RU2670513C1 - Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок - Google Patents
Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2670513C1 RU2670513C1 RU2016128079A RU2016128079A RU2670513C1 RU 2670513 C1 RU2670513 C1 RU 2670513C1 RU 2016128079 A RU2016128079 A RU 2016128079A RU 2016128079 A RU2016128079 A RU 2016128079A RU 2670513 C1 RU2670513 C1 RU 2670513C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- production
- blast furnace
- installation
- chemical
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 41
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 238
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 102
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 56
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910001341 Crude steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 84
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 48
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 25
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 22
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims description 22
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 claims 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 19
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 19
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 3
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/06—Making pig-iron in the blast furnace using top gas in the blast furnace process
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/002—Evacuating and treating of exhaust gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/285—Plants therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/38—Removal of waste gases or dust
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/38—Removal of waste gases or dust
- C21C5/40—Offtakes or separating apparatus for converter waste gases or dust
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/02—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces with two or more shafts or chambers, e.g. multi-storey
- F27B1/025—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces with two or more shafts or chambers, e.g. multi-storey with fore-hearth
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B1/26—Arrangements of controlling devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
- F27D17/001—Extraction of waste gases, collection of fumes and hoods used therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
- F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
- F27D17/008—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
- C21B2005/005—Selection or treatment of the reducing gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
- C21B2100/62—Energy conversion other than by heat exchange, e.g. by use of exhaust gas in energy production
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2300/00—Process aspects
- C21B2300/02—Particular sequence of the process steps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27M—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS OF THE CHARGES OR FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS
- F27M2001/00—Composition, conformation or state of the charge
- F27M2001/02—Charges containing ferrous elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Botany (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии. Технический результат – повышение экономичности производства стали. Комплекс установок для производства стали содержит доменную печь для производства чугуна, конвертерную сталеплавильную установку для производства сырой стали и газопроводную систему для газов, выделяющихся при производстве чугуна и/или при производстве сырой стали. Согласно изобретению комплекс установок снабжен подключенной к газопроводной системе химической установкой или биотехнологической установкой, а также накопителем энергии для покрытия по меньшей мере части потребности электрического тока для комплекса установок. 8 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к комплексу установок для производства стали, а также к способу эксплуатации комплекса установок.
Комплекс установок для производства стали содержит по меньшей мере доменную печь для производства чугуна, конвертерную сталеплавильную установку для производства сырой стали и газопроводную систему для газов, выделяемых при производстве чугуна и/или при производстве сырой стали. Комплекс установок может иметь, кроме того, электростанцию для выработки электроэнергии, сконструированную как газотурбинная электростанция или газопаротурбинная электростанция и эксплуатируемую при помощи газа, содержащего по меньшей мере выделяющуюся при производстве чугуна в доменной печи порцию смеси колошникового газа доменной печи и/или порцию смеси выделяющегося в конвертерной сталеплавильной установке конвертерного газа.
В доменной печи чугун добывают из железных руд, флюсов, а также кокса и других восстановителей, таких, как уголь, мазут, газ, биомассы, подготовленных утилизированных полимерных материалов или содержащих прочие углеводороды материалов. В качестве продуктов реакций восстановления неизбежно возникают СО, СО2, водород и водяной пар. Оттянутый из процесса доменной печи колошниковый газ доменной печи часто имеет, наряду с вышеупомянутыми составными частями, высокое содержание азота. Объем газа и состав колошникового газа доменной печи зависит от используемой печи и от режима ее эксплуатации и подвержен колебаниям. Хотя обычно колошниковый газ доменной печи содержит от 35 до 60% объема N2, от 20 до 30% объема СО, от 20 до 30% объема СО2 и от 2 до 15% объема Н2. Примерно от 30 до 40% возникающего при производстве чугуна колошникового газа доменной печи используются, как правило, для разогрева горячего воздуха для процесса доменной печи в воздухонагревателях; остающийся объем колошникового газа может использоваться на других внешних заводских участках в целях нагревания или для выработки электроэнергии.
В конвертерной сталеплавильной установке, подключенной к процессу доменной печи, чугун превращается в сырую сталь. Такие мешающие процессу загрязнения, как углерод, кремний, сера и фосфор удаляют при нагнетании кислорода на жидкий чугун. Так как процессы окисления вызывают сильное тепловыделение, в качестве охлаждающего агента часто добавляют металлолом в объемах до 25% по отношению к чугуну. Кроме того, добавляют известь для образования шлаков и легирующих компонентов. Из конвертера для производства стали оттягивается конверторный газ, имеющий высокое содержание СО, а, кроме того, он содержит азот, водород и СО2. Типичный состав конвертерного газа имеет от 50 до 70% объема СО, от 10 до 20% объема N2, примерно, 15% объема CO2 и, примерно, 2% объема Н2. Конверторный газ либо сжигают в факеле, либо, - в современных сталеплавильных комбинатах, - улавливают и подводят для энергетического использования.
Комплекс установок опционально может эксплуатироваться в соединении с коксовальной установкой. В этом случае прежде описанный комплекс установок дополнительно содержит установку коксовой печи, в которой уголь превращают посредством процесса коксования в кокс. При коксовании угля в кокс выделяется коксовый газ, имеющий высокое содержание водорода и значительные объемы СН4. Обычно коксовый газ содержит от 55 до 70% объема Н2, от 20 до 30% объема СН4, около 10% объема N2 и от 5 до 10% объема СО. Дополнительно коксовый газ имеет части СО2, NH3 и H2S. На практике коксовый газ используют на различных заводских участках в нагревательным целях и в процессе работы электростанции для выработки электроэнергии. Кроме того, известно, что коксовый газ вместе с колошниковым газом доменной печи или с конвертерным газом используют для производства синтез-газа. Согласно известному из WO 2010/136313 А1 способу коксовый газ разделяют на обогащенный водородом поток газа и на содержащий СН4 и СО поток остаточного газа, причем поток остаточного газа подводят к процессу доменной печи, а обогащенный водородом поток газа смешивают с колошниковым газом доменной печи и перерабатывают его в синтез-газ. Из ЕР 0200880 А2 известно смешивание конвертерного газа и коксового газа и использование в качестве синтез-газа для синтеза метанола.
В интегрированном металлургическом заводе, эксплуатируемым в соединении с коксовальной установкой, почти от 40 до 50% неочищенного газа, выделяющегося в виде колошникового газа доменной печи, конвертерного газа и коксового газа, используют для технологических процессов. Почти от 50 до 60% возникающих газов подводят в электростанцию и используют для выработки электроэнергии. Произведенный в электростанции электрический ток покрывает потребность электрического тока для производства чугуна и производства сырой стали. В идеальном случае энергобаланс замкнут, поэтому, не считая железную руду и углерод в виде угля и кокса в качестве энергоносителя, не требуется никакой другой ввод энергии, а кроме сырой стали и шлака из комплекса установок не выходят никакие другие продукты.
Учитывая вышеизложенное, в основе изобретения лежит задача дальнейшего усовершенствования экономичности всего процесса и предлагается комплекс установок, при помощи которого можно уменьшить издержки на производство стали. Кроме того, целью является снижение выбросов СО2 при производстве сырой стали.
Исходя из комплекса установок для производства стали с доменной печью для производства чугуна, конвертерной сталеплавильной установкой для производства сырой стали и с газопроводной системой для газов, выделяющихся при производстве чугуна и/или при производстве сырой стали, согласно изобретению предусмотрено, что комплекс установок дополнительно имеет подключенную к газопроводной системе химическую установку или биотехнологическую установку, а также накопитель энергии для покрытия по меньшей мере части потребности электрического тока для комплекса установок. Предпочтительные варианты исполнения согласно предложенному комплексу установок описываются в п.п. 2-4 формулы изобретения.
Предметом изобретения также является способ согласно пункту 5 формулы изобретения эксплуатации комплекса установок для производства стали, имеющего по меньшей мере доменную печь для производства чугуна, конвертерную сталеплавильную установку и химическую или биотехнологическую установку. Согласно предложенному изобретением способу первоначально порцию смеси выделяемого при производстве чугуна в доменной печи колошникового газа доменной печи и/или порцию смеси выделяющегося при производстве сырой стали конвертерного газа используют после кондиционирования газа в качестве полезного газа для производства химических продуктов или подводят после кондиционирования газа в биотехнологическую установку и используют для биохимических процессов. Для покрытия по меньшей мере части потребности комплекса установок в электрическом токе предусмотрен накопитель энергии. Накопитель энергии питается электрическим током, вырабатываемым, по меньшей мере частично из возобновляемой энергии и он повторно отдает аккумулированную энергию со смещением по времени электрическим потребителям комплекса установок.
Поставка электрического тока из возобновляемой энергии, например, от солнечных батарей или ветросиловых установок, подвержена временным колебаниям. В периоды, в которые электрический ток из возобновляемой энергии доступен в достаточном объеме и по выгодным ценам, накопитель энергии заряжают, чтобы при недостаточной поставке электроэнергии и в периоды высоких тарифов на электроэнергию из накопителя энергии можно было отбирать электрический ток, достаточный для эксплуатации комплекса установок. Интеграция накопителя энергии в комплекс установок обеспечивает равномерное производство чугуна и сырой стали, а также непрерывную работу эксплуатируемых в соединении с установками для производства чугуна и производства сырой стали химической или биотехнологической установки. Согласно изобретению, комплекс установок может обеспечивать для химической или биотехнологической установки в качестве питания, по существу, равномерный поток газа, выделяемый при производстве чугуна и/или производстве сырой стали. По сравнению с разъясненным прежде уровнем техники, при котором от 50 до 60% выделяющихся неочищенных газов в виде колошникового газа доменной печи, конвертерного газа, а при необходимости, коксового газа, используют в электростанции для выработки электроэнергии, посредством заявленного способа можно уменьшить выброс СО2, если газы не сжигают, а превращают при химических реакциях или при биохимическом процессе в более ценные продукты. Экологическая польза тем больше, чем больше электрического тока из возобновляемой энергии используется для питания накопителя энергии и снабжения электрических потребителей. При этом польза изобретения также состоит в том, что степень эффективности химической установки, в которой выделяющиеся при производстве чугуна и/или производстве сырой стали газы превращаются в химические продукты, значительно выше, чем степень эффективности процесса работы электростанции, в которой неочищенные газы используются для выработки электроэнергии.
Электростанция для энергопитания комплекса установок может использоваться как постоянная электростанция для обеспечения энергопитанием комплекса установок, когда химическая установка или биотехнологическая установка не работают, или, когда они не поставляют аккумулированную энергию для эксплуатации производственных установок для производства чугуна и производства сырой стали с желаемой мощностью.
В химической установке химические продукты могут производиться из синтез-газа, содержащего соответственно компоненты конечной продукции. Химическими продуктами может быть, например, аммиак или метанол, или также другие углеводородные соединения.
Для производства аммиака необходимо подготовить синтез-газ, содержащий в правильном соотношении азот и водород. Азот можно добывать из колошникового газа доменной печи. В качестве источника водорода можно использовать колошниковый газ доменной печи или конверторный газ, причем водород производят посредством процесса конверсии водяного газа составной части СО . Для производства углеводородных соединений, например, метанола, нужно подготовить состоящий, по существу, из СО и/или двуокиси углерода и Н2 синтез-газ, содержащий в правильном соотношении компоненты окиси углерода и/или двуокиси углерода и водорода. Соотношение описывается часто модулем (Н2-СО2)/(СО+СО2). Водород можно производить, например, посредством реакции конверсии водяного газа составной части СО в колошниковом газе доменной печи. Для подготовки СО можно задействовать конверторный газ. В качестве источника СО2 может служить колошниковый газ доменной печи и/или конверторный газ.
В описанных выше решениях нельзя полностью использовать содержание С или N смешанного газа, так как существует дефицит водорода. Для возможности полного использования содержания С или N выделяющихся при производстве чугуна и/или производстве сырой стали газов для изготовления химических продуктов, согласно другому варианту выполнения согласно изобретению способа, добавляют водород, образующийся в установке для производства водорода. Производство водорода осуществляют предпочтительно посредством электролиза воды, причем электролиз воды можно проводить при помощи электрического тока из регенеративных источников. Предпочтительно, если установка для электролиза электрически соединена с накопителем энергии и по меньшей мере часть необходимой для электролиза воды электрической энергии отбирают из накопителя энергии. При электролизе воды образуется также кислород, который можно использовать в доменной печи для производства чугуна и/или в конвертерной сталеплавильной установке для производства сырой стали.
В рамках изобретения вместо химической установки для производства продуктов из синтез-газа также может использоваться биотехнологическая установка (биотехнологическая установка). При этом речь идет об установке для ферментации синтез-газа. Синтез-газ используют при помощи ферментации биохимически, причем можно изготавливать такие продукты, как спирты (этанол, бутанол), ацетон или органическую кислоту. Эти продукты, изготовленные посредством ферментации синтез-газа, в данном случае названы только в качестве примера.
Комплекс установок дополнительно может иметь установку коксовальной печи. Если производство чугуна и производство сырой стали осуществляют в соединении с коксовальной установкой, порцию смеси выделяющегося при производстве чугуна колошникового газа доменной печи и/или порцию смеси выделяющегося в конвертерной сталеплавильной установке конвертерного газа можно смешивать с порцией смеси возникающего в установке коксовальной печи коксового газа, а смешанный газ использовать как полезный газ. Для производства синтез-газа, например, для синтеза аммиака можно использовать, как полезный газ, смесь из коксового газа и колошникового газа доменной печи или смешанный газ из коксового газа, конвертерного газа и колошникового газа доменной печи. Для производства углеводородных соединений подходит смешанный газ из коксового газа и конвертерного газа или смешанный газ из коксового газа, конвертерного газа и колошникового газа доменной печи. При этом описанные химические продукты, которые могут изготавливаться в химической установке из колошникового газа доменной печи, конвертерного газа и коксового газа, - это только примеры использования для разъяснения описанных в пунктах формулы изобретения вариантов способа.
Неочищенные газы: коксовый газ, конверторный газ/или колошниковый газ доменной печи - могут подготавливаться по отдельности или в комбинациях в качестве смешанного газа, а затем подводиться как синтез-газ в химическую установку. Подготовка, в частности, газа коксовой печи, содержит очистку газа для отделения мешающих процессу ингредиентов, в частности, смолы, серы и соединений серы, ароматических углеводородов (ВТХ) и высококипящих углеводородов. Кроме того, необходимо кондиционирование газа для производства синтез-газа. В рамках кондиционирования газа изменяется доля компонентов СО, СО2, Н2 внутри неочищенного газа. Кондиционирование газа содержит, например, адсорбцию с изменением давления для отделения и обогащения Н2 и/или реакцию конверсии водяного газа для преобразования СО в водород и/или паровой реформинг для преобразования доли СН4 в СО и водорода в коксовом газе.
Накопитель энергии можно эксплуатировать в электрическом соединении с электростанцией, сконструированной как газотурбинная электростанция или пароазотурбинная электростанция и эксплуатировать с целью производства электроэнергии при помощи колошникового газа доменной печи, конвертерного газа или коксового газа, или образованного по меньшей мере из двух этих газовых компонентов смешанного газа. Электростанция и химическая установка или биотехнологическая установка подключены в отношении газопровода параллельно. Подводимые, с одной стороны, к электростанции, а, с другой стороны, - к химической установке или биотехнологической установке потоки газа можно регулировать.
Кроме того, под изобретение подпадает, кроме того, применение электрохимического или химического накопителя энергии для интеграции в комплекс установок для производства стали согласно пункту 12 формулы изобретения.
Далее приводится разъяснение изобретений посредством изображающего только один пример варианта выполнения чертежа. На фигурах схематически показаны:
фиг. 1. - упрощенная блок-схема комплекса установок для производства стали с доменной печью для производства чугуна, конвертерной сталеплавильной установкой для производства сырой стали, установкой коксовой печи для производства кокса, накопителем энергии, электростанцией и химической установкой;
фиг. 2. - упрощенная блок-схема комплекса установок, имеющего дополнительно к изображенному на фиг. 1 компоненту установок установку для производства водорода.
Изображенный на фиг. 1 комплекс установок для производства стали содержит доменную печь 1 для производства чугуна, конвертерную сталеплавильную установку 2 для производства сырой стали и опционально установку 17 коксовой печи для производства кокса 19, необходимого для производства чугуна. Кроме того, может быть предусмотрена электростанция 3, сконструированная как газотурбинная электростанция или газопаротурбинная электростанция и эксплуатируемая при помощи газа, выделяемого при производстве чугуна, производстве сырой стали и/или в установке коксовой печи. Для направления газов предусмотрена газопроводная система.
В доменной печи 1 чугун добывают, по существу, из железной руды 4 и восстановителей 5, в частности, кокса и угля. Посредством реакций восстановления образуется колошниковый газ 7 доменной печи, содержащий в качестве основных компонентов азот, СО, СО2 и Н2. В конвертерной сталеплавильной установке 2, подсоединенной к процессу доменной печи, чугун 6 превращают в сырую сталь 8. Мешающие процессу загрязнения, в частности, углерод, кремний и фосфор удаляют посредством нагнетания кислорода на жидкий чугун. Для охлаждения может подводиться металлолом в объемах до 25% по отношению к объему чугуна. Затем добавляют известь для образования шлаков и легирующее средство. В головной части конвертера конверторный газ 9, имеющий очень большую составную часть СО, оттягивается. Если комплекс установок дополнительно содержит установку 17 коксовой печи, то при коксовании угля 18 в кокс 19, образуется, кроме того, коксовый газ 20, содержащий большую долю водорода и СН4. Части коксового газа 20 могут использоваться для нагревания воздухонагревателей в доменной печи 1.
Согласно изображенному на фиг. 1 общему итогу, в комплекс установок подводят углерод в качестве восстановителя 5 в виде угля и кокса, а также железную руду 4. В качестве продуктов выходят сырая сталь 8 и неочищенные газы 7, 9, отличающиеся по объему, составу и по теплоте сгорания и чистоте и которые повторно используются в различных местах в комплексе установок. При общем рассмотрении от 40 до 50%, предпочтительно, почти 45%, неочищенных газов 7, 9 повторно возвращаются в металлургический процесс для производства чугуна или для производства сырой стали. От 50% до 60%, предпочтительно, около 55%, неочищенных газов 7, 9 подводят в химическую установку 12 или их можно использовать для эксплуатации электростанции 3. Вместо химической установки 12 также может быть предусмотрена биотехнологическая установка.
Химическая установка 12 или биотехнологическая установка подключена к газопроводной системе, а в отношении снабжения газом - параллельно к электростанции 3. Газопроводная система имеет газовую стрелку 13 с возможностью управления при эксплуатации для распределения подводимых к электростанции 3 и химической установке 12 или биотехнологической установке объемов потоков газа. В направлении потока, перед газовой стрелкой 13, предусмотрено смесительное устройство 14 для производства смешанных газов 11, состоящих из колошникового газа 7 доменной печи, конвертерного газа 9 и/или коксового газа 20.
В изображенном на фиг. 1 комплексе установок по меньшей мере одну порцию неочищенного газа, выделяющегося в комплексе установок в виде колошникового газа доменной печи, конвертерного газа, а при необходимости - газа коксовой печи используют после подготовки газа в качестве полезного газа для производства химических продуктов. Для покрытия потребности в электрическом токе комплекса установок привлекается получаемый из внешних источников электрический ток 15, вырабатываемый по меньшей мере частично из возобновляемой энергии и исходящий, например, из ветросиловых установок, солнечных батарей, гидроэлектростанций и так далее. Дополнительно может использоваться электрический ток электростанции 16.
Комплекс установок содержит накопитель 25 энергии. Он питается электрическим током 26, вырабатываемым по меньшей мере частично из возобновляемой энергии, и повторно передает аккумулированную энергию со смещением по времени потребителям электричества в комплексе установок. Накопитель 25 энергии эксплуатируется, кроме того, в электрическом соединении с электростанцией 3. Для достижения непрерывной эксплуатации установок для производства чугуна и производства сырой стали и химической установки 12 в качестве питания для химической установки 12 постоянно должен находиться в распоряжении смешанный газ. И наоборот, чтобы комплекс установок, в свою очередь, всегда имел для производства чугуна и производства сырой стали необходимый объем электрического тока, в периоды низких тарифов на электроэнергию и достаточного количества имеющейся в распоряжении возобновляемой энергии, электрическую энергию аккумулируют в накопителе 25 энергии. При отсутствии в распоряжении достаточного объема возобновляемой энергии из внешних источников по приемлемым ценам, электрический ток отбирают из накопителя 25 энергии. Комплекс установок с интегрированной электростанцией 3 сконструирован так, что электростанцию 3 можно использовать в постоянном режиме эксплуатация и выключать по меньшей мере время от времени. Электростанцию 3 используют тогда, когда химическая установка 12 не работает или не поставляет аккумулированную энергию для обеспечения эксплуатации комплекса установок. В этом случае комплекс установок эксплуатируется по меньшей мере частично при помощи электрического тока электростанции 16. Благодаря этому, предотвращается работа химической установки 12 в режиме частичной нагрузки или ее перевод на совсем низкие режимные параметры. Накопитель 25 энергии выполнен в виде химического или электрохимического накопителя. Это же соответствует, когда вместо химической установки 12 используют биотехнологическую установку.
В примере выполнения на фиг. 2 комплекс установок дополнительно содержит установку 21 для производства водорода, соединенную с газопроводной системой подающим водород трубопроводом 22. Установка 21 для производства водорода может быть, в частности, установкой для электролиза воды. Проведение электролиза воды энергоемкое. По меньшей мере часть необходимой для электролиза воды электрической энергии забирается из накопителя 25 энергии. Дополнительно может использоваться внешний электрический ток 26, происходящий предпочтительно из регенеративных источников. Произведенный электролизом воды водород подводят в химическую установку 12 вместе с полезным газом в виде синтез-газа. Благодаря этому можно значительно увеличить производственную мощность химической установки 12. Соответствующее имеет место, если вместо химической установки 12 предусмотрена биотехнологическая установка.
Колошниковый газ 7 доменной печи, конверторный газ 9 и газ 20 коксовой печи могут как угодно комбинироваться друг с другом. Комбинацию потоков 7, 9, 20 газа ориентируют в соответствии с желаемым синтез-газом или продуктом, который должен изготавливаться из синтез-газа в химической установке 12 или в биотехнологической установке.
Claims (33)
1. Металлургический комплекс для производства стали, содержащий доменную печь (1) для производства чугуна, конвертерную сталеплавильную установку (2) для производства сырой стали и газопроводную систему для газов, выделяющихся при производстве чугуна и/или при производстве сырой стали, отличающийся тем, что он снабжен подключенной к газопроводной системе химической установкой (12) для производства химических продуктов, а также накопителем (25) электрической энергии для покрытия по меньшей мере части потребности электрического тока для указанного комплекса, установкой (21) для электролиза воды, соединенной с химической установкой (12) посредством подающего водород трубопровода (22) и подключенной к доменной печи (1) и/или к конвертерной сталеплавильной установке (2) для подачи в них выделяющегося в процессе электролиза кислорода, при этом накопитель (25) энергии электрически соединен с установкой (21) для электролиза для снабжения установки (21) для электролиза электроэнергией.
2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что накопитель (25) энергии выполнен в виде химического или электрохимического накопителя энергии.
3. Комплекс по п. 1 или 2, отличающийся тем, что он снабжен газотурбинной или газопаротурбинной электростанцией, эксплуатируемой с использованием газа, содержащего по меньшей мере выделяющуюся при производстве чугуна в доменной печи (1) порцию смеси колошникового газа доменной печи и/или порцию смеси выделяющегося в конвертерной сталеплавильной установке (2) конвертерного газа, при этом газопроводная система снабжена газовым переключателем (13), выполненным с возможностью переключения для распределения подводимых к электростанции (3) и к химической установке (12) потоков газа.
4. Металлургический комплекс для производства стали, содержащий доменную печь (1) для производства чугуна, конвертерную сталеплавильную установку (2) для производства сырой стали и газопроводную систему для газов, выделяющихся при производстве чугуна и/или при производстве сырой стали, отличающийся тем, что он снабжен подключенной к газопроводной системе биотехнологической установкой для биохимических процессов, накопителем (25) электрической энергии для покрытия по меньшей мере части потребности электрического тока для указанного комплекса, установкой (21) для электролиза воды, подключенной к доменной печи (1) и/или к конвертерной сталеплавильной установке (2) для подачи в них выделяющегося в процессе электролиза кислорода, при этом накопитель (25) энергии электрически соединен с установкой (21) для электролиза для снабжения установки (21) для электролиза электроэнергией.
5. Комплекс по п. 4, отличающийся тем, что накопитель (25) энергии выполнен в виде химического или электрохимического накопителя энергии.
6. Комплекс по п. 4 или 5, отличающийся тем, что он снабжен газотурбинной или газопаротурбинной электростанцией, эксплуатируемой с использованием газа, содержащего по меньшей мере выделяющуюся при производстве чугуна в доменной печи (1) порцию смеси колошникового газа доменной печи и/или порцию смеси выделяющегося в конвертерной сталеплавильной установке (2) конвертерного газа, при этом газопроводная система снабжена газовым переключателем (13), выполненным с возможностью переключения для распределения подводимых к электростанции (3) потоков газа.
7. Способ производства стали на металлургическом комплексе, содержащем по меньшей мере доменную печь (1) для производства чугуна, конвертерную сталеплавильную установку (2), химическую установку (12) для производства химических продуктов и накопитель (25) электрической энергии для покрытия по меньшей мере части потребности электроэнергии металлургического комплекса,
при этом по меньшей мере одну порцию смеси выделяющегося при производстве чугуна в доменной печи (1) колошникового газа доменной печи и/или одну порцию смеси выделяющегося при производстве сырой стали конвертерного газа используют после кондиционирования газа в качестве полезного газа для производства химических продуктов,
причем накопитель (25) электрической энергии питают электрическим током (26), вырабатываемым по меньшей мере частично из возобновляемого источника энергии, а аккумулированную энергию отдают потребителям электроэнергии со смещением по времени,
при этом полезный газ обогащают водородом, произведенным в установке (21) для электролиза посредством электролиза воды, причем по меньшей мере часть необходимой для электролиза воды электрической энергии отбирают из накопителя (25) электрической энергии.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что выделяющийся при электролизе (21) воды кислород используют в доменной печи (1) для производства чугуна и/или в конвертерной сталеплавильной установке (2).
9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что от 5 до 60% общего объема газа, выделяющегося при производстве чугуна в виде колошникового газа (7) доменной печи и в конвертерной сталеплавильной установке (2) в виде конвертерного газа (9), подводят в химическую установку (12) и используют для производства химических концентратов.
10. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что в полезный газ примешивают коксовый газ.
11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что в полезный газ примешивают коксовый газ.
12. Способ по одному из пп. 7, 8 или 11, отличающийся тем, что накопитель (25) энергии используют при электрическом соединении с газотурбинной или газопаротурбинной электростанцией и используют ее для выработки электроэнергии с помощью колошникового газа доменной печи, конвертерного газа, или коксового газа, или смеси газов, образованной по меньшей мере одним из по меньшей мере двух этих компонентов, при этом электростанция (3) и химическая установка (12) соединены параллельно относительно газопровода, причем подведенные к электростанции (3) и к химической установке (12) потоки газа регулируют.
13. Способ по п. 9, отличающийся тем, что накопитель (25) электрической энергии используют при электрическом соединении с газотурбинной или газопаротурбинной электростанцией и используют ее для выработки электроэнергии с использованием колошникового газа доменной печи, конвертерного газа, или коксового газа, или смеси газов, образованной по меньшей мере одним из по меньшей мере двух этих компонентов, при этом электростанция (3) и химическая установка (12) соединены параллельно относительно газопровода, причем подведенные к электростанции (3) и к химической установке (12) потоки газа регулируют.
14. Способ по п. 10, отличающийся тем, что накопитель (25) электрической энергии используют при электрическом соединении с газотурбинной или газопаротурбинной электростанцией и используют ее для выработки электроэнергии с использованием колошникового газа доменной печи, конвертерного газа, или коксового газа, или смеси газов, образованной по меньшей мере одним из по меньшей мере двух этих компонентов, при этом электростанция (3) и химическая установка (12) соединены параллельно относительно газопровода, причем подведенные к электростанции (3) и к химической установке (12) потоки объема газа регулируют.
15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что электростанцию (3) используют в постоянном режиме эксплуатации и время от времени отключают.
16. Способ по п. 13 или 14, отличающийся тем, что электростанцию (3) используют в постоянном режиме эксплуатации и время от времени отключают.
17. Способ производства стали на металлургическом комплексе, содержащем по меньшей мере доменную печь (1) для производства чугуна, конвертерную сталеплавильную установку (2), биотехнологическую установку для биохимических процессов и накопитель (25) электрической энергии для покрытия по меньшей мере части потребности электроэнергии металлургического комплекса,
при этом по меньшей мере одну порцию смеси выделяющегося при производстве чугуна в доменной печи (1) колошникового газа доменной печи и/или одну порцию смеси выделяющегося при производстве сырой стали конвертерного газа подводят после кондиционирования газа в биотехнологическую установку и используют для биохимических процессов,
причем накопитель (25) электрической энергии питают электрическим током (26), вырабатываемым по меньшей мере частично из возобновляемого источника энергии, а аккумулированную энергию отдают потребителям электроэнергии со смещением по времени,
при этом полезный газ обогащают водородом, произведенным в установке (21) для электролиза посредством электролиза воды, причем по меньшей мере часть необходимой для электролиза воды электрической энергии отбирают из накопителя (25) электрической энергии.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что выделяющийся при электролизе (21) воды кислород используют в доменной печи (1) для производства чугуна и/или в конвертерной сталеплавильной установке (2).
19. Способ по п. 17 или 18, отличающийся тем, что в полезный газ примешивают коксовый газ.
20. Способ по п. 17 или 18, отличающийся тем, что накопитель (25) энергии используют при электрическом соединении с газотурбинной или газопаротурбинной электростанцией и используют ее для выработки электроэнергии с помощью колошникового газа доменной печи, конвертерного газа, или коксового газа, или смеси газов, образованной по меньшей мере одним из по меньшей мере двух этих компонентов, при этом электростанция (3) и биотехнологическая установка соединены параллельно относительно газопровода, причем подведенные к электростанции (3) потоки газа регулируют.
21. Способ по п. 19, отличающийся тем, что накопитель (25) электрической энергии используют при электрическом соединении с газотурбинной или газопаротурбинной электростанцией и используют ее для выработки электроэнергии с использованием колошникового газа доменной печи, конвертерного газа или коксового газа, или смеси газов, образованной по меньшей мере одним из по меньшей мере двух этих компонентов, при этом электростанция (3) и биотехнологическая установка соединены параллельно относительно газопровода, причем подведенные к электростанции (3) потоки объема газа регулируют.
22. Способ по п. 20, отличающийся тем, что электростанцию (3) используют в постоянном режиме эксплуатации и время от времени отключают.
23. Способ по п. 21, отличающийся тем, что электростанцию (3) используют в постоянном режиме эксплуатации и время от времени отключают.
24. Применение электрохимического накопителя (25) энергии в металлургическом комплексе для производства стали по п. 1 в качестве средства для покрытия по меньшей мере части потребности электрического тока указанного комплекса.
25. Применение химического накопителя (25) энергии в металлургическом комплексе для производства стали по п. 1 в качестве средства для покрытия по меньшей мере части потребности электрического тока указанного комплекса.
26. Применение электрохимического накопителя (25) энергии в металлургическом комплексе для производства стали по п. 4 в качестве средства для покрытия по меньшей мере части потребности электрического тока указанного комплекса.
27. Применение химического накопителя (25) энергии в металлургическом комплексе для производства стали по п. 4 в качестве средства для покрытия по меньшей мере части потребности электрического тока указанного комплекса.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013113950.7A DE102013113950A1 (de) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
DE102013113950.7 | 2013-12-12 | ||
PCT/EP2014/003318 WO2015086152A1 (de) | 2013-12-12 | 2014-12-11 | Anlagenverbund zur stahlerzeugung und verfahren zum betreiben des anlagenverbundes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2670513C1 true RU2670513C1 (ru) | 2018-10-23 |
Family
ID=52278546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016128079A RU2670513C1 (ru) | 2013-12-12 | 2014-12-11 | Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10781498B2 (ru) |
EP (1) | EP3080310B1 (ru) |
KR (1) | KR102298466B1 (ru) |
CN (2) | CN105940118A (ru) |
AU (1) | AU2014361207B2 (ru) |
BR (1) | BR112016012900B1 (ru) |
CA (1) | CA2930469C (ru) |
DE (1) | DE102013113950A1 (ru) |
ES (1) | ES2712751T3 (ru) |
MX (1) | MX2016007044A (ru) |
PL (1) | PL3080310T3 (ru) |
RU (1) | RU2670513C1 (ru) |
TW (1) | TWI659925B (ru) |
UA (1) | UA119338C2 (ru) |
WO (1) | WO2015086152A1 (ru) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013113958A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
DE102013113913A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
DE102013113921A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
DE102013113950A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
DE102013113933A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas im Verbund mit einem Hüttenwerk |
DE102016209026A1 (de) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Herstellung mineralischer Baustoffe sowie ein Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
DE102016209027A1 (de) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Herstellung mineralischer Baustoffe sowie ein Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
DE102016209029A1 (de) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Herstellung mineralischer Baustoffe sowie ein Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
CN107859990A (zh) * | 2017-06-14 | 2018-03-30 | 上海王甘环保科技集团有限公司 | 环保节能高效(炼焦、炼钢、铸造、发电)气化母子锅炉 |
DE102018212015A1 (de) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Stahlerzeugung sowie ein Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
SE2030072A1 (en) * | 2020-03-10 | 2021-09-11 | Hybrit Dev Ab | Methanol as hydrogen carier in H-DRI process |
WO2021185498A1 (de) * | 2020-03-17 | 2021-09-23 | Mitsubishi Power Europe Gmbh | Anlage zur nutzung von in einem abgas- oder abluftstrom einer industriellen produktionsanlage enthaltener wärmeenergie |
CN113758292B (zh) * | 2021-09-30 | 2023-12-05 | 南京华电节能环保股份有限公司 | 一种焦炉荒煤气余热综合利用装置 |
CN115612769B (zh) * | 2022-04-29 | 2024-01-05 | 中国科学技术大学 | 炼铁高炉能源系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2353659C2 (ru) * | 2005-04-18 | 2009-04-27 | ГП "Украинский институт по проектированию металлургических заводов" (ГП "Укргипромез") | Способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей |
WO2010136313A1 (de) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Uhde Gmbh | Verfahren zur herstellung von synthesegas |
WO2011018124A1 (de) * | 2009-08-13 | 2011-02-17 | Silicon Fire Ag | Verfahren und anlage zum bereitstellen eines kohlenwasserstoff-basierten energieträgers unter einsatz eines anteils von regenerativ erzeugtem methanol und eines anteils von methanol, der mittels direktoxidation oder über partielle oxidation oder über reformierung erzeugt wird |
DE102011077819A1 (de) * | 2011-06-20 | 2012-12-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Kohlendioxidreduktion in Stahlwerken |
EP2657215A1 (en) * | 2011-04-28 | 2013-10-30 | Sichuan Daxing Energy Co., Ltd | Method and device for producing methanol |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2420568A1 (fr) | 1978-03-24 | 1979-10-19 | Texaco Development Corp | Procede pour produire un gaz de synthese nettoye et purifie et un gaz riche en co |
DE3515250A1 (de) | 1985-04-27 | 1986-10-30 | Hoesch Ag, 4600 Dortmund | Verfahren zur herstellung von chemierohstoffen aus koksofengas und huettengasen |
ATE51032T1 (de) * | 1986-05-07 | 1990-03-15 | Voest Alpine Ind Anlagen | Integriertes huettenwerk. |
JPH0826384B2 (ja) | 1989-03-28 | 1996-03-13 | 日本鋼管株式会社 | 転炉ガスの自動配分制御方法 |
US5454853A (en) | 1994-06-10 | 1995-10-03 | Borealis Technical Incorporated Limited | Method for the production of steel |
US20020047230A1 (en) * | 1997-07-07 | 2002-04-25 | Jgc Corporation | Method of operating multi-industry integrated complex for basic industrial plants |
US6030430A (en) * | 1998-07-24 | 2000-02-29 | Material Conversions, Inc. | Blast furnace with narrowed top section and method of using |
JP4003553B2 (ja) * | 2002-06-26 | 2007-11-07 | Jfeスチール株式会社 | 副生ガスを用いた発電方法および発電設備 |
US20060027043A1 (en) | 2004-08-03 | 2006-02-09 | Hylsa S.A. De C.V. | Method and apparatus for producing clean reducing gases from coke oven gas |
US7608439B2 (en) * | 2006-06-26 | 2009-10-27 | Mctavish Hugh | Bio-recycling of carbon dioxide emitted from power plants |
LU91604B1 (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-07 | Wurth Paul Sa | Recovery of energy from blast furnace gas in an expansion turbine. |
EP2543743B1 (en) | 2010-03-02 | 2017-11-29 | JFE Steel Corporation | Blast furnace operation method, iron mill operation method, and method for utilizing a gas containing carbon oxides |
JP5640803B2 (ja) | 2010-03-29 | 2014-12-17 | Jfeスチール株式会社 | 高炉又は製鉄所の操業方法 |
WO2011116141A2 (en) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | Sun Hydrogen, Inc. | Clean steel production process using carbon-free renewable energy source |
KR101257058B1 (ko) * | 2011-06-28 | 2013-04-22 | 현대제철 주식회사 | 전로가스 선별 공급 장치 및 방법 |
CA2848250A1 (en) * | 2011-09-15 | 2013-03-21 | Linde Aktiengesellschaft | Method for obtaining olefins from furnace gases of steel works |
JP5935605B2 (ja) * | 2011-11-08 | 2016-06-15 | Jfeスチール株式会社 | 製鉄所の操業方法及び二酸化炭素ガスの分解装置 |
KR101321823B1 (ko) * | 2011-12-28 | 2013-10-23 | 주식회사 포스코 | 일산화탄소 및 수소를 포함하는 합성가스 제조장치 및 제조방법 |
DE102012216090A1 (de) * | 2012-09-11 | 2014-03-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Grüne Verbundanlage zur Herstellung von chemischen und petrochemischen Produkten |
CN203159651U (zh) * | 2013-04-09 | 2013-08-28 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 生物质发电制氢炼钢设备及其还原介质供应系统 |
DE102013113950A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
DE102013113958A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
DE102013113921A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
DE102013113933A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas im Verbund mit einem Hüttenwerk |
DE102013113980A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur Herstellung von Ammoniakgas und CO2 für eine Harnstoffsynthese |
DE102013113913A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes |
DE102013113942A1 (de) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur Reduzierung von CO2-Emissionen beim Betrieb eines Hüttenwerks |
-
2013
- 2013-12-12 DE DE102013113950.7A patent/DE102013113950A1/de not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-11-12 UA UAA201607598A patent/UA119338C2/uk unknown
- 2014-12-08 TW TW103142593A patent/TWI659925B/zh active
- 2014-12-11 CN CN201480067712.3A patent/CN105940118A/zh active Pending
- 2014-12-11 CN CN202111228357.1A patent/CN113957188A/zh active Pending
- 2014-12-11 KR KR1020167015193A patent/KR102298466B1/ko active IP Right Grant
- 2014-12-11 US US15/102,485 patent/US10781498B2/en active Active
- 2014-12-11 BR BR112016012900-8A patent/BR112016012900B1/pt active IP Right Grant
- 2014-12-11 CA CA2930469A patent/CA2930469C/en active Active
- 2014-12-11 RU RU2016128079A patent/RU2670513C1/ru active
- 2014-12-11 MX MX2016007044A patent/MX2016007044A/es unknown
- 2014-12-11 ES ES14821499T patent/ES2712751T3/es active Active
- 2014-12-11 PL PL14821499T patent/PL3080310T3/pl unknown
- 2014-12-11 EP EP14821499.2A patent/EP3080310B1/de active Active
- 2014-12-11 WO PCT/EP2014/003318 patent/WO2015086152A1/de active Application Filing
- 2014-12-11 AU AU2014361207A patent/AU2014361207B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2353659C2 (ru) * | 2005-04-18 | 2009-04-27 | ГП "Украинский институт по проектированию металлургических заводов" (ГП "Укргипромез") | Способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей |
WO2010136313A1 (de) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Uhde Gmbh | Verfahren zur herstellung von synthesegas |
WO2011018124A1 (de) * | 2009-08-13 | 2011-02-17 | Silicon Fire Ag | Verfahren und anlage zum bereitstellen eines kohlenwasserstoff-basierten energieträgers unter einsatz eines anteils von regenerativ erzeugtem methanol und eines anteils von methanol, der mittels direktoxidation oder über partielle oxidation oder über reformierung erzeugt wird |
EP2657215A1 (en) * | 2011-04-28 | 2013-10-30 | Sichuan Daxing Energy Co., Ltd | Method and device for producing methanol |
DE102011077819A1 (de) * | 2011-06-20 | 2012-12-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Kohlendioxidreduktion in Stahlwerken |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2014361207A2 (en) | 2016-07-14 |
KR20160098227A (ko) | 2016-08-18 |
PL3080310T3 (pl) | 2019-06-28 |
CN113957188A (zh) | 2022-01-21 |
MX2016007044A (es) | 2016-12-12 |
AU2014361207B2 (en) | 2019-01-24 |
TW201545971A (zh) | 2015-12-16 |
CN105940118A (zh) | 2016-09-14 |
CA2930469C (en) | 2019-04-30 |
BR112016012900B1 (pt) | 2021-02-23 |
CA2930469A1 (en) | 2015-06-18 |
TWI659925B (zh) | 2019-05-21 |
EP3080310B1 (de) | 2018-11-28 |
DE102013113950A1 (de) | 2015-06-18 |
US10781498B2 (en) | 2020-09-22 |
EP3080310A1 (de) | 2016-10-19 |
US20160319383A1 (en) | 2016-11-03 |
ES2712751T3 (es) | 2019-05-14 |
KR102298466B1 (ko) | 2021-09-06 |
AU2014361207A1 (en) | 2016-06-16 |
UA119338C2 (uk) | 2019-06-10 |
WO2015086152A1 (de) | 2015-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2670513C1 (ru) | Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок | |
RU2709323C1 (ru) | Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок | |
RU2670822C1 (ru) | Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок | |
RU2661688C1 (ru) | Способ производства синтез-газа в цикле работы металлургического завода | |
AU2019203801B2 (en) | Combined system for producing steel and method for operating the combined system | |
KR20160098339A (ko) | 야금 플랜트의 작동 시에 co2 방출을 감소시키는 방법 |