用于鋼制造的設(shè)施組合和用于運(yùn)行該設(shè)施組合的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于鋼制造的設(shè)施組合，該設(shè)施組合具有：用于生鐵制造的高爐(1)；用于粗鋼制造的轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備(2)；和用于在生鐵制造和/或粗鋼制造的過(guò)程中所產(chǎn)生氣體的氣體管道系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)施組合額外地具有連接到氣體管道系統(tǒng)的化學(xué)設(shè)施(12)或生物技術(shù)設(shè)施以及用于滿足設(shè)施組合的至少一部分電力需求的儲(chǔ)能器(25)。本發(fā)明的主題還在于一種用于運(yùn)行設(shè)施組合的方法。
【專利說(shuō)明】
用于鋼制造的設(shè)施組合和用于運(yùn)行該設(shè)施組合的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于鋼制造的設(shè)施組合以及用于運(yùn)行該設(shè)施組合的方法。
[0002] 用于鋼制造的設(shè)施組合至少包括:至少一個(gè)用于生鐵制造的高爐、用于粗鋼制造 的轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備和用于在生鐵制造和/或粗鋼制造的過(guò)程中所產(chǎn)生的氣體的氣體管道系 統(tǒng)。此外，設(shè)施組合可以具有用于發(fā)電的發(fā)電站，發(fā)電站設(shè)計(jì)作為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站或作為燃 氣輪機(jī)和蒸汽輪機(jī)發(fā)電站并通過(guò)一種氣體驅(qū)動(dòng)，該氣體至少包括在高爐中的生鐵制造過(guò)程 中產(chǎn)生的高爐煤氣的部分量和/或在轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣的部分量。
【背景技術(shù)】
[0003] 在高爐中，由鐵礦、添加物以及焦炭和其他還原劑，比如煤、油、氣體、生物質(zhì)、再生 廢塑料或者其他含有碳和/或氫的物質(zhì)得到生鐵。作為還原反應(yīng)的產(chǎn)物不可避免地產(chǎn)生了 C0、C02、氫氣和水蒸氣。從高爐過(guò)程中抽出的高爐煤氣除了以上組成成分之外還具有高含 量的氮?dú)狻８郀t煤氣的組成成分和氣體量取決于原料和運(yùn)行方式并且受到波動(dòng)。但是高爐 煤氣通常含有:35至60體積％的吣、20至30體積％的⑶、20至30體積％的⑶2和2至15體積％ 的H 2。在通常情況下，在生鐵制造過(guò)程中產(chǎn)生的高爐煤氣的約30至40%的用于在熱風(fēng)爐中 加熱用于高爐過(guò)程的熱風(fēng);剩余的高爐煤氣量可以在用于加熱用途或者用于發(fā)電之外的其 他的工廠領(lǐng)域。
[0004] 設(shè)置在高爐過(guò)程下游的轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備中，生鐵轉(zhuǎn)換為粗鋼。通過(guò)在液態(tài)生鐵上通 入氧氣除去了干擾雜質(zhì)，特別是碳、硅、硫和磷。由于氧化過(guò)程會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的產(chǎn)熱，因此可以 加入不超過(guò)生鐵量的25%的廢鐵物作為冷卻劑。另外還加入用于形成爐渣的石灰和合金 劑。從轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備中抽走含有非常高含量的C0并另外含有氮?dú)狻錃夂虲0 2的轉(zhuǎn)爐煤氣。 典型的轉(zhuǎn)爐煤氣組成具有:50至70體積^的⑶、10至20體積％的仏、約15體積％的0)2和約2 體積％的出。該轉(zhuǎn)爐煤氣既可以燃燒排出也可以在現(xiàn)代鋼廠中收集并用于產(chǎn)能用途。
[0005] 設(shè)施組合可以可選地結(jié)合煉焦?fàn)t而運(yùn)行。在這種情況下，開頭所述的設(shè)施組合還 額外地包括焦?fàn)t設(shè)施，在其中煤通過(guò)焦化過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)榻固?。在焦炭化成為焦炭的過(guò)程中產(chǎn) 生焦?fàn)t煤氣，其含有高的氫氣含量以及顯著的CH 4含量。通常，焦?fàn)t煤氣含有:55至70體積％ 的H2、20至30體積％的014、大約10體積％的仏和5至10體積％的⑶。焦?fàn)t煤氣還額外地具有 C02、NH3和H2S的部分。在實(shí)際中，焦?fàn)t煤氣在不同的工廠領(lǐng)域中用于加熱用途或者在發(fā)電過(guò) 程中用于發(fā)電。此外還已知，焦?fàn)t煤氣連同高爐煤氣或連同轉(zhuǎn)爐煤氣用于產(chǎn)生合成氣。根據(jù) TO 2010/136313 A1中已知的方法，將焦?fàn)t煤氣分離成為富含氫氣的氣流和含有CH4和C0的 剩余氣流，其中，將剩余氣流供應(yīng)給高爐過(guò)程并且將富含氫氣的氣流與高爐煤氣混合并進(jìn) 一步加工成為合成氣。EP 0 200 880 A2中已知，將轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣混合并作為合成氣 用于甲醇合成。
[0006] 在結(jié)合煉焦?fàn)t運(yùn)行的、一體化的冶煉廠中，作為高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣產(chǎn) 生的粗煤氣的約40至50 %用于方法技術(shù)的過(guò)程。所產(chǎn)生的氣體的約50至60 %供應(yīng)給發(fā)電站 并用于發(fā)電。在發(fā)電站中產(chǎn)生的電流滿足了用于生鐵制造和粗鋼制造的電力需求。在理想 情況下使能量平衡封閉，從而除了鐵礦以及以煤和焦炭形式的碳作為能量源之外不需要其 他的能量的輸入而且除了粗鋼和殘?jiān)鉀](méi)有其他產(chǎn)物會(huì)離開該設(shè)施組合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在該背景下，本發(fā)明的目的在于，進(jìn)一步改善整個(gè)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性并且說(shuō)明一種設(shè) 施組合，通過(guò)該設(shè)施組合實(shí)現(xiàn)了降低用于鋼制造的成本。此外還追求在粗鋼制造的過(guò)程中 降低C〇2的排放。
[0008] 基于一種用于鋼制造的設(shè)施組合，該設(shè)施組合具有：用于生鐵制造的高爐、用于粗 鋼制造的轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備和用于在生鐵制造和/或粗鋼制造的過(guò)程中所產(chǎn)生氣體的氣體管道 系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置為，該設(shè)施組合額外地具有連接氣體管道系統(tǒng)的化學(xué)設(shè)施或生物技 術(shù)設(shè)施以及用于滿足設(shè)施組合的至少一部分電力需求的儲(chǔ)能器。按照本發(fā)明的設(shè)施組合的 有利設(shè)計(jì)在權(quán)利要求2至4中描述。
[0009] 本發(fā)明的主題還在于一種根據(jù)權(quán)利要求5的、運(yùn)行用于鋼制造的設(shè)施組合的方法， 該設(shè)施組合具有至少一個(gè)用于生鐵制造的高爐、轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備和化學(xué)設(shè)施或生物技術(shù)設(shè) 施。根據(jù)本發(fā)明的方法首先將在高爐中的生鐵制造過(guò)程中產(chǎn)生的高爐煤氣的部分量和/或 在粗鋼制造過(guò)程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣的部分量在氣體預(yù)處理后使用作為用于制造化學(xué)產(chǎn)品 可用氣體或者在氣體預(yù)處理后供應(yīng)給生物技術(shù)設(shè)施并且用于生化過(guò)程。為了滿足設(shè)施組合 的至少一部分電力需求設(shè)置儲(chǔ)能器。至少部分地由可再生能源產(chǎn)生的電流供給該儲(chǔ)能器并 且已儲(chǔ)存的能量稍后再釋放給設(shè)施組合的用電器。
[0010] 由可再生能源，例如由太陽(yáng)能設(shè)施或風(fēng)力發(fā)電站提供的電流會(huì)隨著時(shí)間變動(dòng)。當(dāng) 來(lái)自可再生能源的電流可以以足夠的量并且以低廉的價(jià)格獲得時(shí)，將該儲(chǔ)能器充電，從而 使得在電流供應(yīng)不足的情況下和在高電價(jià)時(shí)，可從儲(chǔ)能器中得到足夠電流以運(yùn)行設(shè)施組 合。將儲(chǔ)能器結(jié)合到設(shè)施組合中實(shí)現(xiàn)了均衡地制造生鐵和粗鋼并且連續(xù)地運(yùn)行化學(xué)設(shè)施或 生物技術(shù)設(shè)施，而該化學(xué)設(shè)施或該生物技術(shù)設(shè)施與用于生鐵制造及粗鋼制造的設(shè)施連接。 通過(guò)跟據(jù)本發(fā)明的設(shè)施組合可確保，為化學(xué)設(shè)施或生物技術(shù)設(shè)施提供在生鐵制造和/或粗 鋼制造時(shí)產(chǎn)生的、基本上均勻的氣流作為進(jìn)料。在開頭所述的現(xiàn)有技術(shù)中作為高爐煤氣、轉(zhuǎn) 爐煤氣和可能的焦?fàn)t煤氣的形式產(chǎn)生的粗煤氣的50至60%在發(fā)電站中用于發(fā)電，與現(xiàn)有技 術(shù)相比，通過(guò)按照本發(fā)明的方法，當(dāng)這些氣體沒(méi)有燃盡而是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或生化過(guò)程轉(zhuǎn)化 成更高價(jià)值的產(chǎn)物時(shí)，則可減少C0 2排放。用于供給儲(chǔ)能器和供應(yīng)用電器的電流越多來(lái)自可 再生能源，生態(tài)利用度就越大。在此，本發(fā)明也利用化學(xué)設(shè)施的效率比使用粗煤氣來(lái)發(fā)電的 發(fā)電過(guò)程的效率明顯更大，在化學(xué)設(shè)施中在生鐵制造和/或粗鋼制造時(shí)產(chǎn)生的氣體轉(zhuǎn)化成 化學(xué)產(chǎn)品。
[0011]用于為設(shè)施組合供電的發(fā)電站可作為備用發(fā)電站使用，以便當(dāng)化學(xué)設(shè)施或生物技 術(shù)設(shè)施未運(yùn)行或存儲(chǔ)的能量不足以用于以期望的功率運(yùn)行生鐵制造和粗鋼制造的制造設(shè) 施時(shí)，確保對(duì)設(shè)施組合的電流供給。
[0012]在化學(xué)設(shè)施中能夠由合成氣產(chǎn)生化學(xué)產(chǎn)品，這些化學(xué)產(chǎn)品分別含有反應(yīng)物的組 分。化學(xué)產(chǎn)品例如可以是氨水或甲醇或者也可以是其他碳?xì)浠衔铩?br>[0013]為了制造氨氣，必須提供包含正確比例的氮?dú)夂蜌錃獾暮铣蓺狻５獨(dú)饪捎筛郀t煤 氣獲得。高爐煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣可用作氫源，其中氫通過(guò)C0組分經(jīng)過(guò)水煤氣變換反應(yīng) (C0+H:0蘭C02+H2).的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生。為制造碳?xì)浠衔?，例如甲醇，必須提供基本上由CO和/或 二氧化碳及H2構(gòu)成的合成氣，該合成氣包含正確比例的一氧化碳和/或二氧化碳和氫氣這 些組分。該比例通常通過(guò)系數(shù)(H 2-c〇2)/(co+⑶2)表示。氫氣可通過(guò)高爐煤氣中的C0組份經(jīng) 水煤氣變換反應(yīng)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生。為了提供C0可使用轉(zhuǎn)爐煤氣。高爐煤氣和/或轉(zhuǎn)爐煤氣可作為 C〇2的源。
[0014] 但是在上述概念中，因?yàn)闅洳蛔?，不能完全地使用混合氣體的C含量或N含量。為了 能夠完全地使用在生鐵制造和/或粗鋼制造時(shí)產(chǎn)生的氣體的C含量或N含量來(lái)制造化學(xué)產(chǎn) 品，根據(jù)本發(fā)明的方法的另一設(shè)計(jì)方案，定量加入在用于產(chǎn)生氫氣的設(shè)施中形成的氫氣。該 氫氣優(yōu)選通過(guò)電解水產(chǎn)生，并且水的電解可以利用由可再生能源產(chǎn)生的電流運(yùn)行。優(yōu)選地， 電解設(shè)施與儲(chǔ)能器電連接并且電解水必需的電能的至少一部分由儲(chǔ)能器提供。電解水時(shí)也 產(chǎn)生氧氣，該氧氣能夠在用于生鐵制造的高爐中和/或用于粗鋼制造的轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備中使 用。
[0015] 在本發(fā)明的范圍內(nèi)，代替用于由合成氣制造產(chǎn)品的化學(xué)設(shè)施，也可使用生物技術(shù) 的設(shè)施(生物技術(shù)設(shè)施）。這里涉及一種用于發(fā)酵合成氣的設(shè)施。該合成氣通過(guò)發(fā)酵生化地 使用，其中可以制造例如醇（乙醇、丁醇）、丙酮或有機(jī)酸這樣的產(chǎn)品。通過(guò)合成氣發(fā)酵產(chǎn)生 的這些產(chǎn)品在此情形下僅作為例子提及。
[0016]設(shè)施組合可以額外地具有焦?fàn)t設(shè)施。當(dāng)生鐵制造和粗鋼制造結(jié)合煉焦?fàn)t而運(yùn)行 時(shí)，在生鐵制造過(guò)程中產(chǎn)生的高爐煤氣的部分量和/或在轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣 的部分量與在焦?fàn)t設(shè)施中產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣的部分量混合，而且混合氣作為可用氣體使用。 為了產(chǎn)生例如用于氨合成的合成氣，由焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣組成的混合氣或者由焦?fàn)t煤 氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣組成的混合氣可以用作可用氣體。由焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣組成的 混合氣或者由焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣組成的混合氣適合用于制造碳?xì)浠衔铩Ｔ?此，能夠在化學(xué)設(shè)施中由高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣及焦?fàn)t煤氣制造的所述化學(xué)產(chǎn)品只是用于說(shuō) 明在權(quán)利要求書中所述的方法的變體的應(yīng)用例。
[0017]粗煤氣（焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和/或高爐煤氣）可以單獨(dú)地或以作為混合氣的組合 的形式制備并隨后作為合成氣供應(yīng)給化學(xué)設(shè)施。特別是焦?fàn)t煤氣的制備包括用于分離干擾 成分(特別是焦油、硫和硫化物、芳香族的碳?xì)浠衔?BTX)和高沸點(diǎn)的碳?xì)浠衔?的氣體 凈化。為了制造合成氣，氣體預(yù)處理是必要的。在預(yù)處理的范圍內(nèi)改變了在粗煤氣中的組分 C0，C02，H2的含量。該氣體預(yù)處理例如包括用于分離和富集H2的變壓吸附和/或用于將C0轉(zhuǎn) 換為氫氣的水煤氣反應(yīng)和/或用于將焦?fàn)t煤氣中的CH4轉(zhuǎn)換為C0和氫氣的蒸汽重整。
[0018] 該儲(chǔ)能器能夠以與發(fā)電站電連接的方式運(yùn)行，該發(fā)電站設(shè)計(jì)為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站或 燃?xì)夂驼魵廨啓C(jī)發(fā)電站并且為了發(fā)電流而通過(guò)高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣或焦?fàn)t煤氣或通過(guò)這些 氣體組分的至少兩種組分形成的混合氣體運(yùn)行。發(fā)電站及化學(xué)設(shè)施或生物技術(shù)設(shè)施在氣體 供應(yīng)方面平行地連通。一方面可以控制供應(yīng)給發(fā)電站的氣流并且另一方面可以控制供應(yīng)給 化學(xué)設(shè)施或生物技術(shù)設(shè)施的氣流。
[0019] 此外，本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求12的將電化學(xué)或化學(xué)的儲(chǔ)能器結(jié)合到用于鋼制 造的設(shè)施組合中的用途。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 隨后借助僅示出了一個(gè)實(shí)施例的【附圖說(shuō)明】本發(fā)明。附圖中示意性示出了：
[0021] 圖1以極簡(jiǎn)的方塊圖示出了用于鋼制造的設(shè)施組合，其具有用于生鐵制造的高爐、 用于粗鋼制造的轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備、用于焦炭制造的焦?fàn)t設(shè)施、儲(chǔ)能器、發(fā)電站和化學(xué)設(shè)施，
[0022] 圖2以極簡(jiǎn)的方塊圖示出了一種設(shè)施組合，其除了具有附圖1所示的設(shè)施組合之外 包括用于產(chǎn)生氫氣的設(shè)施。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 在圖1中示出的用于鋼制造的設(shè)施組合包括：用于生鐵制造的高爐1、用于粗鋼制 造的轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備2和可選的用于制造焦炭19的焦?fàn)t設(shè)施17,焦?fàn)t設(shè)施對(duì)于生鐵制造是必 須的。此外，可以設(shè)置發(fā)電站3,該發(fā)電站設(shè)計(jì)為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站或燃?xì)廨啓C(jī)和蒸氣輪機(jī)發(fā) 電站并使用氣體運(yùn)行，該氣體在生鐵制造、粗鋼制造時(shí)和/或在煉焦?fàn)t設(shè)施中產(chǎn)生。為了輸 送這些氣體設(shè)置氣體管道系統(tǒng)。
[0024] 在高爐1中基本上是由鐵礦4和還原劑5(特別是焦炭和煤)得到生鐵6。通過(guò)還原反 應(yīng)產(chǎn)生了高爐煤氣7,其含有作為主要成分的氮?dú)狻?)、0) 2和!12。設(shè)置在高爐過(guò)程下游的轉(zhuǎn)爐 煉鋼設(shè)備2中，生鐵6轉(zhuǎn)換成為粗鋼8。通過(guò)在液態(tài)生鐵上通入氧氣除去了干擾雜質(zhì)，特別是 碳、硅和磷。為了冷卻可以將不超過(guò)生鐵量的25%的廢鐵加入。另外還加入用于形成爐渣的 石灰和合金劑。在轉(zhuǎn)爐的頂部抽走具有非常高含量的C0的轉(zhuǎn)爐煤氣9。當(dāng)設(shè)施組合額外地包 含煉焦?fàn)t設(shè)施17時(shí)，通過(guò)將煤18焦化成焦炭19還產(chǎn)生焦?fàn)t煤氣20,該焦?fàn)t煤氣含有高含量 的氫氣及CH4。焦?fàn)t煤氣20的部分可用于加熱在高爐1中的熱風(fēng)爐。
[0025] 根據(jù)在圖1中示出的總平衡，將作為還原劑5的、以煤或焦炭形式的碳和鐵礦4加入 該設(shè)施組合中。粗鋼8、粗煤氣7,9作為產(chǎn)品而產(chǎn)生，這些粗煤氣的含量、組成成分、燃燒值和 純凈度不同并且在設(shè)施組合中的不同位置上再次投入使用。在整體考慮的情況下，粗煤氣 7,9的40至50%、至少約45%被引導(dǎo)回生鐵制造或粗鋼制造的冶煉過(guò)程。粗煤氣7和9的50至 60%、至少約55%供應(yīng)給化學(xué)設(shè)施12或者可以用于發(fā)電站3的運(yùn)行。也可以設(shè)置生物技術(shù)設(shè) 施代替化學(xué)設(shè)施12。
[0026] 化學(xué)設(shè)施12或生物技術(shù)設(shè)施與氣體管道系統(tǒng)連接并且在氣體供應(yīng)方面相對(duì)于發(fā) 電站3平行地連通。氣體管道系統(tǒng)具有用于分配供應(yīng)給發(fā)電站3及化學(xué)設(shè)施12或生物技術(shù)設(shè) 施的氣體流量的操作可控的氣體分流器13。在流動(dòng)方向上在氣體分流器13之前設(shè)置用于產(chǎn) 生由高爐煤氣7、轉(zhuǎn)爐煤氣9和/或焦?fàn)t煤氣20構(gòu)成的混合氣體11的混合裝置14。
[0027] 在圖1所示的設(shè)施組合中，在氣體預(yù)處理后，使用在設(shè)施組合中作為高爐煤氣、轉(zhuǎn) 爐煤氣和可能的焦?fàn)t煤氣產(chǎn)生的粗煤氣的至少部分量作為用于制造化學(xué)產(chǎn)品的可用氣體。 使用外部獲得的電流15來(lái)滿足設(shè)施組合的電力需求，該外部獲得電流至少部分地由可再生 能源獲得并且來(lái)自例如風(fēng)力發(fā)電站、太陽(yáng)能設(shè)施、水力發(fā)電站和類似設(shè)施?？梢灶~外地使用 發(fā)電站的電流16。
[0028] 設(shè)施組合包含儲(chǔ)能器25。將至少部分地由可再生能源產(chǎn)生的電流26供給該儲(chǔ)能器 并且已儲(chǔ)存的能量稍后再釋放給設(shè)施組合的用電器。此外，儲(chǔ)能器25以與發(fā)電站3電連接的 方式運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)用于生鐵制造和粗鋼制造的設(shè)施及化學(xué)設(shè)施12的連續(xù)運(yùn)行，必須連續(xù)地 使用混合氣體作為化學(xué)設(shè)施12的進(jìn)料。為了使設(shè)施組合始終具有生鐵制造及粗鋼制造所需 的電流量，在低電價(jià)及可再生能源充分可供使用時(shí)，在儲(chǔ)能器25中儲(chǔ)存電能。如果可再生能 源無(wú)法以可接受的價(jià)格以充足的量由外部取得，則由儲(chǔ)能器25供應(yīng)所需的電流。包括發(fā)電 站3的設(shè)施組合設(shè)計(jì)為使得發(fā)電站3可以在備用運(yùn)行狀態(tài)下使用并且至少暫時(shí)關(guān)閉。發(fā)電站 3在該化學(xué)設(shè)施12停止運(yùn)行或儲(chǔ)存能量不足以確保設(shè)施組合的運(yùn)行時(shí)使用。在這種情況下， 設(shè)施組合至少部分地通過(guò)發(fā)電站電流16運(yùn)行。由此防止了化學(xué)設(shè)施12必須以部分負(fù)載運(yùn)行 的方式工作或完全關(guān)停。儲(chǔ)能器25成型為化學(xué)或電化學(xué)儲(chǔ)能器。當(dāng)代替化學(xué)設(shè)施12而使用 生物技術(shù)設(shè)施時(shí)，也相應(yīng)地適用。
[0029] 圖2的實(shí)施例中，設(shè)施組合額外地包括用于產(chǎn)生氫氣的設(shè)施21，該設(shè)施通過(guò)輸送氫 氣的管道22與氣體管道系統(tǒng)連接。用于產(chǎn)生氫氣的設(shè)施21可以特別是用于電解水的電解設(shè) 施。水電解的運(yùn)行需要大量的能量。電解水所需的電能的至少一部分由儲(chǔ)能器25供應(yīng)。此 外，可使用優(yōu)選來(lái)自可再生能源的外部電流26。將通過(guò)電解水產(chǎn)生的氫氣與可用氣體一起 作為合成氣供應(yīng)給化學(xué)設(shè)施12。由此可使化學(xué)設(shè)施12的功率顯著地增加。當(dāng)設(shè)置生物技術(shù) 設(shè)施代替化學(xué)設(shè)施12時(shí)，也相應(yīng)地適用。
[0030] 高爐煤氣7、轉(zhuǎn)爐煤氣9及焦?fàn)t煤氣20可以任意方式互相組合。氣流7、9、20的組合 取決于期望的合成氣或應(yīng)在化學(xué)設(shè)施12或生物技術(shù)設(shè)施中由該合成氣制造的產(chǎn)品。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于鋼制造的設(shè)施組合，所述設(shè)施組合具有： 用于生鐵制造的高爐（1)， 用于粗鋼制造的轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備(2)和 用于在生鐵制造和/或粗鋼制造的過(guò)程中所產(chǎn)生氣體的氣體管道系統(tǒng)， 其特征在于，所述設(shè)施組合額外地具有連接到所述氣體管道系統(tǒng)的化學(xué)設(shè)施（12)或生 物技術(shù)設(shè)施以及用于滿足所述設(shè)施組合的至少一部分電力需求的儲(chǔ)能器(25)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)施組合，其特征在于，所述儲(chǔ)能器(25)形成為化學(xué)儲(chǔ)能器或 電化學(xué)儲(chǔ)能器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)施組合，其特征在于，所述設(shè)施組合額外地具有用于電 解水的電解設(shè)施(21)，其中所述電解設(shè)施(21)通過(guò)氫氣管道(22)與所述化學(xué)設(shè)施（12)連接 并且通過(guò)氧氣反饋裝置(24)連接到所述高爐（1)和/或用于粗鋼制造或粗鋼處理的設(shè)施，并 且所述儲(chǔ)能器(25)為了所述電解設(shè)施(21)的電流供應(yīng)與所述電解設(shè)施(21)電連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的設(shè)施組合，其特征在于，所述設(shè)施組合額外地 包括發(fā)電站(3)，所述發(fā)電站(3)設(shè)計(jì)為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站或者燃?xì)夂驼羝啓C(jī)發(fā)電站并且通 過(guò)氣體運(yùn)行，所述氣體至少包括在所述高爐（1)中的生鐵制造過(guò)程中產(chǎn)生的高爐煤氣的部 分量和/或在所述轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備(2)中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣的部分量，并且所述氣體管道系統(tǒng)具 有用于分配供應(yīng)給所述發(fā)電站(3)和所述化學(xué)設(shè)施（12)的氣體流量的可控的氣體分流器 (13) 〇5. -種運(yùn)行用于鋼制造的設(shè)施組合的方法，所述設(shè)施組合包括:至少一個(gè)用于生鐵制 造的高爐（1)、轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備(2)、化學(xué)設(shè)施（12)或生物技術(shù)設(shè)施以及用于滿足所述設(shè)施組 合的至少一部分電力需求的儲(chǔ)能器(25)， a) 其中至少在所述高爐（1)中的生鐵制造過(guò)程中產(chǎn)生的高爐煤氣的部分量和/或在粗 鋼制造過(guò)程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣的部分量在氣體預(yù)處理后使用作為用于制造化學(xué)產(chǎn)品的可 用氣體或者在氣體預(yù)處理后供應(yīng)給生物技術(shù)設(shè)施并且用于生化過(guò)程， b) 其中電流(26)供給所述儲(chǔ)能器(25)，所述電流至少部分地由可再生能源產(chǎn)生并且已 儲(chǔ)存的能量稍后再釋放給所述設(shè)施組合的用電器。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述可用氣體富含氫氣，所述氫氣優(yōu)選在 電解設(shè)施(21)中通過(guò)電解水產(chǎn)生，并且對(duì)于電解水所必需的電能的至少一部分由所述儲(chǔ)能 器(25)供應(yīng)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述電解設(shè)施(21)中產(chǎn)生的氧氣在所述 高爐（1)中用于生鐵制造和/或在所述轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備(2)中用于粗鋼制造或者粗鋼處理。8. 根據(jù)權(quán)利要求4到7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將在生鐵制造過(guò)程中作為所 述高爐煤氣(7)產(chǎn)生的或者在所述轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備(2)中作為所述轉(zhuǎn)爐煤氣(9)產(chǎn)生的煤氣量 的5 %至60 %供應(yīng)給所述化學(xué)設(shè)施（12)并且用于制造化學(xué)材料。9. 根據(jù)權(quán)利要求4到8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將焦?fàn)t煤氣混合到所述可用 氣體中。10. 根據(jù)權(quán)利要求4到9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述儲(chǔ)能器(25)以與所述發(fā) 電站(3)電連接的方式運(yùn)行，所述發(fā)電站設(shè)計(jì)為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站或燃?xì)夂驼魵廨啓C(jī)發(fā)電站 并且為了發(fā)電而通過(guò)高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣或焦?fàn)t煤氣或通過(guò)由這些氣體組分中的至少兩種 組成的混合氣體運(yùn)行，所述發(fā)電站(3)和所述化學(xué)設(shè)施（12)或生物技術(shù)設(shè)施在氣體供應(yīng)方 面平行地連通并且控制供應(yīng)給所述發(fā)電站(3)和所述化學(xué)設(shè)施(12)的氣體流量。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述發(fā)電站(3)在備用運(yùn)行狀態(tài)中使用 并且暫時(shí)關(guān)閉。12. 電化學(xué)或化學(xué)的儲(chǔ)能器（25)用于結(jié)合到用于鋼制造的設(shè)施組合中的用途，所述設(shè) 施組合包括:至少一個(gè)用于生鐵制造的高爐（1)、用于粗鋼制造的轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備（2)和供應(yīng) 有高爐煤氣和/或轉(zhuǎn)爐煤氣的化學(xué)設(shè)施(12)或生物技術(shù)設(shè)施。
【文檔編號(hào)】C21B7/00GK105940118SQ201480067712
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日
【發(fā)明人】賴因霍爾德·阿卡茲, 詹斯·瓦格納, 馬庫(kù)斯·奧萊希, 彼得·施默勒, 拉爾夫·克萊因施密特, 克里斯托夫·邁斯納, 尼爾斯·布雷德邁爾, 約翰內(nèi)斯·弗爾克爾
【申請(qǐng)人】蒂森克虜伯股份公司