WO2024135696A1 - 還元鉄の製造方法 - Google Patents

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功一 ▲高▼橋
光輝 照井
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    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing reduced iron.
  • the raw material of iron is mainly iron oxide, and a reduction process to reduce this iron oxide is essential in steelworks.
  • the most common reduction process that is widespread worldwide is the blast furnace.
  • coke or pulverized coal reacts with oxygen in hot air (air heated to about 1200 ° C) at the tuyere. This reaction produces reducing gases CO and H 2 , which are used to reduce iron ore in the furnace.
  • the reducing agent ratio (the amount of coke and pulverized coal used per ton of molten iron) has been reduced to about 500 kg/t, and the reducing agent ratio has already reached almost the lower limit. Therefore, a further significant reduction in the reducing agent ratio cannot be expected.
  • a method of producing reduced iron using a vertical reduction furnace (hereinafter also referred to as a shaft furnace) is also often used.
  • a reduction furnace is filled with agglomerated iron ore such as sintered ore or pellets (hereinafter also simply referred to as iron oxide) as an iron oxide raw material.
  • a reducing gas containing CO and H 2 is blown into the reduction furnace to reduce the iron oxide and produce reduced iron.
  • natural gas or the like is used as a raw material gas for the reducing gas. This raw material gas is heated and reformed in a reformer together with the furnace top gas. As a result, a reducing gas is produced.
  • the furnace top gas is a gas after being subjected to the reduction of the iron oxide in the reduction furnace, and is generally discharged from the furnace top.
  • the generated reducing gas is blown into the reduction furnace and reacts with the iron oxide supplied from the upper part of the reduction furnace.
  • the iron oxide is reduced to produce reduced iron.
  • the reduced iron is cooled in a region below the position where the reducing gas is blown into the reduction furnace, and then discharged from the lower part of the reduction furnace.
  • the top gas remaining after the reduction of the iron oxide is discharged from the reduction furnace, for example, from the top of the furnace. After dust collection and cooling, part of the top gas is sent to the reformer as a raw material for the reformed gas. The remaining top gas is used as fuel gas for the reformer. In this method, the top gas used as fuel gas for the reformer is usually discharged outside the system.
  • Patent Document 1 describes a method in which exhaust gas from a reducing furnace and natural gas are reformed in a reformer to generate a reducing gas mainly composed of CO and H2 , and the reducing gas is blown into a reducing furnace to reduce iron oxide in the reducing furnace, thereby producing reduced iron.
  • Patent Document 2 describes a method for producing reduced iron by reforming coke oven gas and top gas of a reducing furnace from which CO2 has been removed to produce reducing gas, and then injecting the reducing gas into a reducing furnace.
  • the method described in Patent Document 2 produces reducing gas using coke oven gas or converter gas generated in a steelworks.
  • coke oven gas or converter gas is required as fuel gas for downstream processes such as a heating furnace and an annealing furnace. Therefore, if the coke oven gas or converter gas is diverted to the reduced iron production process, it will cause a fuel gas shortage in the downstream processes. As a result, natural gas will be supplied from outside to compensate for the shortage of fuel gas in the downstream processes. In other words, even with the method described in Patent Document 2, it is not possible to simultaneously achieve energy conservation and reduction in CO2 emissions, and problems remain.
  • the present invention has been made in consideration of the above-mentioned current situation, and has an object to provide a method for producing reduced iron that can simultaneously achieve energy saving and reduction in CO2 emissions.
  • the inventors have conducted extensive research to simultaneously achieve energy savings and reduction in CO2 emissions, and have developed a system for circulating and reusing furnace gas. That is, the inventors a blowing step of blowing a reducing gas into the reduction furnace; a reduction step of reducing the iron oxide with a reducing gas in a reduction furnace to obtain reduced iron; A distribution step of distributing a top gas discharged from the reducing furnace into a first top gas and a second top gas; a synthesis step of synthesizing regenerated carbon monoxide gas by a reverse shift reaction using the first furnace top gas and hydrogen gas; a heating step of heating a mixture of the regenerated carbon monoxide gas, the second furnace gas and the additionally supplied hydrogen gas to obtain a reducing gas;
  • a top gas circulation and reuse system hereinafter simply referred to as the circulation system
  • the inventors conducted further studies and obtained the following findings.
  • the amount of gas introduced into the distribution step, synthesis step, and heating step is controlled according to the CO2 conversion rate ⁇ R [-] (hereinafter also simply referred to as the CO2 conversion rate) due to the reverse shift reaction in the synthesis step (i.e., a reaction in which CO2 contained in the first furnace gas is used as a gaseous carbon source, CO2 is reacted with H2 to reform CO2 into CO).
  • CO2 conversion rate i.e., a reaction in which CO2 contained in the first furnace gas is used as a gaseous carbon source, CO2 is reacted with H2 to reform CO2 into CO.
  • the gist of the present invention is as follows:
  • the method for producing reduced iron comprising controlling the amounts of gas introduced into the distribution step, the synthesis step, and the heating step according to a CO 2 conversion rate ⁇ R [ ⁇ ] by a reverse shift reaction in the synthesis step.
  • the furnace gas is separated into a separated carbon dioxide gas and a first remaining gas, Distributing the separated carbon dioxide gas as the first top gas; 3.
  • the furnace gas is separated into a separated carbon dioxide gas and a first remaining gas, Distributing the separated carbon dioxide gas as the first top gas; Separating the first remaining gas into a separated hydrogen gas and a second remaining gas; introducing the separated hydrogen gas into the synthesis step; 3.
  • the furnace gas is separated into a separated hydrogen gas and a third remaining gas, introducing the separated hydrogen gas into the synthesis step;
  • the third remaining gas is separated into a separated carbon dioxide gas and a fourth remaining gas; 3.
  • the method for producing reduced iron according to claim 1 or 2 wherein the separated carbon dioxide gas is distributed as the first top gas, and the fourth remaining gas is distributed as the second top gas.
  • FIG. 1 is a diagram showing a conventional process for producing reduced iron.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a process for producing reduced iron according to a method for producing reduced iron according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is a diagram showing the schematic configuration of an example of the conventional manufacturing process.
  • reference numeral 1 denotes a reduction furnace
  • 1a denotes iron oxide
  • 1b denotes reduced iron
  • 3 denotes a dust removal device
  • 4 denotes a dehydration device
  • 5 denotes a natural gas supply section
  • 6 denotes an air supply section
  • 7 denotes a reforming device
  • 9 denotes a reducing gas injection device.
  • iron oxide is charged from the top of a reduction furnace and gradually lowered.
  • High-temperature reducing gas is blown into the furnace from the center to reduce the iron oxide.
  • reduced iron is discharged from the bottom of the reduction furnace.
  • a furnace top gas containing mainly CO, CO 2 , H 2 , and H 2 O is discharged from the top of the reduction furnace.
  • This furnace top gas is dusted by a dust collector, and a part of the top gas is adjusted in moisture and sent to the reformer as a raw material gas.
  • a gas containing a hydrocarbon for example, natural gas from a natural gas supply unit, is supplied to the reformer together with the moisture-adjusted top gas.
  • the supplied gas is heated in the reformer. Then, a reforming reaction occurs to generate a high-temperature reducing gas containing mainly CO and H 2. Then, this reducing gas is blown into the reduction furnace. The remaining part of the furnace top gas is dehydrated and used as a heating fuel in the combustion chamber of the reformer. The top gas after being combusted as a heating fuel is usually discharged outside the system while still containing CO 2.
  • reduced iron is produced by the example of the conventional production process, approximately 1 ton or more of CO 2 is discharged outside the circulation system per ton of reduced iron produced.
  • a method for producing reduced iron in a method for producing reduced iron according to an embodiment of the present invention, as shown in Fig. 2, for example, in a furnace top gas distribution section, the furnace top gas discharged from a reducing furnace is distributed into a first furnace top gas and a second furnace top gas. Then, in a carbon monoxide synthesis device, regenerated carbon monoxide gas is synthesized by a reverse shift reaction using the first furnace top gas and hydrogen gas. Then, the regenerated carbon monoxide gas, the second furnace top gas, and the additionally supplied hydrogen gas are mixed to obtain a mixed gas. Then, the mixed gas is heated in a heating device. Then, this heated mixed gas is blown into the reducing furnace as a reducing gas from a reducing gas blowing device.
  • reference numeral 10 denotes a hydrogen supply section
  • 11 denotes a carbon monoxide synthesis device
  • 12 denotes a heating device
  • 13 denotes a heat source
  • 14 denotes a furnace top gas distribution section.
  • the top gas discharged from the reducing furnace is distributed into a first top gas and a second top gas.
  • the distribution and flow rate control means of the top gas are not particularly limited and may be in accordance with a conventional method.
  • a mass flow controller may be used.
  • the top gas may be distributed with its composition as is, or specific gas species, such as CO2 and H2 , may be separated and distributed, for example, as follows: (a) The top gas is separated into a separated carbon dioxide gas and a first remaining gas ( CO2 separation), and the separated carbon dioxide gas is distributed as the first top gas, and the first remaining gas is distributed as the second top gas. (b) The top gas is separated into a separated carbon dioxide gas and a first remaining gas ( CO2 separation), and the separated carbon dioxide gas is distributed as a first top gas. The first remaining gas is separated into a separated hydrogen gas and a second remaining gas ( H2 separation). The separated hydrogen gas is then introduced (supplied) to the synthesis step, and the second remaining gas is distributed as a second furnace top gas.
  • specific gas species such as CO2 and H2
  • the top gas is separated into a separated hydrogen gas and a third remaining gas ( H2 separation).
  • the separated hydrogen gas is introduced (supplied) to the synthesis step, and the third remaining gas is separated into a separated carbon dioxide gas and a fourth remaining gas ( CO2 separation).
  • the separated carbon dioxide gas is distributed as the first top gas, and the fourth remaining gas is distributed as the second top gas.
  • the method of CO2 separation is not particularly limited, and various methods such as chemical absorption, physical absorption, adsorption separation, membrane separation, cryogenic separation, oxygen combustion, and chemical looping combustion can be used.
  • chemical absorption represented by the amine absorption method
  • adsorption separation represented by the PSA method
  • these methods have a long history of use in chemical plants and industrial CO2 production.
  • these methods also have a track record of recovering gas with a CO2 concentration of 99% by volume or more. Therefore, these methods are preferred.
  • the CO2 concentration in the separated carbon dioxide gas is preferably 90% by volume or more.
  • the CO2 concentration in the separated carbon dioxide gas may be 100% by volume.
  • the method of H2 separation is not particularly limited, and various methods such as adsorption separation and membrane separation can be used.
  • the concentration of H2 in the separated hydrogen gas is preferably 90% by volume or more.
  • the concentration of H2 in the separated hydrogen gas may be 100% by volume.
  • compositions of the first remaining gas, the second remaining gas and the fourth remaining gas distributed as the second furnace gas vary depending on the amounts of CO2 and H2 separated, and are, for example, CO: 5 to 70 volume %, CO2 : 0 to 25 volume %, H2 : 0 to 75 volume %, H2O : 0 to 50 volume %, and balance: 0 to 30 volume %.
  • a separation step of separating specific gas species such as CO2 and H2 from the first furnace gas and the second furnace gas may be optionally provided between the above distribution step and the synthesis step described later.
  • the first furnace gas may be separated into a separated carbon dioxide gas and a first residual gas ( CO2 separation), and the separated carbon dioxide gas may be used as the first furnace gas in the synthesis step.
  • the first residual gas may be directly merged into the second furnace gas.
  • the first residual gas may be separated into a separated hydrogen gas and a second residual gas ( H2 separation), and then the separated hydrogen gas may be introduced into the synthesis step, and the second residual gas may be merged into the second furnace gas.
  • the first furnace gas is separated into a separated hydrogen gas and a third remaining gas.
  • the separated hydrogen gas is then introduced into the synthesis step, and the third remaining gas is separated into a separated carbon dioxide gas and a fourth remaining gas ( CO2 separation).
  • the separated carbon dioxide gas may then be used as the first furnace gas in the synthesis step, and the fourth remaining gas may be merged with the second furnace gas.
  • a part of the furnace gas may be used as a heating fuel for a heating device, etc.
  • a part of the furnace gas is combusted using oxygen supplied from an oxygen supply device, for example, pure oxygen produced by a cryogenic separation process driven by CO2- free electricity.
  • the furnace gas after combustion may be dehydrated as necessary and then returned to the original line.
  • regenerated carbon monoxide gas is synthesized from the first furnace gas distributed in the distribution step and hydrogen gas supplied from outside the circulation system.
  • CO is synthesized, for example, from CO2 contained in the first furnace gas and H2 contained in hydrogen gas supplied from outside the circulation system according to the reverse shift reaction formula of the following formula (i).
  • CO 2 + H 2 ⁇ CO + H 2 O...(i) the first furnace gas and hydrogen gas supplied from outside the circulation system are introduced into a carbon monoxide synthesis apparatus.
  • CO is synthesized according to the reaction formula (i) above.
  • the CO synthesis conditions are not particularly limited and may be in accordance with a conventional method.
  • the composition of the first furnace gas is the same as that of the separated carbon dioxide gas.
  • the composition of the first furnace gas is basically the same as that of the furnace gas introduced into the distribution step.
  • the composition of the first furnace gas is, for example, CO: 5 to 50 volume %, CO 2 : 5 to 30 volume %, H 2 : 5 to 80 volume %, H 2 O: 0 to 35 volume %, and the balance: 0 to 20 volume %.
  • the composition of the second furnace gas described later is also similar.
  • any other gas containing CO2 (hereinafter also referred to as other gas) can also be used in the synthesis step.
  • gases include gases by-produced in the iron-making process, specifically blast furnace gas (BFG) and coke oven gas (COG).
  • BFG blast furnace gas
  • COG coke oven gas
  • the other gas may be introduced into the above-mentioned separation step together with the first furnace gas, separated into separated carbon dioxide gas and remaining gas, and then the separated carbon dioxide gas may be supplied to the synthesis step.
  • the supply source of hydrogen gas used in the synthesis step is not particularly limited, and may be supplied and produced by any method.
  • methods for producing hydrogen gas include synthesis by electrolysis of water, and synthesis by decomposition reaction of ammonia, hydrocarbons, and organic hydrides.
  • hydrocarbons or organic hydrides are used as raw materials, CO 2 is emitted during the hydrogen synthesis process. Therefore, from the viewpoint of further reducing CO 2 emissions, it is preferable to synthesize hydrogen by at least one of electrolysis of water and decomposition of ammonia.
  • CO 2 emissions can be reduced to zero by using green hydrogen produced using electricity obtained from green energy sources such as solar, wind, and geothermal energy.
  • the H 2 concentration of the hydrogen gas is not particularly limited, but is preferably 90% by volume or more, more preferably 95% by volume or more.
  • the H 2 concentration of the hydrogen gas may be 100% by volume.
  • catalysts can be used for the synthesis of CO by the reverse shift reaction.
  • metals including transition metals such as Fe, Cu, Ni, Zr, and Ti, as well as oxide-based catalysts can be used.
  • the reactor for the carbon monoxide synthesis device used in the synthesis process can be a fixed bed reactor, a fluidized bed reactor, an entrained bed reactor, etc.
  • the physical properties of the catalyst can be appropriately selected depending on the type of reactor.
  • the CO concentration of the regenerated carbon monoxide gas is not particularly limited.
  • the CO concentration is preferably 80 vol.% or more, more preferably 90 vol.% or more.
  • the CO concentration in the regenerated carbon monoxide gas excluding H 2 O may be 100 vol.%.
  • a gas obtained by mixing the regenerated carbon monoxide gas, the second furnace gas, and the additionally supplied hydrogen gas is heated to obtain a reducing gas.
  • the regenerated carbon monoxide gas, the second furnace gas, and the additionally supplied hydrogen gas may be mixed upstream of the heating device as shown in FIG. 2, or these gases may be directly supplied to the heating device from independent lines and mixed in the heating device.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment in which the second furnace gas and the additionally supplied hydrogen gas are supplied to the regenerated carbon monoxide gas distribution line between the dehydrator and the heating device, but the present invention is not limited to this.
  • the second furnace gas and the additionally supplied hydrogen gas may be supplied to the regenerated carbon monoxide gas distribution line between the carbon monoxide synthesis device and the dehydrator.
  • one of the second furnace gas and the additionally supplied hydrogen gas may be supplied to the regenerated carbon monoxide gas distribution line between the dehydrator and the heating device, and the other may be supplied to the regenerated carbon monoxide gas distribution line between the carbon monoxide synthesis device and the dehydrator.
  • the additionally supplied hydrogen gas is hydrogen gas supplied from outside the circulation system to be mixed with the regenerated carbon monoxide gas and the second furnace gas, and is to be distinguished from hydrogen gas supplied from outside the circulation system in the synthesis process.
  • the supply source and H2 concentration of the additionally supplied hydrogen gas are not particularly limited, and may be the same as the hydrogen gas supplied from outside the circulation system in the synthesis process. Examples of specific supply points of the additionally supplied hydrogen gas are as described above.
  • the gas composition of the reducing gas is, for example, CO: 1 to 60 volume %, H 2 : 40 to 99 volume %, and the balance: 0 to 30 volume %.
  • the heating temperature and heating means of the reducing gas (mixed gas) are not particularly limited and may be in accordance with conventional methods.
  • the heating temperature of the reducing gas (mixed gas) can be 750 to 1100°C.
  • the reducing gas is introduced into the reduction furnace through a blowing process.
  • a blowing process For example, it is introduced into the reduction furnace using a reducing gas blowing device.
  • the iron oxide is reduced by the reducing gas to obtain reduced iron.
  • the reducing gas after being used to reduce the iron oxide is discharged from the reduction furnace as top gas.
  • any dust removal device can be used for the dust removal.
  • Any dehydration device can be used for the dehydration.
  • the order of dust removal and dehydration is not particularly limited. In the example shown in Figure 2, the top gas is dust removed by the dust removal device and then dehydrated by the dehydration device, and then the top gas is distributed into a first top gas and a second top gas.
  • Control of the amount of gas introduced into the distribution step, synthesis step, and heating step In the method for producing reduced iron according to one embodiment of the present invention, it is important to control the amount of gas introduced (supplied) into the distribution step, synthesis step, and heating step according to the CO2 conversion rate. This makes it possible to stabilize the composition of the reducing gas blown into the reduction furnace, in particular, the ratio of the amount of H2 to the amount of CO contained in the reducing gas, H2 /CO (hereinafter also referred to as H2 /CO of the reducing gas).
  • the CO2 conversion rate indicates the ratio of CO2 contained in the first furnace gas introduced into the synthesis step that is converted to CO by the reverse shift reaction.
  • the CO2 conversion rate can be calculated by the following formula.
  • CO2 conversion rate ⁇ R [-] 1 - (amount of CO2 contained in the regenerated carbon monoxide gas discharged after the synthesis of CO in the synthesis step [ Nm3 /t]) ⁇ (amount of CO2 contained in the first furnace gas introduced into the synthesis step [ Nm3 /t])
  • the CO2 conversion rate can be adjusted mainly by the reactor used in the synthesis step, for example, the type and amount of catalyst used in the reactor, the volume of the reactor, the temperature of the reactor, etc.
  • Nm 3 /t and kg/t are unit quantities per ton of reduced iron (DRI) produced.
  • W CO2 Amount of CO2 contained in the furnace gas introduced into the distribution process [Nm 3 /t]
  • W H2 Amount of H 2 contained in the furnace gas introduced into the distribution process [Nm 3 /t]
  • E H2 Amount of H2 contained in hydrogen gas introduced into the synthesis step [Nm 3 /t]
  • V CO2 Amount of CO2 contained in the gas introduced into the heating process [Nm 3 /t]
  • V H2 Amount of H2 contained in the gas introduced into the heating step [Nm 3 /t]
  • a H2 Amount of H2 contained in additionally supplied hydrogen gas [Nm 3 /t] It is.
  • V CO2 and V H2 are the total amounts of CO 2 and H 2 contained in the gas introduced into the heating step.
  • the gas introduced into the heating step is basically regenerated carbon monoxide gas, second furnace gas, and additionally supplied hydrogen gas (or a mixture of these).
  • the hydrogen gas introduced into the synthesis step is hydrogen gas introduced from outside the circulation system, and does not include the above-mentioned separated hydrogen gas or H 2 in the first furnace gas.
  • the left side of the above formula (1) can be rewritten as (W CO2 -V CO2 )/W CO2 , which represents the ratio of CO 2 converted to CO among the CO 2 introduced into the distribution process.
  • W CO2 -V CO2 the ratio of CO 2 converted to CO among the CO 2 introduced into the distribution process.
  • the left side of the above formula (2) can be rewritten as (W H2 + E H2 + A H2 - V H2 ) / (W H2 + E H2 ), which can be said to represent the ratio of the amount of H 2 used in the reverse shift reaction in the synthesis step to the amount of H 2 contained in the furnace gas and the amount of H 2 contained in the hydrogen gas introduced into the synthesis step.
  • the reaction efficiency of the reverse shift reaction in the synthesis step is insufficient, and H 2 becomes surplus in the circulation system. As a result, stable operation under a healthy material balance may not be possible.
  • the left side of the above formula (1) is 1-V CO2 /W CO2 +0.015, and it is even more preferable that the left side of the above formula (1) is 1-V CO2 /W CO2 +0.03. It is more preferable that the left side of the above formula (2) be 1+( AH2 - VH2 )/( WH2 + EH2 )+0.015.It is even more preferable that the left side of the above formula (2) be 1+( AH2 - VH2 )/( WH2 + EH2 )+0.03.
  • the amounts of gas introduced into the distribution process, synthesis process, and heating process may be constant or may be changed at any timing, so long as they simultaneously satisfy the above formulas (1) and (2).
  • the amounts of gas introduced into the distribution process, synthesis process, and heating process at the time of starting up the equipment may be determined, for example, from past operating history, and the amounts of gas introduced into the distribution process, synthesis process, and heating process may be changed and controlled as appropriate depending on the subsequent operating conditions.
  • the iron oxide raw material used in the method for producing reduced iron according to one embodiment of the present invention is, for example, iron ore.
  • Specific examples include lump iron ore (lump ore) and pellets (iron ore powder solidified into a spherical shape).
  • the quality of the iron ore used as the iron oxide raw material, i.e., the iron content, is not particularly limited, but from the viewpoint of reduction in a shaft furnace, it is generally preferable that the quality be 65 mass% or more.
  • a method using a shaft furnace has been described as a direct reduction ironmaking method.
  • the type of reduction furnace is not limited to this, and methods using a fluidized bed, rotary kiln, rotary hearth furnace (RHF), etc. are also possible.
  • a shaft furnace is preferable as a reduction furnace because of its high production efficiency, operating rate, and operational stability.
  • the majority of direct reduction furnaces operating around the world are shaft furnace type Midrex (registered trademark) and Hyl (registered trademark).
  • the raw material iron oxide pellets were filled into the reduction furnace at 1,394 kg/t.
  • reducing gas heated to 980°C was injected from the center of the reduction furnace to reduce the iron oxide pellets and obtain reduced iron.
  • the top gas discharged from the reduction furnace was dedusted and appropriately dehydrated so that the material balance was balanced.
  • the top gas was introduced into the distribution step and distributed into a first top gas and a second top gas.
  • the top gas introduced into the top gas distribution section was appropriately used to obtain separated carbon dioxide gas by any of the above modes (a) to (c) so that the material balance was balanced, and the separated carbon dioxide gas was distributed as the first top gas.
  • the separated hydrogen gas was also introduced into the synthesis step as the first top gas together with the separated carbon dioxide gas.
  • the residual gas (the first residual gas, the second residual gas, or the fourth residual gas) was distributed as the second furnace gas.
  • the first furnace gas (including a part of the separated hydrogen gas) and hydrogen gas from outside the circulation system were introduced into a carbon monoxide synthesis device.
  • regenerated carbon monoxide gas was synthesized by a reverse shift reaction. After the synthesized regenerated carbon monoxide gas was dehydrated, the regenerated carbon monoxide gas, the second furnace gas, and the additionally supplied hydrogen gas were mixed to obtain a mixed gas.
  • the mixed gas was introduced into a heating device, and the mixed gas was heated in the heating device to obtain a reducing gas.
  • the total amount of gas introduced in the heating step in Table 1 is the mixed gas, that is, the total amount of the regenerated carbon monoxide gas, the second furnace gas, and the additionally supplied hydrogen gas.
  • the conditions other than those described above and in Table 1 were in accordance with the usual method.

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Abstract

省エネルギー化とＣＯ２排出量の削減とを同時に実現し得る、還元鉄の製造方法を提供する。吹込み工程と、還元工程と、分配工程と、合成工程と、加熱工程と、を有する炉頂ガスを循環して再利用する系を構成し、合成工程での逆シフト反応によるＣＯ２転化率に応じて、分配工程、合成工程および加熱工程に導入するガス量を制御する。

Description

還元鉄の製造方法
　本発明は、還元鉄の製造方法に関する。
　近年、製鉄所においては、地球環境問題や化石燃料枯渇問題を背景として、省エネルギー化が強く求められている。鉄の原料は主に酸化鉄であり、製鉄所では、この酸化鉄を還元する還元プロセスが必須となる。世界的に最も普及している一般的な還元プロセスは、高炉である。高炉では、羽口においてコークスや微粉炭と熱風（１２００℃程度に加熱した空気）中の酸素とが反応する。この反応により、還元ガスとなるＣＯおよびＨ２が生成し、これらの還元ガスにより炉中の鉄鉱石等の還元を行う。近年の高炉操業技術の向上により、還元材比（溶銑１ｔを製造するあたりのコークスおよび微粉炭の使用量）は５００ｋｇ／ｔ程度まで低減されており、還元材比はすでにほぼ下限に達している。そのため、これ以上の大幅な還元材比の低減は期待できない。
　一方、天然ガスが産出される地域では、竪型の還元炉（以下、シャフト炉ともいう）により還元鉄を製造する方法もよく用いられている。この方法では、還元炉に、酸化鉄原料として、焼結鉱、ペレット等の塊成化した鉄鉱石（以下、単に酸化鉄ともいう）を充填する。そして、還元炉に、ＣＯおよびＨ２を含む還元ガスを吹き込んで酸化鉄を還元し、還元鉄を製造する。この方法では、還元ガスの原料ガスとして、天然ガスなどが用いられる。この原料ガスは、炉頂ガスとともに、改質装置内で加熱・改質される。これにより、還元ガスが生成する。ここで、炉頂ガスは、還元炉において酸化鉄の還元に供した後のガスであり、一般的に、還元炉の炉頂から排出される。生成した還元ガスは還元炉に吹き込まれ、還元炉の上部から供給される酸化鉄と反応する。そして、酸化鉄が還元され、還元鉄となる。ついで、還元鉄は、還元炉の還元ガスが吹き込まれる位置よりも下部の領域において冷却された後、還元炉下部から排出される。
　また、上述したように、酸化鉄の還元に供した後のガスである炉頂ガスが、還元炉、例えば、炉頂から排出される。そして、炉頂ガスは、集塵・冷却ののち、一部は改質ガスの原料として改質装置に送給される。また、残りの炉頂ガスは、改質装置の燃料ガスとして用いられる。この方法では、改質装置の燃料ガスとして用いられた炉頂ガスは、通常、系外に排出される。
　このような還元鉄製造プロセスとして、例えば、特許文献１には、還元炉の排ガスと天然ガスとを改質装置にて改質して主にＣＯとＨ２からなる還元ガスを生成し、この還元ガスを還元炉に吹込み還元炉内の酸化鉄を還元し、還元鉄を製造する方法が記載されている。
　また、特許文献２には、コークス炉ガスとＣＯ２を除去した還元炉の炉頂ガスとを改質して還元ガスを製造し、それを還元炉に吹き込むことにより、還元鉄を製造する方法が記載されている。
特開２０１７－８８９１２号公報 特許第６１９０５２２号
　特許文献１に記載の方法では、還元ガスの製造のために外部から供給された天然ガスを用いる。そのため、高炉よりは低位ではあるものの、ある程度のＣＯ２排出が避けられないという問題がある。
　また、特許文献２に記載の方法は、製鉄所内で生成されるコークス炉ガスまたは転炉ガスを用いて還元ガスを製造するものである。ここで、鉄鋼一貫製鉄所では、コークス炉ガスや転炉ガスは加熱炉や焼鈍炉などの下工程の燃料ガスとして必要となる。そのため、コークス炉ガスや転炉ガスを還元鉄製造プロセスに転用してしまうと、下工程において燃料ガス不足を引き起こすことになる。その結果、下工程の燃料ガスの不足分を補償するために、天然ガスを外部から供給することになる。すなわち、特許文献２に記載の方法でも、省エネルギー化とＣＯ２排出量の削減とは同時には実現することができず、課題の残るものであった。
　本発明は、上記の現状に鑑みなされたものであって、省エネルギー化とＣＯ２排出量の削減とを同時に実現し得る、還元鉄の製造方法を提供することを目的とする。
　発明者らは、省エネルギー化とＣＯ２排出量の削減とを同時に実現すべく検討を重ね、炉頂ガスを循環して再利用する系を開発した。
　すなわち、発明者らは、
　還元炉へ還元ガスを吹込む、吹込み工程と、
　還元炉において、還元ガスにより酸化鉄を還元して還元鉄を得る、還元工程と、
　還元炉から排出される炉頂ガスを第１の炉頂ガスと第２の炉頂ガスとに分配する、分配工程と、
　第１の炉頂ガスと水素ガスとを用いて逆シフト反応により再生一酸化炭素ガスを合成する、合成工程と、
　再生一酸化炭素ガス、第２の炉頂ガスおよび追加供給水素ガスを混合したガスを加熱し、還元ガスとする、加熱工程と、
を有する、炉頂ガスの循環・再利用系（以下、単に循環系ともいう）を開発した。
　また、発明者らはさらに検討を重ね、以下の知見を得た。
・上記の循環系において、合成工程での逆シフト反応（すなわち、第１の炉頂ガスに含まれるＣＯ２を気体炭素源として、ＣＯ２とＨ２とを反応させてＣＯ２をＣＯに改質する反応）によるＣＯ２転化率ηＲ［－］（以下、単にＣＯ２転化率ともいう）に応じて、分配工程、合成工程および加熱工程に導入するガス量を制御する。
・これにより、余分なエネルギーを投入することなく、すなわち、一層の省エネルギー化とＣＯ２排出量の削減とを同時に実現しながら、高い操業安定性の下、還元鉄を製造できる。
　本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。
　すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．酸化鉄を還元炉へ充填する、充填工程と、
　前記還元炉へ還元ガスを吹込む、吹込み工程と、
　前記還元炉において、前記還元ガスにより前記酸化鉄を還元して還元鉄を得る、還元工程と、
　前記還元炉から排出される炉頂ガスを第１の炉頂ガスと第２の炉頂ガスとに分配する、分配工程と、
　前記第１の炉頂ガスと水素ガスとを用いて逆シフト反応により再生一酸化炭素ガスを合成する、合成工程と、
　前記再生一酸化炭素ガス、前記第２の炉頂ガスおよび追加供給水素ガスを混合したガスを加熱し、前記還元ガスとする、加熱工程と、
を有し、
　前記合成工程での逆シフト反応によるＣＯ２転化率ηＲ［－］に応じて、前記分配工程、前記合成工程および前記加熱工程に導入するガス量を制御する、還元鉄の製造方法。
２．次式（１）および（２）を満足するように、前記分配工程、前記合成工程および前記加熱工程に導入するガス量を制御する、前記１に記載の還元鉄の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　ここで、
　ＷＣＯ２：分配工程に導入する炉頂ガスに含まれるＣＯ２量［Ｎｍ３／ｔ］
　ＷＨ２：分配工程に導入する炉頂ガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
　ＥＨ２：合成工程に導入する水素ガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
　ＶＣＯ２：加熱工程に導入するガスに含まれるＣＯ２量［Ｎｍ３／ｔ］
　ＶＨ２：加熱工程に導入するガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
　ＡＨ２：追加供給水素ガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
である。
３．前記分配工程において、前記炉頂ガスを、分離二酸化炭素ガスと第１の残部ガスとに分離し、
　前記分離二酸化炭素ガスを前記第１の炉頂ガスとして分配し、
　前記第１の残部ガスを前記第２の炉頂ガスとして分配する、前記１または２に記載の還元鉄の製造方法。
４．前記分配工程において、前記炉頂ガスを、分離二酸化炭素ガスと第１の残部ガスとに分離し、
　前記分離二酸化炭素ガスを前記第１の炉頂ガスとして分配し、
　前記第１の残部ガスを、分離水素ガスと第２の残部ガスとに分離し、
　前記分離水素ガスを前記合成工程に導入し、
　前記第２の残部ガスを前記第２の炉頂ガスとして分配する、前記１または２に記載の還元鉄の製造方法。
５．前記分配工程において、前記炉頂ガスを、分離水素ガスと第３の残部ガスとに分離し、
　前記分離水素ガスを前記合成工程に導入し、
　前記第３の残部ガスを、分離二酸化炭素ガスと第４の残部ガスとに分離し、
　前記分離二酸化炭素ガスを前記第１の炉頂ガスとして分配し、前記第４の残部ガスを前記第２の炉頂ガスとして分配する、前記１または２に記載の還元鉄の製造方法。
　本発明によれば、還元鉄の製造に際し、高い操業安定性の下、一層の省エネルギー化とＣＯ２排出量の削減とを同時に実現した操業を行うことが可能になる。
従前の還元鉄の製造プロセスを示す図である。 本発明の一実施形態に従う還元鉄の製造方法による還元鉄の製造プロセスの一例を示す図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に従う還元鉄の製造方法について説明する。
　まず、従前の還元鉄の製造プロセス（以下、従前の製造プロセスともいう）について説明する。図１は、従前の製造プロセスの一例の概略構成を示す図である。図中、符号１は還元炉、１ａは酸化鉄、１ｂは還元鉄、３は除塵装置、４は脱水装置、５は天然ガス供給部、６は空気供給部、７は改質装置、９は還元ガス吹込み装置である。
　従前の製造プロセスの一例では、還元炉の上部から酸化鉄を装入し、徐々に降下させる。そこへ、還元炉の中部から高温の還元ガスを吹き込むことで酸化鉄を還元する。そして、還元炉の下部から還元鉄が排出される。この際、還元炉の上部からは、主にＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２、Ｈ２Ｏを含む炉頂ガスが排出される。この炉頂ガスは、除塵装置にて除塵され、一部は、原料ガスとして水分調整して改質装置に送給される。改質装置には、水分調整された炉頂ガスとともに、炭化水素を含むガス、例えば、天然ガス供給部から天然ガスが供給される。ついで、改質装置では、供給されたガスが加熱される。そして、改質反応がおこり、主にＣＯおよびＨ２を含む高温の還元ガスが生成する。そして、この還元ガスが、還元炉に吹き込まれる。また、炉頂ガスの残りの部分は、脱水ののち、改質装置の燃焼室にて加熱用燃料として用いられる。加熱用燃料として燃焼した後の炉頂ガスは、通常、ＣＯ２を含んだまま系外へ排出される。なお、当該従前の製造プロセスの一例により還元鉄を製造すると、還元鉄を１ｔ製造するにあたりおよそ１ｔ強のＣＯ２が循環系外に排出される。
　一方、本発明の一実施形態に従う還元鉄の製造方法では、例えば、図２に示すように、炉頂ガス分配部において、還元炉から排出される炉頂ガスを第１の炉頂ガスと第２の炉頂ガスとに分配する。ついで、一酸化炭素合成装置において、第１の炉頂ガスと水素ガスとを用いて逆シフト反応により再生一酸化炭素ガスを合成する。ついで、再生一酸化炭素ガス、第２の炉頂ガスおよび追加供給水素ガスを混合して混合ガスとする。ついで、加熱装置において混合ガスを加熱する。そして、この加熱した混合ガスを還元ガスとして、還元ガス吹込み装置から還元炉へ吹き込む。図中、符号１０は水素供給部、１１は一酸化炭素合成装置、１２は加熱装置、１３は熱源、１４は炉頂ガス分配部である。
　以下、本発明の一実施形態に従う還元鉄の製造方法の各工程について、説明する。なお、充填工程、吹込み工程および還元工程については、常法に従い、例えば、上記した従前の製造プロセスと同様にして行えばよいので、ここでは説明を省略する。
・分配工程
　分配工程では、例えば、炉頂ガス分配部において、還元炉から排出される炉頂ガスを第１の炉頂ガスと第２の炉頂ガスとに分配する。また、炉頂ガスの分配および流量制御手段は特に限定されず、常法に従えばよい。例えば、マスフローコントローラーなどを用いればよい。
　分配工程では、炉頂ガスをそのままの組成で分配してもよい。また、例えば、以下のように、ＣＯ２やＨ２といった特定のガス種を分離して分配してもよい。
　（ａ）炉頂ガスを、分離二酸化炭素ガスと第１の残部ガスとに分離（ＣＯ２分離）し、分離二酸化炭素ガスを第１の炉頂ガスとして、第１の残部ガスを第２の炉頂ガスとしてそれぞれ分配する。
　（ｂ）炉頂ガスを、分離二酸化炭素ガスと第１の残部ガスとに分離（ＣＯ２分離）し、分離二酸化炭素ガスを第１の炉頂ガスとして分配する。
　　また、上記の第１の残部ガスを、分離水素ガスと第２の残部ガスとに分離（Ｈ２分離）する。ついで、分離水素ガスを合成工程に導入（供給）し、第２の残部ガスを第２の炉頂ガスとして分配する。
　（ｃ）炉頂ガスを、分離水素ガスと第３の残部ガスとに分離（Ｈ２分離）する。ついで、分離水素ガスを合成工程に導入（供給）し、第３の残部ガスを、分離二酸化炭素ガスと第４の残部ガスとに分離（ＣＯ２分離）する。そして、分離二酸化炭素ガスを第１の炉頂ガスとして分配し、第４の残部ガスを第２の炉頂ガスとして分配する。
　ここで、ＣＯ２分離の方法は特に限定されず、化学吸収法や物理吸収法、吸着分離法、膜分離法、深冷分離法、酸素燃焼法、化学ループ燃焼法など種々の方法を用いることができる。なかでも特にアミン吸収法に代表される化学吸収法、ＰＳＡ法に代表される吸着分離法は、古くから化学プラントや工業ＣＯ２生産などで使用実績がある。また、これらの方法は、ＣＯ２濃度：９９体積％以上となるガスの回収実績も有する。そのため、これらの方法が好ましい。なお、分離二酸化炭素ガスにおけるＣＯ２濃度は、好ましくは９０体積％以上である。分離二酸化炭素ガスにおけるＣＯ２濃度は、１００体積％であってもよい。
　Ｈ２分離の方法も特に限定されず、吸着分離法、膜分離法など種々の方法を用いることができる。分離水素ガスにおけるＨ２の濃度は、好ましくは９０体積％以上である。分離水素ガスにおけるＨ２の濃度は、１００体積％であってもよい。
　また、第２の炉頂ガスとして分配される第１の残部ガス、第２の残部ガスおよび第４の残部ガスの組成は、分離されるＣＯ２やＨ２の量によって変化するが、例えば、ＣＯ：５～７０体積％、ＣＯ２：０～２５体積％、Ｈ２：０～７５体積％、Ｈ２Ｏ：０～５０体積％、残部：０～３０体積％である。
　なお、分配工程において炉頂ガスをそのままの組成で第１の炉頂ガスと第２の炉頂ガスとに分配した場合、上記の分配工程と後述する合成工程の間に、任意に、第１の炉頂ガスおよび第２の炉頂ガスからＣＯ２やＨ２といった特定のガス種を分離する分離工程を有していてもよい。
　例えば、上記（ａ）および（ｂ）のように、第１の炉頂ガスを、分離二酸化炭素ガスと第１の残部ガスとに分離（ＣＯ２分離）し、分離二酸化炭素ガスを合成工程において第１の炉頂ガスとして使用してもよい。上記の第１の残部ガスは、そのまま第２の炉頂ガスに合流させてもよい。また、上記の第１の残部ガスは、分離水素ガスと第２の残部ガスとに分離（Ｈ２分離）し、ついで、分離水素ガスを合成工程に導入し、第２の残部ガスを第２の炉頂ガスに合流させてもよい。
　また、上記（ｃ）のように、第１の炉頂ガスを、分離水素ガスと第３の残部ガスとに分離する。ついで、分離水素ガスを合成工程に導入し、第３の残部ガスを、分離二酸化炭素ガスと第４の残部ガスとに分離（ＣＯ２分離）する。そして、分離二酸化炭素ガスを合成工程において第１の炉頂ガスとして使用し、第４の残部ガスを第２の炉頂ガスに合流させてもよい。
　また、分配工程に導入する炉頂ガスの流量を制御する観点から、炉頂ガスの一部を、加熱装置などの加熱用燃料として使用してもよい。例えば、加熱装置の燃焼室において、炉頂ガスの一部を、酸素供給装置から供給される酸素、一例としては、ＣＯ２フリー電力で駆動する深冷分離プロセスによって生成される純酸素を用いて、燃焼させる。また、燃焼後の炉頂ガスを、必要に応じて脱水してから元のラインに戻してもよい。
・合成工程
　合成工程では、例えば、一酸化炭素合成装置において、上記の分配工程で分配した第１の炉頂ガスと循環系外から供給される水素ガスとから再生一酸化炭素ガスを合成する。なお、ＣＯは、例えば、第１の炉頂ガスに含まれるＣＯ２と循環系外から供給される水素ガスに含まれるＨ２とから、次式（ｉ）の逆シフト反応式に従って合成される。
　ＣＯ２＋Ｈ２ → ＣＯ＋Ｈ２Ｏ　・・・（ｉ）
　例えば、第１の炉頂ガスと、上記の循環系の外部から供給される水素ガスとを一酸化炭素合成装置に導入する。そして、当該一酸化炭素合成装置内で、上掲式（ｉ）の反応式に従って、ＣＯが合成される。ＣＯの合成条件などについては特に限定されず、常法に従えばよい。
　第１の炉頂ガスの組成は、上記の分配工程または分離工程で得られる分離二酸化炭素ガスを使用する場合、当該分離二酸化炭素ガスと同じ組成となる。また、分配工程において炉頂ガスをそのままの組成で分配し、分離工程も経ない場合、第１の炉頂ガスの組成は、基本的に、分配工程に導入される炉頂ガスの組成と同じである。この場合の第１の炉頂ガスの組成は、例えば、ＣＯ：５～５０体積％、ＣＯ２：５～３０体積％、Ｈ２：５～８０体積％、Ｈ２Ｏ：０～３５体積％、残部：０～２０体積％である。後述する第２の炉頂ガスの組成も同様である。
　なお、合成工程では、第１の炉頂ガスに加えて、ＣＯ２を含有する任意の他のガス（以下、他のガスともいう）を用いることもできる。他のガスとしては、例えば、製鉄プロセスにおいて副生するガス、具体的には、高炉ガス（ＢＦＧ）やコークス炉ガス（ＣＯＧ）が挙げられる。また、他のガスを、第１の炉頂ガスとともに、上記の分離工程に導入し、分離二酸化炭素ガスと残部ガスとに分離してから、分離二酸化炭素ガスを合成工程に供給してもよい。
　また、合成工程で使用する水素ガスの供給源は、特に限定されず、任意の方法により供給および製造すればよい。水素ガスの製造方法としては、例えば、水の電気分解による合成、アンモニアや炭化水素、有機ハイドライドの分解反応で合成が挙げられる。ただし、炭化水素や有機ハイドライドを原料に用いると、水素合成過程でＣＯ２が排出される。そのため、ＣＯ２排出量をさらに低減するという観点からは、水の電気分解およびアンモニアの分解の少なくとも一方で合成することが好ましい。また、水の電気分解によって水素ガスを製造する場合、太陽光、風力、地熱などのグリーンエネルギー源から得られる電力を用いて製造されたグリーン水素を用いることで、ＣＯ２排出をゼロとすることができる。水素ガスのＨ２濃度は特に限定されるものではないが、好ましくは９０体積％以上、より好ましくは９５体積％以上である。なお、水素ガスのＨ２濃度は１００体積％であってもよい。
　逆シフト反応によるＣＯの合成では、一般的に使用されている触媒を利用できる。具体的には、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＺｒおよびＴｉなどの遷移金属を含む金属、ならびに、酸化物系の触媒を用いることができる。
　合成工程で使用する一酸化炭素合成装置の反応器としては、固定層反応器、流動層反応器、気流層反応器などを用いることができる。これら反応器の形式によって、触媒の物理的な性状を適宜選択すればよい。
　なお、逆シフト反応により副次的に生成するＨ２Ｏが多量に加熱装置に導入されることは好ましくない。よって、循環系全体の物質収支を考慮しつつ、後述する加熱工程に先立って、再生一酸化炭素ガスを、適宜、脱水装置により脱水することが好ましい。
　また、再生一酸化炭素ガスのＣＯ濃度は特に限定されるものではない。Ｈ２Ｏを除いた再生一酸化炭素ガス、例えば、上記の脱水装置により脱水した後の再生一酸化炭素ガスにおいて、ＣＯ濃度は、好ましくは８０体積％以上、より好ましくは９０体積％以上である。なお、Ｈ２Ｏを除いた再生一酸化炭素ガスにおけるＣＯ濃度は１００体積％であってもよい。
・加熱工程
　加熱工程では、再生一酸化炭素ガス、第２の炉頂ガスおよび追加供給水素ガスを混合したガス（以下、混合ガスともいう）を加熱して還元ガスを得る。再生一酸化炭素ガス、第２の炉頂ガスおよび追加供給水素ガスの混合は、図２のように加熱装置の上流側で行ってもよいし、これらのガスをそれぞれ独立したラインから、直接、加熱装置に供給して加熱装置内で行ってもよい。なお、図２では、脱水装置と加熱装置の間の再生一酸化炭素ガスの流通ラインに第２の炉頂ガスおよび追加供給水素ガスを供給している態様を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、一酸化炭素合成装置と脱水装置の間の再生一酸化炭素ガスの流通ラインに、第２の炉頂ガスおよび追加供給水素ガスを供給してもよい。また、第２の炉頂ガスおよび追加供給水素ガスの一方を脱水装置と加熱装置の間の再生一酸化炭素ガスの流通ラインに供給し、他方を一酸化炭素合成装置と脱水装置の間の再生一酸化炭素ガスの流通ラインに供給してもよい。
　ここで、追加供給水素ガスとは、再生一酸化炭素ガスおよび第２の炉頂ガスと混合するために循環系外から供給する水素ガスであり、合成工程において循環系外から供給される水素ガスとは区別する。なお、追加供給水素ガスの供給源やＨ２濃度などは特に限定されず、合成工程において循環系外から供給される水素ガスと同様とすればよい。追加供給水素ガスの具体的な供給箇所の例は、上述したとおりである。
　なお、還元ガス（混合ガス）のガス組成は、例えば、ＣＯ：１～６０体積％、Ｈ２：４０～９９体積％、残部：０～３０体積％である。
　還元ガス（混合ガス）の加熱温度や加熱手段は、特に限定されず、常法に従えばよい。例えば、還元ガス（混合ガス）の加熱温度は、７５０～１１００℃を例示できる。
　また、加熱装置の熱源として、例えば、太陽光、風力、地熱エネルギーなどのグリーンエネルギーを用いることにより、原理的にＣＯ２排出をゼロとすることができる。
　ついで、還元ガスは、吹込み工程を経て還元炉に導入される。例えば、還元ガス吹込み装置を用いて還元炉に導入される。そして、還元炉内で、還元ガスにより酸化鉄が還元され、還元鉄が得られる。一方、酸化鉄の還元に供した後の還元ガスが、炉頂ガスとして還元炉から排出される。
　また、上記の分配工程に先だって、炉頂ガスの除塵および脱水の少なくとも一方を行うことが好ましい。除塵に使用する除塵装置には、任意の除塵装置を用いることができる。また、脱水に使用する脱水装置には、任意の脱水装置を用いることができる。なお、除塵および脱水の順序は特に限定されるものではない。図２に示した例では、炉頂ガスについて、除塵装置により除塵した後、脱水装置により脱水し、その後、炉頂ガスを第１の炉頂ガスと第２の炉頂ガスとに分配している。
・分配工程、合成工程および加熱工程に導入するガス量の制御
　そして、本発明の一実施形態に従う還元鉄の製造方法では、ＣＯ２転化率に応じて、分配工程、合成工程および加熱工程に導入（供給）するガス量を制御することが重要である。これにより、還元炉に吹き込む還元ガスの組成、特には、還元ガスに含まれるＣＯ量に対するＨ２量の比であるＨ２／ＣＯ（以下、還元ガスのＨ２／ＣＯともいう）を安定化させることが可能となる。その結果、高い操業安定性の下、一層の省エネルギー化とＣＯ２排出量の削減とを同時に実現した操業、具体的には、ＣＯ２の循環系外への排出や循環系外からのＣＯ供給を行うことなく、還元ガスの組成を一定の範囲に保持した安定的な操業を継続して行うことが可能になる。
　ここで、ＣＯ２転化率は、逆シフト反応により、合成工程に導入される第１の炉頂ガスに含まれるＣＯ２がＣＯに転化される割合を示すものである。例えば、ＣＯ２転化率は、次式により、算出することができる。
　ＣＯ２転化率ηＲ［－］＝１－（合成工程でのＣＯの合成後に排出される再生一酸化炭素ガスに含まれるＣＯ２量［Ｎｍ３／ｔ］）÷（合成工程に導入される第１の炉頂ガスに含まれるＣＯ２量［Ｎｍ３／ｔ］）
　なお、ＣＯ２転化率は、主に、合成工程で使用する反応器、例えば、反応器で使用する触媒の種類や量、反応器の容積、反応器の温度などによって調整することが可能である。また、分離水素ガスなど第１の炉頂ガス以外にも合成工程に導入されるガスがある場合には、当該ガスに含まれるＣＯ２量も（合成工程に導入される第１の炉頂ガスに含まれるＣＯ２量［Ｎｍ３／ｔ］）に含めるものとする。
　また、Ｎｍ３／ｔおよびｋｇ／ｔは、還元鉄（ＤＲＩ）を１ｔ製造するあたりの原単位である。
　そして、例えば、次式（１）および（２）を満足するように、分配工程、合成工程および加熱工程に導入するガス量を制御することが好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　ここで、
　ＷＣＯ２：分配工程に導入する炉頂ガスに含まれるＣＯ２量［Ｎｍ３／ｔ］
　ＷＨ２：分配工程に導入する炉頂ガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
　ＥＨ２：合成工程に導入する水素ガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
　ＶＣＯ２：加熱工程に導入するガスに含まれるＣＯ２量［Ｎｍ３／ｔ］
　ＶＨ２：加熱工程に導入するガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
　ＡＨ２：追加供給水素ガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
である。
　なお、ＶＣＯ２およびＶＨ２は、加熱工程に導入するガスに含まれるＣＯ２量およびＨ２量の合計である。加熱工程に導入するガスは、基本的に、再生一酸化炭素ガス、第２の炉頂ガスおよび追加供給水素ガス（またはこれらの混合ガス）である。また、合成工程に導入する水素ガスは、循環系外から導入する水素ガスであり、上記の分離水素ガスや第１の炉頂ガス中のＨ２は含めない。
　上掲式（１）の左辺は、（ＷＣＯ２－ＶＣＯ２）／ＷＣＯ２と書き直すことができ、分配工程に導入するＣＯ２のうち、ＣＯに転化されるＣＯ２の割合を表すものといえる。ここで、上掲式（１）を満足しない場合、合成工程でのＣＯ２からＣＯへの転化量が十分ではなく、循環系内でＣＯ２が余剰となる。その結果、健全な物質収支の下で安定した操業を行うためには、ＣＯ２の循環系外への排出が必要となる場合がある。
　また、上掲式（２）の左辺は、（ＷＨ２＋ＥＨ２＋ＡＨ２－ＶＨ２）／（ＷＨ２＋ＥＨ２）と書き直すことができ、炉頂ガスに含まれるＨ２量および合成工程に導入する水素ガスに含まれるＨ２量に対する、合成工程で逆シフト反応に使用されるＨ２量の比を表すものといえる。ここで、ＣＯ２転化率が上掲式（２）の左辺値未満となる場合、合成工程での逆シフト反応の反応効率が十分ではなく、循環系内でＨ２が余剰となる。その結果、健全な物質収支の下で安定した操業を行えなくなる場合がある。
　以上のことから、上掲式（１）および（２）を同時に満足するように、分配工程、合成工程および加熱工程に導入するガス量を制御することが好適である。
　なお、上掲式（１）の左辺は、１－ＶＣＯ２／ＷＣＯ２＋０．０１５とすることがより好適である。また、上掲式（１）の左辺は、１－ＶＣＯ２／ＷＣＯ２＋０．０３とすることがさらに好適である。
　上掲式（２）の左辺は、１＋（ＡＨ２－ＶＨ２）／（ＷＨ２＋ＥＨ２）＋０．０１５とすることがより好適である。また、上掲式（２）の左辺は、１＋（ＡＨ２－ＶＨ２）／（ＷＨ２＋ＥＨ２）＋０．０３とすることがさらに好適である。
　また、分配工程、合成工程および加熱工程に導入するガス量は、上掲式（１）および（２）を同時に満足すれば、一定であっても、任意のタイミングで変更してもよい。また、設備起動時の分配工程、合成工程および加熱工程に導入するガス量は、例えば、過去の運転履歴などから決定し、その後の操業状況に応じて、適宜、分配工程、合成工程および加熱工程に導入するガス量を変更して制御すればよい。
　さらに、本発明の一実施形態に従う還元鉄の製造方法で用いる酸化鉄原料は、例えば、鉄鉱石である。具体例としては、塊状の鉄鉱石（塊鉱石）、ペレット（粉状の鉄鉱石を球状に固めたもの）等が挙げられる。酸化鉄原料として用いる鉄鉱石の品位、すなわち、鉄の含有量は、特に限定されないが、シャフト炉で還元する観点から、一般的には、６５質量％以上が好ましい。
　加えて、本発明の一実施形態に従う還元鉄の製造方法では、特に、直接還元製鉄法として、シャフト炉を用いる方法を説明した。ただし、還元炉の種類は、これに限定されず、流動層、ロータリーキルン、回転炉床炉（ＲＨＦ）などを用いる方法であってもよい。なお、生産効率、稼働率および操業安定性が高いことから、還元炉としては、シャフト炉が好ましい。また、世界で稼働している直接還元炉の大半は、シャフト炉方式のＭｉｄｒｅｘ（登録商標）およびＨｙｌ（登録商標）である。
　以下、実施例について説明する。
　図２に示す循環系において、表１に記載の条件に従って還元鉄の製造を行った。いずれの条件でも、操業期間は２８日間とした。表１では、還元鉄を１ｔ製造するあたりの原単位により操業諸元を記載している。例えば、還元鉄を１ｔ製造する際に酸化鉄ペレットを１３００ｋｇ使用する場合、酸化鉄ペレットの使用量を１３００ｋｇ／ｔと表す。３０００ｔ／日の還元鉄の製造を行う場合には、この量を３０００倍すれば１日当たりの諸元となる。
　ここで、いずれの条件でも、充填工程では、原料となる酸化鉄ペレットを１３９４ｋｇ／ｔの条件で還元炉に充填した。吹込み工程では、還元炉の中部から９８０℃に加熱した還元ガスを吹き込んで、酸化鉄ペレットを還元し、還元鉄を得た。そして、還元炉から排出された炉頂ガスを除塵した後、物質収支が釣り合うように適宜脱水した。ついで、炉頂ガスを分配工程に導入し、第１の炉頂ガスと第２の炉頂ガスとに分配した。分配工程では、炉頂ガス分配部に導入される炉頂ガスを、物質収支が釣り合うように、上記（ａ）～（ｃ）のいずれかの態様により、適宜、分離二酸化炭素ガスを得て、当該分離二酸化炭素ガスを第１の炉頂ガスとして分配した。分離水素ガスも、分離二酸化炭素ガスとともに、第１の炉頂ガスとして合成工程に導入した。また、残部ガス（第１の残部ガス、第２の残部ガスまたは第４の残部ガス）を第２の炉頂ガスとして分配した。ついで、第１の炉頂ガス（一部、分離水素ガスも含む）と循環系外からの水素ガスとを一酸化炭素合成装置に導入した。そして、一酸化炭素合成装置の反応器において、逆シフト反応により再生一酸化炭素ガスを合成した。合成した再生一酸化炭素ガスを脱水後、再生一酸化炭素ガスと第２の炉頂ガスと追加供給水素ガスとを混合し、混合ガスとした。ついで、混合ガスを加熱装置に導入し、加熱装置において混合ガスを加熱して還元ガスを得た。なお、表１の加熱工程の導入ガス合計量は、混合ガス、すなわち、再生一酸化炭素ガスと第２の炉頂ガスと追加供給水素ガスの合計量である。また、上記および表１に記載した以外の条件は、常法に従うものとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　発明例ではいずれも、２８日間の全操業期間にわたり、省エネルギー化を実現するうえで極めて有利となる図２に示す循環系、すなわち、炉頂ガスを循環して再利用する系において、健全な物質収支の下で安定的に操業を行うことができた。また、当該循環系からのＣＯ２排出量もゼロにすることができた。
　一方、合成工程でのＣＯ２転化率に応じたガス量の制御を行わなかった比較例ではいずれも、操業期間の途中で、還元ガスの組成を一定の範囲に保持することできなくなって還元炉内の反応が不安定化し、やむなく操業の中断に至った。
　１　還元炉
　１ａ　酸化鉄
　１ｂ　還元鉄
　３　除塵装置
　４　脱水装置
　５　天然ガス供給部
　６　空気供給部
　７　改質装置
　９　還元ガス吹込み装置
　１０　水素供給部
　１１　一酸化炭素合成装置
　１２　加熱装置
　１３　熱源
　１４　炉頂ガス分配部
 

Claims (5)

  1. 　酸化鉄を還元炉へ充填する、充填工程と、
    　前記還元炉へ還元ガスを吹込む、吹込み工程と、
    　前記還元炉において、前記還元ガスにより前記酸化鉄を還元して還元鉄を得る、還元工程と、
    　前記還元炉から排出される炉頂ガスを第１の炉頂ガスと第２の炉頂ガスとに分配する、分配工程と、
    　前記第１の炉頂ガスと水素ガスとを用いて逆シフト反応により再生一酸化炭素ガスを合成する、合成工程と、
    　前記再生一酸化炭素ガス、前記第２の炉頂ガスおよび追加供給水素ガスを混合したガスを加熱し、前記還元ガスとする、加熱工程と、
    を有し、
    　前記合成工程での逆シフト反応によるＣＯ２転化率ηＲ［－］に応じて、前記分配工程、前記合成工程および前記加熱工程に導入するガス量を制御する、還元鉄の製造方法。
  2. 　次式（１）および（２）を満足するように、前記分配工程、前記合成工程および前記加熱工程に導入するガス量を制御する、請求項１に記載の還元鉄の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
     　ここで、
    　ＷＣＯ２：分配工程に導入する炉頂ガスに含まれるＣＯ２量［Ｎｍ３／ｔ］
    　ＷＨ２：分配工程に導入する炉頂ガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
    　ＥＨ２：合成工程に導入する水素ガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
    　ＶＣＯ２：加熱工程に導入するガスに含まれるＣＯ２量［Ｎｍ３／ｔ］
    　ＶＨ２：加熱工程に導入するガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
    　ＡＨ２：追加供給水素ガスに含まれるＨ２量［Ｎｍ３／ｔ］
    である。
  3. 　前記分配工程において、前記炉頂ガスを、分離二酸化炭素ガスと第１の残部ガスとに分離し、
    　前記分離二酸化炭素ガスを前記第１の炉頂ガスとして分配し、
    　前記第１の残部ガスを前記第２の炉頂ガスとして分配する、請求項１または２に記載の還元鉄の製造方法。
  4. 　前記分配工程において、前記炉頂ガスを、分離二酸化炭素ガスと第１の残部ガスとに分離し、
    　前記分離二酸化炭素ガスを前記第１の炉頂ガスとして分配し、
    　前記第１の残部ガスを、分離水素ガスと第２の残部ガスとに分離し、
    　前記分離水素ガスを前記合成工程に導入し、
    　前記第２の残部ガスを前記第２の炉頂ガスとして分配する、請求項１または２に記載の還元鉄の製造方法。
  5. 　前記分配工程において、前記炉頂ガスを、分離水素ガスと第３の残部ガスとに分離し、
    　前記分離水素ガスを前記合成工程に導入し、
    　前記第３の残部ガスを、分離二酸化炭素ガスと第４の残部ガスとに分離し、
    　前記分離二酸化炭素ガスを前記第１の炉頂ガスとして分配し、前記第４の残部ガスを前記第２の炉頂ガスとして分配する、請求項１または２に記載の還元鉄の製造方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009120897A (ja) * 2007-11-14 2009-06-04 Jfe Steel Corp 高炉ガスの利用方法
JP2011225968A (ja) * 2010-03-30 2011-11-10 Jfe Steel Corp 高炉又は製鉄所の操業方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102782161A (zh) * 2010-03-02 2012-11-14 杰富意钢铁株式会社 高炉的操作方法、炼钢厂的操作方法和含氧化碳气体的利用方法
UA117374C2 (uk) 2013-07-31 2018-07-25 Мідрекс Текнолоджиз, Інк. Відновлення оксиду заліза до металевого заліза із застосуванням коксового газу та газу зі сталеплавильної печі з подачею кисню
JP2017088912A (ja) 2015-11-04 2017-05-25 株式会社神戸製鋼所 還元鉄の製造方法
DE102018202594B4 (de) * 2018-02-21 2021-05-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm insbesondere in einem Direktreduktionsprozess

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009120897A (ja) * 2007-11-14 2009-06-04 Jfe Steel Corp 高炉ガスの利用方法
JP2011225968A (ja) * 2010-03-30 2011-11-10 Jfe Steel Corp 高炉又は製鉄所の操業方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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