JPS59232172A - 低硫黄分の還元用ガスを製造するための方法と装置 - Google Patents
低硫黄分の還元用ガスを製造するための方法と装置Info
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- JPS59232172A JPS59232172A JP58105640A JP10564083A JPS59232172A JP S59232172 A JPS59232172 A JP S59232172A JP 58105640 A JP58105640 A JP 58105640A JP 10564083 A JP10564083 A JP 10564083A JP S59232172 A JPS59232172 A JP S59232172A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、溶鉄浴内における炭素質燃料のガス化によっ
て、低硫黄分の還元用ガスを発生させるための方法及び
装置の関する。燃料、酸素及びスラグ形成剤を、浴を中
に含む容器の底がら溶鉄浴内に注入する。循環冷却剤ガ
ス、直接還元炉からの廃頂上ガス、水蒸気又はそれらの
混合物を注入することにより、容器内における反応温度
を下げる。
て、低硫黄分の還元用ガスを発生させるための方法及び
装置の関する。燃料、酸素及びスラグ形成剤を、浴を中
に含む容器の底がら溶鉄浴内に注入する。循環冷却剤ガ
ス、直接還元炉からの廃頂上ガス、水蒸気又はそれらの
混合物を注入することにより、容器内における反応温度
を下げる。
本発明は、溶鉄浴内で還元用ガスを発生させることを教
示しているドイツ国公開特許明細書27 50 725
に記載の発明を改良したものである。この公知のガス発
生装置は、耐火材が摩耗するといわれている。本発明は
、ガス発生装置の浴温度を低い水準に保つことにより、
耐火材摩耗の問題を解決するものである。このことは、
冷却剤を溶融金属浴内に注入して反応を冷却させること
によって達成される。
示しているドイツ国公開特許明細書27 50 725
に記載の発明を改良したものである。この公知のガス発
生装置は、耐火材が摩耗するといわれている。本発明は
、ガス発生装置の浴温度を低い水準に保つことにより、
耐火材摩耗の問題を解決するものである。このことは、
冷却剤を溶融金属浴内に注入して反応を冷却させること
によって達成される。
6−
また木発明により、鉄を直接還元するための均衡のとれ
た還元用ガスも提供される。このことは、溶融浴ガス発
生装置の操作温度を、鉄と炭素との共晶点よりも高く保
つことによって達成される。
た還元用ガスも提供される。このことは、溶融浴ガス発
生装置の操作温度を、鉄と炭素との共晶点よりも高く保
つことによって達成される。
酸化鉄を高炉内で金属鉄に直接還元する際、反応ずみの
頂上ガスが加熱され、炉から取出した直後に冷却しなく
てはならない。木発明は、この加熱を利用して石灰を■
焼し、高炉から硫黄を除くものである。
頂上ガスが加熱され、炉から取出した直後に冷却しなく
てはならない。木発明は、この加熱を利用して石灰を■
焼し、高炉から硫黄を除くものである。
以下図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
第1図について説明すると、溶融浴ガス発生装置10内
には、溶鉄浴12及び液体スラグ14が含まれている。
には、溶鉄浴12及び液体スラグ14が含まれている。
冷却用コイル16がガス発生装置を取巻き、源泉20か
ら石炭のような燃料がガス発生装置の底部から浴内に注
入される。スラグの流動性を加減し、かつ、硫黄の除去
を助けるのに必要な都度、源泉22から融剤、例えば、
石灰が) 浴内に注入される。また燃料を一酸化
炭素に酸化及びガス化するため、源泉24から酸素もガ
ス化装置の底部を通って浴内に注入される。
ら石炭のような燃料がガス発生装置の底部から浴内に注
入される。スラグの流動性を加減し、かつ、硫黄の除去
を助けるのに必要な都度、源泉22から融剤、例えば、
石灰が) 浴内に注入される。また燃料を一酸化
炭素に酸化及びガス化するため、源泉24から酸素もガ
ス化装置の底部を通って浴内に注入される。
好適な燃わ]は石炭、炭化水素、木炭、コークス炉ガス
、又はそれらの任意の混合物である。好ましい燃料は石
炭粉末である。
、又はそれらの任意の混合物である。好ましい燃料は石
炭粉末である。
ガス発生装置の外部冷却はコイル16によって行われる
。源泉28からの水はコイル内を通ってから、ライン3
0から水蒸気となって外に出る。
。源泉28からの水はコイル内を通ってから、ライン3
0から水蒸気となって外に出る。
ガス発生装置の操作温度を約1500℃に保つのが望ま
しい。源泉32からの水蒸気、又はライン34からの二
酸化炭素に乏しい頂上ガス、又は弁36によって調節さ
れたそれらの組合せが、ライン38を通って溶融浴内に
注入される。弁36の操作、従って水蒸気及び(又は)
浄化された頂上ガスの注入を調節する装置(図示せず)
によって浴の温度を監視する。
しい。源泉32からの水蒸気、又はライン34からの二
酸化炭素に乏しい頂上ガス、又は弁36によって調節さ
れたそれらの組合せが、ライン38を通って溶融浴内に
注入される。弁36の操作、従って水蒸気及び(又は)
浄化された頂上ガスの注入を調節する装置(図示せず)
によって浴の温度を監視する。
必要に応じ、ガス発生装置の出口40から溶融スラグ1
4を取出す。ライン42を経由して高温の一部酸化ガス
(還元用ガス)がガス発生装置10から取出され、次に
このガスは冷却器46内において、ライン44から送り
こまれる二酸化炭素に乏しい頂上ガスにより、スラグ溶
解温度よりも低くさまされ、又は急冷される。ライン4
8から送りこまれる加熱された、二酸化炭素に乏しい頂
上ガスが冷却された還元用ガスに加えられ、そしで得ら
れた混合物はライン52を通って直接還元炉50に導入
される。貯蔵庫54からの酸化鉄はライン56を通って
炉50内に供給され、炉内に充填床装填物を形成する。
4を取出す。ライン42を経由して高温の一部酸化ガス
(還元用ガス)がガス発生装置10から取出され、次に
このガスは冷却器46内において、ライン44から送り
こまれる二酸化炭素に乏しい頂上ガスにより、スラグ溶
解温度よりも低くさまされ、又は急冷される。ライン4
8から送りこまれる加熱された、二酸化炭素に乏しい頂
上ガスが冷却された還元用ガスに加えられ、そしで得ら
れた混合物はライン52を通って直接還元炉50に導入
される。貯蔵庫54からの酸化鉄はライン56を通って
炉50内に供給され、炉内に充填床装填物を形成する。
下方へ向って移動する酸化鉄装填物は、還元用ガスの向
流的な流れによって金属鉄に還元される。金属鉄は炉の
出口58から取出され、そして聞損上ガスがライン60
を通って炉から取出される。所望により、石灰または石
灰石をライン56から炉内に供給し、降下装填物の一部
を形成させてもよい。聞損上ガスに含まれる熱で石灰が
■焼されよう。もし還元用ガス中に認mNの硫黄が含ま
れていれば、その硫黄はカルシウムと化合して硫化カル
シウムとなり、金属鉄及び未反応の酸化カルシウムと共
に排出管58を通って取出される。これにより、直接還
元鉄が硫化物で汚染されるのが防止されると共に、聞損
上ガスの汚染も防止される。
流的な流れによって金属鉄に還元される。金属鉄は炉の
出口58から取出され、そして聞損上ガスがライン60
を通って炉から取出される。所望により、石灰または石
灰石をライン56から炉内に供給し、降下装填物の一部
を形成させてもよい。聞損上ガスに含まれる熱で石灰が
■焼されよう。もし還元用ガス中に認mNの硫黄が含ま
れていれば、その硫黄はカルシウムと化合して硫化カル
シウムとなり、金属鉄及び未反応の酸化カルシウムと共
に排出管58を通って取出される。これにより、直接還
元鉄が硫化物で汚染されるのが防止されると共に、聞損
上ガスの汚染も防止される。
9−
熱力学力的な制約に起因し、還元用ガスに含まれるすべ
ての水素及び−酸化炭素が酸化鉄と反応するわけにはい
かず、従ってライン60を経由して取出される聞損上ガ
スには貴重な水素及び−酸化炭素が含まれている。この
聞損上ガスをクーラー62及びスクラバー64に通し、
ガスのt=tiを下げて水及び粉昨をガスから除く。浄
化及び冷却された頂上ガスの一部は、ライン66及び6
8を経由してバーナー70用の燃料として利用される。
ての水素及び−酸化炭素が酸化鉄と反応するわけにはい
かず、従ってライン60を経由して取出される聞損上ガ
スには貴重な水素及び−酸化炭素が含まれている。この
聞損上ガスをクーラー62及びスクラバー64に通し、
ガスのt=tiを下げて水及び粉昨をガスから除く。浄
化及び冷却された頂上ガスの一部は、ライン66及び6
8を経由してバーナー70用の燃料として利用される。
燃焼用空気が源泉72から供給され、またバーナー70
の適正な操作に必要とあれば、付加的な燃 2料を源
泉74から注入することもできる。もし、伯のプロセス
に用いるための対外部供給用の燃料の生産が所望であれ
ば、そのような対外部供給用燃料をライン66からライ
ン76経由で取出し、タンク78内に貯蔵することがで
きる。
の適正な操作に必要とあれば、付加的な燃 2料を源
泉74から注入することもできる。もし、伯のプロセス
に用いるための対外部供給用の燃料の生産が所望であれ
ば、そのような対外部供給用燃料をライン66からライ
ン76経由で取出し、タンク78内に貯蔵することがで
きる。
ライン66からの聞損上ガスの大部分はコンプレッサー
80内で圧縮され、次いで酸性ガス除去装置82内にお
いて二酸化炭素が除去されて浄化される。得られたCO
2に乏しい頂上ガスは、次10− 03通りの方法で利用される。まず第一に、ライン34
及び38を通って溶融金属浴を冷却する;第二に、ライ
ン44を通ってガス化された還元用ガスの温度を下げる
:そして第三に、ライン86を通ってヒーター84に送
りこまれて再加熱され、ライン52内の還元用ガスの温
度を調節する。
80内で圧縮され、次いで酸性ガス除去装置82内にお
いて二酸化炭素が除去されて浄化される。得られたCO
2に乏しい頂上ガスは、次10− 03通りの方法で利用される。まず第一に、ライン34
及び38を通って溶融金属浴を冷却する;第二に、ライ
ン44を通ってガス化された還元用ガスの温度を下げる
:そして第三に、ライン86を通ってヒーター84に送
りこまれて再加熱され、ライン52内の還元用ガスの温
度を調節する。
操作に当っては、約1350°〜1600℃、好ましく
は約1500℃である所望の操作温度に溶融金属浴の温
度4保つ。ライン52内の還元用ガスの温mを800°
〜900℃、好ましくは約850℃の温度に保ち、酸化
鉄装填物とは反応するが、金属鉄生成物に対しては不活
性な還元用ガスを得る。
は約1500℃である所望の操作温度に溶融金属浴の温
度4保つ。ライン52内の還元用ガスの温mを800°
〜900℃、好ましくは約850℃の温度に保ち、酸化
鉄装填物とは反応するが、金属鉄生成物に対しては不活
性な還元用ガスを得る。
第2図に示す別の態様には硫黄除去装置90が含まれ、
その中へ酸化カルシウムがライン92から供給され、そ
して反応生成物である硫化カルシウムがライン94から
取出される。従って、実質1 的に硫黄を含ま
ない還元用ガスがライン52を通って炉50に送りこま
れる。
その中へ酸化カルシウムがライン92から供給され、そ
して反応生成物である硫化カルシウムがライン94から
取出される。従って、実質1 的に硫黄を含ま
ない還元用ガスがライン52を通って炉50に送りこま
れる。
第3図に示す別の態様にあっては、ライン38を通って
ガス発生装置tf?、10に注入される冷却剤が、ライ
ン66内におけると同じ組成を有する、浄化され、冷却
された廃頂上ガスである。二酸化炭素除去装置82によ
り、ライン44向けの燃料富化ガスが提供され、その一
部がライン98を通り、ガス発生装置10内の溶融金属
浴の上方に注入される。これにより、ライン42内の還
元用ガスが約1500℃の程疫に多少冷却される。次い
で、直接還元炉50内に注入する前に、この還元用ガス
を冷却器46内で約850℃の温度に冷却する。
ガス発生装置tf?、10に注入される冷却剤が、ライ
ン66内におけると同じ組成を有する、浄化され、冷却
された廃頂上ガスである。二酸化炭素除去装置82によ
り、ライン44向けの燃料富化ガスが提供され、その一
部がライン98を通り、ガス発生装置10内の溶融金属
浴の上方に注入される。これにより、ライン42内の還
元用ガスが約1500℃の程疫に多少冷却される。次い
で、直接還元炉50内に注入する前に、この還元用ガス
を冷却器46内で約850℃の温度に冷却する。
以上の説明から明らかなとおり、酸化鉄を金属鉄に直接
還元する高炉と連携した溶融金属浴内において、還元用
ガスを発生させる方法及び装置が本発明者によって開発
されたのである。本方法はきわめて効率的であり、そし
て実質的に硫黄を含まない金属鉄と共に、実質的に硫黄
を含まない廃頂上ガスを得ることができる。
還元する高炉と連携した溶融金属浴内において、還元用
ガスを発生させる方法及び装置が本発明者によって開発
されたのである。本方法はきわめて効率的であり、そし
て実質的に硫黄を含まない金属鉄と共に、実質的に硫黄
を含まない廃頂上ガスを得ることができる。
第1図は、高炉に還元用ガスを供給するための溶融浴ガ
ス発生装置及び必要な補助的装置を示す、本発明の好ま
しい態様の模式図であり、第2図は、別法によるフロー
シートを示す、第1図と同じような模式図であり、そし
て第3図は、本発明の目的を達成するための、さらに別
のフローシートである。 図中、10・・・ガス発生装置:12・・・溶融金属浴
:16・・・冷却コイル;46・・・冷却器;50・・
・高炉;54・・・酸化鉄貯蔵庫;62・・・クーラー
:64・・・スクラバー;70・・・バーナーニア8・
・・ガス貯蔵タンク;80・・・コンプレッサー:82
・・・CO2除去装置;84・・・ヒーター;90・・
・硫黄除去装置。 代理人 浅 村 皓 13−
ス発生装置及び必要な補助的装置を示す、本発明の好ま
しい態様の模式図であり、第2図は、別法によるフロー
シートを示す、第1図と同じような模式図であり、そし
て第3図は、本発明の目的を達成するための、さらに別
のフローシートである。 図中、10・・・ガス発生装置:12・・・溶融金属浴
:16・・・冷却コイル;46・・・冷却器;50・・
・高炉;54・・・酸化鉄貯蔵庫;62・・・クーラー
:64・・・スクラバー;70・・・バーナーニア8・
・・ガス貯蔵タンク;80・・・コンプレッサー:82
・・・CO2除去装置;84・・・ヒーター;90・・
・硫黄除去装置。 代理人 浅 村 皓 13−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 燃料、酸素及び融剤を気密容器内の溶融金属浴
の下方に注入し、少なくとも80%が水素及び−酸化炭
素である一部脱硫一部酸化ガスを生成することにより、
前記浴内で還元用ガスを発生させる方法において、 a) 水蒸気であるか、又は水素、−酸化炭素及びメタ
ンから実質的になる燃料富化ガスであるか、又はそれら
の混合物である冷却剤を前記の溶融金属浴内に注入し、
そして b) 冷却剤の流量を調節することにより、該金属浴の
温度を1350℃と1600℃との間に保つこと、 を特徴とする、還元用ガスの発生法。 (2)a ) 二酸化炭素に乏しいガスによって一部
酸化ガスを冷却することにより、約 8006〜900℃の還元用ガスを生成し、b) 温度
を下げた前記のガスを酸化鉄装填物が含まれている直接
還元炉内に導入することにより、酸化鉄の金属鉄への還
元と頂上ガスの形成とを行い、 C) 頂上ガスを炉から取出し、かつ、該頂上ガスから
二酸化炭素の実質的な部分を除去し、そして d) CO2に乏しい頂上ガスを冷却剤として溶融金
属浴の底部に導入して金属浴を冷却する、 上記諸工程をさらに含む、特許請求の範囲(1)に記載
の方法。 (3) 融剤が石灰石、ドロマイト又は焼成ドロマイト
の形態である、特許請求の範囲(1)に記載の方法。 (4)前記容器内の浴の上方に燃料富化ガスを注入する
ことにより、一部酸化ガスの温度を1350’〜160
0℃に保つ、特許請求の範囲(1)に記載の方法。 (5) 燃料富化ガスを溶融金属浴めがけて下方へ向け
る、特許請求の範囲(4)に記載の方法。 (6) 前記冷却剤が、酸化鉄の金属鉄への直接還元に
よって生じた、CO2に富む廃還元用ガスである、特許
請求の範囲〈1)に記載の方法。 (7) 前記装填物の一部として硫黄受容体を前記の直
接還元炉内に導入することにより、金属鉄生成物及び廃
頂上ガスの脱硫を行うことをさらに含む、特許請求の範
囲(2)に記載の方法。 (8) 前記の硫黄受容体を石灰、石灰石、ドロマイト
及び焼成ドロマイトからなる群から選ぶ、特許請求の範
囲〈7)に記載の方法。 (9)a) ガス化用のガスを生成するための溶融浴
ガス発生装置、 1)) 鉄を直接還元するための炉であって、その中
の装填物の降下を確立するために、その頂部には粒子導
入手段、その底部には粒子取出し手段を有し、また該粒
子導入手段と該粒子取出し手段との間には還元用ガ3− ス導入手段があり、そして炉の上方部分から廃頂上ガス
を取出すための廃頂上ガス出口を有する、おおむね縦型
の高炉、 C) 前記ガス発生装置から還元用ガスを取出して前記
高炉に還元用ガスを導入するための、前記ガス発生装置
と前記還元用ガス導入手段とをつなぐ第1導管、 d) 前記高炉の上方部分から取出された前記の廃ガス
を冷却及び浄化するための手段、 e) 前記の廃頂上ガス出口と、前記の冷却及び浄化手
段とをつなぐ第2導管、 f) 前記の浄化、冷却された廃頂」−ガスからCO2
を除去するための酸性ガス除去手段、 g) 前記の頂上ガス冷却及び浄化手段と、前記の酸性
ガス除去手段とをつなぐ第3導管、 11) 前記の酸性ガス除去手段と、前記ガス発生装
置の底部とをつなぐ第4導管、4− 1) 前記の酸性ガス除去手段と、前記の第1導管とを
つなぐ第5導管、 j) 前記の酸性ガス除去手段と前記の第1導管とをつ
なぎ、その途中に加熱手段を有する第6導管、 k) 浴面よりも下方の前記ガス発生装置の底部に固形
の化石燃料を注入するための手段、及び 1) 前記ガス発生装置の浴面よりも下方に酸素を注入
するための手段、 を含んでいることを特徴とする、還元用ガスを発生させ
、そして酸化鉄を還元するための装置。 (10〉 前記ガス発生装置の浴面よりも下方に、カル
シウムを含む融剤を注入するための手段をさらに含む、
特許請求の範囲(9)に記載の装置。 (11) 前記ガス発生装置を取巻く冷却コイルからな
る冷却手段をさらに含む、特許請求の範囲(9)に記載
の装置。 (12) 装置から外部へ供給するための燃料を取出す
ために、前記第3導管と対外部供給用燃料5− 貯蔵手段とをつなぐ第7導管をさらに含む、特許請求の
範囲(9)に記載の装置。
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