JPS6071816A - 燃焼炉の脱湿方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明＃−ｔ１キューボラおよび金属溶融炉のように燃
料を燃焼する燃焼炉に供給される燃焼用空気を脱湿する
方法に関する。

キューボラでＦｉ、鉄屑１石灰石などとともに装入され
るコークスによる水性ガス反応を抑制するという観点か
ら、コークスの使用量を低減することが望まれる。その
ためには燃焼用空気を１反応前において脱湿処理するこ
とが不可欠である。

先行技術では、キューボラに導入される燃焼用空気を圧
縮機を用いた冷凍機によって冷却し、あるいはまた吸収
式冷凍機を用いて冷却し、これによって燃焼用空気の脱
湿を行なっている。圧縮機を用いた冷凍機では、イニシ
ャルコストは安価であるけれども、その反面、ランニン
グコストとしての電力費が高くなる。吸収式冷凍機を用
いれば。

キューボラからの排ガスエネルギを有効に利用すること
ができるので、ランニングコストは安価ですむけれども
イニシャルコストが高い。

本発明の目的は、構成が簡単であり、したがって設備費
が安価であり、しかも保守が容易であり。

ランニングコストが安価である改良された燃焼炉の脱湿
方法を提供することである。

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図である。キュ
ーボラ１には、投入経路２から、鉄屑。

コークスおよび石灰石などの原料が装入される。

キューボラ１に供給される燃焼用空気は、管路３から電
子冷却装置４に導かれて冷却され、これによって脱湿さ
れる。この脱湿処理が行われた燃焼用空気は、管路５が
ら空気予熱器６に導かれて加熱され、管路７からキュー
ボラ１に供給される。

管路３に供給される燃焼用空気は、酸素含有率が向上さ
れたいわゆる酸素富化空気であってもよい。

キューボラ１からの燃焼排ガスは、排出口８がら管路９
１Ｃ排出される。この管路９には、都市ガスを燃焼する
バーナ１０が設けられており、このバーナ１０によって
燃焼排ガスが加熱される。加熱された燃焼排ガスは、再
燃炉９に導かれ、ここで燃焼排ガスに含まれている一酸
化炭素ｃｏが燃焼されて二酸化炭素ｃｏ２　とされる。

再燃炉９からの燃焼排ガスは、空気予熱器６において前
述の燃焼用空気を加熱し、管路１２から電力回収装置１
３に導かれ、管路１４から集塵装置１５を経てファン１
６＆Ｃよって誘引され、スタック２６から大気放散され
る。電力回収装置１３には、バイパス管路１７が設けら
れており、このバイパス管路１７にけｈｆｆ、量制御弁
１８が介在される。

第２図は、電力回収装置１３の断面図である。

空気予熱器６からの高温度の燃焼排ガスは、管路１２か
ら導入口２０を経て内ハウジング２１内の空間２２に供
給される。内ハウジング２１は、外ハウジング２３によ
って外囲される。内ハウジング２１と外ハウジング２３
との間の空間２４にけ。

管路２５から空気が供給され、導入口２０がら空間２２
内に燃焼排ガスとともに供給される。空間２２からのガ
スは、管路１４に導出される。空間２２に臨んで内ハウ
ジング２１には、熱電変換器２６が取付けられる。

第３図は、熱電変換器２６の一部の市面図である。熱電
変換器２６け、高温度の空間２２に臨む熱伝導率の良好
な基材２７と、この基材２７に電気絶縁材料から成る取
付片２８を介して金属などの電気導体２９が固定されて
いる。この導体２９を介して導電形式がＰ型およびｎ型
である熱電変換素子３０が直列に接続される。これらの
熱電変換素子３０は、金属の導体３１に接続されており
。

正の電気出力端子は参照符３２で示され、また負の電気
出力端子は参照符３３で示されている。電極３１および
端子３２．３３ｉｊ電気絶縁材料から成る取付片３４を
介して基材３５に固定される。

基材３５は、熱伝導率の良好な材料から成り、低温側の
空間２４に臨む。このような熱電変換器２６のゼーベッ
ク効果によって電力回収装置１３から熱起電力が得られ
る。

電力回収装置１３からの熱起電力は、電源回路３７から
ライン３８を介して電子冷却装置４に与えられる。この
電子冷却装置４け、第３図に示された熱電変換器２６と
同様な構成を有する熱電変換器を備えており、前記熱起
電力によって電力付勢されて管路３からの燃焼用空気を
ベルチェ効果によって冷却する。

制御回路４０は、管路３に設けられた温度検出器４１と
、電子冷却装置４の後続に設けられた温度検出器４２と
の出力を受信し、電子冷却装置４において冷却される空
気の温度を、指示回路４３によって設定された値に保つ
ように、電源回路３７から電力がライン３８を介して電
子冷却装置４に与えられて、電子冷却装置４に備えられ
ている熱電変換器への供給電力が制御される。制御回路
４０け、また電力回収装置１３に供給される燃焼排ガス
の温度が熱電変換器２６の耐熱温度１例えば５００℃を
越えないように流量制御弁１８の開度を制御する。

管路３から供給される燃焼用空気の温度は１例えば２０
℃であり、電子冷却装置４によって管路５に導出される
燃焼用空気の温度Ｆｉ１０　℃となり。

空気予熱器６によって管路７において加熱された空気は
、約３００℃となってキューボラ１に供給される。

再燃炉９において加熱された燃焼排ガスの温度は約８０
０℃であり、空気予熱器６から管路１２に排出、される
燃焼排ガスの温度１ｄ　６５０　’Ｃであり。

電力回収装置１３に供給される燃焼排ガスの温度は空気
混入により熱電変換器２６の最高使用温度である５００
℃に近い温度に設定し、電力回収装置１３から管路１４
に排出される燃焼排ガスの温度は１例えば１５０℃であ
る。

電子冷却装置４において必要となる消費電力が。

電力回収装置１３によって得られる最大の熱起電力を越
えているときには、制御回路４０は電源回路３７によっ
て外部からの商用電力をも合せてうイン３８に供給する
ように制御させる。

キューボラ１で用いられる燃焼用空気は、上述のように
脱湿処理されているので、コークスの使用量を低減して
水性ガス反応全抑制することが可能になる。

上述の実施例において、電力回収装置１３において約５
００℃の燃焼排ガスｋ　１２０　Ｋｇ　ｍｏｌｅ／ｈｒ
　で供給し、その燃焼排ガスの保有熱量は５０２０６０
　ｋｃａｌ／ｈｒであり、熱電変換効率を８％とすると
電力回収量は約４７ＫＷとなる。電子冷却装置４におい
て入力電力量の約５０％が冷却に利用することができ、
したがって約２３　ＫＷの電力を回収することができる
。脱湿に必要な熱量は約２ＩＫＷであり、したがってこ
のような電力回収装置１３からの熱起電力によって電子
冷却を行うに充分な電力を回収することが可能である。

こうして電力回収装置１３でＦｉ、熱電変換器２６のゼ
ーベック効果を利用して熱起電力を発生し。

この熱起電力を用いて電子冷却装置４では、熱電変換器
のペルチェ効果を利用して燃焼用空気の電子冷却を行う
。これによって燃焼用空気を冷却して脱湿を行うことが
可能になる。しかもこのような構成によれば、外部から
の多大な雷、力を必要とせず、省エネルギの観点から優
れており、また可動部分を有せず保守が容易である。ま
た設備費が比較的安価であり、上述のようにランニング
コストも安価になる。

本発明け、キューボラに関連して実施されるだけでなく
、その他の金属溶解、その他を行うすべての燃焼炉に関
連して有効に実施されることができる。燃焼炉に供給さ
れる燃焼用空気の脱湿を行うことによって、燃焼炉にお
ける熱効率が向上され、また防錆効果が発揮される。

以上のように本発明によれば、燃焼炉からの燃焼排ガス
によって熱起電力を発生し、この熱起電力によって燃焼
用空気の電子冷却を行って脱湿すルノテ、ランニングコ
ストとしての消費電力が零またはごくわずかとなす、シ
かも設備費が比較的安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は電力回収
装置１３の断面図、第３図は熱電変換器２６の側面図で
ある。 １・・・キューボラ、４・・・電子冷却装置、６・・・
空気予熱器、９・・・再燃炉、１３・・・電力回収装置
、１５・・・集塵装置、１６・・・誘引ファン、１７・
・・バイパス管路、１８・・・流量制御弁、２６・・・
スタック代理人　弁理士　西教圭一部 第２１１ と ４ 第３ＷＡ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼炉からの燃焼排ガスを第１の熱電変換器に導いて熱
   起電力を発生し、この熱起電力によって付勢される第２
   の熱電変換器を用いて燃焼炉に導入される燃焼用空気を
   電子冷却して脱湿することを特徴とする燃焼炉の脱湿方
   法。