固体碳生成装置以及固体碳生成方法与流程

1.本发明涉及一种由在高炉中生成的生成气体所包含的二氧化碳气体生成固体碳质的固体碳生成装置以及固体碳生成方法。

背景技术：

2.以往，为了实质上降低在对铁矿石进行还原而得到铁水的高炉中产生的二氧化碳的产生量，已知有从高炉中产生的含有二氧化碳的混合气体分离二氧化碳，向二氧化碳中添加氢而转化为甲烷的高炉的操作方法(例如，参照专利文献1)。
3.在专利文献1中，从转换二氧化碳而得到的含有甲烷的气体去除水分，将去除了水分的甲烷吹入高炉。从转换二氧化碳而得到的气体去除水分是因为，通过向高炉导入水分而高炉内的焦炭被消耗，来自高炉的二氧化碳的排出量增加。吹入高炉的甲烷在高炉内转换为还原剂，用于铁矿石的还原。
4.在先技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本专利第5796672号公报

技术实现要素：

7.发明要解决的课题
8.在专利文献1中，由于在转换二氧化碳而得到的含有甲烷的气体中含有水分，因此为了在高炉内不消耗焦炭，需要去除水分。例如，在以冷却方式去除水分的情况下，需要用于将气体所包含的水分冷却至露点温度以下的冷却设备。另外，在以吸附方式去除水分的情况下，需要在内部配置有对气体所包含的水分进行吸附的除湿用吸附剂的吸附设备。这样，在向二氧化碳添加氢而转换为甲烷的方法中，设备大型化，而且需要用于使该设备动作的动力。
9.另外，转换二氧化碳而得到的甲烷是种类与在高炉中作为铁矿石的还原剂主要使用的焦炭不同的还原剂。因此，需要设置与在高炉中设置的焦炭的供给设备不同的另外的设备来向高炉供给甲烷。
10.本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种能够通过简单的设备由二氧化碳气体生成固体碳、并且能够利用现有的设备将作为还原剂的固体碳向高炉供给的固体碳生成装置以及固体碳生成方法。
11.用于解决课题的方案
12.本发明的一个方案的固体碳生成装置具备：分离部，其将在高炉中生成的生成气体所包含的二氧化碳气体分离；反应部，其利用加热源对以甲烷气体为主要成分的燃料气体进行加热，将所述甲烷气体分解为固体碳及氢气；以及生成部，其使由所述分离部分离出的所述二氧化碳气体与由所述反应部分解出的所述氢气反应而生成固体碳及水。
13.本发明的一个方案的固体碳生成方法包括：分离工序，在该分离工序中，将在高炉
中生成的生成气体所包含的二氧化碳气体分离；反应工序，在该反应工序中，利用加热源对以甲烷气体为主要成分的燃料气体进行加热，将所述甲烷气体分解为固体碳及氢气；以及生成工序，在该生成工序中，使在所述分离工序中分离出的所述二氧化碳气体与在所述反应工序中分解出的所述氢气反应而生成固体碳及水。
14.发明效果
15.根据本发明，能够提供一种能够通过简单的设备由二氧化碳气体生成固体碳、并且能够利用现有的设备将作为还原剂的固体碳向高炉供给的固体碳生成装置以及固体碳生成方法。
附图说明
16.图1是示出本发明的第一实施方式的高炉设备的概要结构图。
17.图2是示出本发明的第二实施方式的高炉设备的概要结构图。
18.图3是示出本发明的第三实施方式的高炉设备的概要结构图。
具体实施方式
19.〔第一实施方式〕
20.以下，参照附图对本发明的第一实施方式的高炉设备300进行说明。图1是示出本发明的第一实施方式的高炉设备300的概要结构图。
21.如图1所示，本实施方式的高炉设备300具备固体碳生成设备(固体碳生成装置)100、以及高炉200。
22.高炉200是使铁矿石在高温环境下与作为还原剂的焦炭反应、对铁矿石进行还原而生成生铁的设备。经由带式输送机(省略图示)从原料供给口210向高炉200供给铁矿石和焦炭。经由配管220向高炉200供给热风，将内部维持为高温环境。而且，在高炉200设置有粉煤供给口230，经由粉煤供给机构(省略图示)吹入粉煤。
23.在高炉200中，焦炭燃烧，从而根据下述的反应式(1)，焦炭氧化而生成一氧化碳气体。
24.2c+o2→
2co
ꢀꢀꢀ
(1)
25.另外，铁矿石被一氧化碳还原，通过下述的反应式(2)生成铁(生铁)和二氧化碳气体。
26.fe2o3+3co
→
2fe+3co2ꢀꢀꢀ
(2)
27.固体碳生成设备100是将在高炉200中生成的生成气体所包含的二氧化碳气体分离、并由二氧化碳气体生成固体碳的设备。如图1所示，固体碳生成设备100具备分离设备(分离部)110、反应设备(反应部)120、生成设备(生成部)130、供给设备(燃料气体供给部)140、以及加热设备(加热源)150。
28.分离设备110是将在高炉200中生成的生成气体所包含的二氧化碳气体分离的设备。在高炉200中生成的包含二氧化碳气体的生成气体经由配管l1从高炉200导向分离设备110。在分离设备110中，例如通过在包含胺的吸收液中吸收二氧化碳气体来分离生成气体所包含的二氧化碳气体(分离工序)。
29.分离设备110在将二氧化碳气体吸收到吸收液中之后，对吸收液进行加热而从吸
收液释放二氧化碳气体，经由配管l2向生成设备130供给高浓度的二氧化碳气体。通过吸收液分离出二氧化碳气体后的生成气体经由配管l3向高炉设备300的外部排出。
30.反应设备120通过加热设备150对从供给设备140供给的以甲烷气体为主要成分的燃料气体进行加热，通过下述的反应式(3)所示的热解反应，将甲烷气体分解为固体碳及氢气(反应工序)。
31.ch4→
2h2+c
ꢀꢀꢀ
(3)
32.从供给设备140经由配管l4向反应设备120供给燃料气体。燃料气体以甲烷气体为主要成分，例如为天然气。经由配管l5向反应设备120供给由加热设备150加热后的加热介质。反应设备120成为加热介质不与燃料气体直接混合而能够进行热交换的结构。
33.反应设备120将对甲烷气体进行热解而生成的氢气经由配管l8向生成设备130供给。另外，反应设备120将对甲烷气体进行热解而生成的固体碳向配管l9供给。向配管l9供给的固体碳经由配管l12向高炉200的原料供给口210供给。
34.生成设备130使由分离设备110分离出的二氧化碳气体与由反应设备120生成的氢气通过下述的反应式(4)反应而生成固体碳及水(生成工序)。
35.co2+2h2→
c+2h2o
ꢀꢀꢀ
(4)
36.反应式(4)所示的反应例如通过使二氧化碳气体和氢气在400℃～900℃的反应温度下与由镍或钴构成的金属催化剂接触而发生。
37.需要说明的是，从反应设备120经由配管l8向生成设备130供给的气体中含有未通过热解反应分解而残留的甲烷气体。因此，生成设备130使由分离设备110分离出的二氧化碳气体与从反应设备120供给的甲烷气体通过下述的反应式(5)反应而生成固体碳及水。
38.co2+ch4→
2c+2h2o
ꢀꢀꢀ
(5)
39.生成设备130也可以具备热供给机构(省略图示)，该热供给机构用于将通过基于反应式(4)及反应式(5)的反应产生的热作为反应设备120中的热解反应所需的加热源、或者作为高炉设备300的其他加热用途使用。
40.在生成设备130中，例如通过使金属催化剂振动来使附着于金属催化剂的粉体状的固体碳落下而回收。或者，使用液体金属催化剂等液体反应场，使生成的固体碳附着氢或者甲烷或者水蒸气的微细气泡而使其在液体反应场中上浮而回收。生成设备130将回收的固体碳向配管l10供给。向配管l10供给的固体碳经由设置有搬运机构(省略图示)的配管l12向高炉200的原料供给口210供给。
41.向配管l12供给从反应设备120经由配管l9搬运的固体碳和从生成设备130经由配管l10搬运的固体碳这双方。配管l12分支为配管l13。因此，供给至配管l12的固体碳的一部分从配管l12向原料供给口210供给，供给至配管l12的固体碳的其他部分从配管l13向粉煤供给口230供给。这样，配管l9、配管l10、配管l12、配管l13作为将由反应设备120分解出的固体碳和由生成设备130生成的固体碳向高炉200供给的固体碳供给部而发挥功能。
42.在反应设备120中，燃料气体被加热设备150加热，因此由反应设备120生成的氢气的温度较高(例如，500℃～1200℃)。而且，由生成设备130生成的水在高温环境下成为气相的水蒸气。因此，通过使金属催化剂振动这样比较简单的设备，能够在生成设备130中将作为固体的固体碳从水蒸气中分离。生成设备130将通过反应式(5)生成的水蒸气经由配管l11向高炉设备300的外部排出。
43.供给设备140将以甲烷气体为主要成分的燃料气体经由配管l4向反应设备120供给。另外，供给设备140经由从配管l4分支的配管l6将燃料气体向加热设备150供给。
44.加热设备150通过使从供给设备140供给的燃料气体燃烧，来对从供给设备140向反应设备120供给的燃料气体进行加热。加热设备150使燃料气体燃烧而对加热介质进行加热，经由配管l5将加热后的加热介质向反应设备120供给。
45.在加热设备150中使燃料气体燃烧而生成的燃烧气体通过配管(燃烧气体供给部)l7向配管l1供给。向配管l1供给的燃烧气体向分离设备110供给。这样，配管l7及配管l1作为将燃烧气体向分离设备110供给的燃烧气体供给部发挥功能。由于燃烧气体中包含二氧化碳气体，因此通过将燃烧气体向分离设备110供给，能够将燃烧气体所包含的二氧化碳气体供给至生成设备130。
46.需要说明的是，在本实施方式中，将由加热设备150生成的燃烧气体向分离设备110供给，但也可以是其他方式。例如，也可以不将配管l7与配管l1连接，而经由配管l7将燃烧气体向高炉设备300的外部排出。
47.需要说明的是，在本实施方式中，将固体碳的一部分从配管l12向原料供给口210供给，但也可以是其他方式。例如，也可以不将配管l12连接于配管l10与原料供给口210之间，而仅经由配管l13将固体碳的全部量向粉煤供给口230供给。由此，在以与粉煤类似的细小的粉状生成固体碳的情况下，能够将现有的设备的操作变更抑制为最小限度。
48.对以上说明的本实施方式的固体碳生成设备100所起到的作用及效果进行说明。
49.根据本发明的固体碳生成设备100，由分离设备110分离出的二氧化碳气体与由反应设备120分解出的氢气在生成设备130中反应，生成固体碳及水。在反应设备120中，以甲烷气体为主要成分的燃料气体被加热设备150加热，因此由反应设备120生成的氢气的温度较高。而且，由生成设备130生成的水在高温环境下成为气相的水蒸气，因此能够通过比较简单的设备在生成设备130中将作为固体的固体碳从水蒸气中分离。
50.另外，根据本实施方式的固体碳生成设备100，由生成设备130生成的固体碳与在高炉200中作为铁矿石的还原剂主要使用的焦炭的主要成分相同。因此，能够利用作为向高炉200供给焦炭作为铁矿石的还原剂的现有设备的原料供给口210，向高炉200供给作为还原剂的固体碳。
51.另外，根据本实施方式的固体碳生成设备100，从供给设备140向反应设备120及加热设备150这双方供给燃料气体。因此，为了在反应设备120中利用加热设备150对以甲烷气体为主要成分的燃料气体进行加热，不需要设置供给与燃料气体不同的燃料的另外的供给设备、用于在加热设备150中进行加热的另外的加热单元。
52.另外，根据本实施方式的固体碳生成设备100，在加热设备150中使燃料气体燃烧而生成的燃烧气体通过配管l7及配管l1向分离设备110供给。因此，不将燃烧气体所包含的二氧化碳气体向高炉设备300的外部排出，而能够通过分离设备110分离并通过生成设备130生成固体碳。
53.另外，根据本实施方式的固体碳生成设备100，作业者不进行搬运作业等，能够通过作为固体碳供给管线发挥功能的配管l9、配管l10、配管l12、配管l13，将由反应设备120分解出的固体碳和由生成设备130生成的固体碳这双方向高炉200供给。
54.〔第二实施方式〕
55.接着，参照附图对本发明的第二实施方式进行说明。图2是示出本发明的第二实施方式的高炉设备300a的概要结构图。本实施方式是第一实施方式的变形例，除了以下特别说明的情况以外，与第一实施方式相同，以下省略说明。
56.第一实施方式的固体碳生成设备100具备通过使从供给设备140供给的甲烷气体为主要成分的燃料气体燃烧而对加热介质进行加热的加热设备150。与此相对，本实施方式的固体碳生成设备100a具备不从供给设备140供给燃料气体而将电力转换为热来对加热介质进行加热的加热设备150a。
57.如图2所示，本实施方式的固体碳生成设备100a与第一实施方式的固体碳生成设备100不同之处在于，不具备配管l6及配管l7。本实施方式的固体碳生成设备100a不具备配管l6是因为，加热设备150a不使用供给设备140贮存的燃料气体来对加热介质进行加热。另外，本实施方式的固体碳生成设备100a不具备配管l7是因为，加热设备150a不使用燃料气体来对加热介质进行加热，因此不生成燃烧气体。
58.本实施方式的加热设备150a通过将电力转换为热来对加热介质进行加热并向配管l5供给。向配管l5供给的加热介质被用作用于在反应设备120中使燃料气体进行热解反应的热源。作为加热设备150a将电力转换为热的方式，能够采用各种方式。
59.加热设备150a例如可以是通过使电流流过电阻体而经由电阻体对加热介质进行加热的方式。另外，也可以使用例如感应加热、介质加热、电弧加热、红外线加热等其他加热方式来对加热介质进行加热。
60.根据本实施方式的固体碳生成设备100a，能够不伴随燃烧反应而使用电力对燃料气体进行加热，因此能够抑制伴随燃烧反应而生成的二氧化碳气体的排出量。
61.〔第三实施方式〕
62.接着，参照附图对本发明的第三实施方式进行说明。图3是示出本发明的第三实施方式的高炉设备300b的概要结构图。本实施方式是第一实施方式的变形例，除了以下特别说明的情况以外，与第一实施方式相同，以下省略说明。本实施方式的高炉设备300b与第一实施方式的高炉设备300不同之处在于，固体碳生成设备100b具备粒料成型设备(固体成型部)160。
63.如图3所示，本实施方式的固体碳生成设备100b与第一实施方式的固体碳生成设备100不同之处在于，不具备配管l13。另外，本实施方式的固体碳生成设备100b与第一实施方式的固体碳生成设备100不同之处在于，具备配管l14。
64.本实施方式的固体碳生成设备100b不具备第一实施方式的固体碳生成设备100的配管l13是因为，为了通过粒料成型设备160由固体碳生成粒状的粒料，因此不将粒状的粒料引导至粉煤供给口230。另外，本实施方式的固体碳生成设备100b具备配管l14是因为，为了将粉体状的固体碳向粉煤供给口230引导。
65.本实施方式的固体碳生成设备100b将粒状的粒料向原料供给口210供给，将粉体状的固体碳向粉煤供给口230供给。根据本实施方式的固体碳生成设备100b，能够根据性状从适当的供给口向高炉200供给固体碳，提高高炉200中的铁矿石的还原反应的效率。
66.粒料成型设备160设置于配管l12，是将粉体状的固体碳与粘结剂混合而生成粒状的粒料(粒状固体碳质材料)并向高炉200供给的设备。作为粒料成型设备160与固体碳混合的粘结剂，例如可以优选使用沥青产品、树脂产品。沥青产品例如是沥青、软油沥青等。树脂
产品例如是聚酯树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、松香、酚醛树脂等。
67.粒料成型设备160将固体碳与粘结剂混合，实施成型处理及烧成处理，生成比粉体状的固体碳高强度的粒状的粒料。需要说明的是，粒料成型设备160不仅可以将固体碳与粘结剂混合，还可以将铁矿石的粉末与粘结剂混合。根据本实施方式的固体碳生成设备100b，能够将固体碳作为与粘结剂混合而成的粒料(粒状固体碳质材料)供给至高炉200。由此，供给至高炉200的固体碳的强度上升，能够高效地还原铁矿石。
68.以上说明的各实施方式所述的固体碳生成装置(100)例如如以下那样进行掌握。
69.本发明的固体碳生成装置(100)具备：分离部(110)，其将在高炉(200)中生成的生成气体所包含的二氧化碳气体分离；反应部(120)，其利用加热源(150)将以甲烷气体为主要成分的燃料气体加热，将所述甲烷气体分解为固体碳及氢气；以及生成部(130)，其使由所述分离部分离出的所述二氧化碳气体与由所述反应部分解出的所述氢气反应而生成固体碳及水。
70.根据本发明的固体碳生成装置，由分离部分离出的二氧化碳气体与由反应部分解出的氢气在生成部中反应，生成固体碳及水。在反应部中，以甲烷气体为主要成分的燃料气体被加热源加热，因此由反应部生成的氢气的温度较高。而且，由生成部生成的水在高温环境下成为气相的水蒸气，因此能够通过比较简单的设备将在生成部中作为固体的固体碳从水蒸气分离。
71.根据本发明的固体碳生成装置，由生成部生成的固体碳与在高炉中作为铁矿石的还原剂主要使用的焦炭的主要成分相同。因此，能够利用向高炉供给焦炭作为铁矿石的还原剂的现有的设备，来向高炉供给作为还原剂的固体碳。
72.在本发明的固体碳生成装置中，优选构成为，所述固体碳生成装置具备燃料气体供给部(140)，所述燃料气体供给部(140)向所述反应部及所述加热源供给所述燃料气体，所述加热源通过使从所述燃料气体供给部供给的所述燃料气体燃烧，来对从所述燃料气体供给部向所述反应部供给的所述燃料气体进行加热。
73.根据本结构的固体碳生成装置，从燃料气体供给部向反应部及加热源这双方供给燃料气体。因此，不需要为了在反应部利用加热源对以甲烷气体为主要成分的燃料气体进行加热而设置供给与燃料气体不同的燃料的另外的供给设备、用于利用加热源进行加热的另外的加热单元。
74.在上述结构的固体碳生成装置中，优选构成为，所述固体碳生成装置具备燃烧气体供给部，所述燃烧气体供给部将通过所述加热源使所述燃料气体燃烧而生成的燃烧气体向所述分离部供给。
75.根据本结构的固体碳生成装置，通过燃烧气体供给部向分离部供给由加热源使燃料气体燃烧而生成的燃烧气体。因此，能够不将燃烧气体所包含的二氧化碳气体向外部排出，通过分离部将其分离并由生成部生成固体碳。
76.在上述结构的固体碳生成装置中，优选构成为，所述加热源将电力转换为热来对所述燃料气体进行加热。
77.根据本结构的固体碳生成装置，能够不伴随燃烧反应而使用电力对燃料气体进行加热，因此能够抑制伴随燃烧反应而生成的二氧化碳气体的排出量。
78.在本实施方式的固体碳生成装置中，优选构成为，所述固体碳生成装置具备固体
碳供给管线(l9、l10、l12、l13)，所述固体碳供给管线将由所述反应部分解出的固体碳与由所述生成部生成的固体碳向所述高炉供给。
79.根据本结构的固体碳生成装置，无需作业者进行搬运作业等，就能够通过固体碳供给管线将由反应部分解出的固体碳和由生成部生成的固体碳这双方向高炉供给。
80.在上述结构的固体碳生成装置中，优选如下方案：所述固体碳供给管线将由所述反应部分解出的固体碳及由所述生成部生成的固体碳向原料供给口和粉煤供给口这双方供给，所述原料供给口向所述高炉供给铁矿石和焦炭，所述粉煤供给口向所述高炉供给粉煤。
81.根据本方案的固体碳生成装置，能够为了辅助从原料供给口供给的焦炭和从粉煤供给口供给的粉煤这双方而供给由反应部分解出的固体碳及由生成部生成的固体碳。
82.在上述结构的固体碳生成装置中，优选如下方案：所述固体碳供给管线将由所述反应部分解出的固体碳及由所述生成部生成的固体碳的全部量向粉煤供给口供给，所述粉煤供给口供向所述高炉供给粉煤。
83.根据本方案的固体碳生成装置，能够为了辅助从粉煤供给口供给的粉煤而供给由反应部分解出的固体碳及由生成部生成的固体碳的全部量。
84.在本实施方式的固体碳生成装置中，优选构成为，所述固体碳生成装置具备固体成型部(160)，所述固体成型部设置于所述固体碳供给管线，将由所述反应部分解出的固体碳及由所述生成部生成的固体碳与粘结剂混合而成型粒状固体碳质材料。
85.根据本结构的固体碳生成装置，能够将固体碳作为与粘结剂混合后的粒状固体碳质材料供给至高炉。由此，向高炉供给的固体碳的强度上升，能够高效地还原铁矿石。
86.以上说明的实施方式所述的固体碳生成方法例如如以下那样进行掌握。
87.本发明的固体碳生成方法包括：分离工序，在该分离工序中，将在高炉中生成的生成气体所包含的二氧化碳气体分离；反应工序，在该反应工序中，利用加热源将以甲烷气体为主要成分的燃料气体加热，将所述甲烷气体分解为固体碳及氢气；以及生成工序，在该生成工序中，使在所述分离工序中分离出的所述二氧化碳气体与在所述反应工序中分解出的所述氢气反应而生成固体碳及水。
88.根据本发明的固体碳生成方法，在分离工序中分离出的二氧化碳气体与在反应部中分解出的氢气在生成部中反应，生成固体碳及水。在反应工序中，以甲烷为主要成分的燃料气体被加热源加热，因此通过反应部生成的氢气的温度较高。而且，通过生成工序生成的水在高温环境下成为气相的水蒸气，因此能够通过比较简单的设备，在生成工序中将作为固体的固体碳从水蒸气中分离。
89.根据本发明的固体碳生成方法，通过生成工序生成的固体碳与在高炉中作为铁矿石的还原剂主要使用的焦炭的主要成分相同。因此，能够利用向高炉供给焦炭作为铁矿石的还原剂的现有设备，向高炉供给作为还原剂的固体碳。
90.本国际申请主张2020年4月6日在日本技术的日本特愿2020-68427号的优先权，将日本特愿2020-68427号的全部内容援引于本国际申请。
91.附图标记说明：
92.100、100a、100b
…
固体碳生成设备；
93.110
…
分离设备(分离部)；
94.120
…
反应设备(反应部)；
95.130
…
生成设备(生成部)；
96.140
…
供给设备(燃料气体供给部)；
97.150、150a...加热设备(加热源)；
98.160
…
粒料成型设备(固形成型部)；
99.200
…
高炉；
100.210
…
原料供给口；
101.220
…
配管；
102.230
…
粉煤供给口；
103.300、300a、300b
…
高炉设备。

技术特征：

1.一种固体碳生成装置，其中，所述固体碳生成装置具备：分离部，其将在高炉中生成的生成气体所包含的二氧化碳气体分离；反应部，其利用加热源对以甲烷气体为主要成分的燃料气体进行加热，将所述甲烷气体分解为固体碳及氢气；以及生成部，其使由所述分离部分离出的所述二氧化碳气体与由所述反应部分解出的所述氢气反应而生成固体碳及水。2.根据权利要求1所述的固体碳生成装置，其中，所述固体碳生成装置具备燃料气体供给部，所述燃料气体供给部向所述反应部及所述加热源供给所述燃料气体，所述加热源通过使从所述燃料气体供给部供给的所述燃料气体燃烧，来对从所述燃料气体供给部向所述反应部供给的所述燃料气体进行加热。3.根据权利要求2所述的固体碳生成装置，其中，所述固体碳生成装置具备燃烧气体供给部，所述燃烧气体供给部将通过所述加热源使所述燃料气体燃烧而生成的燃烧气体向所述分离部供给。4.根据权利要求1所述的固体碳生成装置，其中，所述加热源将电力转换为热来对所述燃料气体进行加热。5.根据权利要求1至4中任一项所述的固体碳生成装置，其中，所述固体碳生成装置具备固体碳供给管线，所述固体碳供给管线将由所述反应部分解出的固体碳及由所述生成部生成的固体碳向所述高炉供给。6.根据权利要求5所述的固体碳生成装置，其中，所述固体碳供给管线将由所述反应部分解出的固体碳及由所述生成部生成的固体碳向原料供给口和粉煤供给口这双方供给，所述原料供给口向所述高炉供给铁矿石和焦炭，所述粉煤供给口向所述高炉供给粉煤。7.根据权利要求5所述的固体碳生成装置，其中，所述固体碳供给管线将由所述反应部分解出的固体碳及由所述生成部生成的固体碳的全部量向粉煤供给口供给，所述粉煤供给口向所述高炉供给粉煤。8.根据权利要求5至7中任一项所述的固体碳生成装置，其中，所述固体碳生成装置具备固体成型部，所述固体成型部设置于所述固体碳供给管线，将由所述反应部分解出的固体碳及由所述生成部生成的固体碳与粘结剂混合而成型粒状固体碳质材料。9.一种固体碳生成方法，其中，所述固体碳生成方法包括：分离工序，在该分离工序中，将在高炉中生成的生成气体所包含的二氧化碳气体分离；反应工序，在该反应工序中，利用加热源对以甲烷气体为主要成分的燃料气体进行加热，将所述甲烷气体分解为固体碳及氢气；以及生成工序，在该生成工序中，使在所述分离工序中分离出的所述二氧化碳气体与在所述反应工序中分解出的所述氢气反应而生成固体碳及水。

技术总结

本发明提供一种固体碳生成设备(100)，其具备：分离设备(110)，其将在高炉(200)中生成的生成气体所包含的二氧化碳气体分离；反应设备(120)，其利用加热设备(150)对以甲烷气体为主要成分的燃料气体进行加热，将甲烷气体分解为固体碳及氢气；以及生成设备(130)，其使由分离设备(110)分离出的二氧化碳气体与由反应设备(120)分解出的氢气反应而生成固体碳及水。备(120)分解出的氢气反应而生成固体碳及水。备(120)分解出的氢气反应而生成固体碳及水。