JPH0653206B2 - 還元高炉の排ガスからのイオウの除去法 - Google Patents

還元高炉の排ガスからのイオウの除去法

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JPH0653206B2
JPH0653206B2 JP63119056A JP11905688A JPH0653206B2 JP H0653206 B2 JPH0653206 B2 JP H0653206B2 JP 63119056 A JP63119056 A JP 63119056A JP 11905688 A JP11905688 A JP 11905688A JP H0653206 B2 JPH0653206 B2 JP H0653206B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は還元高炉の排ガスからのイオウの除去法に関す
る。
（従来の技術） 還元高炉の排ガスは基本的にはイオウを含有する。用い
られる鉄鉱石、および還元性ガスの製造に用いられる出
発物質が通常はイオウを含有するからである。排ガス中
に含有されるイオウは主として化合物H2S中に出現し、
このガスの濃度は一般に50〜100ppmであるが、用いられ
る材料の質の関数としてこの範囲よりもはるかに高いか
または低い可能性もある。
還元高炉の排ガスは普通に処理され、そして一部は還元
性ガスとして、もしくは還元性ガスの回収のために返送
され、および／または取出されて他のいずれかにおいて
エキスポートガス(exportgas)として用いられる。イオ
ウ化合物はエキスポートガスにおいて特に有害となる可
能性があるので、エキスポートガスを使用する前にこれ
からイオウ化合物を除去することが有利である。
排ガスは一般にまずこれから固形粒子を除去すべくスク
ラバー中で処理され、これは約30〜60℃の温度に冷却さ
れなければならない。次いで排ガスに含有されるCO2が
除去される。これがその後の排ガスの使用に際して有害
だからである。これに適した方法は化学的洗浄、または
いわゆる圧力スイング(pressure swing)法である。分離
されたCO2は約200ppmのH2Sを含有するので、環境上の理
由からこれをこの状態で環境へ排出することはできず、
またその後の任意の処理にも不適当である。従って、プ
ロセスガスとして還元プロセスへ返送されない部分の排
ガスからイオウ化合物が常法により除去される。この脱
硫は従来、活性炭上での接触酸化、またはルックスマス
(luxmasse)もしくは沼鉄鉱への吸収によるほか、いわゆ
るストレットフォード(Stretford)洗浄によっても行わ
れている。これらの方法は複雑であり、付加的材料、た
とえば活性炭または吸収材を必要とし、これらは特に別
個に貯蔵および廃棄されなければならない。
（発明が解決しようとする課題） 従って本発明の課題は、少なくとも１種のガス状化合物
に含有されるイオウを鉄鉱石還元高炉の排ガスの少なく
とも一部から吸収することにより除去するための既知の
方法、すなわちまず排ガスをスクラバー中で洗浄し、冷
却し、次いでイオウの除去を行う方法を、脱硫が簡単な
方法で、この目的のためだけに必要な材料を使用するこ
となく行われる様式に改良することである。
（課題を解決するための手段） 本発明によればこの課題は、イオウ吸収材として還元高
炉において生成したスポンジ鉄の一部を使用することを
特徴とする、鉄鉱石還元高炉の排ガスの少なくとも一部
からの吸収により少なくとも１種のガス状化合物に含有
されるイオウを除去するために、排ガスをまずスクラバ
ー中で洗浄し、冷却し、次いでイオウの除去を行う方法
によって解決される。本発明方法の他の有利な形態、お
よびそれらを実施するための好ましい装置は特許請求の
範囲の記載から明らかになるであろう。
本発明の第１の特色は、イオウ吸収材が還元高炉におい
て生成したスポンジ鉄の一部であるという点である。こ
のイオウの吸収に用いられた部分のスポンジ鉄は好まし
くは、還元高炉において生成した他の部分のスポンジ鉄
へ返送される。このように本発明方法はイオウの除去の
ために付加的な材料を必要としないのできわめて簡単で
あり、かつ合理的である。従って、他の方法ではこの種
の材料の入手および取出しに伴って生じるであろう付加
的経費が本発明においては避けられる。
イオウの吸収は30〜60℃の温度で行われる。この温度が
低いほどより多量のイオウが鉄によって吸収され、すな
わちガス中に残留するイオウの濃度はより低くなる。
好ましくは、還元高炉において生成し、イオウの吸収に
用いられなかったスポンジ鉄を溶融ガス化装置へ移送さ
れ、ここで完全に還元されて銑鉄となる。イオウの吸収
に用いられたスポンジ鉄もイオウを吸収したのち溶融ガ
ス化装置に供給される。溶融ガス化装置においてイオウ
は鉄浴の上部に集まる溶融スラグ内に導入されたフラッ
クスにより結合される。スラグおよび溶融銑鉄は一定期
間毎に出湯される。
図面に示す形態によって本発明を以下に、より詳細に説
明する。図面は鉄鉱石から溶融銑鉄を製造するためのプ
ラントを示す図である。
図示したプラントは本質的に直接還元高炉１およびこの
下方に位置する溶融ガス化装置２からなる。好ましくは
塊状(lumpy)の鉄鉱石が既知の様式でパイプ３により高
炉１へ供給される。還元性ガスはパイプ４によって高炉
１内へ吹込まれ、下降する鉄鉱石の流れと逆に上昇し、
鉄鉱石を還元する。このガスは高炉１を貫流したのち高
炉ガスとしてパイプ５により取出される。
スポンジ鉄に還元された鉄鉱石は下降管６により溶融ガ
ス化装置２へ導通される。溶融ガス化装置２には既知の
方法でパイプ７により炭素系キャリヤーがたとえば高温
炭化コークスの形で供給され、また酸素含有ガスがパイ
プ８により供給される。後記の様式でパイプ９によっ
て、高炉１からの調製済み高炉ガスが溶融ガス化装置２
へ供給される。一定期間毎に溶融銑鉄が溶融ガス化装置
２からパイプ10により取出され、溶融スラグがこれから
パイプ11により取出される。
溶融ガス化装置２においては、本質的にCOおよびH2から
なるガスが生成する。これは約1000℃の温度をもち、パ
イプ４によって高炉１へ還元性ガスとして吹込まれる。
あらかじめ調製済みの高炉ガスがパイプ９から枝分かれ
したパイプ12によってこれと混合され、その結果還元性
ガスの温度は還元の目的に適した約850℃の値に調整さ
れる。
高炉ガスはまずパイプ５によりスクラバー13へ導通さ
れ、ここで約35℃の温度に冷却され、ここで固体粒子が
高炉ガスから分離される。粒子はパイプ14によって好ま
しくは溶融ガス化装置２へ供給される。
冷却および洗浄された高炉ガスはスクラバー13からパイ
プ15へ導通され、これからパイプ16が枝分かれし、これ
は還元プロセスへ返送される高炉ガスを受容する。パイ
プ16はCO2スクラバー17へ放出し、ここで既知の方法に
より高炉ガスからCO2が取出される。この調製済み高炉
ガスはパイプ９を経て取出され、CO2はパイプ18を経て
取出される。
パイプ15からの他の高炉ガスはパイプ19を経て蒸気発生
器20へ導通され、ここで水蒸気発生のために燃焼され
る。水蒸気はパイプ21を経てCO2スクラバー17へ供給さ
れる。水蒸気はここで高炉ガスからCO2を分離するため
に必要である。
プロセスパラメーターは、高炉１において生成した高炉
ガスすべてが還元プロセスの維持に必要となる状態に設
定されることが好ましい。これはパイプ15を貫流する高
炉ガスがすべてパイプ16および19により受容されること
を意味する。しかし高炉ガスの一部が不必要である場合
には、これはエキスポートガスとして他のいずれかで使
用するために取出される。
H2S含量約200ppmのCO2はCO2スクラバー17からパイプ18
を経て脱硫反応器22へ導通される。これはここでスポン
ジ鉄からなるカラム内を上昇し、パイプ23を経て開口部
から放出されるか、または後続の処理手段へ供給され
る。
脱硫反応器22には、高炉１のスポンジ鉄出口に接続した
パイプ24を経て上方からスポンジ鉄が装入される。対応
するコンベヤー手段により、高炉１において生成したス
ポンジ鉄のごく一部が連続的または断続的に脱硫反応器
22へ搬送される。脱硫反応器22の底には、パイプ25に接
続する出口が設けられる。パイプ24を経て供給される量
に応じて、スポンジ鉄はパイプ25により脱硫反応器22か
ら取出され、その結果スポンジ鉄は脱硫反応器22内でCO
2の流れと逆に下方へ落下する。スポンジ鉄とCO2内のH2
Sは、硫化鉄および水素が生成する様式で反応する。硫
化鉄はパイプ25により取出され、その結果パイプ23から
取出されるガスは実質的にイオウを含まない。
鉄とH2Sのこの反応は比較的低い温度によって助成され
る。従って高炉ガスは上記の様式で脱硫する前に冷却さ
れる必要がある。高炉ガスが高炉１から排出される温度
においては、脱硫はほぼ800ppm以上のH2S含量において
可能であるにすぎない。しかし高炉ガスにおいては普通
はこのようなイオウ濃度には達しないので、上記の脱硫
法は高炉ガスが最初に冷却された場合に適切であるにす
ぎず、高温は30〜60℃である。その場合、脱硫されたガ
スのH2S含量は１ppm以下である。
イオウを含有するスポンジ鉄はパイプ25を経てパイプ７
へ導通され、これによりこれは炭素系キャリヤーと共に
溶融ガス化装置２へ供給される。ここでスポンジ鉄はイ
オウ結合性フラックスによりイオウを除去され、そして
下降管６を通って導入されるスポンジ鉄と同様に溶融さ
れ、完全に銑鉄に還元される。イオウはパイプ11により
取出されるスラグに結合している。
ガスの量が少なく、イオウ濃度が高いほど、具体例に示
すように分岐したCO2ガス流のみを脱硫するのが適切で
ある。しかしCO2および水分によって鉄の再酸化が起こ
り、これにより約500ppmの濃度のCOまたはH2が生成する
可能性がある。従って特定の状況では、CO2を取出す前
に高炉ガスの脱硫を行うことが有利であろう。その際Fe
Oも脱硫剤として作用する。
エキスポートガスとして用いられる過剰の高炉ガスもこ
れを他に使用する前に脱硫することが適切である。これ
を別個の脱硫反応器に導通するか、またはプロセスガス
として返送される高炉ガスと共に脱硫したのちこれから
分取することもできる。
（実施例） 銑鉄40トン／時間を製造するプラントにつき、イオウ負
荷量50％、および高炉ガス中のH2S含量80ppmの場合、わ
ずか20kg／時間のスポンジ鉄が脱硫反応器22への装入に
必要とされたにすぎない。ほぼ37.2％のCO、32.8％のCO
2、12.0％のH2S、12.9％のH2O、ならびに若干のCH4およ
びN2という組成をもつ高炉ガス約62,900Nm3／時間が生
成した。このうち42,850Nm3／時間はパイプ16を経てCO2
スクラバー17へ導通され、一方残部は蒸気発生器20にお
いて水蒸気を生成するために用いられ、エキスポートガ
スは排出されなかった。CO215350Nm3／時間がパイプ18
を経て脱硫反応器22へ導通され、一方調製済み高炉ガス
の残部のうち18500Nm3／時間は溶融ガス化装置２へ供給
され、9000Nm3／時間は管路12および４を経て直接に高
路１へ還元性ガスとして供給された。パイプ３により高
炉１にペレット状鉄鉱石60ｔ／時間、ならびにフラック
スとしてドロマイト３ｔ／時間および石灰石5.6ｔ／時
間を供給した。高炉に供給された還元性ガスの総量は61
000Nm3／時間であり、90％がCOおよびH2であった。さら
に石炭18.5ｔ／時間および酸素11700Nm3／時間が還元性
ガスの生成のため、またスポンジ鉄の溶融および完全な
還元のために、溶融ガス化装置２に吹込まれた。
【図面の簡単な説明】
図面は鉄鉱石から溶融銑鉄を製造するためのプラントを
示す図である。各記号は下記のものを表わす。 １：還元高炉 ２：溶融ガス化装置 ３：パイプ（鉄鉱石用） ４，12：パイプ（還元性ガス用） ５，９，15,16,19：パイプ（溶鉱炉ガス用） ６：下降管（スポンジ鉄用） ７：パイプ（キャリヤー用） ８：パイプ（酸素含有ガス用） 10：パイプ（溶融銑鉄用） 11：パイプ（溶融スラグ用） 13：粒子スクラバー 14：パイプ（粒子用） 17：CO2スクラバー 18,23：パイプ（CO2用） 20：蒸気発生器 21：パイプ（水蒸気用） 22：脱硫反応器 24,25：パイプ（スポンジ鉄用）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｋ 1/26 7106−4Ｈ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】イオウ吸収材として還元高炉(1)において
    生成したスポンジ鉄の一部を使用することを特徴とす
    る、鉄鉱石還元高炉の排ガスの少なくとも一部からの吸
    収により少なくとも１種のガス状化合物に含有されるイ
    オウを除去するために、排ガスをまずスクラバー中で洗
    浄し、冷却し、次いでイオウの除去を行う方法。
  2. 【請求項２】イオウの吸収に使用されたスポンジ鉄の一
    部を還元高炉(1)において生成したスポンジ鉄の他の部
    分に再供給することを特徴とする、請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】イオウを含有しない部分の排ガスからCO2
    を分離することを特徴とする、請求項１または２に記載
    の方法。
  4. 【請求項４】イオウの除去後に、排ガスに含有されるCO
    2を除去することを特徴とする、請求項１または２に記
    載の方法。
  5. 【請求項５】エキスポートガスとして導き出された部分
    の排ガスからイオウを除去することを特徴とする、請求
    項１ないし４のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】イオウの吸収を30〜60℃の温度で行うこと
    を特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の方
    法。
  7. 【請求項７】還元高炉(1)において生成し、イオウの吸
    収に使用されないスポンジ鉄を溶融ガス化装置(2)へ移
    送し、ここで溶融し、次いで完全に銑鉄に還元するこ
    と、およびイオウの吸収に使用されたスポンジ鉄をもイ
    オウの吸収後に溶融ガス化装置(2)へ供給することを特
    徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】イオウを含有するスポンジ鉄を固体状炭素
    系キャリヤーと共に溶融ガス化装置(2)へ供給すること
    を特徴とする、請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】排ガスの少なくとも一部をCO2分離後に還
    元性ガスの一部として還元高炉(1)へ返送することを特
    徴とする、請求項７または８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】CO2分離後に排ガスの一部を溶融ガス化
    装置(2)へ供給することを特徴とする、請求項７ないし
    ９のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項１１】イオウの除去が還元プロセスへ返送され
    ない分離された部分の排ガスにおいて行われることを特
    徴とする、請求項７ないし10のいずれかに記載の方法。
  12. 【請求項１２】固体入口が還元高炉(1)の出口に接続
    し、かつ固体出口が溶融ガス化装置(2)への炭素キャリ
    ヤーの入口に接続している脱硫反応器(22)が設けられて
    いることを特徴とする、請求項７ないし11のいずれかに
    記載の方法を実施するための装置。
  13. 【請求項１３】脱硫反応器(22)のガス入口が、還元プロ
    セスへ返送される排ガスを搬送するパイプ(16,9)に挿入
    されたCO2スクラバー(17)のCO2出口に接続していること
    を特徴とする、請求項12に記載の装置。
JP63119056A 1987-05-16 1988-05-16 還元高炉の排ガスからのイオウの除去法 Expired - Lifetime JPH0653206B2 (ja)

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JPS63315128A JPS63315128A (ja) 1988-12-22
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EP (1) EP0291754B1 (ja)
JP (1) JPH0653206B2 (ja)
KR (1) KR960000009B1 (ja)
AT (1) AT389460B (ja)
AU (1) AU615187B2 (ja)
BR (1) BR8802342A (ja)
CA (1) CA1307907C (ja)
DD (1) DD285723A5 (ja)
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