[发明专利]生物质在高炉中的利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质在高炉中的利用方法，其中，将对生物质进行干馏而制造出的生物质焦用于高炉中时，其以粉煤的形式用作高炉的辅助还原材。

背景技术

在以立式炉为代表的高炉中，将铁矿石或废铁等铁源以及作为铁矿石还原材和热源的焦炭用作原料。为了制造适于高炉操作的焦炭，需要昂贵且品质优良的原料煤(coal for coke making)。因此，目前进行的是将对燃料用煤进行微粉碎而成的粉煤作为热源从高炉的风口吹入来削减昂贵的焦炭用量的高炉操作方法。吹入的粉煤量根据操作条件的不同也有所不同，吹入量越多则越能削减焦炭用量，可以降低成本。通常，若相对于每1吨生铁吹入100kg～200kg的粉煤，则可大致削减同量的焦炭用量。对于此处所吹入的粉煤的粒度分布来说，工业上通常使用粒径为74μm以下的粉煤占粉煤全部质量的60％～80％(将其简记为粉煤粒度分布为74μm以下、60～80质量％。)的范围的粉煤。

另一方面，从防止地球温室化的方面出发，CO₂排出量的削减为紧急课题。在钢铁业中也进行了用于削减CO₂排出量的技术的开发。作为削减CO₂排出量的方法，有削减投入的碳量、回收排出的CO₂、将现有的煤和石油等替换为碳中性的碳源等方法。作为碳中性的碳源已知有生物质，在钢铁业中如果能使用生物质作为煤替代物，则可有助于CO₂排出量的削减。作为生物质，有房屋建筑的解体中产生的木材废弃物、木材加工处产生的木质系废弃物、森林等中的剪枝废弃物、农业系废弃物等。作为其处理利用方法，主要为填埋、放置、焚烧、燃料等。并且，已知还有以燃料利用为目的的生物燃料作物。

生物质由碳、氧、氢构成，但其本身为高含水率、低热值(例如，水分15质量％、热值16.2MJ/kg-干燥基准)，从效率方面考虑，在直接炼铁工艺中的使用并非为有利的。并且，利用通常的磨煤机(辊磨机、球磨机等)难以将废木材直接粉碎至粒径为74μm以下，需要利用冲击方式等的粉碎机。

关于生物质在高炉中的直接利用，在专利文献1中公开了下述的废木材的处理方法：将废木材粉碎至0.5～10mm的粒度，将(粒状的)废塑料以10/90～90/10的范围内的混合比(废木材/废塑料的质量比)进行混合，从而提高以燃烧量热和/或比表面积表示的燃烧性及气体传输性，装入到高炉中。并且在专利文献1中还公开了下述的废木材的处理方法：将废木材粉碎至0.5～10mm的粒度，通过间接加热方式在800℃以上的温度进行碳化，进一步将粒状的废塑料以10/90～90/10的范围内的混合比(废木材/废塑料的质量比)进行混合，装入到高炉中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-187940号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述专利文献1记载的现有技术中，具有以下(a)～(c)的课题。

(a)通过将作为生物质的木材与塑料混合，可以提高燃烧量热，虽然是将其破碎成0.5mm～10mm，由于木材为纤维质，长厚比仍较高，因而成为配管堵塞等的原因，气流传输性差。

(b)废木材等生物质的含水率高，与粉煤用煤(7000～8000kcal/kg)相比，通常为低热值(4000～5000kcal/kg-干燥基准)。尽管伴随着粒径10mm左右的废塑料的燃烧，废木材的燃烧性提高了，但是木材本身未被微粉碎，热值还是较低，并非为根本性的提高生物质燃烧性的技术。

(c)从与粒径10mm左右的废塑料混合而吹入的方面考虑，无法利用通常在粉煤吹入中所用的设备，需要另外的吹入设备、吹入配管、喷枪(ランス)等。

如此，在现有技术中，与使用粉煤的情况同样地，难以将生物质用于高炉吹入原料。

因而，本发明的目的在于提供一种生物质的利用方法，其解决了这样的现有技术的课题，在将生物质作为粉煤的替代物用作高炉吹入原料时，生物质的燃烧性与热值能够提高到与粉煤同等程度，可以提高气流传输性、利用现有的粉煤吹入设备。

用于解决课题的手段

用于解决这样的课题的本发明的特征如下。

(1)一种生物质在高炉中的利用方法，在该方法中：

对生物质进行干馏来制造哈氏可磨性指数(ハ一ドグロ一ブ粉碎性指数)(HGI)显示为45以上的生物质焦；

将上述生物质焦与煤的混合物微粉碎，生成粉碎物；

将上述粉碎物作为高炉的辅助还原材从风口吹入。