는 35 내지 60체적% N2, 20 내지 30체적% CO, 20 내지 30체적% CO2, 및 2 내지 15체적% H2 를 포함한다. 선철의 생산에서 생산되는 약 30 내지 40 퍼센트의 고로 탑 가스는 일반적으로 공기 가열기들에서 고로 프로세스를 위해 뜨거운 공기로 가열하기 위해 사용되고; 남아있는 양의 탑 가스는 또한 외부에서 가열 목적을 위해 또는 전기 생성을 위해 작업부들의 다른 구역들에서 사용될 수 있다.
고로 프로세스의 하류에 배열된 컨버터 제강부들에서, 선철은 미가공 강으로 변환된다. 액체 선철에 산소를 블로잉함으로써, 성가신 불순물들 예를 들면 탄소, 규소, 황 및 인이 제거된다. 산화 프로세스들은 강한 열의 전개를 발생시키기 때문에, 냉각재로서 스크랩은 종종 선철의 관점에서 최대 25% 의 양들로 첨가된다. 또한, 슬래그를 형성하기 위해 석회 및 또한 합금제가 첨가된다. 높은 함량의 CO 를 갖고 또한 질소, 수소 및 CO2 를 포함하는 컨버터 가스는 강 컨버터로부터 인출된다. 전형적인 컨버터 가스 조성물은 50 내지 70체적% CO, 10 내지 20체적% N2, 약 15체적% CO2 및 약 2체적% H2 를 갖는다. 컨버터 가스는 버닝되거나, 현대적 강 작업들의 경우에, 에너지를 제공하기 위해 사용되도록 포획되거나 통과된다.
플랜트 컴플렉스는 선택적으로 코킹 플랜트와 조합되어 작동될 수 있다. 이러한 경우에, 처음에 설명된 플랜트 컴플렉스는 석탄이 코킹 프로세스에 의해 코크스로 변환되는 코크스 오븐 플랜트를 부가적으로 포함한다. 코크스로의 석탄의 코킹에서, 높은 수소 함량 및 상당한 양의 CH4 를 포함하는 코크스 오븐 가스가 발생한다. 전형적으로, 코크스 오븐 가스는 55 내지 70체적% H2, 20 내지 30체적% CH4, 5 내지 10체적% N2, 및 5 내지 10체적% CO 를 포함한다. 뿐만 아니라, 코크스 오븐 가스는 CO2, NH3, 및 H2S 의 분량들을 포함한다. 실제로, 코크스 오븐 가스는 예를 들면 전기를 위한 전력 생성 프로세스에서 그리고 가열 프로세스를 위해 다양한 구역들의 작업부들에서 사용된다. 뿐만 아니라, 코크스 오븐 가스가 합성 가스들을 생산하도록 고로 탑 가스 또는 컨버터 가스와 함께 사용되는 것은 공지되어 있다. WO　2010/136313　A1 로부터 공지된 방법에 따르면, 코크스 오븐 가스는 수소가 풍부한 가스 스트림 및 CH4 및 CO 를 포함하는 잔여 가스 스트림으로 분리되고, 잔여 가스 스트림은 고로 프로세스로 공급되고 수소가 풍부한 가스 스트림은 고로 탑 가스와 혼합되고 합성 가스로 추가로 프로세싱된다. EP　0　200　880　A2 로부터 컨버터 가스 및 코크스 오븐 가스가 메탄올 합성을 위한 합성 가스로서 사용되고 혼합되는 것이 공지되어 있다.
코킹 플랜트와 조합되어 작동되는 통합된 야금학적 플랜트에서, 고로 탑 가스, 컨버터 가스 및 코크스 오븐 가스로서 발생하는 대략 40 내지 50% 의 처리 가스들 (raw gases) 이 화학적 엔지니어링 프로세스들을 위해 사용된다. 생산된 대략 50 내지 60% 의 가스들은 전력 생성 플랜트로 공급되고 전기의 생성을 위해 사용된다. 전력 생성 플랜트에서 생산된 전기는 선철 및 미가공 강의 생산을 위한 전기 요구를 커버한다. 이상적으로, 에너지 밸런스는 에너지의 소스들로서 석탄 및 코크스의 형태의 탄소 및 철광석들 이외에, 어떠한 추가의 에너지 입력도 필수적이지 않고, 미가공 강 및 슬래그 이외에, 어떠한 생산물도 플랜트 컴플렉스를 나가지 않도록 폐쇄된다.
종래 기술 분야에서, 가스 파이프라인 시스템, 특히 가스 공급부에서의 변동들은 특히 문제점을 갖는 데, 이는 가스 파이프라인 시스템에 연결된 화학적 플랜트들 및/또는 바이오테크놀러지 플랜트들의 작동에 영향을 준다.
이러한 배경기술에 대해, 본 발명은 안정성, 프로세스 유지관리, 및 전체 프로세스의 지속성, 특히 전체 프로세스의 생태학적 조건들을 개선시키고, 특히 플랜트들의 연속적이고 지속가능한 작동을 보장하는 것이 가능한 강을 생산하는 플랜트 컴플렉스를 구현하는 목적에 기초된다.
이러한 목적은 청구항 1 에 청구된 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스, 및 청구항 10 에 청구된 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 주제물은 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스에 관한 것이고, 상기 플랜트 컴플렉스는 선철을 생산하기 위한 고로; 미가공 강을 생산하기 위한 컨버터 제강부들; 선철의 생산 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 가스들을 위한 가스 파이프라인 시스템; 가스 파이프라인 시스템에 연결된 화학적 플랜트 및/또는 바이오테크놀러지 플랜트를 갖고, 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템에 연결되는 바이오가스 플랜트를 부가적으로 포함한다.
본 발명의 추가의 주제물은 선철을 생산하기 위한 고로, 미가공 강을 생산하기 위한 컨버터 제강부들, 바이오가스를 생산하기 위한 바이오가스 플랜트, 선철의 생산 및/또는 미가공 강의 생산 및/또는 바이오가스의 생산에서 발생하는 가스를 위한 가스 파이프라인 시스템, 및 화학적 플랜트 및/또는 바이오테크놀러지 플랜트를 갖는 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법이고, 상기 바이오가스 플랜트에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 바이오가스 및 상기 고로에서의 선철의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스가 상기 화학적 플랜트 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 및/또는 선철의 생산을 위한 상기 고로 및/또는 미가공 강의 생산을 위한 상기 컨버터 제강부들을 작동하기 위해 유용한 가스로서 사용된다.
본 발명은 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스 및 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법에 실시될 수 있다. 플랜트 컴플렉스의 디바이스들은 단일한 실시형태 및/또는 다수의 실시형태들로 제공될 수 있다.
종래의 플랜트 컴플렉스들과 비교하여 강을 생산하기 위한 본 발명에 따른 플랜트 컴플렉스는 특히 가스 파이프라인 시스템, 특히 가스 공급부에서 가스 유동들 및/또는 가스 조성물들의 변동들이 가스 파이프라인 시스템에 연결된 바이오가스 플랜트로 인해 보상될 수 있고, 플랜트 컴플렉스의 연속적인 작동은 안정화될 수 있다는 이점들을 갖는다. 또한, 특히 또한 바이오메탄으로 칭해지는 바이오가스는 바이오매스로부터 생물학적으로 생산되고 특히 메탄 및 이산화 탄소의 조성물을 포함하고 플랜트 컴플렉스의 지속가능한 작동을 가능하게 하고 특히 전체 프로세스의 생태학적 조건들을 개선시키는 가스이다. 예를 들면, 전기 그리드로부터의 재생가능한 에너지의 사용은 본 발명에 따른 플랜트 컴플렉스에서 바이오가스 플랜트를 경유하여 전체적으로 또는 부분적으로 감소될 수 있다. 또한, 천연 가스의 사용은 바이오가스 플랜트에 제공된 바이오가스로 인해 전체적으로 또는 부분적으로 불필요하게 될 수 있고, 소위 온실 가스 방출물들에 의해 추가의 오염도 따라서 발생되지 않는다.
종래의 방법들과 비교하여 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 본 발명에 따른 방법은 특히 가스 유동들 및/또는 가스 조성물들의 변동들이 방법에서 보다 양호하게 보상될 수 있고 방법의 연속적인 작동이 안정화될 수 있다는 이점을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 특히 또한 바이오메탄으로 칭해지는 바이오가스, 바이오매스로부터 생물학적으로 생산되고 특히 메탄 및 이산화 탄소의 조성물을 포함하고 플랜트 컴플렉스의 지속가능한 작동을 가능하게 하고 특히 전체 프로세스의 생태학적 조건들을 개선시키는 가스의 사용을 허용한다. 예를 들면, 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 본 발명에 따른 방법에 있어서, 전기 그리드로부터의 재생가능한 에너지의 사용은 바이오가스 플랜트를 경유하여 전체적으로 또는 부분적으로 감소될 수 있다. 또한, 천연 가스의 사용은 본 발명에 따른 방법에서 제공된 바이오가스로 인해 전체적으로 또는 부분적으로 불필요하게 될 수 있고, 소위 온실 가스 방출물들에 의한 추가의 오염도 따라서 발생되지 않는다.
화학적 플랜트에서, 화학적 생산물들은 각각의 경우에 최종 생산물의 성분을 포함하는 가스의 인피딩된 스트림들으로부터 생산될 수 있다. 화학적 생산물들은 예를 들면, 암모니아 또는 메탄올 또는 보다 높은 알코올들 또는 또 다른 탄화수소 화합물들일 수 있다. 화학적 플랜트의 성능, 특히 출력은 이들 플랜트들로 공급되는 가스의 양들의 함수로서 조절된다. 화학적 플랜트를 위한 하나의 실질적인 도전은 플랜트 부하들 (loads) 을 변경하는 경우에 동적 작동 모드이고, 본 발명에 따른 플랜트 컴플렉스/플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 본 발명에 따른 방법은 작동 모드가 안정화되는 것을 가능하게 한다. 플랜트 부하들을 변경하는 경우에 작동 모드는 특히 화학적 플랜트가 병렬로 연결되고, 유용한 가스의 사용가능한 유동에 따라 개별적으로 스위치 온 또는 스위치 오프될 수 있는 복수의 보다 작은 유닛들을 갖도록 실시될 수 있다. 예를 들면, 상이한 화학적 생산물들은 또한 하나의 유닛 또는 복수의 유닛들로 생산될 수 있다.
암모니아를 생산하기 위해, 올바른 비로 질소 및 수소를 포함하는 가스 혼합물이 제공되어야 한다. 질소는 고로 탑 가스로부터 얻어질 수 있다. 고로 탑 가스 및/또는 컨버터 가스 및/또는 코크스 오븐 가스는 수소 소스로서 사용될 수 있고, 부가적인 수소는 수성-가스-전화 반응 (water-gas-shift reaction) (CO + H2O ↔ CO2 + H2) 에 의한 CO 분량의 변환에 의해 생산되고, 특히 증가될 수 있다. 다른 수소 소스들, 특히 물 전기분해가 예를 들면 또한 고려될 수 있다. 탄화수소 화합물들, 예를 들면 메탄올 또는 보다 높은 알코올들을 생산하기 위해, 올바른 비로 성분들 일산화 탄소 및/또는 이산화 탄소 및 수소를 포함하는 실질적으로 CO 및/또는 CO2 및 H2 로 구성된 가스 혼합물을 제공하는 것이 필수적이다. 고로 탑 가스 및/또는 컨버터 가스 및/또는 코크스 오븐 가스는 수소 소스로서 사용될 수 있고, 부가적인 수소는 수성-가스-전화 반응에 의한 CO 분량의 변환에 의해 생산될 수 있다. 다른 수소 소스들, 특히 물 전기분해가 예를 들면 또한 고려될 수 있다. 예를 들면, 컨버터 가스는 CO 가 제공되도록 재분류될 수 있다. 고로 탑 가스 및/또는 컨버터 가스는 예를 들면 CO2 소스로서 역할을 할 수 있다.
바이오테크놀러지 플랜트에서, 생화학 생산물들은 각각의 경우에 최종 생산물의 성분을 포함하는 가스의 인피딩된 스트림들으로부터 생산될 수 있다. 생물학적 생산물들은 예를 들면, 알코올들 (에탄올, 뷰탄올) 아세톤 또는 유기성 산들일 수 있다. 바이오테크놀러지 플랜트는 특히 발효 플랜트 또는 선택적으로 광-생물학적 플랜트이다.
본 발명의 문맥에서 바이오가스 플랜트는 바이오매스로부터 바이오가스를 제공하는 플랜트로 이해되어야 한다. 예를 들면, 바이오가스는 무산소 조건들 하에서 유기성 재료, 특히 바이오매스의 미생물 분해에 의해 생산된다. 여기서 미생물들은 1차 생산물들 메탄 및 이산화 탄소로 바이오매스에 포함된 탄수화물들, 단백질들 및 지방들을 변환한다. 바이오매스의 예들은 폐기물 재료들 뿐만 아니라 임의의 타입의 재생가능한 원 재료들이다. 예를 들면, 바이오가스 플랜트는 또한 바이오가스를 위한 저장 디바이스, 특히 운송 라인일 수 있다. 특히, 가스 정화를 위한 디바이스는 바이오가스 플랜트의 상류에 배열될 수 있다.
본 발명의 문맥에서 수소 생성 플랜트는 수소를 제공하는 플랜트로서 이해되어야 한다. 예를 들면, 수소 생성 플랜트는 열분해 플랜트, 스팀 개질 플랜트, 부분적인 산화를 위한 플랜트, 자열 개질기, 가스화 플랜트, 수성-가스-전화 플랜트, 또는 그 조합일 수 있다. 예를 들면, 바이오가스 플랜트의 바이오가스는 수소를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 수소의 생성은 전기분해, 바람직하게 물 전기분해에 의해 행해질 수 있고, 물 전기분해는 재생가능한 에너지로부터 생산되는 전류에 의해 유리하게 작동된다.
본 발명에서 생합성 가스 생성를 위한 플랜트는 바이오가스로부터 합성 가스를 생산하는 플랜트로 이해되어야 한다. 예를 들면, 생합성 가스 생성 플랜트는 스팀 개질 플랜트, 부분적인 산화를 위한 플랜트, 자열 개질기, 또는 그 조합일 수 있다. 특히, 생합성 가스는 수소 및 CO 및/또는 CO2 를 포함하는 조성물을 갖는다. 특히 코크스 오븐 가스 및 재생가능한 에너지가 충분한 양들로 제공된는 조건 하에서, 코크스 오븐 가스로부터 얻어지는 메탄을 공급함으로써 생합성 가스 플랜트를 안정화시키는 것이 가능하다.
본 발명의 하나의 추가의 실시형태에 따르면, 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템에 연결되는 코크스 오븐 플랜트를 부가적으로 포함한다.
본 발명의 하나의 추가의 실시형태에서, 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템에 연결되는 적어도 하나의 수소 생성 플랜트를 부가적으로 포함한다.
본 발명의 하나의 추가의 실시형태에 따르면, 상기 플랜트 컴플렉스는 생합성 가스 생성 플랜트를 부가적으로 포함한다.
본 발명의 추가의 실시형태에 따르면, 플랜트 컴플렉스는 전기를 위한 전력 생성 플랜트를 부가적으로 포함하고, 상기 전력 생성 플랜트는 가스-터빈 전력 생성 플랜트 또는 가스-터빈 및 스팀-터빈 전력 생성 플랜트로서 구현되고, 상기 고로에서 선철의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 상기 컨버터 제강부들에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 생합성 가스 및/또는 상기 수소 생성 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 수소를 포함하는 가스로 작동된다.
예를 들면, 전력 생성 플랜트에서 생성된 전기는 플랜트 컴플렉스 개별적인 디바이스들 및/또는 복수의 디바이스들로 공급될 수 있다. 생성된 전기의 분배는 특히 전력 라인들을 경유하여 행해질 수 있다.
본 발명의 하나의 추가의 실시형태에서, 상기 가스 파이프라인 시스템은 상기 화학적 플랜트 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 및/또는 상기 전력 생성 플랜트 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 및/또는 상기 고로 및/또는 상기 컨버터 제강부들 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트로 공급되는 가스의 스트림들을 분할하기 위한 적어도 하나의 작동 제어가능한 가스 디버터를 포함한다. 작동 제어가능한 가스 디버터는 특히 가스의 스트림들을 분할하기 위한 작동 제어가능한 가스 턴아웃 (turnout) 이다.
본 발명의 하나의 추가의 실시형태에 따르면, 상기 적어도 하나의 작동 제어가능한 가스 디버터의 상류의 유동 방향에서 상기 가스 파이프라인 시스템은 고로 탑 가스 및/또는 컨버터 가스 및/또는 바이오가스 및/또는 코크스 오븐 가스 및/또는 수소 및/또는 산소 및/또는 생합성 가스로 구성된 혼합된 가스를 생산하기 위한 적어도 하나의 혼합 디바이스를 갖고, 상기 화학적 플랜트 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 및/또는 상기 전력 생성 플랜트 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 및/또는 상기 고로 및/또는 상기 컨버터 제강부들 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트로 공급되는 가스의 스트림들은 상기 작동 제어가능한 가스 디버터에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 상황에서, 본 발명의 문맥에서의 혼합 디바이스는 서로와 가스들 및/또는 유체들을 혼합하는 디바이스로 이해되어야 한다. 혼합 디바이스는 특히 벤트리 노즐, 혼합 베슬, 혼합 스테이션, 정적 혼합기, 이젝터, 파이프라인 T-피팅, 또는 그 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 하나의 추가의 실시형태에서, 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 플랜트 컴플렉스의 전기 요구조건의 적어도 일부를 커버하기 위한 에너지 어큐뮬레이터를 부가적으로 갖다. 예를 들면, 에너지 어큐뮬레이터는 또한 특히 전기로 저장된 가스를 변환하기 위한 디바이스를 갖는 가스 어큐뮬레이터로서 구성될 수 있다.
본 발명의 하나의 추가의 실시형태에 따르면, 플랜트 컴플렉스는 가스 정화를 위한 플랜트 및/또는 가스 컨디션닝을 위한 플랜트를 부가적으로 갖는다.
본 발명의 문맥에서, 가스 정화를 위한 플랜트는 특히 하류의 프로세스 단계들에서 효율성의 관점에서 불리한 작용을 할 수 있는 가스의 그러한 성분의 일부들을 적어도 부분적으로 분리하는 플랜트로 이해되어야 한다. 가스 정화는 특히 밀도, 입자 크기, 입자 관성, 표면 습윤성, 자기화가능성, 전기 이동도의 그룹으로부터 선택된 예를 들면 분리와 같은 기계적인 분류 방법들에 의한, 흡수성 방법들에 의한, 촉매 프로세스들, 또는 그 조합에 의한 특히 단일-스테이지 또는 다수-스테이지 정화로 이해되어야 한다.
본 발명의 문맥에서 가스 컨디션닝은 가스 조성물들 및/또 물리적 가스 특성들의 조정으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 가스의 스트림들 내에 성분들 CO, CO2, H2 의 비율은 가스 컨디션닝의 상황에서 변한다. 가스 컨디션닝은 예를 들면, H2 를 분리하고 풍부하게 하기 위한 압력 스윙 흡착 및/또는 H2 및 CO2 로 CO 및 H20 를 변환하기 위한 수성-가스-전화 반응 및/또는 특히 코크스 오븐 가스에서 CO 및 수소로 CH4 의 비율을 변환하기 위한 스팀 개질기를 포함한다. 바람직한 가스 압력의 조정은 특히 압축기를 경유하여 행해질 수 있다. 온도 조정은 예를 들면 열적 단계에서 실행될 수 있다.
플랜트 컴플렉스를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법의 하나의 추가의 실시형태에 따르면, 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템에 연결되는 코크스 오븐 플랜트를 부가적으로 포함하고, 상기 고로에서의 선철의 생산에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트에서의 코크스의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스는 상기 화학적 플랜트 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 및/또는 선철의 생산을 위한 상기 고로 및/또는 미가공 강의 생산을 위한 상기 컨버터 제강부들 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트를 작동하기 위해 유용한 가스로서 사용된다.
플랜트 컴플렉스를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법의 하나의 추가의 실시형태에서, 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템에 연결되는 수소 생성 플랜트를 부가적으로 포함하고, 상기 고로에서의 선철의 생산에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 에서의 코크스의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스 및/또는 상기 수소 생성 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 수소는 상기 화학적 플랜트 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 및/또는 선철의 생산을 위한 상기 고로 및/또는 미가공 강의 생산을 위한 상기 컨버터 제강부들 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 및/또는 상기 수소 생성 플랜트를 작동하기 위해 유용한 가스로서 사용된다.
플랜트 컴플렉스를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법의 하나의 추가의 실시형태에 따르면, 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템에 연결되는 생합성 가스 생성 플랜트를 부가적으로 포함하고, 상기 고로에서의 선철의 생산에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트에서의 코크스의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스 및/또는 상기 수소 생성 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 수소 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 생합성 가스는 상기 화학적 플랜트 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 및/또는 선철의 생산을 위한 상기 고로 및/또는 미가공 강의 생산을 위한 상기 컨버터 제강부들 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트를 작동하기 위해 유용한 가스로서 사용된다.
플랜트 컴플렉스를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법의 하나의 추가의 실시형태에 따르면, 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템에 연결되는 전력 생성 플랜트를 부가적으로 포함하고, 상기 고로에서의 선철의 생산에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트에서의 코크스의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스 및/또는 상기 수소 생성 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 수소 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 생합성 가스는 상기 화학적 플랜트 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 및/또는 선철의 생산을 위한 상기 고로 및/또는 미가공 강의 생산을 위한 상기 컨버터 제강부들 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 및/또는 생합성 가스 생성 플랜트 및/또는 전력 생성 플랜트를 작동하기 위해 유용한 가스로서 사용된다.
본 발명에 따른 방법의 하나의 추가의 실시형태에서, 플랜트 컴플렉스를 작동시키기 위한 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템에 연결되는 가스 정화를 위한 플랜트 및/또는 가스 컨디션닝을 위한 플랜트를 부가적으로 포함하고, 상기 고로에서의 선철의 생산에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트에서의 코크스의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스 및/또는 상기 수소 생성 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 수소 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트에서 발생하는 부분적인 양의 생합성 가스는 정화되고 및/또는 컨디션닝된다.
본 발명은 단지 예로써 실시형태를 예시하는 도면에 의해 아래에 설명될 것이다.
도 1 은 강을 생산하기 위한 본 발명에 따른 플랜트 컴플렉스의 매우 간략화된 블록도를 개략적으로 도시한다.
본 발명의 하나의 실시형태에 따른 강을 생산하는 플랜트 컴프렉스는 도 1 에 예시되고, 상기 플랜트 컴플렉스는 선철을 생산하기 위한 고로 (1); 미가공 강을 생산하기 위한 컨버터 제강부들 (2); 및 선철의 생산 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 가스들을 위한 실선으로 예시된 가스 파이프라인 시스템 (3) 을 갖는다. 바이오가스 플랜트 (6) 및 화학적 플랜트 (4) 및/또는 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 는 가스 파이프라인 시스템 (3) 에 연결된다. 부가적으로, 코크스 오븐 플랜트 (7) 및/또는 수소 생성 플랜트 (8) 및/또는 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 는 가스 파이프라인 시스템 (3) 에 연결된다. 플랜트 컴플렉스는 가스-터빈 전력 생성 플랜트 또는 가스-터빈 및 스팀-터빈 전력 생성 플랜트로서 구현되는 전력 생성 플랜트 (10) 를 부가적으로 갖는다. 전력 생성 플랜트 (10) 에 의해 성성된 전류는 플랜트 컴플렉스 개별적인 디바이스들 및/또는 복수의 디바이스들로 점선들로 예시된 전력 라인 네트워크 (16) 를 경유하여 분배될 수 있다. 가스 파이프라인 시스템 (3) 은 화학적 플랜트 (4) 및/또는 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 및/또는 수소 생성 플랜트 (8) 및/또는 전력 생성 플랜트 (10) 및/또는 코크스 오븐 플랜트 (7) 및/또는 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 로 공급되는 가스의 스트림들을 분할하기 위한 작동 제어가능한 가스 디버터 (11) 를 포함한다. 고로 탑 가스 및/또는 컨버터 가스 및/또는 바이오가스 및/또는 코크스 오븐 가스 및/또는 수소 및/또는 산소 및/또는 생합성 가스로 구성된 혼합된 가스를 생산하기 위한 적어도 하나의 혼합 디바이스 (12) 는 적어도 하나의 작동 제어가능한 가스 디버터 (11) 의 상류에서 유동 방향으로 배열되고, 화학적 플랜트 (4) 및/또는 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 및/또는 수소 생성 플랜트 (8) 및/또는 전력 생성 플랜트 (10) 및/또는 코크스 오븐 플랜트 (7) 및/또는 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 로 공급되는 가스의 스트림들은 작동 제어가능한 가스 디버터 (11) 에 의해 제어될 수 있다. 플랜트 컴플렉스는 플랜트 컴플렉스의 전기 요구조건의 적어도 일부를 커버하기 위한 에너지 어큐뮬레이터 (13) 를 부가적으로 갖는다. 가스 컨디션닝을 위한 플랜트 (15) 및/또는 가스 정화를 위한 플랜트 (14) 는 플랜트 컴플렉스에 부가적으로 배열된다. 플랜트 컴플렉스의 선택적인 디바이스들은 점선들로 예시된다.
산업상 이용 가능성
강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스 및 상기 설명된 타입의 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법은 강의 생산에서 사용될 수 있다.
1 = 고로
2 = 컨버터 제강부들
3 = 가스 파이프라인 시스템
4 = 화학적 플랜트
5 = 바이오테크놀러지 플랜트
6 = 바이오가스 플랜트
7 = 코크스 오븐 플랜트
8 = 수소 생성 플랜트
9 = 생합성 가스 생성 플랜트
10 = 전력 생성 플랜트
11 = 작동 제어가능한 가스 디버터
12 = 혼합 디바이스
13 = 에너지 어큐뮬레이터
14 = 가스 정화를 위한 플랜트
15 = 가스 컨디션닝을 위한 플랜트
16 = 전력 라인 네트워크

Claims (15)

  1. 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스로서,
    선철을 생산하기 위한 고로 (1);
    미가공 강을 생산하기 위한 컨버터 제강부들 (converter steel works : 2);
    선철의 생산 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 가스들을 위한 가스 파이프라인 시스템 (3);
    상기 가스 파이프라인 시스템 (3) 에 연결된 화학적 플랜트 (4) 및/또는 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 를 포함하고,
    상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템 (3) 에 연결되는 바이오가스 플랜트 (6) 를 부가적으로 포함하는, 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템 (3) 에 연결되는 코크스 오븐 플랜트 (7) 를 부가적으로 포함하는, 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템 (3) 에 연결되는 적어도 하나의 수소 생성 플랜트 (8) 를 부가적으로 포함하는, 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜트 컴플렉스는 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 를 부가적으로 포함하는, 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜트 컴플렉스는 전기를 위한 전력 생성 플랜트 (10) 를 부가적으로 포함하고,
    상기 전력 생성 플랜트 (10) 는, 가스-터빈 전력 생성 플랜트 또는 가스-터빈 및 스팀-터빈 전력 생성 플랜트로서 구현되고, 상기 고로 (1) 에서 선철의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 상기 컨버터 제강부들 (2) 에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트 (6) 에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 에서 발생하는 부분적인 양의 생합성 가스 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 (8) 에서 발생하는 부분적인 양의 수소를 포함하는 가스로 작동되는, 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 파이프라인 시스템 (3) 은 상기 화학적 플랜트 (4) 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 (8) 및/또는 상기 전력 생성 플랜트 (10) 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 및/또는 상기 고로 (1) 및/또는 상기 컨버터 제강부들 (2) 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 로 공급되는 가스의 스트림들을 분할하기 위한 적어도 하나의 작동 제어가능한 가스 디버터 (11) 를 포함하는, 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 작동 제어가능한 가스 디버터 (11) 의 상류의 유동 방향에서 상기 가스 파이프라인 시스템 (3) 은 고로 탑 가스 및/또는 컨버터 가스 및/또는 바이오가스 및/또는 코크스 오븐 가스 및/또는 수소 및/또는 산소 및/또는 생합성 가스로 구성된 혼합된 가스를 생산하기 위한 적어도 하나의 혼합 디바이스 (12) 를 갖고,
    상기 화학적 플랜트 (4) 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 (8) 및/또는 상기 전력 생성 플랜트 (10) 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 및/또는 상기 고로 (1) 및/또는 상기 컨버터 제강부들 (2) 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 로 공급되는 가스의 스트림들은 상기 작동 제어가능한 가스 디버터 (11) 에 의해 제어될 수 있는, 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜트 컴플렉스는 상기 플랜트 컴플렉스의 전기 요구조건의 적어도 일부를 커버하기 위한 에너지 어큐뮬레이터 (13) 를 부가적으로 갖는, 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜트 컴플렉스는 가스 정화를 위한 플랜트 (14) 및/또는 가스 컨디션닝을 위한 플랜트 (15) 를 부가적으로 갖는, 강을 생산하기 위한 플랜트 컴플렉스.
  10. 선철을 생산하기 위한 고로 (1), 미가공 강을 생산하기 위한 컨버터 제강부들 (2), 바이오가스를 생산하기 위한 바이오가스 플랜트 (6), 선철의 생산 및/또는 미가공 강의 생산 및/또는 바이오가스의 생산에서 발생하는 가스를 위한 가스 파이프라인 시스템 (3), 및 화학적 플랜트 (4) 및/또는 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 를 갖는 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법으로서,
    상기 바이오가스 플랜트 (6) 에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 바이오가스 및 상기 고로 (1) 에서의 선철의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스가 상기 화학적 플랜트 (4) 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 및/또는 선철의 생산을 위한 상기 고로 (1) 및/또는 미가공 강의 생산을 위한 상기 컨버터 제강부들 (2) 을 작동하기 위해 유용한 가스로서 사용되는, 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    제 1 항에 따른 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템 (3) 에 연결되는 코크스 오븐 플랜트 (7) 를 부가적으로 포함하고,
    상기 고로 (1) 에서의 선철의 생산에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트 (6) 에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 에서의 코크스의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스는 상기 화학적 플랜트 (4) 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 및/또는 선철의 생산을 위한 상기 고로 (1) 및/또는 미가공 강의 생산을 위한 상기 컨버터 제강부들 (2) 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 를 작동하기 위해 유용한 가스로서 사용되는, 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    제 1 항 또는 제 2 항에 따른 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템 (3) 에 연결된 수소 생성 플랜트 (8) 를 부가적으로 포함하고,
    상기 고로 (1) 에서의 선철의 생산에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트 (6) 에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 에서의 코크스의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 (8) 에서 발생하는 부분적인 양의 수소는 상기 화학적 플랜트 (4) 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 및/또는 선철의 생산을 위한 상기 고로 (1) 및/또는 미가공 강의 생산을 위한 상기 컨버터 제강부들 (2) 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 (8) 를 작동하기 위해 유용한 가스로서 사용되는, 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템 (3) 에 연결된 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 를 부가적으로 포함하고,
    상기 고로 (1) 에서의 선철의 생산에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트 (6) 에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 에서의 코크스의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 (8) 에서 발생하는 부분적인 양의 수소 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 에서 발생하는 부분적인 양의 생합성 가스는 상기 화학적 플랜트 (4) 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 및/또는 선철의 생산을 위한 상기 고로 (1) 및/또는 미가공 강의 생산을 위한 상기 컨버터 제강부들 (2) 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 (8) 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 를 작동하기 위해 유용한 가스로서 사용되는, 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템 (3) 에 연결된 전력 생성 플랜트 (10) 를 부가적으로 포함하고,
    상기 고로 (1) 에서의 선철의 생산에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트 (6) 에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 에서의 코크스의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 (8) 에서 발생하는 부분적인 양의 수소 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 에서 발생하는 부분적인 양의 생합성 가스는 상기 화학적 플랜트 (4) 및/또는 상기 바이오테크놀러지 플랜트 (5) 및/또는 선철의 생산을 위한 상기 고로 (1) 및/또는 미가공 강의 생산을 위한 상기 컨버터 제강부들 (2) 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 를 작동하기 위해 유용한 가스로서 사용되는, 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 상기 플랜트 컴플렉스는 상기 가스 파이프라인 시스템 (3) 에 연결된 가스 정화를 위한 플랜트 (14) 및/또는 가스 컨디션닝을 위한 플랜트 (15) 를 부가적으로 포함하고,
    상기 고로 (1) 에서의 선철의 생산에서 발생하는 적어도 부분적인 양의 고로 탑 가스 및/또는 미가공 강의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 컨버터 가스 및/또는 상기 바이오가스 플랜트 (6) 에서 발생하는 부분적인 양의 바이오가스 및/또는 상기 코크스 오븐 플랜트 (7) 에서의 코크스의 생산에서 발생하는 부분적인 양의 코크스 오븐 가스 및/또는 상기 수소 생성 플랜트 (8) 에서 발생하는 부분적인 양의 수소 및/또는 상기 생합성 가스 생성 플랜트 (9) 에서 발생하는 부분적인 양의 생합성 가스는 정화되고 그리고/또는 컨디션닝되는, 플랜트 컴플렉스를 작동하기 위한 방법.
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