(57)【要約】【課題】溶銑生産過程で発生した温室効果ガスを分解することができる温室効果ガス分解装置を提供する。【解決手段】本発明は、溶銑生産過程で発生した温室効果ガスを分解する温室効果ガス分解装置において、前記温室効果ガスの流入を調節する流量調節弁、前記流量調節弁を通じて流入した前記温室効果ガスを貯蔵し、前記温室効果ガスが分解されるガス分解チェンバー、前記ガス分解チェンバーに貯蔵された温室効果ガスが分解されるように、前記温室効果ガスにマイクロウエーブエネルギーを供給するマイクロウエーブエネルギー供給装置、及び前記分解されたガスを排出する分解ガス排出管、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑生産過程で発生した温室効果ガスを分解する温室効果ガス分解装置において、
前記温室効果ガスの流入を調節する流量調節弁、
前記流量調節弁を通じて流入した前記温室効果ガスを貯蔵し、前記温室効果ガスが分解されるガス分解チェンバー、
前記ガス分解チェンバーに貯蔵された温室効果ガスが分解されるように、前記温室効果ガスにマイクロウエーブエネルギーを供給するマイクロウエーブエネルギー供給装置、及び、
前記分解されたガスを排出する分解ガス排出管、
を含む温室効果ガス分解装置。
【請求項２】
前記マイクロウエーブエネルギー供給装置は前記温室効果ガスを一酸化炭素、酸素または水素に分解することを特徴とする請求項１に記載の温室効果ガス分解装置。
【請求項３】
前記流量調節弁を通じて流入された温室効果ガスはほこり除去手段によってほこりが除去されたものであることを特徴とする請求項１に記載の温室効果ガス分解装置。
【請求項４】
前記ガス分解チェンバーは、前記マイクロウエーブエネルギーが供給される部分に設けられた高温高圧ガス遮断壁を備えることを特徴とする請求項１に記載の温室効果ガス分解装置。
【請求項５】
前記高温高圧ガス遮断壁はセラミックスまたは陶磁器類からなることを特徴とする請求項４に記載の温室効果ガス分解装置。
【請求項６】
前記マイクロウエーブエネルギー供給装置と前記高温高圧ガス遮断壁を連結し、前記マイクロウエーブエネルギー供給装置で生成された前記マイクロウエーブエネルギーを前記高圧ガス遮断壁に案内するマイクロウエーブエネルギーガイドをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の温室効果ガス分解装置。
【請求項７】
前記ガス分解チェンバーに直列に連結され、前記マイクロウエーブエネルギー供給装置からマイクロウエーブエネルギーの供給を受ける少なくとも一つのガス分解チェンバーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の温室効果ガス分解装置。
【請求項８】
前記分解ガス排出管から排出された温室効果ガスは前記溶銑生産過程でリサイクルされることを特徴とする請求項１ないし７の何れか一項に記載の温室効果ガス分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は温室効果ガス分解装置に係り、より詳しくは、溶銑を生産する工程である溶鉱炉／高炉から排出される温室気体である二酸化炭素及びメタンガスを大気中に噴出せず、分解して再使用することができる温室効果ガス分解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近１００年間、あらゆる産業が幾何級数的に発展するにつれて大気中の温室効果ガスの一種である二酸化炭素が急激に増加した。これにより、地球の平均温度が１００年前より０．６度も増加した。このような温室効果ガスの増加によって、氷河が溶け出し、海水面が上がることにより、島が沈んで、台風、集中豪雨、洪水などの気象異変が発生して人間の生存を脅かしている。
【０００３】
このような温室効果ガスの影響のため、京都議定書（Ｋｙｏｔｏ  ｐｒｏｔｏｃａｌ）に、加盟した国家は京都議定書によって温室効果ガスの減縮を義務付けられるようになった。温室効果ガスは二酸化炭素（ＣＯ２）が代表的であり、メタン（ＣＨ４）、二酸化窒素（Ｎ２０）、水素（Ｈ２）、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣｓ）、パーフルオロカーボン（ＰＦＣｓ）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）など全部で六種類ある。
【０００４】
一方、従来の溶鉱炉で溶銑（ｍｏｌｔｅｎ  ｉｒｏｎ）を生産する時に発生する温室効果ガスは、ほこりが除去された後、煙道を通じて大気に放出されたり、水素ガスに分解させて再使用する方法を用いている。また、全世界的に発生される温室効果ガスの約１０％程度が溶銑生産過程で発生されて、その殆どは二酸化炭素ガス（ＣＯ２）とメタンガス（ＣＨ４）である。
【０００５】
このような温室効果ガスは、二酸化炭素ガスまたはメタンガスを捕集して一酸化炭素や水素に変換させる工程が複雑であり、運営が難しいという問題点がある。
【０００６】
図１は従来の溶銑生産装置に対する大略的な構成を示す。
【０００７】
図１を参照すると、溶鉱炉／高炉１で溶銑生産過程で発生したほこりと温室効果ガスを含んでいる有害ガスを、ほこり捕集器３と微細ほこり分離器４を通じてほこりを除去させた後、ほこりが除去されたガスを煙道５を通じて大気に放出する。
【０００８】
図１に図示したように、有害ガスはほこりのみが除去されたまま、大気に放出され、温室効果ガスが無防備に排出されることによって環境を一層深刻にさせるため、これを減らすことが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許ＵＳ  ５，９７２，１７５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためのもので、溶銑生産過程で発生した温室効果ガスを分解することができる温室効果ガス分解装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を達成するために、本発明の一実施例は、溶銑生産過程で発生した温室効果ガスを分解する温室効果ガス分解装置において、前記温室効果ガスの流入を調節する流量調節弁、前記流量調節弁を通じて流入した前記温室効果ガスを貯蔵し、前記温室効果ガスが分解されるガス分解チェンバー、前記ガス分解チェンバーに貯蔵された温室効果ガスが分解されるように、前記温室効果ガスにマイクロウエーブエネルギーを供給するマイクロウエーブエネルギー供給装置、及び前記分解されたガスを排出する分解ガス排出管、を含む温室効果ガス分解装置を提供する。
【００１２】
本発明の一実施例において、前記マイクロウエーブエネルギー供給装置は前記温室効果ガスを一酸化炭素、酸素または水素に分解する。
【００１３】
本発明の一実施例において、前記流量調節弁を通じて流入された温室効果ガスはほこり除去手段によってほこりが除去される。
【００１４】
本発明の一実施例において、前記ガス分解チェンバーは、前記マイクロウエーブエネルギーが供給される部分に設けられた高温高圧ガス遮断壁を備える。前記高温高圧ガス遮断壁はセラミックスまたは陶磁器類からなる。
【００１５】
本発明の一実施例において、前記温室効果ガス分解装置は、前記マイクロウエーブエネルギー供給装置と前記高温高圧ガス遮断壁を連結し、前記マイクロウエーブエネルギー供給装置で生成された前記マイクロウエーブエネルギーを前記高圧ガス遮断壁に案内するマイクロウエーブエネルギーガイドをさらに含む。
【００１６】
本発明の一実施例において、前記ガス分解チェンバーに直列に連結され、前記マイクロウエーブエネルギー供給装置からマイクロウエーブエネルギーの供給を受ける少なくとも一つのガス分解チェンバーをさらに含む。
【００１７】
一方、本発明の一実施例において、前記分解ガス排出管から排出された温室効果ガスは前記溶銑生産過程でリサイクルされる。
【００１８】
本発明の一実施例において、前記少なくとも一つのマイクロウエーブエネルギー供給装置の夫々と対応する高温高圧ガス遮断壁を連結し、前記複数のマイクロウエーブエネルギー供給装置で生成された前記マイクロウエーブエネルギーを対応する高圧ガス遮断壁に案内する複数のマイクロウエーブエネルギーガイドをさらに含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一実施例によると、溶銑生産過程で生成された有害な温室効果ガスを無害ガスに分解することができて、地球温暖化現象を減らすことに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の溶銑生産装置に対する大略的な構成を示す。
【図２】本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置のブロック図である。
【図３】本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置と溶銑生産装置が結合した様子を図示した図面である。
【図４】本発明の他の実施例による温室効果ガス分解装置のブロック図である。
【図５】本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置を用いて分解された二酸化炭素の分解率を図示したグラフである。
【図６】本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。相異なる図面で、類似の構成要素は類似または同一の図面符号で示す。
【００２２】
まず、図２を参照して本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置１００の構造を説明する。
【００２３】
図２は本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置１００のブロック図である。
【００２４】
図２に図示したように、温室効果ガス分解装置１００は、流量調節弁１１０、ガス分解チェンバー１２０、マイクロウエーブエネルギー供給装置１３０、及び分解ガス排出管１４０を含む。
【００２５】
温室効果ガス分解装置１００は、溶銑生産過程で発生した温室効果ガスを分解する。このために、流量調節弁１１０はガス分解チェンバー１２０に流入する温室効果ガスの流入量を調節し、ガス分解チェンバー１２０は流量調節弁１１０を通じて流入された温室効果ガスを貯蔵し、温室効果ガスはガス分解チェンバー１２０内で分解される。温室効果ガスの分解のために、マイクロウエーブエネルギー供給装置１３０は、ガス分解チェンバー１２０に貯蔵された温室効果ガスにマイクロウエーブエネルギーを供給する。分解ガス排出管１４０はマイクロウエーブエネルギー供給装置によって分解されたガスを排出する。
【００２６】
前記ガス分解チェンバー１２０は図２に図示したように、高温高圧ガス遮断壁１５０をさらに備える。高温高圧ガス遮断壁１５０は、マイクロウエーブエネルギーが供給される部分に設けられ、ガス分解チェンバー１２０内の高温高圧の気体（例えば、温室効果ガスまたは温室効果ガスが分解されたガス）からマイクロウエーブエネルギー供給装置１３０または後述するマイクロウエーブエネルギーガイド１６０を保護する。
【００２７】
この際、前記温室効果ガス分解装置１００は、図２に図示したように、マイクロウエーブエネルギーガイド１６０をさらに備える。マイクロウエーブエネルギーガイド１６０は、マイクロウエーブエネルギー供給装置１３０と高温高圧ガス遮断壁１５０を連結し、マイクロウエーブエネルギー供給装置１３０で生成されたマイクロウエーブエネルギーを高圧ガス遮断壁の方向に案内する。
【００２８】
次に、図３を参照して、本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置が溶銑生産装置で用いられる一例を図示する。
【００２９】
図３は本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置と溶銑生産装置が結合した様子を図示した図面である。
【００３０】
図３に図示したように、本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置１００は、溶銑生産装置（１から４及び６、８）と結合し、ほこり捕集器３と微細ほこり分離器４を通過してほこりが除去された温室効果ガスが流量調節弁１１０を通じて温室効果ガス分解装置１００に流入されることが示されている。特に、この図面で分解ガス排出管１４０によって排出された分解ガスは、熱風炉２に連結された熱風炉送風管６を通じて溶鉱炉／高炉１に再び流入され、リサイクルされることができる。
【００３１】
次に、図４を参照して、本発明の他の実施例による温室効果ガス分解装置の構造に対して説明する。
【００３２】
図４は本発明の他の実施例による温室効果ガス分解装置２００のブロック図である。
【００３３】
図４に図示した温室効果ガス分解装置２００は、図２に図示した温室効果ガス分解装置と類似しているが、直列に連結された２個のガス分解チェンバー２２０を有しているという点が異なる。２個のガス分解チェンバー２２０は、夫々高温高圧ガス遮断壁１５０を備え、高圧ガス遮断壁１５０の夫々はマイクロウエーブエネルギーガイド１６０を通じてマイクロウエーブエネルギー供給装置１３０に連結される。図面ではガス分解チェンバー２２０の個数が２個であるが、これは例示的なものであり、３個以上のガス分解チェンバー２２０を含むことができる。また、図面では一つのマイクロウエーブエネルギー供給装置１３０が提供されるが、これは例示的なものであり、複数のマイクロウエーブエネルギー供給装置１３０が各ガス分解チェンバー２２０にマイクロウエーブエネルギーを供給することもできる。
【００３４】
図５は本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置を用いて分解された二酸化炭素の分解率を図示したグラフである。この図面から、本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置によって約５０％の二酸化炭素が分解されることが分かる。
【００３５】
図６は本発明の一実施例による温室効果ガス分解装置の模式図である。
【００３６】
以下、添付された図面を参照して、本発明の実施例による温室効果ガス分解装置の作用及び効果に対して説明する。
【００３７】
図２及び図３に図示したように、溶銑生産装置で発生した温室効果ガスは、ほこり捕集器３と微細ほこり分離器４を通過してほこり及び微細ほこりが分離されることが好ましい。微細ほこりが分離された温室効果ガスは、多量の二酸化炭素ガスとメタンガスを含んでいる。この温室効果ガスは流量調節弁１１０を通じてガス分解チェンバー１２０に流入される。流量調節弁１１０はガス分解チェンバー１２０内に既設定された量の温室効果ガスが流入されるように制御され、特に、ガス分解チェンバー１２０の容量を考慮してガス分解チェンバー１２０内の温度と圧力に基づいて、流入される温室効果ガス量を調節する。
【００３８】
ガス分解チェンバーに既設定された量の温室効果ガスが流入されると、流量調節弁１１０を閉じ、マイクロウエーブエネルギー供給装置１３０でマイクロウエーブエネルギーを生成して、マイクロウエーブエネルギーガイド１６０を通じてマイクロウエーブエネルギーをガス分解チェンバー１２０に供給する。この際、ガス分解チェンバー内の温室効果ガスは高温高圧であるため、ガス分解チェンバー１２０は、マイクロウエーブエネルギーが供給される部分に高温高圧遮断壁１５０をさらに備えて、マイクロウエーブエネルギーガイド１６０及びマイクロウエーブ供給装置１３０を温室効果ガスから保護する。前記高温高圧遮断壁１５０は、良好な耐熱及び耐圧特性を有するセラミックスまたは陶磁器類からなる。
【００３９】
供給されたマイクロウエーブエネルギーによって、ガス分解チェンバー１２０内に含まれた温室効果ガスは以下の化学式１及び２により一酸化炭素、酸素及び水素に分解される。
【００４０】
［化１］
２ＣＯ２→２ＣＯ＋Ｏ２
【００４１】
［化２］
ＣＨ４＋ＣＯ２→２ＣＯ＋２Ｈ２
【００４２】
このように分解されたガスは分解ガス排出管を通じて排出される。このような過程によって、溶銑生産過程で生成された温室効果ガスを無害ガスに分解することが可能である。
【００４３】
一方、分解されたガスは再び溶銑生産装置の熱風炉送風管６に連結されて、溶鉱炉／高炉１に再び流入されてリサイクルすることができる。
【００４４】
図５のグラフで図示されたように、およそ１０秒で５０％の二酸化炭素が分解されて、多くの量の二酸化炭素を減らすことができることが分かる。
【００４５】
本発明は上述の実施例及び添付の図面により限定されず、添付の請求範囲により限定される。従って、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で様々な形態の置換、変形及び変更が出来るということは当技術分野の通常の知識を有する者には明白であり、これもまた添付の請求範囲に記載された技術的思想に属するといえる。
【符号の説明】
【００４６】
１  溶鉱炉／高炉
２  熱風炉
３  ほこり捕集器
４  微細ほこり分離器
５  煙道
６  熱風炉送風管
１００  温室効果ガス分解装置
１１０  流量調節弁
１２０  ガス分解チェンバー
１３０  マイクロウエーブエネルギー供給装置
１４０  分解ガス排出管
１５０  高温高圧ガス遮断壁
１６０  マイクロウエーブエネルギーガイド
【図１】
2011509390.tif 000003
【図２】
2011509390.tif 000004
【図３】
2011509390.tif 000005
【図４】
2011509390.tif 000006
【図５】
2011509390.tif 000007
【図６】
2011509390.tif 000008
【国際調査報告】
2011509390.tif 000009
2011509390.tif 000010