JPH026406B2 - - Google Patents
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- JPH026406B2 JPH026406B2 JP57154863A JP15486382A JPH026406B2 JP H026406 B2 JPH026406 B2 JP H026406B2 JP 57154863 A JP57154863 A JP 57154863A JP 15486382 A JP15486382 A JP 15486382A JP H026406 B2 JPH026406 B2 JP H026406B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
- F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃焼炉たとえばキユポラなどを備える
装置に関する。
装置に関する。
燃焼炉たとえばキユポラにおいて供給される燃
焼用空気の酸素濃度を高くすれば、単に空気を供
給する場合に比べて溶解速度の増大、出湯温度の
上昇、溶湯の吸炭増加による溶湯中の炭素量の増
大、溶解時におけるシリコンやマンガンのロスの
減少、溶湯の吸硫減少による溶湯中のイオウ量の
減少および地金の溶解ロスの減少等を図ることが
できる。その結果、溶湯原価の低減、生産性の向
上、溶湯品質の最適化による製品不良率の減少、
高付加価値鋳鉄品の生産の容易化等のきわめて有
効な利点を得ることができる。このような利点を
得るために従来では、酸素ボンベからの酸素、ま
たは液体酸素タンクから気化させた酸素を空気中
に供給して酸素富化空気を得ていた。ところがこ
のような従来技術では、高価な酸素を必要とする
経済面での不利、酸素ボンベまたは液体酸素タン
クをキユポラ近くの高温雰囲気で使用することに
起因する危険性および酸素を扱うに適する高圧ガ
ス取締法による特別な作業者や貯蔵所の許可を必
要とする等の不都合があつた。特に中小企業にお
いては、酸素を扱うに適する特別な作業者の確保
が困難であり、酸素富化空気を用いたキユポラの
操業が困難であつた。
焼用空気の酸素濃度を高くすれば、単に空気を供
給する場合に比べて溶解速度の増大、出湯温度の
上昇、溶湯の吸炭増加による溶湯中の炭素量の増
大、溶解時におけるシリコンやマンガンのロスの
減少、溶湯の吸硫減少による溶湯中のイオウ量の
減少および地金の溶解ロスの減少等を図ることが
できる。その結果、溶湯原価の低減、生産性の向
上、溶湯品質の最適化による製品不良率の減少、
高付加価値鋳鉄品の生産の容易化等のきわめて有
効な利点を得ることができる。このような利点を
得るために従来では、酸素ボンベからの酸素、ま
たは液体酸素タンクから気化させた酸素を空気中
に供給して酸素富化空気を得ていた。ところがこ
のような従来技術では、高価な酸素を必要とする
経済面での不利、酸素ボンベまたは液体酸素タン
クをキユポラ近くの高温雰囲気で使用することに
起因する危険性および酸素を扱うに適する高圧ガ
ス取締法による特別な作業者や貯蔵所の許可を必
要とする等の不都合があつた。特に中小企業にお
いては、酸素を扱うに適する特別な作業者の確保
が困難であり、酸素富化空気を用いたキユポラの
操業が困難であつた。
上述のごとき技術的課題を解決するために本件
出願人は、すでに特願昭56−143375にて酸素選択
透過膜を用いて酸素富化した空気をキユポラに供
給するようにした技術を提案している。ところが
酸素選択透過膜は水蒸気をも透過しやすいので、
酸素富化空気中の湿度が上昇することを抑えるた
めに脱湿装置が設けられ、電気冷凍機によつて得
られた冷水などによつて酸素富化空気を冷却し
て、除湿している。そのために電気冷凍機を駆動
するための電力消費量が多大となつて不経済であ
る。
出願人は、すでに特願昭56−143375にて酸素選択
透過膜を用いて酸素富化した空気をキユポラに供
給するようにした技術を提案している。ところが
酸素選択透過膜は水蒸気をも透過しやすいので、
酸素富化空気中の湿度が上昇することを抑えるた
めに脱湿装置が設けられ、電気冷凍機によつて得
られた冷水などによつて酸素富化空気を冷却し
て、除湿している。そのために電気冷凍機を駆動
するための電力消費量が多大となつて不経済であ
る。
本発明は上述のごとき技術的課題を解決し、酸
素富化空気を容易に発生させて燃焼炉の経済性、
安全性および操業性を向上するとともに、燃焼炉
の排ガス顕熱を有効に利用して酸素富化空気の除
湿を行なうことによつて経済性をさらに向上させ
た燃焼炉を備える装置を提供することを目的とす
る。
素富化空気を容易に発生させて燃焼炉の経済性、
安全性および操業性を向上するとともに、燃焼炉
の排ガス顕熱を有効に利用して酸素富化空気の除
湿を行なうことによつて経済性をさらに向上させ
た燃焼炉を備える装置を提供することを目的とす
る。
以下、図面によつて本発明の実施例を説明す
る。第１図は本発明の一実施例の系統図である。
燃焼炉たとえばキユポラ１には、コークスが充填
されており、酸素富化空気発生手段２で発生した
酸素富化空気が除湿器３で除湿された後、予熱器
４で予熱されて前記コークスの充填層内に供給さ
れる。それによつてキユポラ１ではコークスが高
温度で燃焼して地金を溶解し、その溶湯が連続的
に取出される。
る。第１図は本発明の一実施例の系統図である。
燃焼炉たとえばキユポラ１には、コークスが充填
されており、酸素富化空気発生手段２で発生した
酸素富化空気が除湿器３で除湿された後、予熱器
４で予熱されて前記コークスの充填層内に供給さ
れる。それによつてキユポラ１ではコークスが高
温度で燃焼して地金を溶解し、その溶湯が連続的
に取出される。
酸素富化空気発生手段２は、ポリジメチルシロ
キサン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等の高
分子材料から成る酸素選択透過膜を備える。この
酸素富化空気発生手段２は、管路５を介してキユ
ポラ１に連結される。管路５の途中には、酸素富
化空気発生手段２からキユポラ１に向けて順に吸
引ポンプ６、流量制御用ダンパ７、除湿器３、ブ
ロワ８および予熱器４が備えられる。酸素富化空
気発生手段２における酸素選択透過膜の下流側を
吸引ポンプ６で吸引することによつて酸素選択透
過膜を流通する空気中の酸素濃度が富化される。
ブロワ８は、酸素富化空気と通常の空気とを混合
し燃焼用空気として供給するために設けられる。
なお除湿器３と流量制御用ダンパ７との間には大
気に開放した管路９が接続されており、この管路
９には上流側から順にフイルタ１０および流量制
御用ダンパ１１が備えられる。酸素選択透過膜を
流通した空気は、酸素濃度が25〜31％程度まで高
められるが、管路９における流量制御用ダンパ１
１の開度を調節することにより前記酸素富化され
た空気中に大気が混入して希釈され、したがつて
ブロワ８から供給される空気中の酸素濃度を自在
に調節することが可能となる。
キサン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等の高
分子材料から成る酸素選択透過膜を備える。この
酸素富化空気発生手段２は、管路５を介してキユ
ポラ１に連結される。管路５の途中には、酸素富
化空気発生手段２からキユポラ１に向けて順に吸
引ポンプ６、流量制御用ダンパ７、除湿器３、ブ
ロワ８および予熱器４が備えられる。酸素富化空
気発生手段２における酸素選択透過膜の下流側を
吸引ポンプ６で吸引することによつて酸素選択透
過膜を流通する空気中の酸素濃度が富化される。
ブロワ８は、酸素富化空気と通常の空気とを混合
し燃焼用空気として供給するために設けられる。
なお除湿器３と流量制御用ダンパ７との間には大
気に開放した管路９が接続されており、この管路
９には上流側から順にフイルタ１０および流量制
御用ダンパ１１が備えられる。酸素選択透過膜を
流通した空気は、酸素濃度が25〜31％程度まで高
められるが、管路９における流量制御用ダンパ１
１の開度を調節することにより前記酸素富化され
た空気中に大気が混入して希釈され、したがつて
ブロワ８から供給される空気中の酸素濃度を自在
に調節することが可能となる。
酸素富化空気発生手段２からの酸素富化空気
は、たとえば酸素濃度が28％、温度が70℃、絶対
湿度が276ｇ／Kg（乾燥空気）であり、管路９か
らの希釈用空気は、たとえば酸素濃度が21％、温
度が30℃、絶対湿度が21.8ｇ／Kg（乾燥空気）で
ある。管路９からの希釈空気で希釈された酸素富
化空気は、たとえば酸素濃度が25％、温度が53
℃、絶対湿度が102ｇ／Kg（乾燥空気）である。
この希釈された酸素富化空気は除湿器３で除湿さ
れてたとえば、酸素濃度が25％、温度が９℃、絶
対湿度が7.13ｇ／Kg（乾燥空気）となる。
は、たとえば酸素濃度が28％、温度が70℃、絶対
湿度が276ｇ／Kg（乾燥空気）であり、管路９か
らの希釈用空気は、たとえば酸素濃度が21％、温
度が30℃、絶対湿度が21.8ｇ／Kg（乾燥空気）で
ある。管路９からの希釈空気で希釈された酸素富
化空気は、たとえば酸素濃度が25％、温度が53
℃、絶対湿度が102ｇ／Kg（乾燥空気）である。
この希釈された酸素富化空気は除湿器３で除湿さ
れてたとえば、酸素濃度が25％、温度が９℃、絶
対湿度が7.13ｇ／Kg（乾燥空気）となる。
キユポラ１から排出される高温度たとえば900
℃の排ガスは、予熱器４で酸素富化空気と熱交換
されて排熱ボイラ１２、冷却器１３、集塵機１４
を経て吸引送風機１５から大気に放出される。熱
交換器４を経た排ガスの温度はたとえば700℃で
あり、排熱ボイラ１２を経た排ガス温度はたとえ
ば200℃である。排熱ボイラ１２で排ガス顕熱を
回収して得られたたとえば95℃の温水は、吸収式
冷凍機１６の熱源として供給されるとともに、循
環回路２１を介して冷暖房などの熱源水２０とし
て用いられる。この吸収式冷凍機１６で得られた
冷却媒体たとえば冷水は、循環回路１７を介して
除湿器３に供給される。この冷水によつて酸素富
化空気の除湿が行なわれる。この吸収式冷凍機１
６からの冷水の温度はたとえば７℃であり、除湿
器３を経た後の温度はたとえば12℃である。吸収
式冷凍機１６の凝縮器、吸収器を冷却するために
冷却塔１８から冷却水が冷却水循環回路１９を介
して吸収式冷凍機１６に送られる。
℃の排ガスは、予熱器４で酸素富化空気と熱交換
されて排熱ボイラ１２、冷却器１３、集塵機１４
を経て吸引送風機１５から大気に放出される。熱
交換器４を経た排ガスの温度はたとえば700℃で
あり、排熱ボイラ１２を経た排ガス温度はたとえ
ば200℃である。排熱ボイラ１２で排ガス顕熱を
回収して得られたたとえば95℃の温水は、吸収式
冷凍機１６の熱源として供給されるとともに、循
環回路２１を介して冷暖房などの熱源水２０とし
て用いられる。この吸収式冷凍機１６で得られた
冷却媒体たとえば冷水は、循環回路１７を介して
除湿器３に供給される。この冷水によつて酸素富
化空気の除湿が行なわれる。この吸収式冷凍機１
６からの冷水の温度はたとえば７℃であり、除湿
器３を経た後の温度はたとえば12℃である。吸収
式冷凍機１６の凝縮器、吸収器を冷却するために
冷却塔１８から冷却水が冷却水循環回路１９を介
して吸収式冷凍機１６に送られる。
本件発明者の実験結果によれば、除湿器３に至
る前の希釈された酸素富化空気は、前述のように
酸素濃度が25％、温度が53℃、絶対湿度が102
ｇ／Kg（乾燥空気）であり、除湿器３で除湿され
た酸素富化空気は、酸素濃度が25％、温度が９
℃、絶対湿度が7.13ｇ／Kg（乾燥空気）である。
したがつて除湿のために要する熱量は、85kcal／
Ｎm3となる。この熱量は、溶解能力がたとえば
2t／Ｈのキユポラでは93000kcal／ｈの熱量とな
る。この実施例では、上記熱量をキユポラからの
排ガスの顕熱を回収することによつて得るため
に、電気冷凍機に比べて消費電力が大幅に節減さ
れる。さらにキユポラ１の排ガスから回収された
余剰の熱量は、前述のように他の冷暖房などの熱
源水２０として利用することができる。
る前の希釈された酸素富化空気は、前述のように
酸素濃度が25％、温度が53℃、絶対湿度が102
ｇ／Kg（乾燥空気）であり、除湿器３で除湿され
た酸素富化空気は、酸素濃度が25％、温度が９
℃、絶対湿度が7.13ｇ／Kg（乾燥空気）である。
したがつて除湿のために要する熱量は、85kcal／
Ｎm3となる。この熱量は、溶解能力がたとえば
2t／Ｈのキユポラでは93000kcal／ｈの熱量とな
る。この実施例では、上記熱量をキユポラからの
排ガスの顕熱を回収することによつて得るため
に、電気冷凍機に比べて消費電力が大幅に節減さ
れる。さらにキユポラ１の排ガスから回収された
余剰の熱量は、前述のように他の冷暖房などの熱
源水２０として利用することができる。
第２図は本発明の他の実施例の系統図である。
この実施例は前述の実施例に類似し対応する部分
には同一の参照符を付す。注目すべきは、管路５
において流量制御用ダンパ７と管路９の接続個所
との間には、冷却塔１８からの冷却水たとえば30
℃の冷却水が、冷却水循環回路１９の途中から管
路２２を介して冷却器２３に導かれ、さらに冷却
水循環回路１９に返される。酸素富化空気発生手
段２で発生した酸素富化空気は、この冷却器２３
で１次除湿される。酸素富化空気発生手段２から
の酸素富化空気が、冷却器２３で１次除湿される
と、たとえば酸素濃度28％、温度40℃、絶対湿度
48.8ｇ／Kg（乾燥空気）となる。さらに希釈空気
によつて希釈されて、たとえば酸素濃度25％、温
度36℃、絶対湿度37.2ｇ／Kg（乾燥空気）とな
る。その後除湿器３で２次除湿される。その他の
構成は、前述の実施例と同様である。
この実施例は前述の実施例に類似し対応する部分
には同一の参照符を付す。注目すべきは、管路５
において流量制御用ダンパ７と管路９の接続個所
との間には、冷却塔１８からの冷却水たとえば30
℃の冷却水が、冷却水循環回路１９の途中から管
路２２を介して冷却器２３に導かれ、さらに冷却
水循環回路１９に返される。酸素富化空気発生手
段２で発生した酸素富化空気は、この冷却器２３
で１次除湿される。酸素富化空気発生手段２から
の酸素富化空気が、冷却器２３で１次除湿される
と、たとえば酸素濃度28％、温度40℃、絶対湿度
48.8ｇ／Kg（乾燥空気）となる。さらに希釈空気
によつて希釈されて、たとえば酸素濃度25％、温
度36℃、絶対湿度37.2ｇ／Kg（乾燥空気）とな
る。その後除湿器３で２次除湿される。その他の
構成は、前述の実施例と同様である。
本件発明者の実験結果によれば、酸素富化空気
発生手段２からの酸素富化空気は前述のように酸
素濃度が28％、温度が70℃、絶対湿度が276ｇ／
Kg（乾燥空気）であり、冷却器２３で１次除湿さ
れた酸素富化空気は、酸素濃度が28％、温度が40
℃、絶対湿度が48.8ｇ／Kg（乾燥空気）である。
したがつて１次除湿のために要する熱量は、
177kcal／Ｎm3となる。この熱量は冷却塔１８か
らの冷却水によつて供給されるので、無視できる
程度のものである。
発生手段２からの酸素富化空気は前述のように酸
素濃度が28％、温度が70℃、絶対湿度が276ｇ／
Kg（乾燥空気）であり、冷却器２３で１次除湿さ
れた酸素富化空気は、酸素濃度が28％、温度が40
℃、絶対湿度が48.8ｇ／Kg（乾燥空気）である。
したがつて１次除湿のために要する熱量は、
177kcal／Ｎm3となる。この熱量は冷却塔１８か
らの冷却水によつて供給されるので、無視できる
程度のものである。
さらに希釈空気によつて希釈された酸素富化空
気は、前述のように酸素濃度が25％、温度が36
℃、絶対湿度が37.2ｇ／Kg（乾燥空気）であり、
除湿器３で２次除湿された酸素富化空気は、酸素
濃度が25％、温度が９℃、絶対温度が7.13ｇ／Kg
（乾燥空気）である。したがつて２次除湿のため
に要する熱量は、31kcal／Ｎm3となる。この実施
例では１次除湿されるために、吸収式冷凍機１６
からの余剰の冷却媒体は、管路２４を介して、他
の冷房設備２５などに利用すればよい。
気は、前述のように酸素濃度が25％、温度が36
℃、絶対湿度が37.2ｇ／Kg（乾燥空気）であり、
除湿器３で２次除湿された酸素富化空気は、酸素
濃度が25％、温度が９℃、絶対温度が7.13ｇ／Kg
（乾燥空気）である。したがつて２次除湿のため
に要する熱量は、31kcal／Ｎm3となる。この実施
例では１次除湿されるために、吸収式冷凍機１６
からの余剰の冷却媒体は、管路２４を介して、他
の冷房設備２５などに利用すればよい。
以上のように本発明によれば、燃焼炉からの排
ガス顕熱を利用して吸収式冷凍機を駆動して、前
記吸収式冷凍機からの冷却媒体によつて酸素富化
空気を除湿するようにしたので、電気冷凍機を用
いて除湿する先行技術に比べて多大の電気量を節
減することができ経済性が向上する。
ガス顕熱を利用して吸収式冷凍機を駆動して、前
記吸収式冷凍機からの冷却媒体によつて酸素富化
空気を除湿するようにしたので、電気冷凍機を用
いて除湿する先行技術に比べて多大の電気量を節
減することができ経済性が向上する。
第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は
本発明の他の実施例の系統図である。 １……キユポラ、２……酸素富化空気発生手
段、３……除湿器、４……予熱器、１６……吸収
式冷凍機、２３……冷却器。
本発明の他の実施例の系統図である。 １……キユポラ、２……酸素富化空気発生手
段、３……除湿器、４……予熱器、１６……吸収
式冷凍機、２３……冷却器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃焼炉と、 酸素選択透過膜に空気を流過させることにより
酸素富化空気を発生する酸素富化空気発生手段
と、 燃焼炉からの排ガス顕熱を熱源とする吸収式冷
凍機と、 前記酸素富化空気発生手段から燃焼炉に酸素富
化空気を供給する管路の途中に備えられ前記吸収
式冷凍機で得られた冷却媒体により酸素富化空気
を冷却して除湿する除湿器とを含むことを特徴と
する燃焼炉を備える装置。 ２ 燃焼炉と、 酸素選択透過膜に空気を流過させることにより
酸素富化空気を発生する酸素富化空気発生手段
と、 燃焼炉からの排ガス顕熱を熱源とする吸収式冷
凍機と、 前記酸素富化空気発生手段から燃焼炉に酸素富
化空気を供給する管路の途中に備えられ、冷却水
と酸素富化空気とを接触させて冷却する冷却器
と、 前記酸素富化空気を供給するための管路におけ
る冷却器よりも下流側に設けられ、前記吸収式冷
凍機で得られた冷却媒体により酸素富化空気を冷
却して除湿する除湿器とを含むことを特徴とする
燃焼炉を備える装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57154863A JPS5944516A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 燃焼炉を備える装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57154863A JPS5944516A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 燃焼炉を備える装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5944516A JPS5944516A (ja) | 1984-03-13 |
| JPH026406B2 true JPH026406B2 (ja) | 1990-02-09 |
Family
ID=15593558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57154863A Granted JPS5944516A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 燃焼炉を備える装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944516A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4878252B2 (ja) * | 2006-09-25 | 2012-02-15 | 巴工業株式会社 | ベルト型濃縮機 |
| CN104315753B (zh) * | 2014-10-15 | 2018-06-22 | 江苏省绿色建筑工程技术研究中心有限公司 | 一种包含有能源塔的冷热电三联供系统 |
| CN105066114A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-11-18 | 四川德胜集团钒钛有限公司 | 一种发电机组的锅炉富氧燃烧系统 |
-
1982
- 1982-09-06 JP JP57154863A patent/JPS5944516A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5944516A (ja) | 1984-03-13 |
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