JPH03242240A

JPH03242240A - 低炭酸ガス排出製鉄法

Info

Publication number: JPH03242240A
Application number: JP2036301A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Suzuki; 喜夫鈴木; Shozo Itagaki; 省三板垣; Nariyasu Mitani; 三谷　成康; Kenji Matsubara; 健次松原
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1991-10-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕最近炭酸ガスの排出量が世界中で多くなり、これによる
地球の温暖化が大きな問題になっている。

本発明はその対策のひとつとして製鉄工程で排出される
炭酸ガスの量を低減させる製鉄法に関するものである。

〔従来の技術〕

製鉄工程において炭酸ガス又はその前駆体である一酸化
炭素の生成量の多いところは高炉法の場合には石炭をコ
ークスに変えるコークス炉、粉状の鉄鉱石を焼結する焼
結機及び高炉及び製鋼炉である。高炉には普通、鉄鉱石
及びコークスが投入され、さらに燃焼用の空気が吹込ま
れる。この普通高炉は送風量が多いため多大な送風エネ
ルギーを要し、また排ガス量が多いためエネルギーが排
ガスとともに逃げやすいという欠点がある。製鉄工程で
はエネルギーをコークスの燃焼によって得ているためエ
ネルギーの増加は炭酸ガス排出量の増加ム二つながる。

一方、高炉ガスの有効利用を目的として空気の代わりに
純酸素を吹込む技術が開発されている（特公昭５０−２
２９６６号公報、同５１−８０９１号公報、同５２−３
２３２３号公報、特開昭６０−１５９１０４号公報等）
。

この酸素高炉法を用いると送風量が少な（て済み、反応
効率も高まるところからエネルギー消費量を低下させ炭
酸ガス排出量を減少させることができる。

さらに、最近鉄鉱石を高温で溶融状態にして還元する溶
融還元法（例えば鉄鋼界昭和６２年２月号９〜１５頁）
が注目を集めている。溶融還元法は鉄鉱石と石炭の予備
処理が不要なので焼結機やコークス炉が不要になる、鉄
鉱石や原料炭の銘柄に左右されず安価な原料を使用でき
る、溶融状態での反応であるので反応速度が極めて大き
く設備の小型化を行なえる、炉内で原料が滞留しないの
で稼動、停止を自由に行なえる等の数々の利点を有して
いる。

また、銑鉄を製綱する転炉、電気炉、平炉等からも炭酸
ガス及び一酸化炭素を含有するガスが排出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の酸素高炉法も炭酸ガス排出量の低下という点では
効果がさほど大きくなく、さらに炭酸ガス排出量を削減
することが望まれている。また、溶融還元法も大量の石
炭を使用することに変わりはなく、やはり炭酸ガス排出
量を削減することが望まれている。転炉ガス等について
も同様である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するべくなされたものであり、
製鉄プロセスから排出される炭酸ガス及び一酸化炭素を
含有ガスを水性ガス転化反応させ、あるいはさせずに深
海に圧入することによって該ガスに含まれている炭酸ガ
スを深海中に溶解させて除去しようとするものである。

製鉄プロセスの種類は問うところではなく、高炉、酸素
高炉、溶融還元炉等の製銑工程、その原料を調製するコ
ークス炉、焼結炉等の工程、銑鉄を製鋼する転炉、電気
炉、平炉等の工程から排出される各炉ガス等が対象にな
る。これらの炉ガスは、いずれも炭酸ガス及び一酸化炭
素を大量に含んでいる。これらのなかで窒素ガスが少な
く、炭酸ガス及び一酸化炭素の多い炉ガスが圧縮が容易
な点、及び圧送ガス量を少なくできる点で本発明の方法
に適しており、例えば酸素高炉ガス、溶融還元炉ガス、
転炉ガス等が特に好ましい。

これらのガスを海水中に圧入するだけの場合には一酸化
炭素を水性ガス転化反応させて炭酸ガスに変える。一方
、海水中に未溶解のガスを回収する場合には回収ガスの
利用方法等に応じて水性ガス転化反応させてもよく、さ
せなくてもよい。

水性ガス転化反応させる場合には、このガスを必要によ
り脱硫等の触媒毒除去処理を行ない、次いで水性ガス転
化反応させる。

水性ガス転化反応は酸化鉄一酸化クロム触媒、酸化亜鉛
一酸化クロム触媒等の水性ガス転化用触媒の存在下、２
００〜６００°Ｃ程度で反応させる。圧力は常圧であっ
てもよく、反応容器を小型化し、あるいは反応速度を高
める目的で加圧してもよい。

この反応は平衡反応であるので水蒸気をさらに添加して
一酸化炭素の３倍モル以上、特に５倍モル以上としてお
くことが好ましい。

水性ガス転化反応を行なわせた、あるいは行なわなかっ
たガスは深海に圧入する。深さは５００ｍより深くする
ことが好ましい。未溶解ガスを回収する場合には、深海
中に下部に海水が流通可能な開放部を有する容器を設け
ておいて、そこに吹込む。

この容器には送気ラインと排気ラインを接続しておく。

容器の上部はガス溜として機能する。海中に吹き出させ
たガスは炭酸ガスを充分に溶解しうるよう、微気泡とな
るようにし、さらに上昇路をラセン状にするとか、邪魔
板を適宜設けることが好ましい。容器の上部に集まった
ガスは排気ラインを通って地上に回収される。

このガスは、そのまま燃料ガス等として利用してもよく
、あるいは必要により深冷分離するなどしてさらに精製
し、水素ガス、一酸化炭素ガス等として利用してもよい
。

一方、海中に圧入するだけの場合には、深冷分離等によ
り一酸化炭素、水素等は予め除去しておく。

〔作用〕

銑鉄プロセスから排出されるガスを深海に吹き込むこと
によって炭酸ガスが臨界圧に近くなり、あるいは臨界圧
を越えて溶解度が高まり海中に溶解する。深海の水はほ
とんど上面に移動しない。

そこで、炭酸ガスは深海に貯蔵されることになり大気中
の炭酸ガスを増加させない。

〔実施例〕

ＣＯ□２５％、Ｎ２７０％、Ｈ２Ｏ３％を含むコークス
炉の燃焼排ガス、００２３％、Ｃ０，１８％、Ｎ２５３
％、８２３％、Ｈ２Ｏ３％を含む高炉ガス、及び００７
０％、ＣＯ□１５％、Ｎ２１５％を含む転炉ガスを用い
た。

これらのガスをいずれも除塵後、脱硫し、２００％の水
蒸気を加えて４００″Ｃで水性ガス転化反応を行なわせ
た。その際、触媒には酸化鉄一酸化クロム触媒を用いた
。水性ガス転化反応装置から取出したガスを４０°Ｃま
で冷却したところ、高炉ガスからはＣＯ１％、ＣＯ□３
４％、Ｎ２４４％、Ｎ２２１％のガスを、そして転炉ガ
スからはＣｏ　　１％、ｃｏ２５０％、Ｎｚ　９％、８
２４０％のガスをそれぞれ得た。

海水を入れた水槽を圧力容器内に設置し、該水槽の上部
には上部が閉で下部が開放された容器を配置した。この
圧力容器を深さ５００ｍの海水圧に相当する圧力を加え
、上記のガスを圧入して水槽の底部から微気泡として吹
出させた。上記容器に採取されたガスを減圧弁を経由し
て圧力容器外に取出しその成分を分析したところ、コー
クス炉燃焼排ガス由来の場合には、ＣＯ□１％、Ｎ２９
９％、高炉ガス由来の場合にはＣＯ１％、Ｎ２３２％、
Ｎ２６７％、そして転炉ガス由来の場合には、Ｃ０２％
、８２７９％、Ｎ２１８％、ＣＯ□　１％であった。

実施例２Ｃｏ　３２％、ｃｏｚ　４４％、Ｎ２１％、Ｎ２１１％
、Ｈ２Ｏ１２％を含む溶融還元炉ガス及びＣ０７０％、
ＣＯ□１５％、Ｎ２１５％を含む溶融還元炉からの溶銑
を製鋼した転炉ガスを実施例１と同様に処理してＣＯ２
％、８２９４％、ＣＯｚ　２％、Ｎｚ２％のガス及びＧ
ｏ　２％、８２７９％、ＣＯ□　１％、Ｎ２１８％のガ
スをそれぞれ得た。

〔発明の効果〕

本発明により銑鉄プロセスから排出される炭酸ガスの大
気への放散量を大幅に削減して地球温暖化を防止する一
助とすることができる。また、これらの排ガス中の水素
、一酸化炭素等の有用ガスを回収して有効利用すること
ができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）製鉄プロセスから排出される炭酸ガス及び一酸化
炭素を含有するガスを水性ガス転化反応させ、あるいは
させずに深海に圧入することを特徴とする製鉄方法
（２）深海に下部に海水が流通可能な開放部を有する容
器を設置し、前記のガスを該容器の下部に圧入して容器
上部に集まったガスを採取することを特徴とする請求項
（１）に記載の製鉄方法
（３）製鉄プロセスから排出される一酸化炭素含有ガス
が酸素高炉ガス、溶融還元炉ガス又は転炉ガスである請
求項（１）及び（２）に記載の製鉄方法