高温ガス炉を用いた水素の製鉄所への供給とその規模

Steelmaking process employing hydrogen produced by a very high temperature reactor and the scale of the plant

笠原 清司  ; 久保 真治  ; 稲垣 嘉之; 小川 益郎

Kasahara, Seiji; Kubo, Shinji; Inagaki, Yoshiyuki; Ogawa, Masuro

高温ガス炉・ISプロセス水素製造及びこれらと組み合わせた水素還元製鉄プロセスの概要を述べた。プロセスフロー計算による物質収支解析により、標準的な高炉プラントと同規模となる製鉄量1万トン/日を達成するには、熱出力600MWの高温ガス炉5基を用い、ISプロセスで水素7.0710Nm/日を、ヘリウムガスタービンで497MWの電力を製造して、製鉄所に供給する必要があることを明らかにした。製鉄プロセスではシャフト炉3基、電気炉2基が必要となった。本プロセスによって、CO排出量が従来の高炉プロセスの13%にまで激減することも示した。また、製鉄コストに対する水素製造コストの感度を調べ、従来法よりも低コスト化するためには、水素製造コストを3.0US/kg-H以下にする必要があることを明らかにした。

Outline was discussed for very high temperature reactors (VHTRs), IS process for hydrogen production and hydrogen steelmaking process integrated with them. Hydrogen of 7.0710 Nm/d was produced and electricity of 497 MW was generated using 5 VHTRs of 600 MW thermal output to produce steel of 110 t/d, similar scale to a conventional blast furnace (BF) plant. A significant reduction of CO emission to 13% of that from a BF plant was expected by the hydrogen steelmaking plant. Sensitivity analysis of steelmaking cost on hydrogen production cost showed that the hydrogen production cost of 3.0 US/kg-H was required for the lower steelmaking cost than conventional steelmaking processes.