JP2000103603A - 化学反応を利用する高温融体からの熱回収方法 - Google Patents
化学反応を利用する高温融体からの熱回収方法Info
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- JP2000103603A JP2000103603A JP10312685A JP31268598A JP2000103603A JP 2000103603 A JP2000103603 A JP 2000103603A JP 10312685 A JP10312685 A JP 10312685A JP 31268598 A JP31268598 A JP 31268598A JP 2000103603 A JP2000103603 A JP 2000103603A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化物粘性融体の持つ極めて大きい顕熱を
回収し再利用する方法を提供する。 【解決手段】超高温の酸化物粘性融体の熱エネルギー
を、化学エネルギーに変換し反応熱の形態で回収するた
めには、この反応効率を飛躍的に高める必要があり、そ
のためカップ・アトマイザー方式により酸化物粘性融体
を微粒化し反応物質をジェット状に吹きつける熱回収方
法。
回収し再利用する方法を提供する。 【解決手段】超高温の酸化物粘性融体の熱エネルギー
を、化学エネルギーに変換し反応熱の形態で回収するた
めには、この反応効率を飛躍的に高める必要があり、そ
のためカップ・アトマイザー方式により酸化物粘性融体
を微粒化し反応物質をジェット状に吹きつける熱回収方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本考案は金属の製精錬スラ
グ、都市ごみの溶融スラグ、流動状の溶岩などの酸化物
粘性融体の持つ極めて大きい顕熱を回収し再利用する方
法に関するものである。
グ、都市ごみの溶融スラグ、流動状の溶岩などの酸化物
粘性融体の持つ極めて大きい顕熱を回収し再利用する方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の熱再活用・熱回収方法
は、温排水や水蒸気として“顕熱”や“潜熱”の形態で
行われてきた。しかし酸化物粘性融体に関しては技術的
困難さから回収に至っておらず、かなりの大きいエネル
ギーが大気放散されているのが現状である。図１は、従
来法としての鉄鋼の高炉スラグという酸化物粘性融体か
らの熱再活用・熱回収方法の例である。摂氏１３００℃
から１５５０℃の酸化物粘性融体（高炉スラグ）１は耐
火物で構成された樋２を介して、散水冷却装置３を通過
する。この時の多量の散水４によって、酸化物粘性融体
（高炉スラグ）は水砕スラグ５となり、固体化される。
この時の熱再活用・熱回収方法としては、樋カバー６を
通過する水が温水となって回収される。
は、温排水や水蒸気として“顕熱”や“潜熱”の形態で
行われてきた。しかし酸化物粘性融体に関しては技術的
困難さから回収に至っておらず、かなりの大きいエネル
ギーが大気放散されているのが現状である。図１は、従
来法としての鉄鋼の高炉スラグという酸化物粘性融体か
らの熱再活用・熱回収方法の例である。摂氏１３００℃
から１５５０℃の酸化物粘性融体（高炉スラグ）１は耐
火物で構成された樋２を介して、散水冷却装置３を通過
する。この時の多量の散水４によって、酸化物粘性融体
（高炉スラグ）は水砕スラグ５となり、固体化される。
この時の熱再活用・熱回収方法としては、樋カバー６を
通過する水が温水となって回収される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来の方法では、
酸化物粘性融体（高炉スラグ）の持つ本来のエネルギー
は、散水を水蒸気化することによって大気に放散され、
ほとんど熱再活用・熱回収されていないという問題点が
ある。
酸化物粘性融体（高炉スラグ）の持つ本来のエネルギー
は、散水を水蒸気化することによって大気に放散され、
ほとんど熱再活用・熱回収されていないという問題点が
ある。
【０００４】さらに、この従来の方法では、大気に放散
される水蒸気に硫黄などの毒性のガスや、また微粒な高
炉スラグのダストが大気放散に伴って放出されるという
環境上の問題点もある。また、例え水蒸気として回収し
たとしても長距離輸送、長時間貯蔵できないという欠点
をもつ。
される水蒸気に硫黄などの毒性のガスや、また微粒な高
炉スラグのダストが大気放散に伴って放出されるという
環境上の問題点もある。また、例え水蒸気として回収し
たとしても長距離輸送、長時間貯蔵できないという欠点
をもつ。
【０００５】本発明は、この従来の問題点に鑑み、省エ
ネルギー促進の観点から熱再活用・熱回収を飛躍的に高
めるだけでなく、毒性ガスやダストの放散を無くすとい
う画期的な環境保全型エネルギー回収方法である。
ネルギー促進の観点から熱再活用・熱回収を飛躍的に高
めるだけでなく、毒性ガスやダストの放散を無くすとい
う画期的な環境保全型エネルギー回収方法である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成させる
ために、超高温の酸化物粘性融体の熱エネルギーを化学
エネルギーに変換し、反応熱の形態で回収するこのプロ
セスは、反応効率を飛躍的に高める必要がある。そのた
めカップ・アトマイザー方式によって酸化物粘性融体を
微粒化させ、その比表面積を大きくし、その直後に反応
物質例えば、反応ガスをジェット上に吹きつけることを
特徴とする方法である。
ために、超高温の酸化物粘性融体の熱エネルギーを化学
エネルギーに変換し、反応熱の形態で回収するこのプロ
セスは、反応効率を飛躍的に高める必要がある。そのた
めカップ・アトマイザー方式によって酸化物粘性融体を
微粒化させ、その比表面積を大きくし、その直後に反応
物質例えば、反応ガスをジェット上に吹きつけることを
特徴とする方法である。
【０００７】
【発明の実施形態】発明の実施の形態について図面を参
照して説明する。図２は微粒化プロセスのカップ・アト
マイザーと反応ガスのジェット吹きつけを特徴とする設
備である。一定の角速度で回転するカップ状の容器２
に、酸化物粘性融体１を装入する。酸化物粘性融体１
は、このカップ内の遠心力３でカップの縁から周囲に飛
び散り、微粒子４となる。また、反応ガス（ＣＨ４＋Ｈ
２Ｏ）５を下から上向きに吹きつける。
照して説明する。図２は微粒化プロセスのカップ・アト
マイザーと反応ガスのジェット吹きつけを特徴とする設
備である。一定の角速度で回転するカップ状の容器２
に、酸化物粘性融体１を装入する。酸化物粘性融体１
は、このカップ内の遠心力３でカップの縁から周囲に飛
び散り、微粒子４となる。また、反応ガス（ＣＨ４＋Ｈ
２Ｏ）５を下から上向きに吹きつける。
【０００８】本発明の装置においては、生産速度、粒子
の形状は主として、Ｗｅ（ウェーバー数）及びＲｅ（レ
イノルズ数）の関数として表現でき、プロセス操作を理
論的に制御できるところが特徴の一つである。
の形状は主として、Ｗｅ（ウェーバー数）及びＲｅ（レ
イノルズ数）の関数として表現でき、プロセス操作を理
論的に制御できるところが特徴の一つである。
【０００９】反応ガスはカップに沿って、下から上向き
にジェット状に吹きつける。カップから飛散した直後の
酸化物粘性融体は、高温度を維持しつつその表面積が増
大しており、ジェット状の反応ガスと高効率に接触し、
反応が生じる。
にジェット状に吹きつける。カップから飛散した直後の
酸化物粘性融体は、高温度を維持しつつその表面積が増
大しており、ジェット状の反応ガスと高効率に接触し、
反応が生じる。
【００１０】閉鎖系のプロセス内では、反応後にできる
生成ガスはすべて回収され、急冷した酸化物粘性融体は
ガラス化し例えば水砕スラグのように路盤材のほかセメ
ント原料としても利用される。
生成ガスはすべて回収され、急冷した酸化物粘性融体は
ガラス化し例えば水砕スラグのように路盤材のほかセメ
ント原料としても利用される。
【００１１】
【発明の効果】本発明は、上述のように構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
ので、次に記載する効果を奏する。
【００１２】酸化物粘性融体の微粒に、ジェット状に吹
きつける反応物質によって発生する反応熱は吸熱で、そ
の吸熱量が大きい程効果的である。例えば次の気相及び
気固間反応を対象としている。 ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ２ ……………… （１） ＣＨ４２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ２ ………… （２） ＣＨ４＋ＣＯ２→２ＣＯ＋２Ｈ２ …………… （３） Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２ ……………………… （４） Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ …………………………… （５） メタンの他の炭化水素も同様の効果が期待できる。
きつける反応物質によって発生する反応熱は吸熱で、そ
の吸熱量が大きい程効果的である。例えば次の気相及び
気固間反応を対象としている。 ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ２ ……………… （１） ＣＨ４２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ２ ………… （２） ＣＨ４＋ＣＯ２→２ＣＯ＋２Ｈ２ …………… （３） Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２ ……………………… （４） Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ …………………………… （５） メタンの他の炭化水素も同様の効果が期待できる。
【００１３】上述の（１）〜（５）式の反応は、化学・
鉄鋼・電力における主要な操作であり、大きな吸熱を伴
うことから現システムにおいてエネルギー多消費が問題
となっている。
鉄鋼・電力における主要な操作であり、大きな吸熱を伴
うことから現システムにおいてエネルギー多消費が問題
となっている。
【００１４】（１）式で示される天然ガスの水蒸気改質
反応は、メタノール合成プロセスや直接製鉄の還元ガス
発生プロセスの為の不可欠な操作であり、現在は大きな
吸熱を補うだけのエネルギーを投入し熱補償して、９０
０℃程度に保持しつつ操業を行っている。その為システ
ム全体の６０％〜７０％のエネルギーをこの操作で消費
することが問題となっている。
反応は、メタノール合成プロセスや直接製鉄の還元ガス
発生プロセスの為の不可欠な操作であり、現在は大きな
吸熱を補うだけのエネルギーを投入し熱補償して、９０
０℃程度に保持しつつ操業を行っている。その為システ
ム全体の６０％〜７０％のエネルギーをこの操作で消費
することが問題となっている。
【００１５】また（４）・（５）式は、石炭ガス化プロ
セスにおける基本操作である。
セスにおける基本操作である。
【００１６】本発明では、従来の（１）〜（５）の反応
を、現時点で廃てられている酸化物粘性融体の顕熱を利
用して生起させる為、従来のような大量のエネルギーを
投入する熱補償が不要となり、飛躍的な省エネルギー効
果が期待できる。
を、現時点で廃てられている酸化物粘性融体の顕熱を利
用して生起させる為、従来のような大量のエネルギーを
投入する熱補償が不要となり、飛躍的な省エネルギー効
果が期待できる。
【００１７】この熱補償が不要となる省エネルギープロ
セスにより、各産業のエネルギーコストが大幅に低減さ
れる。
セスにより、各産業のエネルギーコストが大幅に低減さ
れる。
【００１８】また（３）・（５）式は、炭酸ガス（ＣＯ
２）を大量に消費する反応であることから、地球温暖化
の原因ともいわれるこの炭酸ガスを消費利用するこの発
明のプロセスは、地球温暖化抑制へも大きな貢献を図る
ことができる。
２）を大量に消費する反応であることから、地球温暖化
の原因ともいわれるこの炭酸ガスを消費利用するこの発
明のプロセスは、地球温暖化抑制へも大きな貢献を図る
ことができる。
【００１９】更に、従来の如く、硫化水素などの有害な
ガスを大気に放散させず、ダストも放散しない閉システ
ムであるため大気汚染防防止上，本発明は大きな効果が
ある。
ガスを大気に放散させず、ダストも放散しない閉システ
ムであるため大気汚染防防止上，本発明は大きな効果が
ある。
【図１】従来の酸化物粘性融体の熱再利用・熱回収装置
の斜視図である。
の斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係わる、酸化物粘性融体の熱
再利用・熱回収装置の模式的図面である。
再利用・熱回収装置の模式的図面である。
１ 酸化物粘性融体 ２ 樋 ３ 散水冷却装置 ４ 散水 ５ 水砕スラグ ６ 樋カバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 順一郎 仙台市青葉区折立５丁目７番28号 (72)発明者 葛西 栄輝 仙台市泉区松陵２丁目42番11号 Ｆターム(参考） 4G012 JA01 4G040 EA03 EA06 EB13 EB44 4G075 AA44 BA01 BA02 BD14
Claims (2)
- 【請求項１】 超高温の酸化物粘性融体の熱エネルギー
を、化学エネルギーに変換し反応熱の形態で回収するこ
とを特徴とする熱回収方法。 - 【請求項２】 この反応効率の向上のために、カップ・
アトマイザーにより酸化物粘性融体を微粒化し反応物質
をジェット状に吹きつけることを特徴とする熱回収方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10312685A JP2000103603A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 化学反応を利用する高温融体からの熱回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10312685A JP2000103603A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 化学反応を利用する高温融体からの熱回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000103603A true JP2000103603A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=18032202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10312685A Pending JP2000103603A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 化学反応を利用する高温融体からの熱回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000103603A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001153566A (ja) * | 1999-11-19 | 2001-06-08 | Kangen Yoyu Gijutsu Kenkyusho:Kk | 高温溶融物の排出・搬送・加工処理システム法 |
| JP2011195389A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Jfe Steel Corp | 水素ガスの製造方法 |
| CN102826508A (zh) * | 2012-08-29 | 2012-12-19 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用冶金熔渣余热重整富含甲烷的可再生资源制氢方法 |
| KR101400315B1 (ko) | 2013-02-27 | 2014-06-30 | 현대제철 주식회사 | 슬래그 입상화 장치 |
| JP2016155702A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 炭化水素の二酸化炭素改質方法 |
| CN113816337A (zh) * | 2021-10-25 | 2021-12-21 | 上海驰春节能科技有限公司 | 基于液态冶金渣显热的天然气水蒸气重整制氢的装置及方法 |
| CN114573250A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-06-03 | 钢城集团凉山瑞海实业有限公司 | 一种熔融冶炼渣制备球形颗粒的风淬方法 |
-
1998
- 1998-09-28 JP JP10312685A patent/JP2000103603A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001153566A (ja) * | 1999-11-19 | 2001-06-08 | Kangen Yoyu Gijutsu Kenkyusho:Kk | 高温溶融物の排出・搬送・加工処理システム法 |
| JP2011195389A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Jfe Steel Corp | 水素ガスの製造方法 |
| CN102826508A (zh) * | 2012-08-29 | 2012-12-19 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用冶金熔渣余热重整富含甲烷的可再生资源制氢方法 |
| CN102826508B (zh) * | 2012-08-29 | 2015-02-18 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用冶金熔渣余热重整富含甲烷的可再生资源制氢方法 |
| KR101400315B1 (ko) | 2013-02-27 | 2014-06-30 | 현대제철 주식회사 | 슬래그 입상화 장치 |
| JP2016155702A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 炭化水素の二酸化炭素改質方法 |
| CN113816337A (zh) * | 2021-10-25 | 2021-12-21 | 上海驰春节能科技有限公司 | 基于液态冶金渣显热的天然气水蒸气重整制氢的装置及方法 |
| CN113816337B (zh) * | 2021-10-25 | 2023-01-31 | 上海驰春节能科技有限公司 | 基于液态冶金渣显热的天然气水蒸气重整制氢的装置及方法 |
| CN114573250A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-06-03 | 钢城集团凉山瑞海实业有限公司 | 一种熔融冶炼渣制备球形颗粒的风淬方法 |
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