[发明专利]高炉煤气的分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从由高炉炉顶排出的高炉煤气中分离除去气体中所含的二氧化碳和氮气而用作燃料气体还原气体或还原气体的方法。

背景技术

在集约化钢铁厂中，由还原铁矿石而制造熔化生铁的高炉的炉顶排出的高炉煤气可以有效用作热风炉燃料气体、焦炉燃料气体和发电用燃料气体。

但是，高炉煤气的组成为一氧化碳：21.1～26.2体积％、二氧化碳：19.3～23.2体积％、氢气：2.9～5.3体积％、氮气：52.5～59.2体积％，可燃性气体成分少，其发热量低，为3031～3784kJ(723～903kcal/Nm³)(参照第4版钢铁便览(CD-ROM)No.1第2卷制铁·制钢，2002年7月30日发行，表42-5·7(2000))，如果单独用作燃料气体，则燃烧气体温度降低而不适用于高温用途。这是由于，氢气、一氧化碳、甲烷等可燃性气体成分少，而且由这些燃料成分燃烧产生的热量消耗于作为可燃性气体成分以外的惰性气体成分的氮气或二氧化碳的加热而导致的。因此，与同高炉煤气一样作为炼铁厂的副产物气体的焦炉煤气或转炉煤气等具有2000kcal/Nm³以上的发热量的高热量副产物气体混合，用于上述用途。将高炉煤气与焦炉煤气和/或转炉煤气混合的气体称为混合气体或M气体。

在炼铁厂的副产物气体的产生量中，高炉煤气的产生量与其它副产物气体相比非常多，为了将其利用，消耗大量的焦炉煤气或转炉煤气作为增热用气体。特别是在近年，由于高炉的作业是由吹入重油转变为吹入微粉碳，因此高炉煤气的产生量有增大的倾向。随着高炉煤气产生量增大，增热用高热量副产物气体的消耗量增加，以往，在炼铁厂下游工序的钢材加热炉中使用的高热量副产物气体的不足逐渐成为令人担心的情况。作为高热量副产物气体的代替，使用LPG或LNG等购入燃料。

因此，提出了多个将高炉煤气改性，以提高发热量，形成可以单独使用的方法。

在日本特开2004-309067号公报中提出了，从由高炉炉顶排出的高炉煤气中分离除去二氧化碳，制造900kcal/Nm³以上的发热量的改性高炉煤气，将该改性高炉煤气代替高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、LPG气体的任意一种或两种以上的一部分或全部的方法。另外，在日本特开2004-309067号公报中还提出了，将上述改性高炉煤气作为铁矿石还原用的还原气体在还原炉中加以利用的方法。

在日本特开昭55-113814号公报中提出了，将从高炉煤气中除去二氧化碳而制造的改性高炉煤气加热后吹入高炉而循环使用的方法。

另外，在日本特开昭62-193622号公报中提出了，使用氧化铝类吸附剂和多孔性聚苯乙烯分别选择性吸附高炉煤气中的二氧化碳和氮气，制造一氧化碳和氢气的富燃料气体的方法。

但是，在上述现有技术中，存在以下问题。

在日本特开2004-309067号公报和日本特开昭55-113814号公报中，仅从高炉煤气中分离除去了二氧化碳，未除去高炉煤气中约占50体积％的氮气，改性后的发热量充其量为1050kcal/Nm³左右，发热量的增加少，通过改性所表现出的效果少。

日本特开昭62-193622号公报公开了由高炉煤气除去二氧化碳和氮气来制造一氧化碳和氢气的富燃料气体，但在日本特开昭62-193622号公报的实施例中一氧化碳和氢气的富燃料气体的发热量不足1000kcal/Nm³，很难说充分地除去了二氧化碳和氮气。另外，在分离除去二氧化碳和氮气之前，高炉煤气的氮气含量高达55％，存在应当处理的高炉煤气量多，用于分离除去二氧化碳和氮气的费用高的问题。该问题在日本特开2004-309067号公报和日本特开昭55-113814号公报中也相同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉煤气的分离方法，其可以以少的费用有效地从由高炉炉顶排出的高炉煤气中分离二氧化碳和氮气。

为了实现上述目的，本发明提供以以下为主旨的高炉煤气的分离方法。

[1].高炉煤气的分离方法，其具有：

生成氧气浓度至少为25体积％以上的富氧化空气的工序；

由设置在高炉下部的风口将所述富氧化空气吹入高炉内的工序；和

从由高炉炉顶排出的高炉煤气中分离除去气体中的二氧化碳和氮气而生成改性高炉煤气的工序。

[2].根据[1]所述的高炉煤气的分离方法，其中，所述富氧化空气为25～96体积％。