含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置。本发明专利技术的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置包括：含有甲烷的炼铁副产气体的第一预处理装置；与所述第一预处理装置隔开而设置的含有二氧化碳的炼铁副产气体的第二预处理装置；蒸汽发生装置，其用于向经所述第一预处理装置处理的含有甲烷的炼铁副产气体、和经所述第二预处理装置处理的含有二氧化碳的炼铁副产气体混合而成的混合气体供给蒸汽；以及转化反应装置，其接收含有所被供给的蒸汽的混合气体并使之转化，从而将所述混合气体转化为含有一氧化碳和氢气的还原气体。

Device for producing synthetic gas containing carbon monoxide and hydrogen and process for producing the same

A device for producing a synthetic gas containing carbon monoxide and hydrogen gas is disclosed. Device for producing carbon monoxide and hydrogen containing synthetic gas of the invention comprises: a first pretreatment device by-product of iron gas containing methane; second pretreatment device and the first pretreatment device separated gas by-product of iron set containing carbon dioxide; steam generating device, which is used for the first to the pretreatment of by-product of iron, gas treatment device containing methane and the mixed gas supply second steam pretreatment by-product of iron mixed gas treatment device containing carbon dioxide into; and conversion device, which receives the transformation of mixed gas containing steam is supplied and make, so the mixed gas into a gas containing carbon monoxide and hydrogen reduction.

【技术实现步骤摘要】
含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置及其制造方法本申请是2012年8月27日提交的名称为“含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置及其制造方法”的201280043420.7专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种合成气体的制造装置，更具体而言，涉及一种利用炼铁工艺气体制造含有一氧化碳和氢气的合成气体的装置。
技术介绍
目前，在综合炼铁厂制造铁水的工艺主要依赖于高炉炼铁工艺，而且大部分将从煤炭中产生的CO气体作为铁矿石的还原剂使用。另外，综合炼铁工艺中会产生包含CH4/CO/H2的各种副产气体，其中大部分使用在生产钢铁产品的加热器、生产电力的发电厂等，所使用的副产气体以包含大量CO2的废气形式从炼铁厂排出。因此，目前在综合炼铁厂的铁水制造工艺、生产钢铁产品的加热工艺、和提供必要电力的炼铁厂发电工艺中产生大量的CO2。例如，在生产一吨钢铁产品过程中将产生大约2.18吨的二氧化碳(CO2)。目前，为了减少炼铁工艺中产生的CO2，尽管正在努力提高包括降低铁水生产中的还原剂比例在内的工艺效率，然而以高炉为主的综合炼铁工艺的工艺效率已达到极限值，因此很难进一步降低CO2。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是为解决上述问题而提出，其目的是提供一种含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，该制造装置使在综合炼铁工艺中产生的二氧化碳与甲烷进行反应，从而制造含有一氧化碳(CO)和氢气(H2)的合成气体。解决课题的方法为了达到所述目的，本专利技术优选实施方案的利用炼铁工艺气体的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，包括：含有甲烷的炼铁副产气体的第一预处理装置；与所述第一预处理装置隔开而设置的含有二氧化碳的炼铁副产气体的第二预处理装置；蒸汽发生装置，其用于向经所述第一预处理装置处理的含有甲烷的炼铁副产气体、和经所述第二预处理装置处理的含有二氧化碳的炼铁副产气体混合而成的混合气体中供给蒸汽；以及转化(reforming)反应装置，其接收含有所被供给的所述蒸汽的混合气体并使之转化，从而将所述混合气体转化为含有一氧化碳和氢气的气体。本专利技术的特征在于，所述含有甲烷的炼铁副产气体为焦炉煤气(COG，COKEOVENGAS)。本专利技术的特征在于，所述含有二氧化碳的炼铁副产气体为选自高炉废气、FINEX工艺的流化还原炉废气、炼铁厂发电设备的废气、生产钢铁产品的加热炉废气、以及焦炉加热炉废气中的至少一种。本专利技术的特征在于，所述含有二氧化碳的炼铁副产气体进一步包含从所述转化反应装置中排出的废气。本专利技术的特征在于，所述蒸汽发生装置从所述转化反应装置中排出的废气中得到热源供给。所述第一预处理装置包括：第一储存腔室，其用于储存所述含有甲烷的炼铁副产气体；以及精炼装置，其用于精炼从所述第一储存腔室排出的含有甲烷的炼铁副产气体。所述第一预处理装置进一步包括：液化天然气(LNG)吹入管道，其用于进一步向从所述第一储存腔室中排出的含有甲烷的炼铁副产气体中供给甲烷；以及脱硫装置，其用于从所述液化天然气中去除硫。所述第二预处理装置包括：第二储存腔室，其用于储存所述含有二氧化碳的炼铁副产气体；精炼装置，其用于精炼从所述第二储存腔室排出的含有二氧化碳的炼铁副产气体。所述第二预处理装置进一步包括二氧化碳分离装置，该二氧化碳分离装置用于从经过精炼的所述含有二氧化碳的炼铁副产气体的一部分或者全部中分离二氧化碳。本专利技术的特征在于，所述二氧化碳分离装置从所述转化反应装置排出的废气中得到热源供给。本专利技术的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置进一步包括升压装置，该升压装置用于使所述含有甲烷的炼铁副产气体、和所述含有二氧化碳的炼铁副产气体混合而成的混合气体升压至所述铁矿石还原装置的工作压力。本专利技术的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置进一步包括升温装置，该升温装置用于使升压后的所述混合气体升温以适合所述转化反应装置内的反应温度。本专利技术的特征在于，所述升温装置从所述转化反应装置排出的废气中得到热源供给。所述含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置进一步包括氢气制造装置，该氢气制造装置用于由在所述转化反应装置中使混合气体转化而制造的含有一氧化碳的还原气体的一部分或者全部制造氢气。所述氢气制造装置进一步包括：水煤气变换反应器，其用于增加所述含有一氧化碳的还原气体的氢气含量；以及氢气分离装置，其用于从增加了氢气的所述含有一氧化碳的还原气体中分离氢气。所述氢气制造装置进一步包括热回收装置，该热回收装置用于冷却经过转化的所述含有一氧化碳的还原气体。本专利技术的特征在于，所述水煤气变换反应器从所述蒸汽发生装置得到蒸汽供给。本专利技术的特征在于，通过所述氢气分离装置分离的一部分氢气与通过所述转化反应装置转化的含有一氧化碳和氢气的还原气体混合。本专利技术的特征在于，从所述氢气分离装置中排出的含有二氧化碳的废气与所述含有二氧化碳的炼铁副产气体混合。在所述含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置中，向所述转化反应装置供给的所述混合气体中的甲烷、二氧化碳和蒸汽的摩尔比满足0≤H2O/CO2≤5、0.1≤(H2O+CO2)/CH4≤5。本专利技术的一个实施方案的铁矿石还原系统能够将通过所述合成气体制造装置制造的含有一氧化碳和氢气的合成气体供给到铁矿石还原装置以还原铁矿石。所述铁矿石还原装置为高炉(blastfurnace)或者FINEX(熔融还原)工艺的流化还原炉。为了达到所述目的，本专利技术的另一优选实施方案的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造方法，包括以下步骤：预处理含有甲烷的炼铁副产气体；预处理含有二氧化碳的炼铁副产气体；混合经过预处理的所述含有甲烷的炼铁副产气体和含有二氧化碳的炼铁副产气体以形成混合气体后，使所述混合气体升压至预定的压力；使升压后的所述混合气体升温至预定的温度；以及将升温后的所述混合气体供给到转化反应装置并将所述混合气体转化为含有一氧化碳和氢气的还原气体。所述预处理含有甲烷的炼铁副产气体的步骤包括以下步骤：精炼含有甲烷的炼铁副产气体；以及向经过精炼的所述含有甲烷的炼铁副产气体中混合液化天然气(LNG)。本专利技术的特征在于，所述含有甲烷的炼铁副产气体为焦炉煤气(COG,COKEOVENGAS)。预处理所述含有二氧化碳的炼铁副产气体的步骤包括以下步骤：精炼含有二氧化碳的炼铁副产气体；以及从经过精炼的所述含有二氧化碳的炼铁副产气体的一部分或者全部中分离二氧化碳。本专利技术的特征在于，所述含有二氧化碳的炼铁副产气体为选自高炉废气、FINEX工艺的流化还原炉废气、炼铁厂发电设备的废气、生产钢铁产品的加热炉废气、以及焦炉加热炉废气中的至少一种。本专利技术的特征在于，所述含有二氧化碳的炼铁副产气体进一步包含从所述转化反应装置中排出的废气。所述含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造方法进一步包括向升温后的所述混合气体供给蒸汽的步骤。所述含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造方法进一步包括由转化后的所述含有一氧化碳的还原气体的一部分或全部制造氢气的步骤。而且，所述氢气制造的步骤包括以下步骤：冷却所述含有一氧化碳的还原气体；对冷却后的所述含有一氧化碳的还原气体进行水煤气变换；以及从经过水煤气变换的所述还原气体中分离氢气。本专利技术的特征在于，将制造出的所述氢气与转化后的所述气体混合。本专利技术的一个实施方案的铁矿石还原方法可将通过所述制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，包括：含有甲烷的炼铁副产气体的第一预处理装置；与所述第一预处理装置隔开而设置的含有二氧化碳的炼铁副产气体的第二预处理装置；蒸汽发生装置，其用于向经所述第一预处理装置处理的含有甲烷的炼铁副产气体、和经所述第二预处理装置处理的含有二氧化碳的炼铁副产气体混合而成的混合气体中供给蒸汽；以及转化反应装置，其接收含有所被供给的所述蒸汽的混合气体并使之转化，从而将所述混合气体转化为含有一氧化碳和氢气的气体，所述第二预处理装置包括：第二储存腔室，用于储存所述含有二氧化碳的炼铁副产气体；精炼装置，用于精炼从所述第二储存腔室排出的含有二氧化碳的炼铁副产气体；以及二氧化碳分离装置，用于从经过精炼的所述含有二氧化碳的炼铁副产气体的一部分或者全部中分离二氧化碳，所述蒸汽发生装置及所述二氧化碳分离装置分别从所述转化反应装置排出的废气中得到热源供给，并且该含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置进一步包括：氢气制造装置，其用于由在所述转化反应装置中使混合气体转化而制造的含有一氧化碳的还原气体的一部分或者全部制造氢气，所述氢气制造装置进一步包括：水煤气变换反应器，其用于增加所述含有一氧化碳的还原气体中氢气含量；以及氢气分离装置，其用于从增加了氢气的所述含有一氧化碳的还原气体中分离氢气，向所述转化反应装置供给的所述混合气体中的甲烷、二氧化碳和蒸汽的摩尔比满足以下式(1)和(2)，0≤H2O/CO2≤5····(1)0.1≤(H2O+CO2)/CH4≤5····(2)，通过所述氢气分离装置分离出的一部分氢气与通过所述转化反应装置转化的含有一氧化碳的还原气体混合，并供给到铁矿石还原装置。...

【技术特征摘要】
2011.09.06 KR 10-2011-00903061.一种含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，包括：含有甲烷的炼铁副产气体的第一预处理装置；与所述第一预处理装置隔开而设置的含有二氧化碳的炼铁副产气体的第二预处理装置；蒸汽发生装置，其用于向经所述第一预处理装置处理的含有甲烷的炼铁副产气体、和经所述第二预处理装置处理的含有二氧化碳的炼铁副产气体混合而成的混合气体中供给蒸汽；以及转化反应装置，其接收含有所被供给的所述蒸汽的混合气体并使之转化，从而将所述混合气体转化为含有一氧化碳和氢气的气体，所述第二预处理装置包括：第二储存腔室，用于储存所述含有二氧化碳的炼铁副产气体；精炼装置，用于精炼从所述第二储存腔室排出的含有二氧化碳的炼铁副产气体；以及二氧化碳分离装置，用于从经过精炼的所述含有二氧化碳的炼铁副产气体的一部分或者全部中分离二氧化碳，所述蒸汽发生装置及所述二氧化碳分离装置分别从所述转化反应装置排出的废气中得到热源供给，并且该含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置进一步包括：氢气制造装置，其用于由在所述转化反应装置中使混合气体转化而制造的含有一氧化碳的还原气体的一部分或者全部制造氢气，所述氢气制造装置进一步包括：水煤气变换反应器，其用于增加所述含有一氧化碳的还原气体中氢气含量；以及氢气分离装置，其用于从增加了氢气的所述含有一氧化碳的还原气体中分离氢气，向所述转化反应装置供给的所述混合气体中的甲烷、二氧化碳和蒸汽的摩尔比满足以下式(1)和(2)，0≤H2O/CO2≤5····(1)0.1≤(H2O+CO2)/CH4≤5····(2)，通过所述氢气分离装置分离出的一部分氢气与通过所述转化反应装置转化的含有一氧化碳的还原气体混合，并供给到铁矿石还原装置。2.根据权利要求1所述的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，其特征在于，所述含有甲烷的炼铁副产气体为COG(焦炉煤气)。3.根据权利要求1所述的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，其特征在于，所述含有二氧化碳的炼铁副产气体为选自高炉废气、FINEX工艺的流化还原炉废气、炼铁厂发电设备的废气、生产钢铁产品的加热炉废气、以及焦炉加热炉废气中的至少一种。4.根据权利要求3所述的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，其特征在于，所述含有二氧化碳的炼铁副产气体进一步包含从所述转化反应装置排出的废气。5.根据权利要求1所述的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，其特征在于，所述第一预处理装置包括：第一储存腔室，其用于储存所述含有甲烷的炼铁副产气体；以及精炼装置，其用于精炼从所述第一储存腔室排出的含有甲烷的炼铁副产气体。6.根据权利要求5所述的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，其中，所述第一预处理装置进一步包括：液化天然气吹入管道，其用于进一步向从所述第一储存腔室排出的含有甲烷的炼铁副产气体供给甲烷；以及脱硫装置，其用于从所述液化天然气中去除硫。7.根据权利要求1所述的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，进一步包括：升压装置，其用于将所述含有甲烷的炼铁副产气体和所述含有二氧化碳的炼铁副产气体混合而成的混合气体升压至所述铁矿石还原装置的工作压力。8.根据权利要求7所述的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，进一步包括：升温装置，其用于使升压后的所述混合气体升温以适合所述转化反应装置内的反应温度。9.根据权利要求8所述的含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置，其中，所述升温装置从所述转化反应装置排出的废气中得到热源供给。10.根据权利要求1所述的含有一氧化碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：金基铉，郑宗宪，李承纹，金声万，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR