JPH04202290A - 製鉄所副生ガスの高カロリー化法 - Google Patents
製鉄所副生ガスの高カロリー化法Info
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- JPH04202290A JPH04202290A JP33204990A JP33204990A JPH04202290A JP H04202290 A JPH04202290 A JP H04202290A JP 33204990 A JP33204990 A JP 33204990A JP 33204990 A JP33204990 A JP 33204990A JP H04202290 A JPH04202290 A JP H04202290A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、製鉄所等で発生するコークス炉ガスを都市ガ
スとして使用しうるようにする高カロリー化方法に関す
るものである。
スとして使用しうるようにする高カロリー化方法に関す
るものである。
現在、都市ガスの約３０％は液化石油ガス（ＬＰＧ）を
原料としており、燃焼速度（Ｃｐ）、ウオツベ指数（Ｗ
Ｉ）等を規格値にするために、このＬＰＧを水蒸気改質
してブタン等を水素、−酸化炭素、炭酸ガス等に変え、
これをさらにＣＯ変成後ＬＰＧ及び空気を混合して製品
ガス化されていた。
原料としており、燃焼速度（Ｃｐ）、ウオツベ指数（Ｗ
Ｉ）等を規格値にするために、このＬＰＧを水蒸気改質
してブタン等を水素、−酸化炭素、炭酸ガス等に変え、
これをさらにＣＯ変成後ＬＰＧ及び空気を混合して製品
ガス化されていた。
すなわち、ＬＰＧはブタンを主成分とするガスであるが
、これを水蒸気改質すると、例えばＣ０１３％、Ｈ２６
９％、Ｃ０ｚ１３％、ＣＨ，５％程度のガスが得られる
。これをＣＯ変成するとＣＯ５％、Ｈｚ７１％、ｃｏｚ
１９％、ＣＨ，５％程度のガスになる。これに空気及び
ＬＰＧを加えてＣＯ３％、８２４０％、ｃｏｚｌ１％、
ＣＨ４３％、Ｃ４Ｈｒ。７％、０．８％、Ｎ２２９％、
カロリー５０００ｋｃａｌ／Ｎｍｆｆのガスに調節して
製品ガスとして使用していた。
、これを水蒸気改質すると、例えばＣ０１３％、Ｈ２６
９％、Ｃ０ｚ１３％、ＣＨ，５％程度のガスが得られる
。これをＣＯ変成するとＣＯ５％、Ｈｚ７１％、ｃｏｚ
１９％、ＣＨ，５％程度のガスになる。これに空気及び
ＬＰＧを加えてＣＯ３％、８２４０％、ｃｏｚｌ１％、
ＣＨ４３％、Ｃ４Ｈｒ。７％、０．８％、Ｎ２２９％、
カロリー５０００ｋｃａｌ／Ｎｍｆｆのガスに調節して
製品ガスとして使用していた。
また、コークス炉ガス（ＣＯＧ）を改質して都市ガスに
用いる方法も知られている。例えば、アロマティックス
、第３７巻、第７・８号、５２〜５９頁、１９８５年に
は、ＣＯＧをまずパラジウム触媒で酸素、ジエン、オレ
フィン類等に水添反応させ、次に、コバルト−モリブデ
ン系触媒で有機硫黄の水添脱硫を行ない、ついでニッケ
ル系触媒でメタン化し、脱炭酸後ＬＰＧを加えて都市ガ
スとして利用する方法が開示されている。
用いる方法も知られている。例えば、アロマティックス
、第３７巻、第７・８号、５２〜５９頁、１９８５年に
は、ＣＯＧをまずパラジウム触媒で酸素、ジエン、オレ
フィン類等に水添反応させ、次に、コバルト−モリブデ
ン系触媒で有機硫黄の水添脱硫を行ない、ついでニッケ
ル系触媒でメタン化し、脱炭酸後ＬＰＧを加えて都市ガ
スとして利用する方法が開示されている。
従来のＬＰＧを原料として、これを改質して用いる方法
はＣｐとＷｌの両方を規格範囲に調整することが容易で
なかった。また、ＣＯＧを原料として用いる方法は、プ
ロセスが煩雑でしかも高圧反応や加熱を必要とするなど
、設備コスト及び変動費の両面でも問題があった。
はＣｐとＷｌの両方を規格範囲に調整することが容易で
なかった。また、ＣＯＧを原料として用いる方法は、プ
ロセスが煩雑でしかも高圧反応や加熱を必要とするなど
、設備コスト及び変動費の両面でも問題があった。
本発明は、上記課題を解決してプロセスが簡単で固定費
、変動費の両方を低減した都市ガスとして利用しうる高
カロリーガスの製造方法を提供することを目的としてい
る。
、変動費の両方を低減した都市ガスとして利用しうる高
カロリーガスの製造方法を提供することを目的としてい
る。
本発明は、上記目的を達成するべくなされたものあり、
ＣＯＧ又はそれを主成分とするガスを酸化鉄を主成分と
する触媒に接触させて硫黄化合物、窒素酸化物、ジエン
類等を除去し、これにＬＰＧ及び空気を加えてガスカロ
リーを調節することを特徴とするＣＯＧの高カロリー化
方法によってかかる目的を達成したものである。
ＣＯＧ又はそれを主成分とするガスを酸化鉄を主成分と
する触媒に接触させて硫黄化合物、窒素酸化物、ジエン
類等を除去し、これにＬＰＧ及び空気を加えてガスカロ
リーを調節することを特徴とするＣＯＧの高カロリー化
方法によってかかる目的を達成したものである。
原料ガスは、ＣＯＧ又はそれを主成分とするものである
。ＣＯＧを主成分とするガスは、例えばＣＯＧに転炉ガ
スを全体の３０％以下の割合で添加混合したガス等であ
る。
。ＣＯＧを主成分とするガスは、例えばＣＯＧに転炉ガ
スを全体の３０％以下の割合で添加混合したガス等であ
る。
原料ガスには酸化鉄を主成分とする触媒反応を効率よく
行なわせるために、酸素ガスを混入しておくことが好ま
しい。酸素ガスは純酸素を用いてもよく、空気を用いて
もよい。酸素の濃度は１〜３％程度、特に１．５〜２．
５％程度が適当である。
行なわせるために、酸素ガスを混入しておくことが好ま
しい。酸素ガスは純酸素を用いてもよく、空気を用いて
もよい。酸素の濃度は１〜３％程度、特に１．５〜２．
５％程度が適当である。
酸素は予め原料ガスに添加しておいてもよく、あるいは
後記する酸化鉄系触媒塔に直接吹込んでもよい。
後記する酸化鉄系触媒塔に直接吹込んでもよい。
ＣＯＧ等には通常ミスト類が含まれており、これが触媒
を傷めるので予めフィルター等で除去してから触媒に接
触させるのがよい。
を傷めるので予めフィルター等で除去してから触媒に接
触させるのがよい。
原料ガスに酸素を加えた混合ガスは、まず酸化鉄を主成
分とする触媒を接触させる。この触媒は担体に酸化鉄（
α−ＦｅｚＯ：＋）と酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び酸化銅（
ＣｕＯ）を担持し、これに塩基性化合物を添加したもの
である。担体はＣａＯ１Ｓ ｉ Ｏｚ、Ａ ｌ ｚ Ｏ
３、ＭｇＯ１Ｔ ｉ Ｏ□等を単独あるいは適宜混合し
たものである。
分とする触媒を接触させる。この触媒は担体に酸化鉄（
α−ＦｅｚＯ：＋）と酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び酸化銅（
ＣｕＯ）を担持し、これに塩基性化合物を添加したもの
である。担体はＣａＯ１Ｓ ｉ Ｏｚ、Ａ ｌ ｚ Ｏ
３、ＭｇＯ１Ｔ ｉ Ｏ□等を単独あるいは適宜混合し
たものである。
酸化鉄は、α−Ｆｅ２０３を主とするもので粒径６０ｎ
以下の超微粉が好ましい。このような酸化鉄超微粉は鉄
粉を希塩酸等に溶解した溶液を燃料とともに７００〜８
００°Ｃで噴霧して焙焼することにより得ることができ
る。ＺｎＯ及びＣｕＯは市販されている工業用のものを
そのまま使用することができる。
以下の超微粉が好ましい。このような酸化鉄超微粉は鉄
粉を希塩酸等に溶解した溶液を燃料とともに７００〜８
００°Ｃで噴霧して焙焼することにより得ることができ
る。ＺｎＯ及びＣｕＯは市販されている工業用のものを
そのまま使用することができる。
これに添加される塩基性化合物はアルカリ金属又はアル
カリ土類金属の酸化物及び炭酸塩が適当である。酸化物
の例としてＣａＯｌＭｇＯ等、そして炭酸塩の例として
はＮａＨＣＯ：＋、Ｎａ２Ｃｏ３、ＣａＣＯ３、Ｋ、Ｃ
Ｏ３等を挙げることができる。
カリ土類金属の酸化物及び炭酸塩が適当である。酸化物
の例としてＣａＯｌＭｇＯ等、そして炭酸塩の例として
はＮａＨＣＯ：＋、Ｎａ２Ｃｏ３、ＣａＣＯ３、Ｋ、Ｃ
Ｏ３等を挙げることができる。
触媒の組成としては酸化鉄３０〜８０重量％程度、酸化
亜鉛２〜１５重量％重量％酸化銅２〜１５重量％程度、
担体１０〜３０重量％程度、そして塩基性化合物の添加
物１〜１０Ｍ量％程度が適当である。
亜鉛２〜１５重量％重量％酸化銅２〜１５重量％程度、
担体１０〜３０重量％程度、そして塩基性化合物の添加
物１〜１０Ｍ量％程度が適当である。
この触媒の製造方法としては酸化鉄、酸化亜鉛及び酸化
銅を混合後、担体、塩基性化合物の添加物と水を加えて
混合造粒し、結晶水除去のため１００〜４００°Ｃ程度
で軽く焙焼すればよい。担体及び塩基性化合物は酸化鉄
等と一緒に加えてもよい。
銅を混合後、担体、塩基性化合物の添加物と水を加えて
混合造粒し、結晶水除去のため１００〜４００°Ｃ程度
で軽く焙焼すればよい。担体及び塩基性化合物は酸化鉄
等と一緒に加えてもよい。
粒径は５〜２０ｍｍ程度が適当であり、７〜１５配程度
が好ましい。
が好ましい。
この触媒は１２０〜３００°Ｃ１常圧以上の比較的低圧
で有機イオウ、ＮＯｘ及びジエン類を同時に分解するこ
とができる。混合ガスの流速は空間速度（ＳＶ）で１０
０−１０００ｈｒ−’程度の範囲で使用でき、６５０ｈ
ｒ−’以下では極めて良好な除去成績を上げることがで
きる。また、触媒の再生は少量の空気と水蒸気を送入す
ることによってＦ ｅｇ Ｓ ３、ＦｅＳ等の硫化物に
変化した触媒がＦｅｚＯ＋に再生され、長期間の継続使
用が可能である。
で有機イオウ、ＮＯｘ及びジエン類を同時に分解するこ
とができる。混合ガスの流速は空間速度（ＳＶ）で１０
０−１０００ｈｒ−’程度の範囲で使用でき、６５０ｈ
ｒ−’以下では極めて良好な除去成績を上げることがで
きる。また、触媒の再生は少量の空気と水蒸気を送入す
ることによってＦ ｅｇ Ｓ ３、ＦｅＳ等の硫化物に
変化した触媒がＦｅｚＯ＋に再生され、長期間の継続使
用が可能である。
原料ガスは、この酸化鉄系触媒塔に８０〜１５０°Ｃ程
度、好ましくは１００〜１２０°Ｃ程度に加熱して送入
する。そうすると、この塔内で可燃性成分の一部が酸素
ガスと反応して、この燃焼熱によってこの塔のオフガス
は３５０〜５００°Ｃ程度に上昇する。そこで、このオ
フガスを原料ガスと熱交換して原料ガスを前記温度まで
の加熱に利用するのがよい。
度、好ましくは１００〜１２０°Ｃ程度に加熱して送入
する。そうすると、この塔内で可燃性成分の一部が酸素
ガスと反応して、この燃焼熱によってこの塔のオフガス
は３５０〜５００°Ｃ程度に上昇する。そこで、このオ
フガスを原料ガスと熱交換して原料ガスを前記温度まで
の加熱に利用するのがよい。
熱交換したオフガスにＬＰＧと空気を加えてＣｐ及びＷ
ｌが規定された範囲内になるように調節するのである。
ｌが規定された範囲内になるように調節するのである。
すなわち、Ｃｐ及びＷＩは下記式で表される。
Ｋ：ガス中の酸素の含有量により定まる定数（第３図参
照） Ｓ：ガスの空気に対する比重 ところでＣＯＧ、ＬＰＧ及び空気の熱量と比重は次の通
りであるから、 比率 発熱ＭＬ （ｋｃａｌ／Ｎｍ３） 比重ＣＯＧ
ｘ ５１００ ０．３６ＬＰＧ ｙ
２４２７０ １．５６Ａｉｒ ｚ Ｏ１
，００ 上記の式から、Ｃｐ及びＷｌが所定値になる配合割合を
算出できる。例えば、ガスの総カロリー４５００ｋｃａ
ｌ／Ｎｍ：ｌでＷｌ ６３００の場合乙こは下記式から
配合割合を算出することができる。
照） Ｓ：ガスの空気に対する比重 ところでＣＯＧ、ＬＰＧ及び空気の熱量と比重は次の通
りであるから、 比率 発熱ＭＬ （ｋｃａｌ／Ｎｍ３） 比重ＣＯＧ
ｘ ５１００ ０．３６ＬＰＧ ｙ
２４２７０ １．５６Ａｉｒ ｚ Ｏ１
，００ 上記の式から、Ｃｐ及びＷｌが所定値になる配合割合を
算出できる。例えば、ガスの総カロリー４５００ｋｃａ
ｌ／Ｎｍ：ｌでＷｌ ６３００の場合乙こは下記式から
配合割合を算出することができる。
χ＋ｙ＋ｚ＝１
５１００ ｘ ＋２４２７０ ｙ ＋ ｚ ＝４５００
ｋｃａｌ／Ｎｍ３Ｃｐは上記の算出結果から前述の式に
より算出すればよい。
ｋｃａｌ／Ｎｍ３Ｃｐは上記の算出結果から前述の式に
より算出すればよい。
ＣＯＧに酸化鉄系触媒を作用させることによって脱硫、
脱ＮＯｘ等を行ない、これに高カロリーのＬＰＧと空気
を組合せて配合することによりカロリーの指標であるＷ
Ｉを着火性の指標であるＣｐを規格値になるように調節
している。
脱ＮＯｘ等を行ない、これに高カロリーのＬＰＧと空気
を組合せて配合することによりカロリーの指標であるＷ
Ｉを着火性の指標であるＣｐを規格値になるように調節
している。
〔実施例］
第１図に示す装置を用いた。
原料のＣＯＧはフィルター１でミスト類等を除去され、
熱交換器２に入って触媒塔３のオフガスと熱交換して昇
温されてから触媒塔３に入る。触媒塔３の上部からは酸
素源として空気も吹込まれる。触媒塔で脱硫、脱ＮＯｘ
、脱ジエン等が行なわれ、オフガスは前記の熱交換器２
を通り、次の熱交換器４を通ってから空気及びＬＰＧが
混合されて製品ガスとされる。
熱交換器２に入って触媒塔３のオフガスと熱交換して昇
温されてから触媒塔３に入る。触媒塔３の上部からは酸
素源として空気も吹込まれる。触媒塔で脱硫、脱ＮＯｘ
、脱ジエン等が行なわれ、オフガスは前記の熱交換器２
を通り、次の熱交換器４を通ってから空気及びＬＰＧが
混合されて製品ガスとされる。
このような装置を用いて、ＣＯＧから高カロリーガスの
製造を行なった。原料ガスの組成は表１に示す通りであ
る。
製造を行なった。原料ガスの組成は表１に示す通りであ
る。
触媒塔３に充填した触媒は次のようにして作製した。す
なわち、製鉄業において鋼板を塩酸で酸洗するときに発
生する廃酸（ＦｅＣｊ２ｚ２０〜３０％）を７００〜８
００”Ｃで噴霧焙焼して粒径６０ｔｒｍ以下のα−Ｆ
ｅ ｚ Ｏ＝粉を得た。この酸洗ダスト５０重量％にＺ
ｎＯ１ＣｕＯをそれぞれ５重量％を加えて均一に混合し
、ポルトランドセメント（ＣａＯ６４％、５ｉＯ２２％
、Ａ１２０３５％等＞ １５重量％と焼結鉱２３重量
％及び重炭酸ソーダ２重量％に水を加えて均一に混練し
た後、７〜１５圓粒径程度に造粒した酸素源としては、
触媒塔３へ空気を酸素濃度が２％になるように添加した
。触媒塔３のＳ■は６００／ｈｒであり、ガス温度はフ
ィルタ−１出口が３０°Ｃ１触媒塔入口が１２０°Ｃ＠
後、出口が４００°Ｃ前後そして熱交換器２の出口が３
１０°Ｃ前後であった。空気と触媒塔オフガス及びＬＰ
Ｇ混合割合は空気１７％、Ｃ０Ｇ８０％、ＬＰＧ３％と
して運転した。
なわち、製鉄業において鋼板を塩酸で酸洗するときに発
生する廃酸（ＦｅＣｊ２ｚ２０〜３０％）を７００〜８
００”Ｃで噴霧焙焼して粒径６０ｔｒｍ以下のα−Ｆ
ｅ ｚ Ｏ＝粉を得た。この酸洗ダスト５０重量％にＺ
ｎＯ１ＣｕＯをそれぞれ５重量％を加えて均一に混合し
、ポルトランドセメント（ＣａＯ６４％、５ｉＯ２２％
、Ａ１２０３５％等＞ １５重量％と焼結鉱２３重量
％及び重炭酸ソーダ２重量％に水を加えて均一に混練し
た後、７〜１５圓粒径程度に造粒した酸素源としては、
触媒塔３へ空気を酸素濃度が２％になるように添加した
。触媒塔３のＳ■は６００／ｈｒであり、ガス温度はフ
ィルタ−１出口が３０°Ｃ１触媒塔入口が１２０°Ｃ＠
後、出口が４００°Ｃ前後そして熱交換器２の出口が３
１０°Ｃ前後であった。空気と触媒塔オフガス及びＬＰ
Ｇ混合割合は空気１７％、Ｃ０Ｇ８０％、ＬＰＧ３％と
して運転した。
運転結果を表１に示す。
表１
次に、前記の触媒塔オフガス９５：空気５の割合で混合
したガスにＬＰＧを各種割合で添加したガスの組成、比
重、総カロリー、Ｃｐ及びＷｌを求めた結果を表２に示
す。尚、表２のオフガスの欄は触媒塔オフガスの組成等
を示し、０％の欄はオフガス９５：空気５の割合で混合
したガスの組成等を示している。この結果をＣｐとＷｌ
の関係についても示したのが第２図である。図中の実線
がこの関係を示している。ＣＯＧを酸化鉄系触媒で処理
して空気５％を添加することによりＷｌが最下点に来る
。そこでＬＰＧを添加するとＣｐは徐々に低下するがＷ
Ｉが急速に上昇し、ＬＰＧを３０〜４６％程度添加する
ことにより図中に四角い枠で示した１２Ａ又は１３Ａガ
スの範囲内に位置させることができる。尚、図の点線は
触媒処理しないで空気及びＬＰＧを添加した場合を示し
ている。
したガスにＬＰＧを各種割合で添加したガスの組成、比
重、総カロリー、Ｃｐ及びＷｌを求めた結果を表２に示
す。尚、表２のオフガスの欄は触媒塔オフガスの組成等
を示し、０％の欄はオフガス９５：空気５の割合で混合
したガスの組成等を示している。この結果をＣｐとＷｌ
の関係についても示したのが第２図である。図中の実線
がこの関係を示している。ＣＯＧを酸化鉄系触媒で処理
して空気５％を添加することによりＷｌが最下点に来る
。そこでＬＰＧを添加するとＣｐは徐々に低下するがＷ
Ｉが急速に上昇し、ＬＰＧを３０〜４６％程度添加する
ことにより図中に四角い枠で示した１２Ａ又は１３Ａガ
スの範囲内に位置させることができる。尚、図の点線は
触媒処理しないで空気及びＬＰＧを添加した場合を示し
ている。
（以下余白）
〔発明の効果］
本発明の方法は、プロセスが簡単で容易、かつ安価に高
カロリーガスを製造することができる。
カロリーガスを製造することができる。
また、ＬＰＧのみを原料とするガスと比べて着火性も良
好である。
好である。
第１図は本発明の実施例で使用した装置の概要を示すフ
ローシートである。第２図は本発明の実施例で得られた
ガスのＬＰＧ配合割合を変えてＣｐとＷｌの関係を求め
た結果を示すグラフである。第３図はＣｐを算出する際
に使用されるに値を求めるグラフである。 代 理 人 弁理士 国中 政情 第１図 第３図 ガス中の酸素の含有量（容ｒｔ、）
ローシートである。第２図は本発明の実施例で得られた
ガスのＬＰＧ配合割合を変えてＣｐとＷｌの関係を求め
た結果を示すグラフである。第３図はＣｐを算出する際
に使用されるに値を求めるグラフである。 代 理 人 弁理士 国中 政情 第１図 第３図 ガス中の酸素の含有量（容ｒｔ、）
Claims (1)
- コークス炉ガス又はそれを主成分とするガスを酸化鉄
を主成分とする触媒に接触させて硫黄化合物、窒素酸化
物、ジエン類等を除去し、これに液化石油ガス及び空気
を加えてガスカロリーを調節することを特徴とするコー
クス炉ガスの高カロリー化方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33204990A JPH04202290A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 製鉄所副生ガスの高カロリー化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33204990A JPH04202290A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 製鉄所副生ガスの高カロリー化法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04202290A true JPH04202290A (ja) | 1992-07-23 |
Family
ID=18250572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33204990A Pending JPH04202290A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 製鉄所副生ガスの高カロリー化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04202290A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008157226A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-10 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンで低ｂｔｕ燃料ガスを使用する方法及び系 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6018582A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-30 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 石炭ガス化ガス脱硫・集じん装置 |
| JPS6315894A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Hokkaido Gas Kk | 炭化水素からの低カロリ−都市ガス製造法 |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP33204990A patent/JPH04202290A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6018582A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-30 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 石炭ガス化ガス脱硫・集じん装置 |
| JPS6315894A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Hokkaido Gas Kk | 炭化水素からの低カロリ−都市ガス製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008157226A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-10 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンで低ｂｔｕ燃料ガスを使用する方法及び系 |
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