JPH07180977A

JPH07180977A - スクラップ予熱、溶解時の排ガス中悪臭・白煙成分の除去方法

Info

Publication number: JPH07180977A
Application number: JP6250995A
Authority: JP
Inventors: Takero Sato; 健朗佐藤; Hiroshi Iida; 洋飯田; Nobuo Inoue; 展夫井上
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 1995-07-18

Abstract

(57)【要約】【目的】スクラップを予熱し、さらに溶解して溶融金
属を製造する際に、予熱中および溶解中の炉から発生す
る悪臭・白煙成分を含有する局所吸引排ガスを燃焼させ
ることにより、悪臭・白煙成分を排ガスから分解除去す
るに当たり、新たな燃焼用空気を用いず、集塵器に入る
排ガス量を減少させる方法を提供する。【構成】予熱炉、溶解炉を囲むフードからの吸引ガ
ス、あるいは建屋集塵フードからの吸引ガスの一部又は
全部を悪臭・白煙成分を燃焼分解させる際の燃焼空気と
し、これと局所吸引排ガスとに含まれる悪臭・白煙成分
を同時に燃焼除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はスクラップを原料の一
部又は全部として予熱、溶解、あるいは精錬する炉より
発生する排ガスに含まれる有害悪臭・白煙成分を除去す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属原料、特にスクラップを予熱、溶
解、あるいは精錬する際に発生する排ガス中には、有機
化合物、特に可視白煙や悪臭源成分が含まれている場合
があり、以下に示すようなこれらを除去するための方法
がすでに提案されている。（１）特開昭５６−１６８０
８３号公報によれば、スクラップ予熱装置より排出され
るガスを電気炉より排出される高温ガスと合流させるこ
とにより、ガス中の悪臭物質等を酸化分解するとしてい
る。（２）特開昭５６−１６８０２号公報によれば、ス
クラップ予熱装置より排出されるガスを、ブロワにより
電気炉出側にある燃焼塔に導入することにより悪臭物質
等を酸化分解するとしている。（３）特開昭５９−６９
６８７号公報によれば、スクラップ予熱装置から排出さ
れる排ガスを、多孔プラスチック製のボールの充填層を
通過させ、ボール表面の液膜との気液接触によって排ガ
ス中の悪臭や白煙を除去するとしている。（４）排ガス
を直接加熱燃焼して有機物質を除去する直接燃焼方式が
「悪臭防止技術マニュアル(III）／１９８０年６月１０
日公害対策技術同友会発行３−８Ｐ」に紹介されてい
る。又（５）Badisch Stahl-Engineering Gmbh資料に電
気炉局所集塵排ガス中の有機物を除去するための燃焼分
解方法が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】スクラップを電気炉内
あるいはスクラップ予熱装置にて予熱する場合、悪臭を
有する油煙が発生するため、作業環境上、並びに公害防
止上問題となっている。この油煙はスクラップに付着し
ている切削油等の油分が蒸発又は分解して発生したもの
で、成分的にはアルデヒド、ベンゼン、トルエン、スチ
レン、ケトン類が含まれる。一方、環境問題に対する関
心が高まるにつれて、従来あまり問題視されていなかっ
た炉本体からの漏煙も注目されるようになった。電気炉
の場合、スクラップを予熱あるいは溶解中は、局所集塵
ダクトで発生粉塵や油煙を吸引しているが、炉の開口部
より外部へ漏洩する煙も無視できない量であるため、環
境を悪化させることが指摘されている。このことから、
新設の電気炉では、炉全体を囲むフード（クリーンハウ
ス、スカイハウス等と呼ばれることが多いが、ここでは
単にフードとする）と吸引ダクトを取り付け、この漏煙
を吸引除去している。

【０００４】しかし、この吸引ガスにも油煙、悪臭・白
煙成分の問題があり、単なる集塵器設置ではこれらの問
題の全てを解決することはできず、別途対策が必要とな
る。すなわち、最近集塵器としてはバグフィルターを使
用する例が多く、発生粉塵は除去できても悪臭・白煙成
分を完全に捉えることはできないため、集塵器出側では
有機物が検出される。油煙は多くの化学成分より成り立
っており、バグフィルターの温度を低下させれば、ダス
トやフィルターに付着する油分の割合が増加するので、
外部へ放出される油煙の割合は減少する。しかし、フィ
ルターが目詰まりを起こすようになるため、正常な運転
は困難となる。従ってバグフィルターだけでは徹底した
対策とはなり得ないその他の集塵器、たとえば湿式集塵器（ベンチュリース
クラバー、湿式ＥＰ）も使用されているが、悪臭・白煙
成分の除去効果はあまり期待できず、十分な対策とはい
い難い状況である。従って、悪臭・白煙成分を除去する
抜本的な対策は、吸引ガスを８００℃以上の高温に加熱
して分解する方法であり、従来技術（５）にもその例が
記されている。この方法では燃料が必要であること、お
よび燃焼の際に外部より空気を導入する必要があること
から排ガス量が増大し、下流側のダクトや集塵器容量が
大きくなることが問題であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、燃料を用いて有機物を含有する排ガスを燃焼させ
ることにより当該有機物を分解する方法において、新た
な燃焼用空気を用いずに、電気炉を囲むフード又は建屋
集塵フードからの吸引ガスを燃焼用空気として用いるこ
とにより、集塵器に入る排ガス量を減少させることにあ
る。

【０００６】すなわち、本発明では、次の二つの手段を
提案する。（１）スクラップを予熱し、さらに溶解して溶融金属を
製造する際に、予熱中および溶解中の炉から発生する悪
臭・白煙成分を含有する局所吸引排ガスを燃焼させるこ
とにより、該悪臭・白煙成分を排ガスから分解除去する
方法において、予熱炉および／又は溶解炉を囲むフード
からの吸引ガスの一部又は全部を該悪臭・白煙成分を燃
焼分解させる際の燃焼空気とし、局所吸引排ガス全量と
このフードからの吸引ガスの一部又は全部との両者に含
まれる該悪臭・白煙成分を同時に燃焼除去すること。

【０００７】（２）スクラップを予熱し、さらに溶解し
て溶融金属を製造する際に、予熱中および溶解中の炉か
ら発生する悪臭・白煙成分を含有する局所吸引排ガスを
燃焼させることにより、該悪臭・白煙成分を排ガスから
分解除去する方法において、予熱炉および／又は溶解炉
を設置した建屋内上部の建屋集塵フードからの吸引ガス
の一部又は全部を該悪臭・白煙成分を燃焼分解させる際
の燃焼空気とし、局所吸引排ガス全量とこの建屋集塵フ
ードからの吸引ガスの一部又は全部との両者に含まれる
該悪臭・白煙成分を同時に燃焼除去すること。これらの手段により、外部からの燃焼空気が不要とな
り、集塵器で処理すべきガス量は燃焼を行わない場合と
ほとんど変わらない結果となるので上記問題点が解決で
きる。

【０００８】

【作用】本発明者らが局所吸引排ガス（Ａ）、予熱炉お
よび／又は溶解炉を囲むフードからの吸引ガス（Ｂ）、
建屋集塵フードからの吸引ガス（Ｃ）の性状を調査した
結果を表１に示した。

【０００９】

【表１】

【００１０】図１に従来の装置構成の一例を図示した。
フード内には二つの電気炉Ｄ，Ｅ（溶解量６０ton/char
ge）があり、Ｄは炉内に冷スクラップを挿入し、灯油バ
ーナーを挿入して予熱しており、Ｅはスクラップ予熱を
終了後電極を挿入してアーク溶解を行っている。このと
きの排ガスは、Ａ系統とＢ系統で吸引除去される。な
お、この溶解時の発生ガスは別の集塵系で吸引してい
る。二つの電気炉ＤとＥは、それぞれ予熱と溶解を交互
に繰返して操業を行っている。表１の結果を見ると、Ａ
については灯油燃焼排ガスを吸引していることもあり、
酸素濃度はかなり低い。一方、Ｂは含塵量、油分を別に
すれば空気に近いガスであるといえる。これはフードの
下部に開口部が多いため空気が侵入しやすいことによ
る。建屋集塵ガスＣに至ってはほとんど空気と同一であ
る。

【００１１】表１は電気炉Ｄ，Ｅが予熱溶解という定常
作業を行っている場合の測定値であるが、冷スクラップ
を炉内に投入したり、又予熱終了後電極を挿入する際は
炉蓋を交換する必要がある。このときは炉内より含塵ガ
スが発生してフード内にこもるが、これは徐々に吸引さ
れる。この吸引ガス（Ｂ）の酸素濃度は２０％程度で空
気そのものよりは低下しているが、燃焼空気として用い
る分には問題ない。仮に、有害物を分解させるため、外
部から燃料を加えてＡ，Ｂのガスをそれぞれ別々に８０
０℃まで昇温するとしたときの燃料使用量、生成排ガス
のデータ（１）を表２に示した。又Ｂの一部をＡの昇温
用燃焼空気として用いたときのデータ（２）も表２に示
し、比較を行った。その結果（１）と（２）とでは生成
排ガス量と燃料使用量に大きな差を生じており、（２）
が燃料費のみならず、ブロワ、集塵器容量等を小さくで
きることで、設備コスト面でも有利となることがわか
る。

【００１２】

【表２】

【００１３】

【実施例】まず、比較のために、図１に従来の装置構成
図を示す。Ａ，Ｂ系統を別々に燃焼処理して有機物を除
去した例を示す。６０ton 電気炉２基（Ｄ，Ｅ）におい
てステレンススクラップの溶解を行った。ここでは、電
気炉Ｄは灯油燃焼によりスクラップ予熱を行っており
（予熱温度約５００℃）、電気炉Ｅは予熱終了後アーク
溶解を行っている状態を示す。集塵系統は、スクラップ
予熱中の電気炉Ｄの局所吸引Ａ、電気炉２基を囲むフー
ドより吸引しているＢ、の２系統に分れている。この場
合建屋集塵Ｃ系統は設置されていない。その他、溶解中
の電気炉Ｅから含塵ガスを吸引する系統があるが、この
図では省略している。

【００１４】当初はＡ，Ｂともに単なるバグフィルター
集塵のみを行っていたが、有機物対策が必要となり、以
下の排ガス燃焼装置の新設と増強を行った。ただしこの
燃焼装置の燃料は灯油とし、燃焼空気は外部より新鮮空
気を導入した。なおバグフィルター前の吸着剤投入Ｈ
ａ，Ｈｂは、油分を吸着させてバグを保護する目的で行
うものであり、油分が少ない場合は必ずしも必要とする
ものではない。以下に図１における他の装置の名称を記
す。Ｆａ，Ｆｂ：ガスＡ，Ｂの灯油燃焼による有機物燃焼分
解装置Ｇａ，Ｇｂ：燃焼後排ガスの水スプレーによるガス急冷
装置Ｈａ，Ｈｂ：吸着材投入装置Ｉａ，Ｉｂ：ファンＪａ，Ｊｂ：バグフィルターこの状態で運転し、次の結果が得られた。Ａ系統Ｂ系統灯油平均使用量Ｆａ＝７５．８kg／分Ｆｂ＝１１３．１kg／分燃焼空気量ＡirＡ＝１０３５Nm³／分ＡirＢ＝１５４９Nm³／分排ガス量ＷＡ＝２６２０Nm³／分ＷＢ＝３６７１Nm³／分

【００１５】実施例１図２に本発明の一実施例の装置構成図を示す。Ｂ系統の
一部のガスを、Ａ系統の燃焼処理用燃焼空気として使用
した実施例を示す。Ｂ系統の残りのガスはＦｂにおいて
新たな燃焼空気を使用せず自身に含まれる酸素で灯油を
燃焼するようにフローを変更した。前述の図１の場合の
比較例と同一の電気炉構成において、燃焼分解装置Ｆａ
で使用していた外部導入の燃焼空気を廃止して、その代
わりにフードからの吸引ガスＢの一部を燃焼用空気とし
て使用した。その結果、処理すべきＢ系統の吸引ガス量
は２０００〜９６５Nm³／分へと減少し、灯油量も比較
例の１１３．１kg／分から２９．４kg／分へと減少させ
ることができた。かつＢ系統のガスは空気に近いので、
Ｆｂで燃焼空気を加えるのは廃止し、直接灯油燃焼を行
っている。

【００１６】以下に結果を示す。Ａ系統Ｂ系統灯油平均使用量Ｆａ＝７５．８kg／分Ｆｂ＝２９．４kg／分燃焼空気量ＡirＡ＝０Nm³／分ＡirＢ＝０Nm³／分（Ｂを利用するので不要）（排ガス中の酸素で燃焼）排ガス量ＷＡ＝２６２０Nm³／分ＷＢ＝９８７Nm³／分

【００１７】実施例２図３に本発明の別の実施例の装置構成図を示す。溶解精
錬中に一酸化炭素を含有する可燃性ガスを発生する電気
炉に適用した例を示す。このガスは燃焼炉Ｋで外部から
の新鮮空気で燃焼され、高温になった排ガスを予熱中の
電気炉Ｄに導入してスクラップ予熱を行う。又電気炉Ｄ
より吸引された有機物を含むＡ系統の集塵ガスは図２と
同様にフードからの集塵ガスを燃焼空気として燃焼分解
される。これは前述の従来例、実施例１とは異なり、普
通鋼を電気炉（６０ton/charge）で処理したときの実施
例を示す。溶解中の電気炉Ｅは、脱炭期に一酸化炭素を
含有するガスを発生するので、燃焼炉Ｋにおいてこの一
酸化炭素含有可燃ガスを燃焼させ、その高温排ガスでも
って、電気炉Ｄ内のスクラップを予熱している。電気炉
Ｄからの排ガスは、他の例と同じく多量の有機物を含ん
だ油煙が発生するので、単なるバグフィルター処理では
有機物の出側濃度を十分低い値にすることはできない。

【００１８】以下に結果を示す。Ａ系統Ｂ系統灯油平均使用量Ｆａ＝７５．８kg／分Ｆｂ＝２９．４kg／分燃焼空気量ＡirＡ＝０Nm³／分ＡirＢ＝０Nm³／分排ガス量ＷＡ＝２６２０Nm³／分ＷＢ＝９８７Nm³／分

【００１９】実施例３図４に本発明のさらに異なる実施例の装置構成図を示し
た。電気炉を囲むフードがなく、局所集塵Ａと建屋集塵
Ｃのみが存在する場合の適用例を示す。有機物分解のた
めの燃焼用空気をＣ系統より吸引している以外は図２，
３と同一の考え方を採用している。これは普通鋼を電気
炉２基（６０ton/charge）で処理したときの実施例で、
この場合の集塵は、局所集塵Ａ系統と建屋集塵Ｃ系統の
二つのみで電気炉を囲むフードは設置していない。局所
集塵Ａ系統排ガス中の有機物を燃焼により分解するた
め、燃焼分解炉Ｆａ、排ガス急冷装置Ｇａを設けた。Ｆ
ａでは灯油燃焼によりガスを８００℃まで昇温させた
が、このときの燃焼用空気として、建屋集塵ガスＣの風
量の一部を分岐させて使用した。その結果を新たな燃焼
空気を用いて８００℃まで昇温させた場合と較べた。

【００２０】この場合、建屋集塵排ガスＣの残りは直接
バグフィルターＪc に導入しており、燃焼分解は行って
いない。従って、建屋集塵ガスが減少しても燃料使用量
とは無関係である。しかし、バグフィルターＪc でのガ
ス量が減少することによって、風量に余裕を生じ、他の
集塵フード（図示せず）からの吸引量増加が可能とな
る。以下に結果を示す。Ａ系統Ｂ系統灯油平均使用量Ｆａ＝７５．８kg／分Ｆｂ＝０kg／分燃焼空気量ＡirＡ＝０Nm³／分ＡirＢ＝０Nm³／分排ガス量ＷＡ＝２６２０Nm³／分ＷＢ＝８９６５Nm³／分

【００２１】

【発明の効果】スクラップ予熱溶解時に発生する有機物
の除去について最も現実的な方法は、従来の技術の
（５）に示された燃焼による分解法である。しかしなが
ら現実の電気炉で対策が必要な排ガスは、Ａ：局所集塵
系、Ｂ：フード排ガス系、Ｃ：建屋集塵系と３系統に分
れていることが多く、有機物濃度の低いＢ，Ｃ系でも有
機物除去のための対策が必要と判断される場合が多い。
本発明にあっては、このガスＡ，Ｂ，Ｃの酸素濃度に違
いがあって、Ｂ，Ｃは空気に近いことに着目し、酸素濃
度の高い排ガスＢ，Ｃでもって外部からの燃料を燃焼さ
せることにより、新たな燃焼空気を不要にするものであ
る。この方法により燃焼後の排ガス量の増加が抑えられ
るために、下流に設置するバグフィルター、ファン類を
小型化でき、かつ新たに燃焼空気を外部より導入する場
合に比して燃料使用量も減少できるため、低コストで公
害防止の目的を達することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の装置構成図。

【図２】本発明の実施例の装置構成図。

【図３】本発明の他の実施例の装置構成図。

【図４】本発明のさらに他の実施例の装置構成図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スクラップを予熱し、さらに溶解して溶
融金属を製造する際に、予熱中および溶解中の炉から発
生する悪臭・白煙成分を含有する局所吸引排ガスを燃焼
させることにより、該悪臭・白煙成分を排ガスから分解
除去する方法において、予熱炉および／又は溶解炉を囲
むフードからの吸引ガスの一部又は全部を該悪臭・白煙
成分を燃焼分解させる際の燃焼空気とし、局所吸引排ガ
ス全量とこのフードからの吸引ガスの一部又は全部との
両者に含まれる該悪臭・白煙成分を同時に燃焼除去する
ことを特徴とするスクラップ予熱、溶解時の排ガス中悪
臭・白煙成分の除去方法。
【請求項２】予熱炉および／又は溶解炉を設置した建
屋内上部の建屋集塵フードからの吸引ガスの一部又は全
部を該悪臭・白煙成分を燃焼分解させる際の燃焼空気と
し、局所吸引排ガス全量とこの建屋集塵フードからの吸
引ガスの一部又は全部との両者に含まれる該悪臭・白煙
成分を同時に燃焼除去することを特徴とする請求項１記
載のスクラップ予熱、溶解時の排ガス中悪臭・白煙成分
の除去方法。