KR20070067830A - Hydrogen and pig iron production method using coal and iron ore - Google Patents
Hydrogen and pig iron production method using coal and iron ore Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070067830A KR20070067830A KR1020050129117A KR20050129117A KR20070067830A KR 20070067830 A KR20070067830 A KR 20070067830A KR 1020050129117 A KR1020050129117 A KR 1020050129117A KR 20050129117 A KR20050129117 A KR 20050129117A KR 20070067830 A KR20070067830 A KR 20070067830A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hydrogen
- blast furnace
- carbon monoxide
- iron ore
- coal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 40
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 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
- C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
- C21B5/003—Injection of pulverulent coal
-
- 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
- F27D17/10—Arrangements for using waste heat
- F27D17/15—Arrangements for using waste heat using boilers
-
- 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
- F27D17/30—Arrangements for extraction or collection of waste gases; Hoods therefor
-
- 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
- C21B2100/80—Interaction of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel with other processes
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
본 발명은 고로에서 풍구에 취입되는 미분석탄의 양을 증대시켜 풍구에서의 일산화탄소 발생량을 증대시키고 발생된 일산화탄소는 고로 상층부로 이동하면서 철광석을 환원시킴과 동시에 원료 철광석 및 석회석 등과 접촉하여 황성분 및 회분이 제거되며 풍구에서 과량으로 발생된 일산화탄소는 고로 상층부로 이동하면서 일부는 철광석을 환원시키고 일부는 이산화탄소로 전환되면서 주입되는 수증기와 반응하여 일부의 일산화탄소는 이산화탄소와 수소로 전환된 후 발생된 가스는 보일러에서 열을 회수하면서 냉각시켜 스크러버를 이용해 분진 및 미량의 오염물질을 제거한 후 이산화탄소 제거 수소 분리과정을 거쳐 수소 및 선철 생산하는 것을 특징으로 한다.The present invention increases the amount of unresolved coal injected into the tuyere in the blast furnace to increase the amount of carbon monoxide generated in the tuyere, and the generated carbon monoxide moves to the upper part of the blast furnace to reduce iron ore and at the same time contact with raw iron ore and limestone, and sulfur components and ash The excess carbon monoxide generated in the tuyere is moved to the upper part of the blast furnace, and some of the iron ore is reduced, and some is converted to carbon dioxide, which reacts with the water vapor injected. Some of the carbon monoxide is converted to carbon dioxide and hydrogen, and the gas generated in the boiler is Cooling while recovering heat to remove dust and trace contaminants using a scrubber, characterized in that the production of hydrogen and pig iron through a carbon dioxide removal hydrogen separation process.
Description
도 1은 종래 방법의 석탄과 물을 이용한 수소 생산 방법을 나타낸 도면.1 is a view showing a hydrogen production method using coal and water of the conventional method.
도 2는 본 발명에 의한 석탄으로부터 액체 화학물질 생산 방법을 나타낸 도면.2 is a view showing a method for producing a liquid chemical from coal according to the present invention.
본 발명은 고로에서 풍구에 취입되는 미분석탄의 양을 증대시켜 풍구에서의 일산화탄소 발생량을 증대시키고 일산화탄소는 고로 상층부로 이동하면서 일부가 철광석을 환원시키고 이산화탄소로 전환되며 이 때 같이 주입되는 수증기와 반응하여 일부의 일산화탄소는 이산화탄소와 수소로 전환된 후 발생된 가스는 보일러에서 열을 회수하면서 냉각시키고 스크러버를 이용해 분진 및 미량의 오염물질을 제거한 후 이산화탄소 제거 수소 분리과정을 거쳐 수소 및 선철 생산하는 석탄과 철광석을 이용한 수소와 선철 생산 방법에 관한 것이다.The present invention increases the amount of unresolved coal injected into the tuyere in the blast furnace to increase the amount of carbon monoxide generated in the tuyere, while carbon monoxide moves to the upper part of the blast furnace to reduce the iron ore and convert to carbon dioxide, and reacts with the water vapor injected at this time After some carbon monoxide is converted to carbon dioxide and hydrogen, the gas is cooled while recovering heat from the boiler, scrubbers are used to remove dust and trace contaminants, and carbon dioxide removal hydrogen separation process produces coal and iron ore. It relates to a hydrogen and pig iron production method using.
기존의 수소 생산방법은 석탄에 열과 수증기를 가하여 다량의 수소와 일산화탄소를 함유한 가스로 기화시킨 후 일산화탄소는 다시 수증기와 반응시켜 이산화탄 소와 수소로 전환시켜 다량의 수소를 제조하고 이로부터 불순물을 제거하는 방식이 이용되어 왔다. 최근에는 석탄대신 천연가스와 수증기를 반응시키는 방법이 공정상 유리하기 때문에 이 방법으로 대부분 대체되었다. The existing hydrogen production method heats and steams coal to vaporize it with a gas containing a large amount of hydrogen and carbon monoxide, and then carbon monoxide is reacted with water vapor to convert carbon dioxide and hydrogen to produce a large amount of hydrogen and impurities from the Removal methods have been used. In recent years, this method has been largely replaced by natural gas and water vapor instead of coal because of its process advantages.
석탄과 수증기로부터 수소를 생산하는 방법을 도 1에 나타내었으며 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 우선 원료 석탄의 입도와 수분을 조절하는 원료준비단계와 가스화기에 수증기 및 산소와 함께 장입하는 단계로부터 고온의 분진 및 황화합물을 함유한 가스가 생산이 되며 분진과 황화합물을 제거한 후 수증기와 일산화탄소를 촉매상에서 반응시켜 수소와 이산화탄소로 전환시키는 단계를 거쳐 수소와 이산화탄소가 대부분인 가스가 제조된다. 여기서 이산화탄소를 분리하고 생산되는 가스중에 남아있는 일산화탄소를 촉매상에서 수소와 반응시켜 메탄화시키면 수소가 주성분인 가스가 최종적으로 생산된다.A method of producing hydrogen from coal and steam is shown in FIG. 1 and described in more detail as follows. First, gas containing high-temperature dust and sulfur compounds is produced from the raw material preparation stage to control the particle size and moisture of raw coal and the gasifier and the gas into the gasifier, and then remove the dust and sulfur compounds to catalyze water vapor and carbon monoxide. The reaction with a phase converts hydrogen and carbon dioxide into a gas that is mostly hydrogen and carbon dioxide. Here, carbon dioxide is separated and carbon monoxide remaining in the produced gas is reacted with hydrogen on a catalyst to methanate to produce a gas mainly composed of hydrogen.
상기와 같은 종래의 방법은 가스화기 및 가스정제시설의 건설과 운전비용이 많이 드는 문제점이 있다.The conventional method as described above has a problem in that construction and operation costs of gasifiers and gas purification facilities are high.
따라서 본 발명은, 이상에서 설명한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 저렴한 가스화기 및 가스정제시설의 건설과 운전이 가능한 석탄과 철광석을 이용한 수소와 선철 생산 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing hydrogen and pig iron using coal and iron ore, which are conceived to solve the problems described above, and which can construct and operate cheaper gasifiers and gas purification facilities.
상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명은 고로에서 풍구에 취입되는 미분석탄의 양을 증대시켜 풍구에서의 일산화탄소 발생량을 증대시키고 발생된 일산 화탄소는 고로 상층부로 이동하면서 철광석을 환원시킴과 동시에 원료 철광석 및 석회석 등과 접촉하여 황성분 및 회분이 제거되도록 함과 동시에 풍구에는 기존에 공급되는 열풍과 산소의 비를 조절하여 풍구 온도 및 풍구에서의 가스 유량이 조절되게 하고 풍구에서 과량으로 발생된 일산화탄소는 고로 상층부로 이동하면서 일부가 철광석을 환원시키고 이산화탄소로 전환되며 이 때 같이 주입되는 수증기와 반응하여 일부의 일산화탄소는 이산화탄소와 수소로 전환된 후 발생된 가스는 보일러에서 열을 회수하면서 냉각시키고 스크러버를 이용해 분진 및 미량의 오염물질을 제거한 후 이산화탄소 제거 수소 분리과정을 거쳐 수소 및 선철 생산하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention increases the amount of unresolved coal injected into the tuyere in the blast furnace to increase the amount of carbon monoxide generated in the tuyere, and the generated carbon monoxide moves to the upper part of the blast furnace while simultaneously reducing the iron ore and the raw iron ore and The sulfur component and ash are removed in contact with the limestone, and at the same time, the hot air and oxygen flow rate is controlled in the tuyere to control the temperature of the tuyere and the gas flow rate at the tuyere, and the carbon monoxide generated in the tuyere to the upper part of the blast furnace As it moves, some reduce iron ore and convert it to carbon dioxide, which reacts with the water vapor that is injected. Some carbon monoxide is converted to carbon dioxide and hydrogen, and the gas produced is cooled while recovering heat from the boiler and dust and traces are removed using a scrubber. After removing contaminants from Through a carbon dioxide removal the hydrogen separation process is characterized in that the production of hydrogen and iron.
수소를 분리한 후 발생되는 가스로부터 일산화탄소를 분리하여 고로에 재순환시킴으로써 환원제로 이용되게 하는 것을 특징으로 한다.The carbon monoxide is separated from the gas generated after the hydrogen is separated and recycled to the blast furnace to be used as a reducing agent.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 석탄으로부터 액체 화학물질 생산 방법을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a method for producing a liquid chemical from coal according to the present invention.
도 2와 같은 공정으로 진행시킬 경우, 본 발명은 고로, 열풍로, 보일러, 가스 정제설비, 냉각기, CO2 분리기, CO, N2 분리기, CO 분리기를 포함하여 구성되어 있다.When proceeding to the process as shown in Figure 2, the present invention comprises a blast furnace, hot stove, boiler, gas purification equipment, cooler, CO2 separator, CO, N2 separator, CO separator.
고로는 고로에서는 석탄의 가스화 반응과 철광석(iron ore)의 환원반응이 일 어난다. 고로 하부에서는 온도를 유지하기 위해 석탄 및 코크스(coke)의 연소가 일어나며 산소와 공기를 이용하여 연소시킨다. 여기서 산소만을 이용하여 연소시킬 수도 있고 가스 유량 및 온도조절을 위하여 공기와 산소를 같이 이용할 수도 있다. 고로 하부의 온도는 선철(hot metal)과 슬래그(slag)를 용융상태로 배출시키기 위해 1500oC 이상 유지되어야 한다. 고로 하부에서 발생된 열을 가지고 가스가 상부로 상승하면서 미 연소된 석탄 및 코크스와 반응하여 가스화 반응이 일어나게 된다. 여기에서 연소 및 가스화 반응은 석탄과 주로 일어나도록 하는 것이 코크스 소비 절감을 위하여 중요하다. 가스화 반응과 철광석 환원과정을 거치면서 가스의 조성은 CO와 CO2의 혼합물이 되며 여기에 수증기(steam)을 가하면 수증기와 CO가 반응하여 수소가 생산되게 된다. 수증기를 투입할 때 미 반응된 CO를 다시 회수하여 고로에 같이 투입함으로써 수소 전환율을 높임과 동시에 환원 분위기를 조성하는데 도움을 주도록 한다. 그리하여 최종적으로 고로에서 배출되는 가스의 온도는 100~400oC의 범위 내에서 배출되게 된다.In the blast furnace, coal gasification and iron ore reduction occur. In the lower part of the blast furnace, coal and coke are burned to maintain the temperature, and are burned using oxygen and air. In this case, only oxygen may be burned or air and oxygen may be used together for gas flow rate and temperature control. The temperature at the bottom of the blast furnace should be maintained at 1500 o C or higher to allow hot metal and slag to be discharged in the molten state. The gas rises to the top with the heat generated from the bottom of the blast furnace, reacting with unburned coal and coke to cause a gasification reaction. Here, combustion and gasification reactions that occur mainly with coal are important for reducing coke consumption. During the gasification reaction and the iron ore reduction process, the composition of the gas becomes a mixture of CO and CO2, and when steam is added to it, the steam and CO react to produce hydrogen. When steam is added, the unreacted CO is recovered and added to the blast furnace, thereby increasing the hydrogen conversion rate and helping to create a reducing atmosphere. As a result, the temperature of the gas discharged from the blast furnace will be discharged within the range of 100 to 400 o C.
열풍로 (stove)는 공기사용량이 많아질 때 고로 하부 온도 유지를 위하여 사용하게 되며 보통 공기를 2000oC 까지 가열하여 배출 시킨다.A stove is used to maintain the bottom temperature of the blast furnace when the air usage increases, and the air is heated to 2000 o C and discharged.
보일러는 보일러는 고로 상부로 배출되는 가스 중에 열을 회수하여 수증기를 생산하는 장치로서 이용되며 100oC이상의 수증기를 생산한다.Boiler is used as a device to produce steam by recovering heat from the gas discharged to the top of the blast furnace, and produces steam above 100 o C.
가스 정제설비(scrubber)에서 가스 정제 방법은 가스에 물을 뿌려서 냉각시 킴과 동시에 분진, 및 그 외의 수용성 오염 물질을 제거하게 된다. 고로 내에서 열분해 및 가스화가 거의 완료되어 배출되기 때문에 물로만 흡수시켜도 오염 물질을 거의 완벽하게 제거할 수 있으며 그 후의 분리공정에 이용될 수 있도록 만들어 준다.In a gas scrubber, the gas purification method removes dust and other water-soluble contaminants while cooling the gas by spraying water. Since pyrolysis and gasification are almost complete in the blast furnace, they can be almost completely removed by absorbing only water, making them available for subsequent separation processes.
냉각기(cooler)는 냉각기는 분리설비에 온도가 적합하도록 낮추는 역할을 하게 되며 온도는 45oC이하가 유지되도록 한다.The cooler serves to lower the temperature to suit the separation plant and the temperature is maintained below 45 o C.
CO2 분리기(CO2 removal)는 CO2 분리설비는 PSA(Pressure Swing Adsorption; 압력 변동 흡착분리)를 이용해 가스를 압축시켜 CO2를 흡착시키고 나머지 가스를 배출시키는 설비이다. CO2 separator is a facility that compresses gas using PSA (Pressure Swing Adsorption) to adsorb CO2 and discharge the remaining gas.
CO, N2 분리기(CO, N2 removal)에서 CO와 N2의 분리도 PSA를 이용하게 되는게 CO2 분리가 끝난 가스를 더욱 압축시켜 CO와 N2를 흡착시켜 제거한 후 H2를 생산하는 분리 설비이다.Separation of CO and N2 from CO and N2 Separators (CO, N2 Separation) Using PSA is a separation facility that produces H2 after compressing the CO2 separated gas by further adsorbing and removing CO and N2.
CO 분리기(CO removal)는 CO 분리기는 CO에 흡착 능력이 강한 흡착제를 이용해 CO 를 흡착시켜 분리하고 N2를 대기중으로 방출하는 설비로서 CO가 흡착될 때 일부 N2가 함께 흡착되어 회수되며 대기 중에 CO가 배출되면 안되기 때문에 N2가 같이 흡착되더라도 CO는 100% 흡착되도록 압력과 온도를 조절한다. 그래서 여기서는 N2의 함량만 낮추는 역할을 하도록 하여 계내에 N2가 축적되지 않도록하는 역할을 하게 된다. 회수된 가스는 고로에 환원용 가스로 재순환되게 된다.CO separator is a CO separator that adsorbs and separates CO using adsorbent with strong adsorption ability to CO and releases N2 into the atmosphere. When CO is adsorbed, some N2 is adsorbed together and recovered. Since it should not be released, even if N2 is adsorbed together, the pressure and temperature are adjusted so that CO is adsorbed 100%. Therefore, in this case, the role of lowering the content of N2 only serves to prevent N2 from accumulating in the system. The recovered gas is recycled to the blast furnace as reducing gas.
현재 철광석과 코크스를 이용해 선철을 생산하는 고로에서 석탄 사용량을 증 대시키면 가스의 발생량을 증대시킬 수 있고 석탄과 산소가 반응하여 생성된 일산화탄소에 수증기를 반응시켜 수소함량을 증대시킬 수 있기 때문에 수소생산에 유리한 점이 있다. Increasing the amount of coal used in blast furnaces that produce iron ore and coke can increase the amount of gas produced, and increase the hydrogen content by reacting steam with carbon monoxide produced by the reaction of coal and oxygen. There is an advantage to this.
기존의 고로에서 풍구에 취입되는 미분석탄의 양을 증대시켜 풍구에서의 일산화탄소 발생량을 증대시키고 발생된 일산화탄소는 고로 상층부로 이동하면서 철광석을 환원시킴과 동시에 원료 철광석 및 석회석 등과 접촉하여 황성분 및 회분이 제거되도록 한다. 풍구에는 기존에 공급되는 열풍과 산소의 비를 조절하여 풍구 온도 및 풍구에서의 가스 유량이 조절되게 한다. 풍구에서 과량으로 발생된 일산화탄소는 고로 상층부로 이동하면서 일부가 철광석을 환원시키고 이산화탄소로 전환되며 이 때 같이 주입되는 수증기와 반응하여 일부의 일산화탄소는 이산화탄소와 수소로 전환된다. 수증기는 고로의 풍구 또는 샤프트 부위에 주입할 수 있으며 샤프트 부위로 주입시키는 것이 고로내에서의 코크스 소비를 저감할 수 있다. 이렇게 하여 발생되는 가스는 수소가 풍부한 조성으로 유지하게 된다. 고로 상부로는 고로내부에서 소비되는 양만큼의 코크스 및 부원료와 하부로 환원되어 배출되는 만큼의 철광석을 공급한다. 발생된 가스는 보일러에서 열을 회수하면서 냉각시키고 스크러버를 이용해 분진 및 미량의 오염물질을 제거한 후 철광석을 환원할 때 발생된 이산화탄소를 제거한 후 다시 일산화탄소와 질소를 분리하여 수소를 생산한다. 분리된 질소와 일산화탄소는 다시 처리하여 일산화탄소로부터 질소를 분리한 후 일산화탄소는 고로에서 환원제로 이용되도록 한다. Increasing the amount of unanalyzed coal injected into the tuyere in the existing blast furnace increases the amount of carbon monoxide generated in the tuyere, and the generated carbon monoxide moves to the upper part of the blast furnace to reduce the iron ore and at the same time to remove the sulfur components and ash by contacting the raw iron ore and limestone. Be sure to The tuyere is controlled by the ratio of hot air and oxygen supplied to the tuyere temperature and the gas flow rate in the tuyere. Carbon monoxide generated in excess in the tuyere is moved to the upper part of the blast furnace, and some of the iron ore is reduced and converted into carbon dioxide, and some of the carbon monoxide is converted into carbon dioxide and hydrogen by reacting with the injected steam. Water vapor may be injected into the blast furnace or the shaft portion of the blast furnace, and the injection into the shaft portion may reduce the coke consumption in the blast furnace. The gas thus generated is maintained in a hydrogen-rich composition. The upper part of the blast furnace supplies as much coke and feedstock as is consumed in the blast furnace and iron ore as reduced and discharged to the lower part. The generated gas is cooled while recovering heat from the boiler, scrubbers are used to remove dust and traces of contaminants, carbon dioxide generated when iron ore is reduced, and carbon monoxide and nitrogen are separated again to produce hydrogen. The separated nitrogen and carbon monoxide are reprocessed to separate nitrogen from carbon monoxide so that the carbon monoxide is used as a reducing agent in the blast furnace.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 사용된 특정한 용어는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것이 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 명세서에 기재된 문언적 의미에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. The best embodiment has been disclosed in the drawings and specification above. The specific terminology used herein is for the purpose of describing the present invention only and is not intended to be limiting of meaning or the scope of the invention as set forth in the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the present invention without being limited to the literary meaning described in the specification.
이상에서 설명한 바와 같이, 풍구에서의 온도는 선철과 코크스의 현열 및 코크스와 미분탄의 산화열에 의해서 유지되기 때문에 주입되는 미분탄의 가스화 온도를 매우 안정적으로 유지할 수 있어서 다른 가스화기와는 달리 안정 조업을 달성할 수 있고 발생된 가스는 상부로 이동하면서 열이 회수되고 정제가 되기 때문에 가스 냉각설비 및 가스정제설비가 거의 없이도 깨끗한 가스를 얻을 수 있다. 또한 가스를 생산할 뿐 아니라 고로 본래의 기능인 선철 생산기능을 유지할 수 있기 때문에 선철과 가스생산의 두가지 역할을 하는 고로로서 가스화기를 따로 건설하지 않고도 기존의 고로를 이용할 수 있다는 장점이 있다. 그리고 석탄 중의 회분은 고로 슬래그와 함께 배출되기 때문에 회분배출이 자동으로 이루어지는 장점이 있다. 가스와 선철의 생산량은 풍구에 주입되는 석탄, 공기, 산소의 양과 고로 상부로 공급되는 코크스와 철광석의 양에 따라 조절할 수 있고 미분탄의 사용량을 증대시킬수록 코크스의 사용량을 줄일 수 있기 때문에 고로 운전에 있어서 코크스 공급부족에 의한 부담을 해소할 수 있다. 또한 수소를 생산할 때 분리되고 남은 일산화탄소는 재순 환되어 사용될 수 있기 때문에 일산화탄소 전환공정이 없어도 되는 효과가 있다.As described above, since the temperature in the tuyere is maintained by the sensible heat of pig iron and coke and the heat of oxidation of coke and pulverized coal, the gasification temperature of the pulverized coal injected can be maintained very stably, unlike other gasifiers, thus achieving stable operation. Since the generated gas is moved upward and heat is recovered and purified, clean gas can be obtained with almost no gas cooling and gas purification facilities. In addition, since it can not only produce gas but also maintain the original function of blast furnace, it has the advantage that the existing blast furnace can be used without constructing a gasifier as blast furnace which plays two roles of pig iron and gas production. And ash in the coal is discharged with the blast furnace slag has the advantage that the ash discharge is made automatically. The production of gas and pig iron can be controlled according to the amount of coal, air and oxygen injected into the tuyere, and the amount of coke and iron ore supplied to the top of the blast furnace. Therefore, the burden caused by the lack of coke supply can be eliminated. In addition, since the carbon monoxide separated and left when producing hydrogen can be recycled and used, there is no effect of a carbon monoxide conversion process.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050129117A KR20070067830A (en) | 2005-12-23 | 2005-12-23 | Hydrogen and pig iron production method using coal and iron ore |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050129117A KR20070067830A (en) | 2005-12-23 | 2005-12-23 | Hydrogen and pig iron production method using coal and iron ore |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070067830A true KR20070067830A (en) | 2007-06-29 |
Family
ID=38366352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020050129117A Withdrawn KR20070067830A (en) | 2005-12-23 | 2005-12-23 | Hydrogen and pig iron production method using coal and iron ore |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20070067830A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT202100011189A1 (en) * | 2021-05-03 | 2022-11-03 | Nextchem S P A | LOW ENVIRONMENTAL IMPACT PROCESS FOR THE REDUCTION OF IRON MINERALS IN A BLAST FURNACE USING SYNTHETIC GAS |
-
2005
- 2005-12-23 KR KR1020050129117A patent/KR20070067830A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT202100011189A1 (en) * | 2021-05-03 | 2022-11-03 | Nextchem S P A | LOW ENVIRONMENTAL IMPACT PROCESS FOR THE REDUCTION OF IRON MINERALS IN A BLAST FURNACE USING SYNTHETIC GAS |
| WO2022233769A1 (en) * | 2021-05-03 | 2022-11-10 | NextChem S.p.A. | Process utilizing synthesis gas for improving the environmental impact of the reduction of iron ore in blast furnaces |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2673274C (en) | Process and installation for generating electrical energy in a gas and steam turbine (combined cycle) power generating plant | |
| JP5696967B2 (en) | Method for producing directly reduced iron with controlled CO2 emission | |
| KR101663343B1 (en) | Method for producing cast iron or semi steel with reducing gas | |
| CA2769398C (en) | Reformer-gas-based reduction process with decarbonization of the fuel gas for the reformer | |
| CN101391746B (en) | Small coal gasification hydrogen production method | |
| TWI765521B (en) | Iron-making equipment and method for producing reduced iron | |
| RU2598062C2 (en) | Method of controlling combustion heat of exhaust gases from plants for production of cast iron or for synthetic gas | |
| CA2934121C (en) | Method for operating a top gas recycling blast furnace installation | |
| JP5857054B2 (en) | Method and apparatus for directly producing reduced iron using a reducing gas containing hydrogen and carbon monoxide as a supply source | |
| RU125879U1 (en) | DEVICE FOR THE REMOVAL OF CO2 FROM EXHAUST GASES DEVICES FOR THE PRODUCTION OF IRON | |
| RU2496884C2 (en) | Method for cast-iron melting with return of blast furnace gas at addition of hydrocarbons | |
| US20070256360A1 (en) | Method for the gasification of moisture-containing hydrocarbon feedstocks | |
| JP2012509456A (en) | Synthetic raw gas production method and apparatus | |
| JP5646966B2 (en) | Method and apparatus for producing gas mainly containing hydrogen | |
| US6214084B1 (en) | Iron manufacturing process | |
| WO2013064870A1 (en) | Process for producing direct reduced iron (dri) with less co2 emissions to the atmosphere | |
| JP2011503363A (en) | Elemental iron manufacturing method | |
| KR20070067830A (en) | Hydrogen and pig iron production method using coal and iron ore | |
| JPH059140A (en) | Plant for producing pig iron-methanol | |
| JPH01199622A (en) | Dry desulfurization method for coal gas | |
| WO2025008143A1 (en) | Method for producing direct reduced iron | |
| JPH04346950A (en) | Combination plant for producing pig iron and methanol |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20051223 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |