KR20220054444A - 야금 플랜트의 작동 시에 co2 방출을 감소시키는 방법 - Google Patents

야금 플랜트의 작동 시에 co2 방출을 감소시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선철 제조용의 적어도 하나의 고로 및 조강 제조용의 전로 강 워크들을 포함하는 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 적어도, 선철의 제조 시에 고로에서 발생하는 고로 상부 가스의 부분량 및/또는 조강의 제조 시에 발생하는 전로 가스의 부분량이 화학 생성물들을 생성하는데 사용되는 합성가스를 생성하기 위해 취해진다. 동시에, 야금 플랜트의 에너지 수요가 재생 에너지로부터 얻어지는 전기를 이용하여 적어도 부분적으로 커버된다.

Description

야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법{METHOD FOR REDUCING CO2 EMISSIONS IN THE OPERATION OF A METALLURGICAL PLANT}
본 발명은 선철 제조용의 적어도 하나의 고로와 조강 제조용의 전로 강 워크들을 포함하는 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법에 관한 것이다.
선철은 고로에서 철광석들, 코크스와 같은 첨가물들, 및 석탄, 석유, 가스, 바이오매스들, 재생 폐플라스틱들과 같은 다른 환원제들 또는 탄소 및/또는 수소를 포함하는 다른 물질들로부터 얻어진다. CO, CO2, 수소 및 수증기는 환원 반응들의 생성물로서 불가피하게 발생한다. 전술한 성분들 이외에, 고로 프로세스로부터 인출되는 고로 상부 가스는 종종 고함량의 질소를 가진다. 가스의 양과 고로 상부 가스의 조성은 공급원료와 작동 모드에 따르고 그리고 변동을 받게 된다. 하지만, 통상적으로, 고로 상부 가스는 35 ~ 60 체적% N2, 20 ~ 30 체적% CO, 20 ~ 30 체적% CO2 및 2 ~ 15 체적% H2 를 포함한다. 선철의 제조 시에 발생되는 고로 상부 가스의 약 30 ~ 40% 는 일반적으로 공기 가열기들에서 고로 프로세스용 고온 공기를 가열시키는데 사용되고; 상부 가스의 잔류량은 가열 목적으로 또는 전기 발생용으로 워크들의 다른 영역에서 사용될 수 있다.
고로 프로세스의 하류측에 배열되는 전로 강 워크들에서, 선철은 조강으로 전환된다. 액체 선철에 산소를 송풍시키면, 탄소, 규소, 황 및 인과 같은 번거로운 불순물들이 제거된다. 산화 프로세스들은 강력한 열의 전개를 유발하기 때문에, 스크랩 (scrap) 은 냉매로서 선철에 대하여 최대 25% 양으로 첨가된다. 더욱이, 슬래그를 형성하도록 석회 (lime) 가 첨가되고 또한 합금화제 (alloying agent) 가 첨가된다. 고함량의 CO 를 가지고 또한 질소, 수소 및 CO2 를 포함하는 전로 가스는 강 전로로부터 인출된다. 통상의 전로 가스 조성은 50 ~ 70 체적% CO, 10 ~ 20 체적% N2, 약 15 체적% CO2 및 약 2 체적% H2 를 가진다. 전로 가스는 연소되거나, 현대의 강 워크들의 경우에는 에너지를 제공하는데 사용되도록 포획되어 통과된다.
고로에서 선철을 제조하고 전로 강 워크들에서 조강을 제조하는 방법은 불가피한 프로세스와 관련된 CO2 방출로 반드시 이어진다. 고로에서의 야금 작업이 원료 함량의 사용을 행한 후에 그리고 열역학적인 이유로 불가피한 잔류 함량들, 특히 일산화탄소의 잔류 함량들이 에너지를 제공하기 위해 사용된 후에, 궁극적으로 의도된 탄소 모두가 이산화탄소로 방출된다. 기후적으로 유해한 CO2 가스의 방출을 줄이는 것이 목적이다. 미리 환원된 또는 금속성의 재료의 사용이 가능하지만, 이러한 물질들의 제조 시에 발생하는 CO2 방출들이 낮아지는 경우에 이점들을 단지 초래한다. 고로 프로세스 용의 탄소 함유 물질로서 재생 에너지 소스들, 예를 들어 숯 또는 랩시드 오일의 사용은, 동시에 작물들의 CO2 소비가 성장 동안 상쇄될 경우, 상기 목적을 달성하는 것에 도움이 된다. P. Schmoele (Stahl und Eisen [steel and iron] 124 2004, No. 5, pages 27 to 32) 은, 예를 들어 코크스 오븐 가스와 같은 플랜트의 내부 커플링된 생성물들을 고로의 송풍구로 송풍할 때에, 야금 플랜트가 폐쇄된 에너지 밸런스를 가지는 것을 가정하여, 고로에서 사용된 코크스 가스의 에너지가 재생 에너지 소스들로부터 전기를 구입함으로써 보상된다면, 보다 낮은 CO2 방출이 실현될 수 있다는 것을 언급한다.
우세한 교시에 따라, 선철과 조강의 제조 시에 CO2 밸런스의 개선은 고로의 작동과 관련되는 방법으로의 변경들을 예상한다. 이들은 예를 들어 고로의 무질소 작동을 포함하고, 여기에서 차가운 산소가 뜨거운 공기를 대신하여 송풍구 레벨에서 송풍되고, 대부분의 상부 가스는 CO2 스크러빙으로 보내진다. 또한, 고로를 플라즈마로 가열하는 것이 제안되었다. 플라즈마 가열된 고로의 프로세스는 뜨거운 공기나 산소를 필요로 하지 않고, 또한 어떠한 추가의 대체 환원제도 필요로 하지 않는다. 하지만, 신규의 고로 방법들의 도입은 선철 및 조강 제조의 확실히 믿을 수 있는 기술에 심각한 개입이 있고, 또한 상당한 위험들을 수반한다.
이러한 배경기술에 대해, 본 발명은 선철을 제조하기 위한 통상적으로 작동되는 고로와 통상적으로 작동되는 전로 강 워크들을 갖는 야금 플랜트의 CO2 밸런스를 개선하기 위한 목적에 기초한다.
본 발명의 주제와 이러한 목적을 달성하는 해결책은 청구항 1 에 따른 방법이다. 상기 방법의 유리한 개선들은 청구항 2 내지 청구항 9 에 설명되어 있다.
본 발명에 따라, 적어도 선철의 제조 시에 고로에서 발생하는 고로 상부 가스의 부분량 및/또는 조강의 제조 시에 발생하는 전로 가스의 부분량이 화학 생성물들을 생성하는데 사용되는 합성가스를 생성하기 위해 취해진다. 생가스들이 합성가스를 생성하는데 사용되면, 야금 플랜트의 에너지 수요가 항상 커버되지 않는데, 본 발명에 따르면, 이 에너지 수요는 재생 에너지로부터 얻어지는 전기를 이용함으로써 적어도 부분적으로 커버된다. 화학 생성물들을 생성하기 위해 선철의 제조 시에 그리고 조강의 제조 시에 발생하는 생가스들의 일부를 사용하는 것 그리고 에너지 밸런스를 동등하게 하기 위하여 재생 에너지로부터 전기를 사용하는 것은 조합 관계에 있고 또한 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는데, 그 이유는 탄소가 화학 생성물들에 바인딩되어 CO2 의 형태로 분리되지 않기 때문이다.
또한, 야금 플랜트가 코크스 오븐 플랜트와 조합하여 작동되면, 적어도 코크스 오븐 플랜트에서 발생하는 코크스 오븐 가스의 부분량은 합성가스를 생성하는데 유리하게 사용된다.
코킹 플랜트와 조합하여 작동되는 야금 플랜트에서, 고로 상부 가스, 전로 가스 및 코크스 오븐 가스로서 발생하는 생가스들의 단지 대략 40 ~ 50% 만이 화학 공학 프로세스들을 위해 사용되고, 생성된 가스들의 50 ~ 60% 는 다른 용도들을 위해 사용되기 때문에, CO2 방출을 줄이기 위한 본 발명에 따른 방법의 가능성은 크다. 실제로, 이러한 부분은 전기 발생을 위해 지금까지 주로 사용되어 왔다. 본 발명에 따른 방법에 기초하여, 이러한 부분이 합성가스 생성에 의해 화학 생성물들을 생성하는데 사용된다면, 그런 다음 충족되지 않는 에너지 수요가 재생 에너지로부터의 전기를 이용함으로써 커버된다면, 야금 플랜트의 CO2 방출의 상당한 감소가 가능하다.
본 발명에 따른 교시 내에서, 고로 상부 가스 및 전로 가스로서, 또는 고로 상부 가스, 전로 가스 및 코크스 오븐 가스로서 발생하는 생가스들의 1% ~ 60%, 바람직하게는 10% ~ 60% 의 비율이 합성가스를 생성하는데 사용된다는 것이 제공된다.
합성가스의 생성은 가스 크리닝 작동과 가스 컨디셔닝 작동을 유리하게 포함하고, 예를 들어, 수증기를 이용한 스팀 개질 작동 및/또는 공기 또는 산소를 이용한 부분 산화 및/또는 CO 의 변환을 위한 워터 가스 이동 반응을 가스 컨디셔닝에 사용할 수 있다. 컨디셔닝 단계들은 별개로 또는 조합하여 사용될 수도 있다. 본 발명에 따른 방법에 의해 생성된 합성가스는 합성을 위해 사용되는 가스 혼합물이다. 예를 들어, 용어 "합성가스" 는 암모니아 합성을 위한 N2 및 H2 의 가스 혼합물들, 특히 CO 및 H2, 또는 CO2 및 H2, 또는 CO, CO2 및 H2 을 주로 포함하는 가스 혼합물들을 커버한다. 합성가스들로부터, 반응 물질의 구성성분들을 각각 포함하는 화학 생성물들은 화학 플랜트에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 화학 생성물들은 암모니아 또는 메탄올 또는 그 밖에 다른 탄화수소 화합물들일 수도 있다.
예를 들어, 암모니아를 생성하기 위하여, 질소와 수소를 정확한 비율로 포함하는 합성가스가 제공되어야 한다. 질소는 고로 상부 가스로부터 얻어질 수 있다. 고로 상부 가스 또는 전로 가스는 특히 수소 소스로서 사용될 수도 있고, 상기 수소는 워터 가스 이동 반응 (CO + H2O
Figure pat00001
CO2 + H2) 에 의한 CO 부분의 변환에 의해 생성된다. 코크스 오븐 가스와 고로 상부 가스의 혼합물 또는 코크스 오븐 가스, 전로 가스 및 고로 상부 가스를 포함하는 혼합 가스가 암모니아 합성을 위해 합성가스를 생성하는데 또한 사용될 수도 있다. 탄화수소 화합물들, 예를 들어 메탄올을 생성하기 위하여, 구성성분들 일산화탄소 및/또는 이산화탄소 및 수소를 정확한 비율로 포함하는, CO 및/또는 CO2 및 H2 로 실질적으로 이루어지는 합성가스를 제공할 필요가 있다. 비율은 모듈 (H2 - CO2) / (CO + CO2) 에 의해 종종 기재된다. 수소는 예를 들어 워터 가스 이동 반응에 의해 고로 상부 가스 내의 CO 부분의 변환에 의해 생성될 수도 있다. 전로 가스는 CO 를 제공하는데 사용될 수도 있다. 고로 상부 가스 및/또는 전로 가스는 CO2 소스의 역할을 할 수도 있다. 코크스 오븐 가스 및 전로 가스를 포함하는 혼합 가스 또는 코크스 오븐 가스, 전로 가스 및 고로 상부 가스를 포함하는 혼합 가스는 탄화수소 화합물들을 생성하는데 또한 적합하다.
본 발명의 범위 내에서, 생명공학 플랜트는 화학 플랜트를 대신하여 합성가스로부터의 화학 생성물들을 생성하는데 또한 사용될 수도 있다. 관련된 플랜트는 합성가스의 발효를 위한 플랜트이다. 합성 가스는 이러한 경우에 CO 및 H2 의, 바람직하게는 고비율의 CO 를 갖는 혼합물을 포함하는 것으로서 이해되어야 하고, 이와 함께, 알코올, 아세톤 또는 유기산이 생성될 수 있다. 하지만, 생화학 프로세스가 사용될 때에, 수소는 발효 시에 매체로서 사용되는 물로부터 실질적으로 기인한다. 전로 가스는 바람직하게는 CO 용 소스로서 사용된다. 고로 상부 가스 또는 전로 가스 및 고로 상부 가스를 포함하는 혼합 가스의 사용이 마찬가지로 가능하다. 대조적으로, 코크스 오븐 가스의 사용은 생명공학 프로세스에 바람직하지 않다. 결론적으로, 야금 플랜트에서 발생하는 생가스의 CO 부분으로부터의 탄소와 발효 프로세스에서 사용되는 물로부터의 수소를 포함하는 생성물들은 생명공학 프로세스에 의해 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 추가의 개선은, 합성 가스에 수소가 풍부하고, 상기 수소는 물의 전기분해에 의해 생성되며, 재생 에너지로부터의 전기는 마찬가지로 물의 전기분해에 사용된다는 것을 제공한다.
또, 야금 플랜트는 에너지 저장소를 갖는 전기 네트워크에서 작동되고, 상기 에너지 저장소는 재생 에너지로부터 전기가 공급되고, 또한 저장된 에너지를 나중에 야금 플랜트의 전기 로드들로 다시 발산한다.
재생 에너지로부터 적어도 부분적으로 그리고 바람직하게는 완전히 얻어지고 또한 예를 들어 풍력 터빈 전력 생성 플랜트들, 태양광 플랜트들, 수력 전력 생성 플랜트들 등으로부터 기인하는 외부적으로 얻어진 전기는 야금 플랜트의 전기 수요를 커버하는데 사용된다. 야금 플랜트가, 가스-터빈 전력 생성 플랜트 또는 가스-터빈 및 스팀-터빈 전력 생성 플랜트로서 디자인되고 또한 고로 상부 가스, 전로 가스 또는 코크스 오븐 가스로서 야금 플랜트에서 발생하는 가스들의 일부로 작동되는 전력 생성 플랜트와 조합하여 사용된다는 것이 배제되어서는 안된다. 전력 생성 플랜트의 포함으로 인한 플랜트 컴플렉스는 전력 생성 플랜트가 대기 모드로 사용될 수 있도록 그리고 적어도 특정 시간들에서 스위치 오프되도록 디자인된다. 화학 플랜트 또는 생명공학 플랜트가 작동 중이 아니거나, 재생 소스들로부터 기인하거나 에너지 저장소에 저장되는 에너지가 야금 플랜트의 에너지 요구를 커버하기 위한 시간이 불충분할 때에, 전력 생성 플랜트가 사용될 수 있다. 플랜트 컴플렉스가 선철을 제조하고 조강을 제조하는데 필요한 전기의 양을 이용가능하도록, 재생 에너지의 충분한 이용가능성의 시간들에서, 전기 에너지가 에너지 저장소에 저장된다. 재생 에너지가 용인가능한 가격으로 충분한 양으로 외부적으로 이용할 수 없다면, 필요한 전기는 에너지 저장소로부터 취해진다. 에너지 저장소는 화학 또는 전기화학 저장소로서 형성될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 선철 제조용의 적어도 하나의 고로와 조강 제조용의 전로 강 워크들을 포함하는 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법으로서,
    a) 적어도, 선철의 제조 시에 고로에서 발생하는 고로 상부 가스의 부분량 및 조강의 제조 시에 발생하는 전로 가스의 부분량은 화학 생성물들을 생성하는데 사용되는 합성가스를 생성하기 위해 취해지고, 고로 상부 가스 및 전로 가스로서 발생하는 생가스들 (raw gases) 의 1% ~ 60% 가 합성가스를 생성하는데 사용되고,
    b) 상기 야금 플랜트의 에너지 수요는 재생 에너지로부터 얻어지는 전기를 이용함으로써 적어도 부분적으로 커버되는, 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 야금 플랜트는 코크스 오븐 플랜트와 조합하여 작동되고, 또한 적어도 상기 코크스 오븐 플랜트에서 발생하는 코크스 오븐 가스의 부분량은 합성가스를 생성하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    고로 상부 가스, 전로 가스 및 코크스 오븐 가스로서 발생하는 생가스들 (raw gases) 의 1% ~ 60% 가 합성가스를 생성하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    합성가스의 생성은 가스 크리닝 작동과 가스 컨디셔닝 작동을 포함하는 것을 특징으로 하는, 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    수증기를 이용한 스팀 개질 작동, 공기 또는 산소를 이용한 부분 산화 및 워터 가스 이동 반응 중 적어도 하나가 가스 컨디셔닝에 사용되는 것을 특징으로 하는, 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    생명공학 플랜트에서 화학 생성물들의 생성에 사용되는 합성가스는 전로 가스 또는 고로 상부 가스 또는 전로 가스와 고로 상부 가스를 포함하는 혼합 가스로부터 생성되는 것을 특징으로 하는, 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합성가스에는 물의 전기 분해에 의해 생성되는 수소가 풍부하고, 또한 재생 에너지로부터의 전기는 상기 물의 전기 분해에 사용되는 것을 특징으로 하는, 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 야금 플랜트는 에너지 저장소를 갖는 전기 네트워크에서 작동되고, 상기 에너지 저장소는 재생 에너지로부터 전기를 공급받고 또한 저장된 에너지를 나중에 상기 야금 플랜트의 전기 로드들로 그리고/또는 물의 전기 분해로 다시 발산하는 것을 특징으로 하는, 야금 플랜트의 작동 시에 CO2 방출을 감소시키는 방법.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013113913A1 (de) 2013-12-12 2015-06-18 Thyssenkrupp Ag Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes
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DE102013113921A1 (de) 2013-12-12 2015-06-18 Thyssenkrupp Ag Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes
LU100453B1 (en) * 2017-09-25 2019-03-29 Wurth Paul Sa Method for Producing a Synthesis Gas, in particular for use in Blast Furnace Operation
DE102018211104A1 (de) * 2018-07-05 2020-01-09 Thyssenkrupp Ag Verfahren und Einrichtung zum Betrieb einer Produktionsanlage
EP3670705B1 (en) 2018-12-21 2022-02-02 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Carbon dioxide conversion process
RU2734215C1 (ru) * 2020-04-16 2020-10-13 Автономная некоммерческая организация «Научно-исследовательский институт проблем экологии» Способ выплавки чугуна в доменной печи
CN112662824A (zh) * 2020-12-18 2021-04-16 昆明理工大学 一种高效利用冶金废气的高炉富氢冶炼工艺
CN114657317B (zh) * 2022-03-24 2023-03-28 鞍山市恒成设备制造有限公司 一种低碳冶金方法
WO2023217703A1 (en) 2022-05-11 2023-11-16 Topsoe A/S Process and plant for producing renewable fuels
KR20240058008A (ko) 2022-10-25 2024-05-03 한국화학연구원 제철 부생가스를 이용하여 플라스틱 원료를 제조하는 방법
CN115807143B (zh) * 2022-12-20 2024-06-11 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种高炉煤气动态调控方法及系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3515250A1 (de) * 1985-04-27 1986-10-30 Hoesch Ag, 4600 Dortmund Verfahren zur herstellung von chemierohstoffen aus koksofengas und huettengasen
AT385051B (de) * 1986-08-07 1988-02-10 Voest Alpine Ag Huettenwerk und verfahren zur erzeugung von stahl
US5454853A (en) * 1994-06-10 1995-10-03 Borealis Technical Incorporated Limited Method for the production of steel
US6030430A (en) * 1998-07-24 2000-02-29 Material Conversions, Inc. Blast furnace with narrowed top section and method of using
CN101023023B (zh) * 2004-08-03 2012-12-26 海尔萨可变资产股份有限公司 由焦炉气制备清洁的还原性气体的方法和设备
RU2353036C1 (ru) * 2008-05-12 2009-04-20 Юрий Петрович Баталин Способ электроэнергоснабжения потребителя
US20120226080A1 (en) * 2009-08-13 2012-09-06 Silicon Fire Ag Method and system for providing a hydrocarbon-based energy carrier using a portion of renewably produced methanol and a portion of methanol that is produced by means of direct oxidation, partial oxidation, or reforming
DE102011077819A1 (de) * 2011-06-20 2012-12-20 Siemens Aktiengesellschaft Kohlendioxidreduktion in Stahlwerken
WO2013037444A1 (de) * 2011-09-15 2013-03-21 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur gewinnung von olefinen aus ofengasen von stahlwerken
EP2660547A1 (de) * 2012-05-03 2013-11-06 Siemens Aktiengesellschaft Metallurgische Anlage

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