特表 2024-539249 コークス炉プラントの運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-28

(54)【発明の名称】コークス炉プラントの運転方法

(51)【国際特許分類】

   C10B 45/00 20060101AFI20241018BHJP

【ＦＩ】

C10B45/00 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024524379

(86)(22)【出願日】2022-10-20

(85)【翻訳文提出日】2024-05-29

(86)【国際出願番号】 EP2022079312

(87)【国際公開番号】W WO2023072742

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】LU500783

(32)【優先日】2021-10-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】LU

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500173376

【氏名又は名称】ポール ヴルス エス．エイ．

【氏名又は名称原語表記】ＰＡＵＬ ＷＵＲＴＨ Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100110319

【弁理士】

【氏名又は名称】根本 恵司

(74)【代理人】

【識別番号】100099472

【弁理士】

【氏名又は名称】杉山 猛

(74)【代理人】

【識別番号】100150773

【弁理士】

【氏名又は名称】加治 信貴

(72)【発明者】

【氏名】フェラーリス、アレッシオ

(72)【発明者】

【氏名】カルカーニョ、リカルド

【テーマコード（参考）】

4H012

【Ｆターム（参考）】

4H012GB00

(57)【要約】

（ａ）高炉ガス流（Ｂ）及びコークス炉ガス流（Ｃ）を提供する；（ｂ）ＣＯ変換ユニット（３０）で高炉ガス流（Ｂ）の一部（Ｂ１）を処理して、処理された高炉ガス流を得る；（ｃ）処理された高炉ガス流に、ＣＯ_２－枯渇ユニット（４０）において処理を施して、１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｄ）を得る；（ｄ）１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｄ）と高炉ガス流（Ｂ）の一定割合（Ｂ２）を第１の混合ユニット（６０）で混合して、２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｅ）を得る；（ｄ）２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｅ）とコークス炉ガス流（Ｃ）の一定割合を第２の混合ユニット（７０）で混合して、３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）を得る；（ｅ）前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）をコークス炉プラントからコークス炉（８０）のアンダーファイアシステムに供給して石炭をコークスに変換し、それによってコークス炉ガス（Ｈ）及び排ガス（Ｇ）を生成する；各工程を含むコークス炉プラントの運転方法であって、２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｅ）の特性は、第１の混合ユニット（６０）の下流の第１の分析器（６５）によって決定され、第２の混合ユニット（７０）の下流の第２の分析器（７５）の３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）の特性によって決定され；高炉ガス流（Ｂ）の一定割合（Ｂ２）及びコークス炉ガス流（Ｃ）の一定割合は、前記第１（６５）及び第２（７５）の分析器によって決定される前記特性に基づいて、前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）中のＣＯ_２含有量、ＣＯ含有量、Ｈ_２含有量、ウォッベ指数、化学量論的な燃焼空気要求量、及び低位発熱量の少なくとも１つを調整するよう制御され、それによりアンダーファイアシステムの運転を制御する、コークス炉プラントの運転方法。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ａ）一酸化炭素ＣＯ、二酸化炭素ＣＯ_２及び水素Ｈ_２を含む高炉ガス流（Ｂ）、及び水素Ｈ_２、一酸化炭素ＣＯ及びメタンＣＨ_４を含むコークス炉ガス流（Ｃ）を提供する；
ｂ）ＣＯ変換ユニット（３０）で一酸化炭素を二酸化炭素に変換して高炉ガス流（Ｂ）の一部（Ｂ１）を処理して、処理された高炉ガス流を得る；
ｃ）工程ｂ）からの処理された高炉ガス流に、ＣＯ_２－枯渇ユニット（４０）における二酸化炭素の除去を施して、１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｄ）を得る；
ｄ）工程ｃ）からの１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｄ）と高炉ガス流（Ｂ）の一定割合（Ｂ２）を第１の混合ユニット（６０）で混合して、２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｅ）を得る；
ｅ）工程ｄ）からの２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｅ）とコークス炉ガス流（Ｃ）の一定割合を第２の混合ユニット（７０）で混合して、３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）を得る；
ｆ）前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）をコークス炉プラントからコークス炉（８０）のアンダーファイアシステムに供給して石炭をコークスに変換し、それによってコークス炉ガス（Ｈ）及び排ガス（Ｇ）を生成する；
各工程を含むコークス炉プラントの運転方法であって、
２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｅ）の特性は、第１の混合ユニット（６０）の下流の第１の分析器（６５）によって決定され、かつ３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）の特性は、第２の混合ユニット（７０）の下流の第２の分析器（７５）によって決定され；
高炉ガス流（Ｂ）の一定割合（Ｂ２）及びコークス炉ガス流（Ｃ）の一定割合は、前記第１（６５）及び第２（７５）の分析器によって決定される前記特性に基づいて、前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）中のＣＯ_２含有量、ＣＯ含有量、Ｈ_２含有量、ウォッベ指数、化学量論的な燃焼空気要求量、及び低位発熱量の少なくとも１つを調整するよう制御され、それによりアンダーファイアシステムの運転を制御する、コークス炉プラントの運転方法。

【請求項2】

高炉ガス流（Ｂ）の一定割合（Ｂ２）及びコークス炉ガス流（Ｃ）の一定割合は、前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）中のウォッベ指数及び低位発熱量の少なくとも１つを調整するための前記第１（６５）及び第２（７５）の分析器によって決定される前記特性に基づいて制御される、請求項１に記載された方法。

【請求項3】

高炉ガス流（Ｂ）の一定割合（Ｂ２）及びコークス炉ガス流（Ｃ）の一定割合は、アンダーファイアシステムの運転における変動を低減するよう制御される、請求項１又は２に記載された方法。

【請求項4】

高炉ガス流（Ｂ）の一定割合（Ｂ２）及びコークス炉ガス流（Ｃ）の一定割合は、排ガス（Ｇ）中のＣＯ_２含有量及び／又は排ガス（Ｇ）のＣＯ_２排出量を低減するよう制御される、請求項１又は２に記載された方法。

【請求項5】

高炉ガス流（Ｂ）の一定割合（Ｂ２）及びコークス炉ガス流（Ｃ）の一定割合は、ウォッベ指数の目標値の達成及び／又は３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）の低位発熱量を上昇するよう制御される、請求項１から４のいずれか１項に記載された方法。

【請求項6】

３次ＣＯ_２－枯渇流のウォッベ指数は、ウォッベ指数の事前設定された目標値の＋／－２０％、好ましくは＋／－１５％、より好ましくは＋／－１０％の範囲内になるように制御される、請求項５に記載された方法。

【請求項7】

３次ＣＯ_２－枯渇流のウォッベ指数は、３．５～７ＭＪ／Ｎｍ^３の範囲内、好ましくは５～６ＭＪ／Ｎｍ^３の範囲内に調整される、請求項５又は６に記載された方法。

【請求項8】

３次ＣＯ_２－枯渇流の低位発熱量を、高炉ガス供給源からの高炉ガスの低位発熱量と比較して、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも３０％上昇する、請求項５から７のいずれか１項に記載された方法。

【請求項9】

３次ＣＯ_２－枯渇流の低位発熱量は、３７００～５３００ｋＪ／Ｎｍ^３の範囲内、好ましくは４１００～５０００ｋＪ／Ｎｍ^３の範囲内になるように制御される、請求項５から７のいずれか１項に記載された方法。

【請求項10】

工程ｂ）において、ＣＯ変換ユニット（３０）における高炉ガス流（Ｂ）の一定割合（Ｂ１）の処理は、水性ガスシフト反応を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載された方法。

【請求項11】

工程ｃ）において、ＣＯ_２－枯渇ユニットにおける二酸化炭素の除去は、圧力スイング吸収（ＰＳＡ）、真空圧力スイング吸収（ＶＰＳＡ）及び洗浄液（複数）による捕獲などの、物理的吸収及び／又は化学的吸収のうちの１つ以上を含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載された方法。

【請求項12】

工程ｂ）及びｃ）は、吸収増強水性ガスシフト反応器で行われる、請求項１から９のいずれか１項に記載された方法。

【請求項13】

工程ｃ）において、ＣＯ_２－枯渇ユニットにおける二酸化炭素の除去は、１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｄ）中のＣＯ_２含有量が、最大７．５体積－％、好ましくは最大５体積－％、より好ましくは最大２．５体積－％であるようにすることである、請求項１から１２のいずれか１項に記載された方法。

【請求項14】

ａ）高炉ガス供給源、とくに一酸化炭素ＣＯ、二酸化炭素ＣＯ_２及び水素Ｈ_２を含む高炉ガス流（Ｂ）を提供するように構成された、高炉ガスネットワーク（１０）、及びコークス炉ガス供給源、とくに、水素Ｈ_２、一酸化炭素ＣＯ及びメタンＣＨ_４を含むコークス炉ガス流（Ｃ）を提供するよう構成されたコークス炉ガスネットワーク（２０）；
ｂ）前記高炉ガス供給源に接続され、かつ一酸化炭素を二酸化炭素に変換することで高炉ガス流（Ｂ）の一部（Ｂ１）を処理して、処理された高炉ガス流を得るように構成されたＣＯ変換ユニット（３０）；
ｃ）前記ＣＯ変換ユニット（３０）に接続され、かつ１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｄ）を得るために、前記処理された高炉ガス流から二酸化炭素を除去するよう構成されたＣＯ_２－枯渇ユニット（４０）；
ｄ）前記ＣＯ_２－枯渇ユニット（４０）に接続され、かつ制御可能な高炉バイパス流調整器（１５）を含んで、前記高炉ガス供給源に制御可能に接続された第１の混合ユニット（６０）であって、前記ＣＯ_２－枯渇ユニット（４０）からの１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｄ）と前記高炉ガス流（Ｂ）の一定割合（Ｂ２）を混合して２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｅ）を得るように構成された前記第１の混合ユニット（７０）；
ｅ）前記第１の混合ユニット（６０）に接続され、かつ制御可能なコークス炉ガス流調整器（２５）を含んで、前記コークス炉ガス供給源に制御可能に接続された第２の混合ユニット（７０）であって、第１の混合ユニット（６０）からの２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｅ）とコークス炉ガス流（Ｃ）の一定割合を混合して、３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）を得るように構成された前記第２の混合ユニット（７０）；
ｆ）前記第２の混合ユニット（７０）に接続され、かつ石炭をコークスに変換するために前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）を燃焼させ、それによってコークス炉ガス（Ｈ）及び排ガス（Ｇ）を生成するように構成された、アンダーファイアシステムを含むコークス炉プラントのコークス炉（８０）；
を含むコークス炉プラントであって、
２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｅ）の特性を決定するよう構成された第１の混合ユニット（６０）の下流の第１の分析器（６５）、及び３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）の特性を決定するよう構成された、第２の混合ユニット（７０）の下流の第２の分析器（７５）；前記第１（６５）及び第２（７５）の分析器によって提供される前記特性に基づいて、高炉ガス流（Ｂ）の一定割合（Ｂ２）及びコークス炉ガス流（Ｃ）の一定割合を決定することにより、及び制御可能な高炉バイパス流調整器（１５）及び制御可能なコークス炉ガス流調整器（２５）を、前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（Ｆ）中のＣＯ_２含有量、ＣＯ含有量、Ｈ_２含有量、ウォッベ指数、化学量論的な燃焼空気要求量、及び低位発熱量の少なくとも１つを調整するよう、制御することにより、アンダーファイアシステムの運転を制御するよう構成された制御ユニット、をさらに含む、
コークス炉プラント。

【請求項15】

ＣＯ変換ユニット（３０）は水性ガスシフト反応器を含む、請求項１４に記載されたコークス炉プラント。

【請求項16】

ＣＯ_２－枯渇ユニットは、圧力スイング吸収（ＰＳＡ）装置、真空圧力スイング吸収（ＶＰＳＡ）装置及び洗浄液（複数）による捕獲装置などの１以上の物理的吸収装置及び／又は化学的吸収装置を含む、請求項１４又は１５に記載されたコークス炉プラント。

【請求項17】

ＣＯ変換ユニット（３０）及びＣＯ_２－枯渇ユニット（４０）はいずれも吸収強化水性ガスシフト反応器で形成されている、請求項１４に記載されたコークス炉プラント。

【請求項18】

ＣＯ_２－枯渇ユニットは、１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（Ｄ）中のＣＯ_２含有量が、最大７．５体積－％、好ましくは最大５体積－％、より好ましくは最大２．５体積－％であるように運転される、請求項１４から１７のいずれか１項に記載されたコークス炉プラント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概してコークス炉プラントの運転方法、ならびに対応するコークス炉プラントに関する。

【背景技術】

【0002】

よく知られているように、現代のコークス製造プラント又はコークス炉プラントは、わずか１０個から１００個以上のコークス炉チャンバーを含み得る列状に構成されている。炭化室（coking chambers）の物理的な寸法（狭い、長い、高い）のために、スロット炉（slot ovens）と呼ばれることもある。炉は、炭化プロセス中に石炭から発生する揮発性生成物を回収できるように設計されかつ運転される。炭化プロセスは通常、周期運転され（operated）、以下の主要な工程：投入；炭化；及び押し出し（空にすること）を繰り返す。

【0003】

炭化プロセスの運転に必要な熱は、概して可燃性ガスの燃焼によって提供される。これらのガスは任意の適切な性質のものであり得るが、経済的な理由から、コークス炉プラント内で利用可能な場合は高炉ガスが使用できる。

【0004】

さらに、高炉の運転は複雑であり、かつ良質で収率の高い銑鉄を製造するために多くのパラメータと入力変数の修正（modifying input variables）を常に考慮する必要がある、そのため得られる高炉ガスの組成は時間の経過と共に多かれ少なかれ大きく変動する。

【0005】

したがって、高炉ガスによるコークス炉の加熱／アンダーファイア（underfiring）システムの運転は、その低位発熱量だけではなく、大きく変動する組成からみて理想とはほど遠いものである。

【技術的問題】

【0006】

本発明の目的は、高炉ガスで加熱することができるコークス炉プラントの運転方法を提供することであり、さらに、特にコークス炉の最良の燃焼パラメータ及び効率をいつでも維持することを目指して、大幅に強化され、しかもより柔軟なアンダーファイアガスの制御を提供することで、アンダーファイアシステムにおける、より良好かつより信頼性の高い加熱を提供することである。好ましくは、この方法は、新規なコークス炉プラントだけではなく、既存のプラントにも適用可能である筈である。

【発明の概要】

【0007】

この目的を達成するために、第１の態様において、本発明はコークス炉プラントの運転方法であって：
ａ）一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）及び水素（Ｈ_２）を含む高炉ガス流、及び水素、一酸化炭素及びメタン（ＣＨ_４）（及び他の炭化水素）を含むコークス炉ガス流を提供する；
ｂ）ＣＯ変換ユニットで一酸化炭素を二酸化炭素に変換して高炉ガス流の（少なくとも）一部を処理して、処理された高炉ガス流を得る；
ｃ）工程ｂ）からの処理された高炉ガス流に、ＣＯ_２－枯渇ユニット（CO₂-depletion unit）における二酸化炭素の除去を施して、１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流を得る；
ｄ）工程ｃ）からの１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流と高炉ガス流の一定割合を第１の混合ユニットで混合して、２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流を得る；
ｅ）工程ｄ）からの２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流とコークス炉ガス流の一定割合を第２の混合ユニットで混合して、３次ＣＯ_２－枯渇ガス流を得る；
ｆ）前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流をコークス炉プラントからコークス炉のアンダーファイアシステムに供給して石炭をコークスに変換し、それによってコークス炉ガス及び排ガスを生成する、各工程を含む方法を提案する。

【0008】

本発明によれば、２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流の１以上の特性は、第１の混合ユニットの下流の第１の分析器によって決定され、かつ３次ＣＯ_２－枯渇ガス流の１以上の特性は、第２の混合ユニットの下流の第２の分析器によって決定される。高炉ガス流の一定割合（proportion）及びコークス炉ガス流の一定割合は、前記第１及び第２の分析器によって決定される前記特性に基づいて、前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流中のＣＯ_２含有量（又はＣＯ_２の濃度）、ＣＯ含有量（又はＣＯの濃度）、Ｈ_２含有量（又はＨ_２の濃度）、ウォッベ指数、化学量論的な燃焼空気／酸素要求量、及び低位発熱量（Lower Heating Value）から選択される前記１以上の特性の少なくとも１つを調整するように制御され、それによりアンダーファイアシステムの運転を制御する。

【0009】

第２の態様において、本発明は、ここに記載されたコークス炉プラントの運転方法を実施するために好ましく構成されたコークス炉プラントであって、
ａ）高炉ガス供給源、とくに一酸化炭素ＣＯ、二酸化炭素ＣＯ_２及び水素Ｈ_２を含む高炉ガス流を提供するように構成された高炉ガスネットワーク、及びコークス炉ガス供給源、とくに水素Ｈ_２、一酸化炭素ＣＯ及びメタンＣＨ_４（及び他の炭化水素）を含むコークス炉ガス流を提供するように構成されたコークス炉ガスネットワーク又はコークス炉プラント自体で生成されたコークス炉ガス；
ｂ）前記高炉ガス供給源に流体的に接続され、かつ一酸化炭素を二酸化炭素に変換することで高炉ガス流の（少なくとも）一部を処理して、処理された高炉ガス流を得るように構成されたＣＯ変換ユニット；
ｃ）前記ＣＯ変換ユニットに流体的に接続され、かつ１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流を得るために、前記処理された高炉ガス流から二酸化炭素を除去するよう構成されたＣＯ_２－枯渇ユニット；
ｄ）前記ＣＯ_２－枯渇ユニットに流体的に接続され、かつ制御可能な高炉バイパス流調整器、例えば、第１の制御可能なバルブを含んで、前記高炉ガス供給源に制御可能に流体的に接続された第１の混合ユニットであって、前記ＣＯ_２－枯渇ユニットからの１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流と前記高炉ガス流の一定割合を混合して２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流を得るように構成された前記第１の混合ユニット；
ｅ）前記第１の混合ユニットに流体的に接続され、かつ第２の制御可能なバルブなどの制御可能なコークス炉ガス流調整器を含んで、前記コークス炉ガス供給源に制御可能に流体的に接続された第２の混合ユニットであって、第１の混合ユニットからの２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流とコークス炉ガス流の一定割合を混合して、３次ＣＯ_２－枯渇ガス流を得るように構成された前記第２の混合ユニット；
及び
ｆ）前記第２の混合ユニットに流体的に接続され、かつ石炭をコークスに変換するために前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流を燃焼させ、それによってコークス炉ガス及び排ガスを生成するように構成された、アンダーファイアシステムを含むコークス炉プラントのコークス炉、を含む前記コークス炉プラントを提案する。

【0010】

本発明によるコークス炉プラントは、２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流の１以上の特性を決定するよう構成された、第１の混合ユニットの下流（及び第２の混合ユニットの上流）の第１の分析器、３次ＣＯ_２－枯渇ガス流の１以上の特性を決定するよう構成された、第２の混合ユニットの下流（及びアンダーファイアシステムの上流）の第２の分析器、及び前記第１及び第２の分析器によって提供される前記特性に基づいて、高炉ガス流の一定割合及びコークス炉ガス流の一定割合を決定することにより、及び制御可能な高炉バイパス流調整器及び制御可能なコークス炉ガス流調整器を、前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流中のＣＯ_２含有量（又はＣＯ_２の濃度）、ＣＯ含有量（又はＣＯの濃度）、Ｈ_２含有量（又はＨ_２の濃度）、ウォッベ指数、化学量論的な燃焼空気／酸素要求量、及び低位発熱量から選択される前記１以上の特性の少なくとも１つを調整するよう制御することにより、アンダーファイアシステムの運転を制御するように構成された制御ユニット、をさらに含む。

【0011】

高炉ガス（ＢＦＧ）は、トップガスとも呼ばれ、鉄鉱石がコークスで金属鉄に還元されるときに発生する高炉運転の副産物である。高炉ガスは、主に窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、及びいくらかの水素で構成されている。従来のプロセスでは、高炉ガスには通常、約４５～５５％のＮ_２、約１５～２５％のＣＯ、約１５～２５％のＣＯ_２、及び約１～１０％のＨ_２が含まれている。高炉の運転やプロセスによっては、例えば、天然ガスを注入する高炉では、一酸化炭素の体積分率は２５％を超え、一方水素の体積分率は１０％を超え、Ｈ_２が１５％に達し得る。

【0012】

高炉ガスは概して発熱量が比較的乏しく、理想ガスではないが、コークス炉（列）のアンダーファイアシステムで使用できる。主な欠点は、概して発熱量が乏しいことは別として、冶金プロセスからの回避不能な残留物又は副産物であり、このプロセスはこの残留物の組成が何であれ、銑鉄を最良に生産するよう運転される。結果的にこの組成は高炉の実際の運転条件に基づいて時間的に大きく変動し得る。したがって、コークス炉の運転には大量の高炉ガスが必要であるだけではなく、さらに重要なことは、安定的に制御して運転することが非常に困難であるということである。

【0013】

コークス炉ガス即ち炭化作業中に生成されるガスは発熱量が高いので、このガスをある割合で付加することにより、高炉ガスの発熱量が乏しい問題を軽減することは知られているが、これによっては、高炉ガス組成の変動性、したがってコークス炉のアンダーファイアシステムにおけるその使用に関連するそれのいくつかの特性の変動性を大幅に緩和することはできない。それどころか、コークス炉ガスはそれ自体が副産物であり、その組成は時間の経過とともに個々に変化し得る、それによって、アンダーファイアシステムの不安定な運転（operation）を潜在的に一層悪化させ得る。

【0014】

本発明者らは、たとえ高炉ガスとコークス炉ガスを組み合わせて制御して使用しても、その特性がアンダーファイアシステムの最適な運転に対して適切かつ十分に一定であるガスを確実に提供することはできないと結論付けた。しかしながら、本発明者らは、全体的な処理能力は低下するものの、高炉ガスの一部から多くの割合のＣＯ_２を排除して、得られる流れに高熱量ガス（calorific gases）をより多くの割合で残すことで、両方の問題を大幅に低減することができることを見出した。さらに、本発明者らは、そのような仕方で処理することによって、実際に、アンダーファイアガスの特性の制御における本当のかつ追加の自由度から利益を得ることができ、それによって、生じるガスの異なる特性を、独立して、したがってより信頼性が高い制御ができることを突き止めた。実際、本発明者らは、高炉ガスの組成の変動の主要な要因が、そのＣＯ_２の含有量の変動であることが分かっただけではなく、それを（少なくとも部分的に）除去することで、著しく異なる望ましい特性を有するガスが生まれることも分かった。実際、好ましくは高炉ガスからその全てのＣＯ_２を（本質的に）枯渇させることにより、得られるガスの発熱量（calorific value）が増加するだけでなく、得られるＣＯ_２－枯渇高炉ガスの特により重要な特性が元の高炉ガスと比較して改善され、例えばそのウォッベ指数が増加する。ウォッベ指数は可燃性ガスの重要な特性であり、アンダーファイアシステムで使用されるバーナーは、この特性が妥当な範囲内に保たれているときに概して最適に機能するように設定される。

【0015】

大きく異なる特性を備え、しかし同じ安価な高炉ガスに由来する２つのガスを持つという事実により、コークス炉のより良い燃焼パラメータと効率が達成できる、大きくかつ柔軟な組み合わせのスペクトル（large and flexible spectrum）が提供される。大事なことを言い残したが、本発明のさらなる重要な利点は、これらの利点が、コークス炉の排気スタック（煙突；stack）におけるＣＯ_２排出量の大幅な低減に付随して得られることである。

【0016】

また、高炉ガスに含まれるＣＯ量も大きく変動するため、高炉ガスからこのガスを除去（subtract）すると有利である。しかしながら、ＣＯ_２とは対照的に、ＣＯは毒性が高く、その除去には遥かに厳しい安全対策が必要になるため、一方ではより問題がある。したがって、本発明は、任意の適切なプロセスにより一酸化炭素から二酸化炭素への変換を提供する。元のＣＯ_２及び新たに形成されたＣＯ_２は、次いで、以下にさらに詳述するように、公知の方法によって１回の運転で除去することができる。その一方でまた、ＣＯ_２とは対照的に、ＣＯは依然として一定の発熱量を提供し、下流のアンダーファイアシステムで有意義に使用できる。以下でさらに説明するように、有益な実施形態において好適に用いられるＣＯからＣＯ_２への変換は、いわゆる水性ガスシフト反応（water gas shift reaction）である。当業者なら理解できると思われるが、これにより、コークス炉の排気スタックでのＣＯ_２排出量がさらに低減される。

【0017】

その結果、本発明は、第１の混合ユニットの下流でのガスの適切な特性の決定による妥当で制御された量の元の未処理高炉ガスを付加すること、及び適量の未処理高炉ガスを第１の混合ユニットに迂回させることによって得られる２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガスを提供することにより、発熱量変動及びウォッベ指数などのその他の特性をより良好に制御して、コークス炉の運転における柔軟性及び信頼性の向上を可能にしている。好ましくは、高炉ガスの対応する特性は、高炉ガスネットワークにおける監視（モニタリング）などにより既に利用可能であるか、又は、第３の分析器で別途決定されかつ３次ＣＯ_２－枯渇流の特性の変動をより一層正確に低減するために制御ユニットに送付することができる。

【0018】

さらに、一定割合のコークス炉ガスが、今や結合された（now combined）少なくとも部分的にＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（すなわち、２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス）に導入されることを見越すことによって、少なくともアンダーファイアシステムに供給されるガスの発熱量は上がる。実際、コークス炉ガスは、概して空気／酸素の不存在下で石炭を１１００℃に加熱することによって形成される。コークス炉ガスの典型的な組成は、例えば水素（Ｈ_２－５５％）、メタン（ＣＨ_４－２４％）、一酸化炭素（ＣＯ－８％）、その他の炭化水素（Ｃ_ｎＨ_ｍ－１．５－３％）を含む。コークス炉ガスの対応する特性は、好ましくは、コークス炉ガスネットワークにおける監視などにより既に利用可能であるか、又は、第４の分析器で別途決定され、かつ３次ＣＯ_２－枯渇流の特性の変動をより一層正確に低減するために制御ユニットに送付することができる。

【0019】

この方法の全体的な監視と制御は、２次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流（即ち、必要に応じて未処理の高炉ガスと混合されるＣＯ_２－枯渇高炉ガス）及び３次ＣＯ_２－枯渇ガス流（即ち、必要に応じて未処理の高炉ガス及びコークス炉ガスと混合されるＣＯ_２－枯渇高炉ガス）の１以上の特性を継続的に決定又は監視することによって、及び高炉ガスバイパス内及びコークス炉ガス供給路内に配置された制御可能なバルブ（弁）などの流れ調整器（stream regulators）を制御又は指揮すること（commanding）によって為される。勿論、必要又は有用であるとみなされた場合は、さらなる監視ポイント及び／又は制御ポイントを提供し得る。

【0020】

有利にも、高炉ガス流の割合及びコークス炉ガス流の割合は、前記３次ＣＯ_２－枯渇ガス流におけるウォッベ指数及び低位発熱量のうちの少なくとも１つを調整するために、前記第１及び第２の分析器によって決定される前記特性に基づいて制御される。

【0021】

ウォッベ指数（概してＩＷと呼ばれる）は、次のように（ＭＪ／Ｎｍ^３で）定義される：

ＶＣがより高い発熱量（heating value）（又はより高い発熱量（calorific value））であり、かつＧＳが比重であれば、

ここで、ρ_ＳＴＰは標準条件（０℃、１０１．３２５ｋＰａ）でのガスの密度、ρ_ａｉｒ，_ＳＴＰは標準条件での空気の密度、Ｍはガスのモル質量、かつＭ_ａｉｒは約２８．９６ｋｇ／ｋｍｏｌの空気のモル質量である。

【0022】

低位発熱量（Lower Heating Value）（ＬＨＶ；正味発熱量；ＮＣＶ、又は低位発熱価（lower calorific value；ＬＣＶ））は、燃料の燃焼によって生成される利用可能な熱エネルギーの尺度であり、燃焼プロセスの水成分が燃焼終了時に蒸気状態のままであると仮定した、ｋＪ／Ｎｍ^３などの物質の単位質量又は体積当たりのエネルギーの単位として測定される。したがって、ＬＨＶは概して、生成物が１５０℃に冷却されたときに燃焼によって放出される熱量として定義され、水（及び場合によっては他の反応生成物）の気化潜熱が回収されないことを意味する。

【0023】

一言で言えば、本発明は、同じ高炉ガスからの２つの異なるガスの提供及び制御された組み合わせによって、ウォッベ指数などのアンダーファイアガスの重要な特性を著しく広い範囲内で柔軟に調整すること、及びさらに、必要に応じて又は望ましい場合に、コークス炉ガスを付加することにより、その低位発熱量など、アンダーファイアガスの他の特性を調整することにより、コークス炉アンダーファイアシステムの運転の著しく強化された信頼性の高い制御を可能にする。さらに、これらの利点は、炭化プロセス全体の炭素排出量の大幅な低減とともに達成される。

【0024】

好ましいことには、高炉ガス流の割合及びコークス炉ガス流の割合は、アンダーファイアシステムの運転における変動を低減するために、特に又は主に制御される。

【0025】

有利な実施形態では、３次ＣＯ_２－枯渇流のＣＯ_２含有量、ＣＯ含有量、Ｈ_２含有量、化学量論的な燃焼空気／酸素要求量、ウォッベ指数及び低位発熱量のうちから選択された１以上の特性の変動は、高炉ガス供給源又はネットワークからの高炉ガスの１以上の同じ特性の変動と比較して、少なくとも５％、好ましくは少なくとも１０％、より好ましくは少なくとも２０％低減される。

【0026】

代替的又は追加的に、高炉ガス流の割合及びコークス炉ガス流の割合は、ウォッベ指数を目標値に近づけるため、及び／又は高炉ガスの低位発熱量を上げるために、特に又は主に制御される。

【0027】

有利な実施形態では、３次ＣＯ_２－枯渇流のウォッベ指数は、（アンダーファイアシステムに特有な）ウォッベ指数の事前設定／目標値（preset/target value）の＋／－２０％、好ましくは＋／－１５％、より好ましくは＋／－１０％の範囲内になるように制御される。

【0028】

さらに有利な実施形態では、３次ＣＯ_２－枯渇流の低位発熱量を、高炉ガス供給源又はネットワークからの高炉ガスのＬＨＶと比較して、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも３０％上昇する。したがって、通常は、３次ＣＯ_２－枯渇流のＬＨＶは、３７００～５３００ｋＪ／Ｎｍ^３の範囲内、好ましくは４１００～５０００ｋＪ／Ｎｍ^３の範囲内になるように調整される。

【0029】

代替的又は追加的に、高炉ガス流の割合及びコークス炉ガス流の割合は、排ガス中のＣＯ_２含有量を低減するため、即ち、炭化プロセスの炭素排出量を低減するために、特に又は主に制御される。

【0030】

さらに別の有利な実施形態では、コークス炉の排ガスのＣＯ_２排出量は、他の全ての条件を同じにして、ＣＯ_２－枯渇を行わずに運転した場合（即ち、バイパスを通る高炉ガス供給源からの高炉ガス及びコークス炉ガスだけの場合）のＣＯ_２排出量と比較して、少なくとも３０％、好ましくは少なくとも６０％、より好ましくは少なくとも９０％低減される。

【0031】

既に以上で手短に述べたように、好ましい実施形態では、この方法は、工程ｂ）において、水性ガスシフト反応を実施し、ＣＯが水（蒸気）の存在下でＣＯ_２及び水素に変換されるＣＯ変換ユニットにおける、高炉ガス流の（少なくとも）一部の処理を含んでいる。したがって、コークス炉プラントにおいて、ＣＯ変換ユニットは好ましくは水性ガスシフト反応器を含む。その場合、ここでＣＯ_２に変換されるＣＯの除去をなお可能にしつつ、得られるガスの発熱量にさらなる水素の生成が加わる。

【0032】

ＣＯ_２－枯渇ユニットにおける二酸化炭素の除去は、１以上の工程の化学的吸収及び／又は物理的吸収など、任意の公知の適切な方法を用いて行うことができる。ＣＯ_２－枯渇工程は、好ましくは圧力スイング吸収（ＰＳＡ）、真空圧力スイング吸収（ＶＰＳＡ）、洗浄液による捕獲（capture）などの、物理的吸収及び／又は化学的吸収のうちの１以上を含む。

【0033】

ＣＯ_２－枯渇ユニットは、例えば、吸収ユニットとストリッパーユニット（stripper unit）とを含み得る。吸収装置（absorber）では、洗浄液（アミン水溶液など）が高炉ガスからＣＯ_２（及び場合によってはＨ_２Ｓなどの他の酸性ガス）を吸収する。吸収されたＣＯ_２を富化した洗浄液は、ストリッパーに送られ、そこで加熱される。これにより、洗浄液は吸収したＣＯ_２を放出し、洗浄液を吸収装置で再利用することができる。放出されたＣＯ_２は回収・貯留され、他の用途に利用することができる。

【0034】

洗浄液は、ガスからＣＯ_２を除去するのに適した洗浄液であればよい。例えば、洗浄は、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、ジイソプロピルアミン（ＤＩＰＡ）及び／又はジグリコールアミン（ＤＧＡ）の溶液を含み得る。

【0035】

圧力スイング吸収（ＰＳＡ）は、種（species）の分子特性と吸収材に対する親和性に応じて、圧力下でガスの混合物から幾つかのガス種を分離するために使用する技術である。それは周囲温度に近い温度で作動する。捕獲材（trapping material）として選択的な吸収材（ゼオライト、活性炭など）が使用され、高圧で目標ガス種を優先的に吸収する。その後、プロセスは低圧にスイングして、吸収されたガスを脱着する。真空圧力スイング吸収（ＶＰＳＡ）は、周囲圧に近い状態でガス混合物からガスを分離する；その後、このプロセスは真空状態になり、吸収材を再生する。

【0036】

ある特定の実施形態では、水性ガスシフト反応（工程ｂ）)を、いわゆる吸収増強水性ガスシフト（ＳＥＷＧＳ）反応器（sorption enhanced water gas shift（ＳＥＷＧＳ） reactor）、例えば、容器が水性ガスシフト触媒及びＣＯ_２吸収材で満たされた多床圧力スイング吸収（ＰＳＡ）ユニットにおいて、圧力スイング吸収（工程ｃ）)と組み合わせることができる。ＳＥＷＧＳ反応器は、触媒による水性ガスシフト反応と固体吸収剤ベースのＣＯ_２分離（Ｋ－促進ハイドロタルサイト吸収剤など）を組み合わせて、ＣＯ変換とＣＯ_２捕獲の両方を１つのユニットで実現する。

【0037】

本発明の文脈において、工程ｂ）及び／又はｃ）は、単一の段階（stage）又は装置に総合し得る、各工程は、代替的に、必要又は所望に応じて、同じタイプ又は異なるタイプの直列又は並列の複数の処理を含み得る。

【0038】

さらに、別の有利な実施形態では、化学量論的な燃焼空気要求量又は要件、又は化学量論的な燃焼酸素要求量（即ち、最大燃焼効率を達成するのに必要な空気又は酸素の量）は、アンダーファイアシステムに供給される酸素又は空気の量を制御できるようにするため、少なくとも前記第２の分析器によって決定される。

【0039】

本発明の文脈において、高炉ガスの文脈における「ＣＯ_２－枯渇（depleted又はdepletion）」という用語は、高炉ガスネットワーク又は高炉の頂部から直接得られる高炉ガスなどの高炉ガス供給源によって提供される元々の高炉ガスと比較して、ＣＯ_２濃度が低減されたガス（又は当該濃度を低減させる作用）を指すために使用される。ＣＯ_２を除去した後も、高炉ガスには依然としてＣＯ_２の残留濃度が残り得る。したがって、「ＣＯ_２－枯渇高炉ガス」とは、概して「ＣＯ_２濃度の低い高炉ガス」を意味する。特に、ＣＯ_２－枯渇ユニットにおける二酸化炭素の除去は、１次ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流中のＣＯ_２含有量又は濃度が、最大で１０体積－％、概して最大７．５体積－％、好ましくは最大５体積－％、より好ましくは最大２．５体積－％である。

【0040】

したがって、さらに別の態様において、本発明は、ここに記載されているコークス炉プラントの運転方法を使用すること、又は高炉ガスで加熱されるアンダーファイアシステムの運転における変動を低減するために、そのコークス炉プラントを使用することを提案する。

【0041】

代替的又は追加的に、本発明は、ウォッベ指数を事前設定された値又は目標値に近づけた状態を維持し、かつ高炉ガスの低位発熱量を上昇させるために、ここに記載されたコークス炉プラントの運転方法を使用すること、又はそのコークス炉プラントを使用することを提案する。

【0042】

代替的又は追加的に、本発明は、排ガス中の（再生－不能な）ＣＯ_２含有量を低減するため、即ち、排ガス又は炭化プロセス全体のＣＯ_２排出量を低減するために、ここに記載されたコークス炉プラントの運転方法を使用すること、又はそのコークス炉プラントを使用することを提案する。

【0043】

ここに記載された１以上の実施形態による方法及びコークス炉プラントは、以下の結果及び利点の少なくとも幾つかを実現する：

【0044】

コークス炉プラントのスタックにおけるＣＯ_２排出量は３０％～９０％まで及びそれを超えて低減される。

【0045】

ＣＯ_２の最終排出量は、新規又は既存のコークス炉列の熱調整に従って調整可能であり、ここに記載されているバイパス及び調整により、加熱煙道（heating flues）の最良の燃焼条件を維持し、コークス炉ガスへの入力ガスのＬＨＶ及び／又はウォッベ指数を調整することができる。

【0046】

専用の制御ユニット／自動化システム（既存の自動化システムに一体化されているか又は独立型モジュールとして）は、最適な燃焼条件及び／又は最小限のＣＯ_２排出量に合わせるために、設定ポイントや目標ポイントを管理することができる。

【0047】

標準的な機器（instrumentation）であれば、調整ループの最適な設定ポイントを評価するのに必要な流れの特性を、オンラインで計算するのに必要なデータを分析して提供するのにほぼ十分である。

【0048】

熱ガス入力を連続的に記録するための専用の自動化モジュールを提供でき、かつ専用の自動化モジュールは、燃焼結果に応じて入力ガスに対するコークス炉ガスのＬＨＶとウォッベ指数を調整するために、列（battery）に必要な熱入力を維持するようレギュレーターバルブ（調整弁）の設定ポイントを調整する。スタックでのＣＯ_２排出量を最小限に抑えること、及びウォッベ指数及び最小ＬＨＶを制御しながら効率的に燃焼させること、の両方を再生加熱システムで実現するために、ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流の流量は調整可能である。

【0049】

ＣＯ_２－枯渇高炉ガス流は、加熱するだけの従来の高炉ガスの代替物として使用できるが、上流の高炉ガスと比較していかなる場合もＬＨＶがより高くかつ調整されたウォッベ指数を有し、かつ純粋な高炉ガスや混合ガスの場合よりもＣＯ_２排出量が少ない。

【0050】

さらに、ＣＯ_２－枯渇ユニットが一時的に利用できない場合でも、コークス炉列を停止する必要はなく、コークス炉ガスの富化と共に高炉ガスバイパスを介して供給され得る。

【0051】

本発明の方法は、新規なコークス炉プラントと既存のコークス炉プラントの両方に実施することができ、それによって、既存のプラントをアップグレードするためのコスト効率の高い方法を提供し、運転における新規な柔軟性、アンダーファイアシステムのより良い制御及び効率、及び／又はＣＯ_２排出の低減を可能にしている。

【0052】

ここに開示するコークスプラントの運転方法は、（第１の混合ユニットにおける１次ＣＯ_２－枯渇ＢＦＧ流を優先することによる）少なくとも１つのＣＯ_２排出、（３次ＣＯ_２－枯渇流中の、ウォッベ指数を安定化することによる又はＬＨＶを調整することによる）コークス炉の燃焼パラメータ及び／又は（３次ＣＯ_２－枯渇流における、ウォッベ指数及び／又はＬＨＶなどの１以上の特性の変動を低減することによる）熱入力の安定化、のうちの少なくとも１つを最適化することを目的としたアルゴリズムによって、異なる流れの柔軟な管理を可能にする。

【0053】

最後に、本発明を新規又は既存のコークス炉プラントの両方で実施できることが本発明の特別な利点である。

【図面の簡単な説明】

【0054】

好適な実施形態を、例として、添付の図面を参照して説明する。

【図1】コークス炉プラント（の一部）の実施形態の概略図である。

【0055】

本発明のさらなる詳細及び利点は、添付図面を参照して、いくつかの限定的でない実施形態の以下の詳細な説明から明らかである。

【発明を実施するための形態】

【0056】

コークス炉プラントの運転方法の実施形態、又はこのようなコークス炉プラント自体の実施形態は、図１に概略的に示されている。

【0057】

コークス炉又はコークス炉列８０には、いわゆる３次ＣＯ_２－枯渇流Ｆであり、主としてＢＦＧネットワーク１０等のＢＦＧ供給源からの（ｎ当初）高炉ガス（ＢＦＧ）流Ｂ、及びＣＯＧネットワークなどのＣＯＧ供給源からの、又はコークス炉からのコークス炉ガス流Ｈを直接使用する、一定割合のコークス炉ガス（ＣＯＧ）流Ｃで生成される、コークス炉供給流が供給される。

【0058】

図１から明らかなように、ＢＦＧ流Ｂの一部Ｂ１、即ち第１の部分は、まずＣＯ変換ユニット３０に供給されて、ＢＦＧに含まれる一酸化炭素ＣＯの少なくとも一部、好ましくは本質的に全て、例えば＞９０モル－％、好ましくは＞９５モル－％、より好ましくは＞９９モル－％が二酸化炭素に変換される。有利なことに、ＣＯ変換ユニットは、水蒸気の存在下でＣＯをＣＯ_２及びＨ_２に変換する水性ガスシフト反応器を含む。このＣＯ変換により、有毒なＣＯの含有量が大幅に低減するだけではなく、次の工程で、元のＣＯ_２と一緒に除去することができ、追加の水素を生成することで、ＣＯに依然として含まれているエネルギーが回収できる。

【0059】

得られた処理されたＢＦＧは、その後、ＣＯ_２－枯渇ユニット４０に入り、（元々の及びＣＯ変換ユニット３０によって生成された）ＣＯ_２の大部分を捕獲除去する。捕獲及び除去は、任意の適切な技術、例えば、１以上の物理的吸収及び／又は化学吸収プロセス、例えば圧力スイング吸収（ＰＳＡ）、真空圧力スイング吸収（ＶＰＳＡ）、洗浄液による捕獲によりなし得る。ＣＯ_２の全体的な低減は、ＣＯとＣＯ_２の当初の含有量、ＣＯ変換ユニットとＣＯ_２－枯渇ユニットの両方で使用されるプロセスに依っている。しかしながら、当初ＢＦＧ Ｂ（又はＢ１又はＢ２）と比較して、ＣＯ_２排出量の８５％超、より好ましくは９０％超、あるいは９５％を超える低減が、概してＣＯ_２－枯渇ユニットを出て行く１次ＣＯ_２－枯渇ＢＦＧ流内で達成し得る。

【0060】

得られた１次ＣＯ_２－枯渇ＢＦＧ流Ｄは、その後、第１の混合ユニット６０に供給され、そこで、そのＣＯ_２含有量、ＣＯ含有量、Ｈ_２含有量、ウォッベ指数及び低位発熱量等の１以上の特性を調整するために、必要に応じて当初ＢＦＧの一定割合Ｂ２、即ち第２の部分（part）と混合され又は混合できる。これらの１以上の特性の調整は、第１の混合ユニット６０の下流に位置する第１の分析器６５によって行われるこれらの特性の測定に基づいて制御ユニット（図示せず）で制御することで、及び例えば、制御可能なバルブであり得る、ＢＦＧバイパス流調整器１５を作動してＢＦＧバイパス管（bypass line）を介して第１の混合ユニット６０に付加されるＢＦＧ Ｂ２の量を制御することで、制御される。ＢＦＧ処理流、即ち、一部Ｂ１、及びＢＦＧバイパス流、即ち、一定割合Ｂ２の合計は、ＢＦＧ流Ｂの合計量になる。

【0061】

ＢＦＧバイパス流調整器１５の制御は、１次ＣＯ_２－枯渇ＢＦＧ流Ｄの使用を優先することで、ＣＯ_２－枯渇ＢＦＧを主に使用するようにでき、それにより、コークス炉８０のスタック９０における排気Ｇ中のＣＯ_２の全体的な含有量を有意に低減することができる。代替的には、ＢＦＧバイパス流調整器１５の制御は、少なくともこれが混合流Ｂ２及びＤの流量（rates）内で可能である限り、前記特性（１つ又は複数）を最良に直線化するようバイパス管を通る流れを調整することによって、上述した特性のうちの１以上の変動を主として低減し得る。ＢＦＧバイパス流調整器１５の制御により、勿論、排気Ｇ中のＣＯ_２の全体的な含有量を低減すること及び変動を低減すること、を最良に妥協させることもできる。

【0062】

当初ＢＦＧ Ｂ２流のみに代わって、少なくとも幾つかの１次ＣＯ_２－枯渇ＢＦＧ流Ｄを使用することで、前記１以上の特性の変動の低減が達成できるが、これらと同じ理由で、即ち、変動の低減及び／又はガス流Ｄの発熱量の上昇のために、一定割合のコークス炉ガスをさらに制御可能に追加することが概して必要又は望ましい。

【0063】

したがって、第１の混合ユニット６０を出て行く１次ＣＯ_２－枯渇ＢＦＧ流Ｅは、一定割合のコークス炉ガスＧＯＧ流Ｃと共に第２の混合ユニット７０に供給され、前記割合はＣＯＧ流調整器２５を介して制御可能である。ここでも、前記調整器の制御は、有利にも、第２の混合ユニット７０の下流にある第２の分析器７５によって決定される前述の１以上の特性に基づいて行われる。

【0064】

同様に、ＣＯＧ流調整器２５を制御することで、２次ＣＯ_２－枯渇ＢＦＧ Ｅを主として使用させることができ、それにより、コークス炉８０のスタック９０における排気Ｇ中のＣＯ_２の全体的な含有量の低減を「維持」することができる。代替的には、ＣＯＧ流調整器２５の制御により、少なくともこれが混合流Ｃ及びＥの流量内で可能である限り、前記特性（１つ又は複数）を最良に直線化するためにＣＯＧ流Ｃの流れを調整することで、主として３次ＣＯ_２－枯渇流内の上述の１以上の特性の変動を低減させることができる。ここでも、ＣＯＧ流調整器２５を制御することで、もちろん、排気Ｇ中のＣＯ_２の全体的な含有量の低減と前記変動の低減を最良に妥協させることもできる。

【0065】

必要又は望ましい場合には、当初ＢＦＧ流Ｂの１以上の特性を決定する第３の分析器１０．５及び／又はＣＯＧ流Ｃの１以上の特性を決定する第４の分析器２０．５等、さらなる分析器を提供し得る。コークス炉８０のアンダーファイアシステムに供給される３次ＣＯ_２－枯渇流の組成、及びしたがって特性の制御をさらに改善するために、決定された特性の値を制御ユニットに供給することができる。

【0066】

コークス炉（列）では、３次ＣＯ_２－枯渇流Ｆを燃焼するアンダーファイアシステムによって生成される熱で、石炭がコークスに変換される。燃焼により排気流Ｇが生成され、かつ炭化運転によりコークス炉ガスＨが生成され、初めのところで述べたように、それはＣＯＧ流ＣのＣＯＧの発生源として使用できる。

【0067】

本発明で達成できることの１例として、ＣＯ_２－枯渇をしない混合ＢＦＧ（従来の高炉ガスとコークス炉ガスの混合）及びＣＯＧで運転する場合と比較して、本発明（３次ＣＯ_２－枯渇ガス）に依って運転した場合のいくつかの改善点を示す以下の表を参照する：ＬＨＶを適度に上昇させ、スタックでのＣＯ_２排出量を大幅に低減可能にしながらである。

【0068】

【表1】

【符号の説明】

【0069】

１０ 高炉ガス（ＢＦＧ）ネットワーク
１０．５ 第３の分析器
１５ ＢＦＧバイパス流調整器
Ｂ 当初ＢＦＧ流
Ｂ１ ＢＦＧ処理流、いわゆる当初ＢＦＧ流の一部
Ｂ２ ＢＦＧバイパス流、いわゆる当初ＢＦＧ流の一定割合
２０ コークス炉ガス（ＣＯＧ）ネットワーク
２０．５ 第４の分析器
２５ ＣＯＧ流調整器
Ｃ ＣＯＧ流
３０ ＣＯ変換ユニット
４０ ＣＯ_２－枯渇ユニット
Ｄ １次ＣＯ_２－枯渇ＢＦＧ流
６０ 第１の混合ユニット
６５ 第１の分析器
Ｅ ２次ＣＯ_２－枯渇ＢＦＧ流
７０ 第２の混合ユニット
７５ 第２の分析器
Ｆ ３次ＣＯ_２－枯渇ＢＦＧ流
８０ コークス炉、コークス炉列
Ｇ コークス炉排気流、排気流
９０ 排気スタック
Ｈ コークス炉で生成されたコークス炉ガス

【図1】

【国際調査報告】