[發明專利]含有一氧化碳和氫氣的合成氣體的制造裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 201710533431.8
• 申請日: 2012-08-27
• 公開（公告）號: CN107128876A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 金基鉉;鄭宗憲;李承紋;金聲萬
• 申請（專利權）人: POSCO公司
• 主分類號: C01B3/38
• 分類號: C01B3/38;C01B3/48
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司11285
• 代理人: 侯婧,鐘守期

本申請是2012年8月27日提交的名稱為“含有一氧化碳和氫氣的合成氣體的制造裝置及其制造方法”的201280043420.7發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種合成氣體的制造裝置，更具體而言，涉及一種利用煉鐵工藝氣體制造含有一氧化碳和氫氣的合成氣體的裝置。

背景技術

目前，在綜合煉鐵廠制造鐵水的工藝主要依賴于高爐煉鐵工藝，而且大部分將從煤炭中產生的CO氣體作為鐵礦石的還原劑使用。

另外，綜合煉鐵工藝中會產生包含CH₄/CO/H₂的各種副產氣體，其中大部分使用在生產鋼鐵產品的加熱器、生產電力的發電廠等，所使用的副產氣體以包含大量CO₂的廢氣形式從煉鐵廠排出。

因此，目前在綜合煉鐵廠的鐵水制造工藝、生產鋼鐵產品的加熱工藝、和提供必要電力的煉鐵廠發電工藝中產生大量的CO₂。例如，在生產一噸鋼鐵產品過程中將產生大約2.18噸的二氧化碳(CO₂)。

目前，為了減少煉鐵工藝中產生的CO₂，盡管正在努力提高包括降低鐵水生產中的還原劑比例在內的工藝效率，然而以高爐為主的綜合煉鐵工藝的工藝效率已達到極限值，因此很難進一步降低CO₂。

發明內容

發明要解決的課題

本發明是為解決上述問題而提出，其目的是提供一種含有一氧化碳和氫氣的合成氣體的制造裝置，該制造裝置使在綜合煉鐵工藝中產生的二氧化碳與甲烷進行反應，從而制造含有一氧化碳(CO)和氫氣(H₂)的合成氣體。

解決課題的方法

為了達到所述目的，本發明優選實施方案的利用煉鐵工藝氣體的含有一氧化碳和氫氣的合成氣體的制造裝置，包括：含有甲烷的煉鐵副產氣體的第一預處理裝置；與所述第一預處理裝置隔開而設置的含有二氧化碳的煉鐵副產氣體的第二預處理裝置；蒸汽發生裝置，其用于向經所述第一預處理裝置處理的含有甲烷的煉鐵副產氣體、和經所述第二預處理裝置處理的含有二氧化碳的煉鐵副產氣體混合而成的混合氣體中供給蒸汽；以及轉化(reforming)反應裝置，其接收含有所被供給的所述蒸汽的混合氣體并使之轉化，從而將所述混合氣體轉化為含有一氧化碳和氫氣的氣體。

本發明的特征在于，所述含有甲烷的煉鐵副產氣體為焦爐煤氣(COG，COKE OVEN GAS)。

本發明的特征在于，所述含有二氧化碳的煉鐵副產氣體為選自高爐廢氣、FINEX工藝的流化還原爐廢氣、煉鐵廠發電設備的廢氣、生產鋼鐵產品的加熱爐廢氣、以及焦爐加熱爐廢氣中的至少一種。

本發明的特征在于，所述含有二氧化碳的煉鐵副產氣體進一步包含從所述轉化反應裝置中排出的廢氣。

本發明的特征在于，所述蒸汽發生裝置從所述轉化反應裝置中排出的廢氣中得到熱源供給。

所述第一預處理裝置包括：第一儲存腔室，其用于儲存所述含有甲烷的煉鐵副產氣體；以及精煉裝置，其用于精煉從所述第一儲存腔室排出的含有甲烷的煉鐵副產氣體。

所述第一預處理裝置進一步包括：液化天然氣(LNG)吹入管道，其用于進一步向從所述第一儲存腔室中排出的含有甲烷的煉鐵副產氣體中供給甲烷；以及脫硫裝置，其用于從所述液化天然氣中去除硫。

所述第二預處理裝置包括：第二儲存腔室，其用于儲存所述含有二氧化碳的煉鐵副產氣體；精煉裝置，其用于精煉從所述第二儲存腔室排出的含有二氧化碳的煉鐵副產氣體。

所述第二預處理裝置進一步包括二氧化碳分離裝置，該二氧化碳分離裝置用于從經過精煉的所述含有二氧化碳的煉鐵副產氣體的一部分或者全部中分離二氧化碳。

本發明的特征在于，所述二氧化碳分離裝置從所述轉化反應裝置排出的廢氣中得到熱源供給。

本發明的含有一氧化碳和氫氣的合成氣體的制造裝置進一步包括升壓裝置，該升壓裝置用于使所述含有甲烷的煉鐵副產氣體、和所述含有二氧化碳的煉鐵副產氣體混合而成的混合氣體升壓至所述鐵礦石還原裝置的工作壓力。

本發明的含有一氧化碳和氫氣的合成氣體的制造裝置進一步包括升溫裝置，該升溫裝置用于使升壓后的所述混合氣體升溫以適合所述轉化反應裝置內的反應溫度。

本發明的特征在于，所述升溫裝置從所述轉化反應裝置排出的廢氣中得到熱源供給。