JPH059484B2 - - Google Patents
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- JPH059484B2 JPH059484B2 JP60044373A JP4437385A JPH059484B2 JP H059484 B2 JPH059484 B2 JP H059484B2 JP 60044373 A JP60044373 A JP 60044373A JP 4437385 A JP4437385 A JP 4437385A JP H059484 B2 JPH059484 B2 JP H059484B2
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- 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
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Blast Furnaces (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高炉の炉頂ガス顕熱を化学エネルギ
ーとして回収するようにした高炉炉頂ガス顕熱の
回収方法に関するものである。 〔従来の技術〕 高炉から発生した炉頂ガスには多大のエネルギ
ーが蓄含されているので、この炉頂ガスからエネ
ルギーを回収する方法が提案されている。従来の
回収方法は一般に、第９図に示したように、高炉
１から発生した多量のダストを含む炉頂ガスを、
先ずダストキヤツチヤー２に導いて乾式除塵し、
次いでベンチユリースクラバー３に導いて湿式除
塵した後、炉頂圧回収タービン４及び電気集塵機
５へ送り出す。このとき炉頂ガスの圧力は炉頂圧
回収タービン４によつて電気エネルギーとして回
収される一方、炉頂ガス中に含有されているCO
ガス及びH2ガスは採取されて燃料として使用さ
れる。 しかしながら、上記炉頂ガスが高炉１の炉頂口
部から排出されたときの温度は通常100〜200℃で
あるが、この炉頂ガスは前記ベンチユリースクラ
バー３の通過時に水を掛けられながら除塵される
結果、約50℃程度までガス温度が低下し、このと
き炉頂ガス顕熱はベンチユリースクラバー３内の
水と熱交換され水温の上昇となつてそのまま外部
へ放出されるので、エネルギーの損失は非常に大
きいものがあつた。 そこで近年には、炉頂ガス顕熱を回収する手段
としてバツクフイルター等を備えた乾式集塵装置
が開発され、炉頂ガス顕熱を炉頂圧回収タービン
によつて電気エネルギーとして回収する方法も提
案されているが、この方法は湿式除塵装置を使用
している高炉には適用出来ないという欠点があつ
た。 〔発明の目的〕 本発明は、上記従来の問題点を考慮したなされ
たものであつて、炉頂ガス顕熱の一部を化学エネ
ルギーに変換して回収し、これによつて炉頂ガス
がベンチユリースクラバーその他の除塵装置の内
部を通過しても、その通過時に炉頂ガス顕熱のエ
ネルギー損失が可及的に減少するようにした高炉
炉頂ガス顕熱の回収方法の提供を目的とするもの
である。 尚、本発明の高炉炉頂ガス顕熱の回収方法は、
乾式および湿式、何れの除塵装置を用いた場合で
も、炉頂ガス顕熱のエネルギー損失を可及的に減
少し得るものであるが、炉頂ガス顕熱の回収手段
を適用し得ない湿式除塵装置を用いた場合には、
より一層の効果が招来し得るものである。 〔発明の構成〕 本発明に係る高炉炉頂ガス顕熱の回収方法は、
高炉内に装填された装入物に水を掛けることで、
高炉から発生される炉頂ガスを冷却し、この冷却
された炉頂ガスを除塵装置にて除塵、清浄するこ
とで、上記の炉頂ガスからエネルギーを得る方法
において、上記炉頂ガスの冷却時、高炉内半径方
向での温度分布が最高温度となる装入物の中心線
上に対して注水を行うことで、装入物をなすコー
クスに対して水性ガス反応を積極的に生起せし
め、これにより生ずるCOガス及びH2ガスを化学
エネルギーとして回収することを特徴とする。 実施例 １ 本発明の一実施例について説明すれば、以下の
通りである。 高炉１から発生しその炉頂口部から排出される
炉頂ガスの温度は、通常100〜200℃である。一
方、この炉頂ガスは高炉１の炉内頂部付近におい
て半径方向の温度分布を形成しており、第２図に
示したように、装入物Ａの頂面上の炉頂ガスの温
度は、炉内中心部で500℃以上にも達する一方、
炉周壁側では約100℃若しくはそれ以下である。 また高炉１に装填された状態にある装入物Ａの
炉内温度分布は、第３図に示したように、装入物
Ａの中心線上において装入物Ａの頂面直下から急
激な温度上昇が認められ、装入物Ａの頂面より下
１〜3m付近では約900℃の高温に達している。 一方、高炉１の炉頂部の対向壁間には、第１図
に示したように給水管６が横架されている。この
給水管６は炉内直径方向に掛け渡され、且つ給水
管６のノズル７は炉内装入物Ａの頂面中心に向つ
て下向きに設けられていると共に、同ノズル７は
炉内装入物Ａの直上に位置し、このノズル７から
注出された水が装入物Ａの頂面中心から半径1m
以内の領域面上に噴射されるように設定されてい
る。 そこで、上記給水管６のノズル７から炉内装入
物Ａに対して、装入物Ａの頂面中心より半径1m
以内の領域面上に適量の水を付与すると、装入物
Ａの頂面中心辺りではその大部分がコークスで占
められているため、装入物のうち高温に昇熱され
たコークスが水によつて水性ガス反応を生起する
ことになる。 このとき吸熱反応が生じて、 Ｃ＋H2O→ CO＋H2−1753Kcal／KgH2O となり、COガスとH2ガスが生成されると同時に
炉頂ガスの温度が降下する。 すなわち、 (1)…Ｃ＋O2＝CO2＋97000Kcal／Kmol (2)…Ｃ＋1/2O2 ＝CO＋29409Kcal／Kmol (3)…CO＋1/2O2 ＝CO2＋67591Kcal／Kmol (4)…H2＋1/2O2 ＝H2O＋57769Kcal／Kmol （低位発熱量）（） であるから、コークスが水性ガス反応を生起する
と、上記(2)と(4)の反応式より Ｃ＋H2O ＝CO＋H2−28360Kcal／Kmol （低位発熱量）（） となる。上記のように、水1molを赤熱コークス
に散水することにより、COガス及びH2ガスが
各々1molづつ生成され、それと同時にコークス
中のカーボンが1molだけ消費され、炉頂ガス顕
熱は28360Kcalだけ減少することになる。 このように炉頂ガス顕熱の一部を化学エネルギ
ーとしてのCOガス及びH2ガスに変換してから炉
外へ送り出せば、第９図に示したように高炉に装
備されたガス清浄システムの一環をなす湿式除塵
装置の内部を炉頂ガスが通過しても、湿式除塵に
よる炉頂ガス顕熱の損失量は従来に比し大幅に減
少される一方、炉頂ガス顕熱の一部から変換生成
されたCOガス及びH2ガスはそのまま分離し回収
されて燃料その他の用途に利用される。 尚、第１図の上記実施例では、高炉１の直径方
向に給水管６を掛け渡しその下向きノズル７から
炉内装入物Ａの頂面中心に向つて水を噴射するよ
うに構成したが、例えば第４図に示したように高
炉１の炉頂口部近傍の側壁部に給水管６ａを取付
け、その先端部のノズル７ａを炉内装入物Ａの頂
面中心部に向けて固定して、ノズル７ａから注出
された水が装入物Ａの頂面中心から半径1m以内
の領域面上に噴射されるように設定しても良い。
また第５図に示したように給水管６ｂを高炉１の
ベルロツド８に対して軸方向に嵌挿して埋設し、
該給水管６ｂの先端ノズル７ｂをベルロツド８の
軸端から突出させて大ベル９の内側から下向きに
臨ませ、ノズル７ｂから注出させた水が装入物Ａ
の頂面中心部に向つて噴出し頂面中心から半径
1m以内の領域面上に噴射されるように設定して
も良い。即ち、給水管のノズルが炉内装入物Ａの
頂面中心に向つて設定され、且つこのノズルから
噴射された水が装入物Ａの頂面中心部にほぼ集中
するように構成すれば良いものである。 実施例 ２ この実施例は、第６図に示したように、炉内装
入物Ａの頂面中心から1m乃至3m下（高さ間隔
Ｈ）の装入物Ａの内部に給水管６ｃを横方向から
埋入し、該給水管６ｃのノズル７ｃを炉内中心線
上に下向きに設定して、装入物Ａの内部に水を直
接付与するようにしたものである。先述したよう
に、炉内温度分布は第３図の如く、装入物Ａの頂
面中心からその直下において急激な温度変化が認
められるので、この装入物Ａの内部位置で水を直
接付与すれば、高温に昇熱されたコークスの水性
ガス反応は一層促進され、多量のCOガス及びH2
ガスが生成される。尚、本実施例における半径方
向のガス温度分布は、第２図から明らかなように
先述した第１実施例の装入物頂面上におけるガス
温度よりも高温である。 〔実験例〕 表１に示す高炉操業条件の下で炉頂ガス顕熱の
回収実験を行つた結果は次の通りである。
ーとして回収するようにした高炉炉頂ガス顕熱の
回収方法に関するものである。 〔従来の技術〕 高炉から発生した炉頂ガスには多大のエネルギ
ーが蓄含されているので、この炉頂ガスからエネ
ルギーを回収する方法が提案されている。従来の
回収方法は一般に、第９図に示したように、高炉
１から発生した多量のダストを含む炉頂ガスを、
先ずダストキヤツチヤー２に導いて乾式除塵し、
次いでベンチユリースクラバー３に導いて湿式除
塵した後、炉頂圧回収タービン４及び電気集塵機
５へ送り出す。このとき炉頂ガスの圧力は炉頂圧
回収タービン４によつて電気エネルギーとして回
収される一方、炉頂ガス中に含有されているCO
ガス及びH2ガスは採取されて燃料として使用さ
れる。 しかしながら、上記炉頂ガスが高炉１の炉頂口
部から排出されたときの温度は通常100〜200℃で
あるが、この炉頂ガスは前記ベンチユリースクラ
バー３の通過時に水を掛けられながら除塵される
結果、約50℃程度までガス温度が低下し、このと
き炉頂ガス顕熱はベンチユリースクラバー３内の
水と熱交換され水温の上昇となつてそのまま外部
へ放出されるので、エネルギーの損失は非常に大
きいものがあつた。 そこで近年には、炉頂ガス顕熱を回収する手段
としてバツクフイルター等を備えた乾式集塵装置
が開発され、炉頂ガス顕熱を炉頂圧回収タービン
によつて電気エネルギーとして回収する方法も提
案されているが、この方法は湿式除塵装置を使用
している高炉には適用出来ないという欠点があつ
た。 〔発明の目的〕 本発明は、上記従来の問題点を考慮したなされ
たものであつて、炉頂ガス顕熱の一部を化学エネ
ルギーに変換して回収し、これによつて炉頂ガス
がベンチユリースクラバーその他の除塵装置の内
部を通過しても、その通過時に炉頂ガス顕熱のエ
ネルギー損失が可及的に減少するようにした高炉
炉頂ガス顕熱の回収方法の提供を目的とするもの
である。 尚、本発明の高炉炉頂ガス顕熱の回収方法は、
乾式および湿式、何れの除塵装置を用いた場合で
も、炉頂ガス顕熱のエネルギー損失を可及的に減
少し得るものであるが、炉頂ガス顕熱の回収手段
を適用し得ない湿式除塵装置を用いた場合には、
より一層の効果が招来し得るものである。 〔発明の構成〕 本発明に係る高炉炉頂ガス顕熱の回収方法は、
高炉内に装填された装入物に水を掛けることで、
高炉から発生される炉頂ガスを冷却し、この冷却
された炉頂ガスを除塵装置にて除塵、清浄するこ
とで、上記の炉頂ガスからエネルギーを得る方法
において、上記炉頂ガスの冷却時、高炉内半径方
向での温度分布が最高温度となる装入物の中心線
上に対して注水を行うことで、装入物をなすコー
クスに対して水性ガス反応を積極的に生起せし
め、これにより生ずるCOガス及びH2ガスを化学
エネルギーとして回収することを特徴とする。 実施例 １ 本発明の一実施例について説明すれば、以下の
通りである。 高炉１から発生しその炉頂口部から排出される
炉頂ガスの温度は、通常100〜200℃である。一
方、この炉頂ガスは高炉１の炉内頂部付近におい
て半径方向の温度分布を形成しており、第２図に
示したように、装入物Ａの頂面上の炉頂ガスの温
度は、炉内中心部で500℃以上にも達する一方、
炉周壁側では約100℃若しくはそれ以下である。 また高炉１に装填された状態にある装入物Ａの
炉内温度分布は、第３図に示したように、装入物
Ａの中心線上において装入物Ａの頂面直下から急
激な温度上昇が認められ、装入物Ａの頂面より下
１〜3m付近では約900℃の高温に達している。 一方、高炉１の炉頂部の対向壁間には、第１図
に示したように給水管６が横架されている。この
給水管６は炉内直径方向に掛け渡され、且つ給水
管６のノズル７は炉内装入物Ａの頂面中心に向つ
て下向きに設けられていると共に、同ノズル７は
炉内装入物Ａの直上に位置し、このノズル７から
注出された水が装入物Ａの頂面中心から半径1m
以内の領域面上に噴射されるように設定されてい
る。 そこで、上記給水管６のノズル７から炉内装入
物Ａに対して、装入物Ａの頂面中心より半径1m
以内の領域面上に適量の水を付与すると、装入物
Ａの頂面中心辺りではその大部分がコークスで占
められているため、装入物のうち高温に昇熱され
たコークスが水によつて水性ガス反応を生起する
ことになる。 このとき吸熱反応が生じて、 Ｃ＋H2O→ CO＋H2−1753Kcal／KgH2O となり、COガスとH2ガスが生成されると同時に
炉頂ガスの温度が降下する。 すなわち、 (1)…Ｃ＋O2＝CO2＋97000Kcal／Kmol (2)…Ｃ＋1/2O2 ＝CO＋29409Kcal／Kmol (3)…CO＋1/2O2 ＝CO2＋67591Kcal／Kmol (4)…H2＋1/2O2 ＝H2O＋57769Kcal／Kmol （低位発熱量）（） であるから、コークスが水性ガス反応を生起する
と、上記(2)と(4)の反応式より Ｃ＋H2O ＝CO＋H2−28360Kcal／Kmol （低位発熱量）（） となる。上記のように、水1molを赤熱コークス
に散水することにより、COガス及びH2ガスが
各々1molづつ生成され、それと同時にコークス
中のカーボンが1molだけ消費され、炉頂ガス顕
熱は28360Kcalだけ減少することになる。 このように炉頂ガス顕熱の一部を化学エネルギ
ーとしてのCOガス及びH2ガスに変換してから炉
外へ送り出せば、第９図に示したように高炉に装
備されたガス清浄システムの一環をなす湿式除塵
装置の内部を炉頂ガスが通過しても、湿式除塵に
よる炉頂ガス顕熱の損失量は従来に比し大幅に減
少される一方、炉頂ガス顕熱の一部から変換生成
されたCOガス及びH2ガスはそのまま分離し回収
されて燃料その他の用途に利用される。 尚、第１図の上記実施例では、高炉１の直径方
向に給水管６を掛け渡しその下向きノズル７から
炉内装入物Ａの頂面中心に向つて水を噴射するよ
うに構成したが、例えば第４図に示したように高
炉１の炉頂口部近傍の側壁部に給水管６ａを取付
け、その先端部のノズル７ａを炉内装入物Ａの頂
面中心部に向けて固定して、ノズル７ａから注出
された水が装入物Ａの頂面中心から半径1m以内
の領域面上に噴射されるように設定しても良い。
また第５図に示したように給水管６ｂを高炉１の
ベルロツド８に対して軸方向に嵌挿して埋設し、
該給水管６ｂの先端ノズル７ｂをベルロツド８の
軸端から突出させて大ベル９の内側から下向きに
臨ませ、ノズル７ｂから注出させた水が装入物Ａ
の頂面中心部に向つて噴出し頂面中心から半径
1m以内の領域面上に噴射されるように設定して
も良い。即ち、給水管のノズルが炉内装入物Ａの
頂面中心に向つて設定され、且つこのノズルから
噴射された水が装入物Ａの頂面中心部にほぼ集中
するように構成すれば良いものである。 実施例 ２ この実施例は、第６図に示したように、炉内装
入物Ａの頂面中心から1m乃至3m下（高さ間隔
Ｈ）の装入物Ａの内部に給水管６ｃを横方向から
埋入し、該給水管６ｃのノズル７ｃを炉内中心線
上に下向きに設定して、装入物Ａの内部に水を直
接付与するようにしたものである。先述したよう
に、炉内温度分布は第３図の如く、装入物Ａの頂
面中心からその直下において急激な温度変化が認
められるので、この装入物Ａの内部位置で水を直
接付与すれば、高温に昇熱されたコークスの水性
ガス反応は一層促進され、多量のCOガス及びH2
ガスが生成される。尚、本実施例における半径方
向のガス温度分布は、第２図から明らかなように
先述した第１実施例の装入物頂面上におけるガス
温度よりも高温である。 〔実験例〕 表１に示す高炉操業条件の下で炉頂ガス顕熱の
回収実験を行つた結果は次の通りである。
本発明に係る高炉炉頂ガス顕熱の回収方法は、
以上のように、炉頂ガスの冷却時、高炉内半径方
向での温度分布が最高温度となる装入物の中心線
上に対して注水を行うことで、装入物をなすコー
クスに対して水性ガス反応を積極的に生起せし
め、これにより生ずるCOガス及びH2ガスを化学
エネルギーとして回収する構成である。 これにより、高炉に装備された除塵装置の内部
を炉頂ガスが通過したときでも炉頂ガス顕熱の損
失量は従来に比して大幅に減少されると共に、炉
頂ガス顕熱の一部から化学エネルギーに変換して
生成されたCOガス及びH2ガスは回収されて燃料
その他の用途に利用し得るなど、エネルギーを有
効に利用する上で優れた効果を奏するものであ
る。
以上のように、炉頂ガスの冷却時、高炉内半径方
向での温度分布が最高温度となる装入物の中心線
上に対して注水を行うことで、装入物をなすコー
クスに対して水性ガス反応を積極的に生起せし
め、これにより生ずるCOガス及びH2ガスを化学
エネルギーとして回収する構成である。 これにより、高炉に装備された除塵装置の内部
を炉頂ガスが通過したときでも炉頂ガス顕熱の損
失量は従来に比して大幅に減少されると共に、炉
頂ガス顕熱の一部から化学エネルギーに変換して
生成されたCOガス及びH2ガスは回収されて燃料
その他の用途に利用し得るなど、エネルギーを有
効に利用する上で優れた効果を奏するものであ
る。
第１図は本発明の一実施例を示す要部説明図、
第２図は高炉内装入物の頂面上及び装入物内の平
均的なガス温度分布を表わすグラフ、第３図は高
炉内の温度分布を表わす図、第４図乃至第６図は
それぞれ第１図の変形例を示す要部説明図、第７
図及び第８図はそれぞれ実験例における測定値を
示したものであつて炉内装入物頂面上及び装入物
内のガス流速分布とガス温度分布を表わすグラ
フ、第９図は従来例における炉頂ガスの回収シス
テムを示す概略構成図である。 １は高炉、３はベンチユリースクラバー（湿式
除塵装置）、６，６ａ，６ｂ，６ｃは給水管、７，
７ａ，７ｂ，７ｃはノズル、Ａは装入物である。
第２図は高炉内装入物の頂面上及び装入物内の平
均的なガス温度分布を表わすグラフ、第３図は高
炉内の温度分布を表わす図、第４図乃至第６図は
それぞれ第１図の変形例を示す要部説明図、第７
図及び第８図はそれぞれ実験例における測定値を
示したものであつて炉内装入物頂面上及び装入物
内のガス流速分布とガス温度分布を表わすグラ
フ、第９図は従来例における炉頂ガスの回収シス
テムを示す概略構成図である。 １は高炉、３はベンチユリースクラバー（湿式
除塵装置）、６，６ａ，６ｂ，６ｃは給水管、７，
７ａ，７ｂ，７ｃはノズル、Ａは装入物である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高炉内に装填された装入物に水を掛けること
で、高炉から発生される炉頂ガスを冷却し、この
冷却された炉頂ガスを除塵装置にて除塵、清浄す
ることで、上記の炉頂ガスからエネルギーを得る
方法において、 上記炉頂ガスの冷却時、高炉内半径方向での温
度分布が最高温度となる装入物の中心線上に対し
て注水を行うことで、装入物をなすコークスに対
して水性ガス反応を積極的に生起せしめ、これに
より生ずるCOガス及びH2ガスを化学エネルギー
として回収することを特徴とする高炉炉頂ガス顕
熱の回収方法。 ２ 炉内装入物に対する上記の注水は、装入物の
頂面上に、その中心から半径1m以内の領域面に
水を上から付与するものである特許請求の範囲第
１項記載の高炉炉頂ガス顕熱の回収方法。 ３ 炉内装入物に対する上記の注水は、装入物の
頂面中心から1m乃至3m下の装入物内部に水を直
接付与するものである特許請求の範囲第１項記載
の高炉炉頂ガス顕熱の回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60044373A JPS61204306A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 高炉炉頂ガス顕熱の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60044373A JPS61204306A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 高炉炉頂ガス顕熱の回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61204306A JPS61204306A (ja) | 1986-09-10 |
| JPH059484B2 true JPH059484B2 (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=12689701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60044373A Granted JPS61204306A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 高炉炉頂ガス顕熱の回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61204306A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009022509B4 (de) * | 2009-05-25 | 2015-03-12 | Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag | Verfahren zur Herstellung von Synthesegas |
| CN114807471A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-07-29 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 一种炉顶煤气温度调控工艺及系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117807A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高炉の炉頂散水方法 |
| JPS59190306A (ja) * | 1983-04-12 | 1984-10-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高炉炉頂ガス温度の制御方法 |
-
1985
- 1985-03-06 JP JP60044373A patent/JPS61204306A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61204306A (ja) | 1986-09-10 |
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