JPS6137973B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高炉から副生する溶融スラグを水
で急冷して得られる高炉水砕スラグを熱風炉から
の乾燥ガスと直接接触させて乾燥した際に発生す
る乾燥排ガスを脱硫する方法に関する。 高炉水砕スラグは、スラグ混合セメント、地盤
改質材、建築材料等の原料として多くの用途を有
するものである。ところが、この高炉水砕スラグ
は、溶融スラグに直接冷却水を噴射して水冷する
ことにより製造されるほか、貯蔵に当つては一般
に野積みされているために、天候によつても左右
されるが、通常10〜30重量％という多量の水分を
含有し、また、通常数μから数mmまでの広い粒度
分布を有する。 このため、このような高炉水砕スラグを種々の
用途に使用する際には、用途にもよるが、水分約
５重量％以下程度にまで乾燥する必要がある。そ
こで、このように多量の水分を含有する高炉水砕
スラグを乾燥する手段としては、熱エネルギーの
節約のためにできるだけ効率の良い方法を採用す
る必要があり、通常、石炭や重油等を燃料とした
乾燥ガスを撹拌状態あるいは流動状態にある高炉
水砕スラグと直接接触させる方法が行なわれてい
る。 この石炭や重油等を燃料とする乾燥ガス中に
は、相当量の硫黄酸化物が含まれており、この硫
黄酸化物の多くは高炉水砕スラグの乾燥工程中こ
の高炉水砕スラグに化学結合等により吸着され
る。 しかしながら、高炉水砕スラグの乾燥工程中で
は硫黄酸化物の全てが吸着されて除去されるもの
ではなく、乾燥排ガス中にも硫黄酸化物が残留し
ている。また、高炉水砕スラグの水分含有量が増
加してこの高炉水砕スラグの乾燥処理量を減少さ
せる等、乾燥機の操業条件が変動したような場合
には、相対的に乾燥ガス量が増大し、この結果こ
の乾燥ガス中に含有される硫黄酸化物の量も相対
的に増加し、乾燥排ガス中に残留する硫黄酸化物
の量が増加する。それ故、乾燥排ガス中の硫黄酸
化物を可及的に減少させるための脱硫手段が必要
になる。 本発明者等は、かかる観点に鑑み、高炉水砕ス
ラグを乾燥処理した後の乾燥排ガス中に含有され
る硫黄酸化物を可及的に減少させ、しかも、乾燥
機の操業条件が変動しても安定した脱硫効果を維
持することができる高炉水砕スラグの乾燥排ガス
脱硫法について鋭意研究を重ねた結果、乾燥機の
出口と集塵機の入口との間のダクトラインに設け
たダクトよりも断面積の大きい空洞部内に高炉水
砕スラグ微紛末の浮遊流動層を形成せしめ、上部
空洞部を通過して集塵機に至るまでの高炉水砕ス
ラグ微紛末の滞留時間を長くすることにより、乾
燥排ガス中の硫黄酸化物を高炉水砕スラグ微紛末
で効果的に脱硫することができることを見い出
し、本発明に到達したものである。 すなわち、本発明は、高炉水砕スラグと熱風炉
からの乾燥ガスとを乾燥機内で接触させて高炉水
砕スラグを乾燥し、上記乾燥機から排出される乾
燥排ガスを集塵機で集塵して排気するに際し、上
記乾燥機の出口から集塵機の入口との間のダクト
ラインに設けたダクトより断面積の大きい空洞部
内に高炉水砕スラグ微紛末の浮遊流動層を形成せ
しめ、上記空洞部を通過して集塵機に至るまでの
高炉水砕スラグ微紛末の滞留時間を長くした高炉
水砕スラグの乾燥排ガス脱硫法である。 本発明において、高炉水砕スラグとは、製鉄所
の高炉から副生する溶融スラグに水又は水と空気
を噴射して急冷することにより破砕し、これを水
切りしたもので、通常水分を10〜30重量％程度含
有し、また、その粒径は通常0.05〜４mm程度であ
る。 この高炉水砕スラグの乾燥に使用する高温の熱
ガスを生成するための熱風炉は、乾燥機と一体に
形成されているものや、乾燥機とは別個に設けら
れているもの等、従来公知のものが使用される。
また、この熱風炉で燃焼させる燃料としては、石
炭や重油等であつて、生成した高温の熱ガス中に
は燃料中の硫黄に相当する硫黄酸化物が含まれて
いる。石炭を燃料として使用する場合、通常、乾
燥機とは別個に設けられた熱風炉で燃焼され、生
成した約1000℃以下の高温の乾燥ガスがダクトラ
インを介して乾燥機に供給される。 本発明において使用する乾燥機は、熱風炉から
供給された乾燥ガスを撹拌状態あるいは流動状態
にある高炉水砕スラグと直接接触させることがで
きるタイプのものであれば如何なるタイプのもの
でもよく、従来公知のものが使用される。この乾
燥機の例としては、底部に２本の撹拌掻上げ移送
機構を備え、一端上部のホツパーから高炉水砕ス
ラグが定量供給装置により供給され、同時に熱風
炉からの乾燥ガスが供給されて両者が乾燥機内で
直接接触し、また、他端下部からは乾燥した乾燥
高炉水砕スラグが抜き取られると共に他端上部か
らは乾燥排ガスが排出される形式のものがある。
この乾燥機から排出される乾燥排ガスの温度は、
乾燥機のタイプ、処理能力等により異なるが、通
常約80〜120℃程度である。 また、本発明で使用する集塵機についても、特
に限定されることなく従来公知のものを使用する
ことができ、例えばバグフイルタを備えたものが
使用される。 上記乾燥機の出口と集塵機の入口との間のダク
トラインに設けられる空洞部は、その内部で乾燥
機の出口から排出される乾燥排ガスに同伴されて
くる高炉水砕スラグ微紛末を一時的に浮遊させて
流動層を形成させるため、少くともダクトライン
の断面積よりも大きい断面積を有し、これによつ
てこの空洞部内に高炉水砕スラグ微紛末が一時的
に滞留し、乾燥排ガスと充分な接触時間を確保で
きるようになつている。この空洞部の断面積は、
この空洞部内に浮遊させて流動層を形成させよう
とする高炉水砕スラグ微紛末の粒度によつて定ま
り、ダクトラインの断面積に対して通常２〜６
倍、好ましくは３〜４倍である。また、この空洞
部の容積は、大きれば大きいほど高炉水砕スラグ
微紛末が滞留する時間が長くなつて好ましいもの
ではあるが、実用的には高さが３〜10ｍの範囲内
に納まる容積である。 また、上記空洞部内にはその一部、特に下方部
分に絞り整流板を設け、この絞り整流板の間隙部
を通過して上記空間内に達した高炉水砕スラグ微
紛末についてはこの上部空間内で浮遊流動層を形
成し、粒径の大きい高炉水砕スラグ紛末は絞り整
流板の下方部分に留まるほか、硫黄酸化物や水分
を吸着して重くなつた高炉水砕スラグ微紛末につ
いては上部空間から絞り整流板の間隙部を通過し
て下方部分に沈降分離されるようにすることがで
きる。このように絞り整流板を設けることによ
り、空洞部内を滞留する高炉水砕スラグの最大粒
子径を設定することとなり、空洞部の空洞部内に
達した高炉水砕スラグの上昇沈降作用を繰り返し
行なわせ、これによつて排ガス中の硫黄酸化物と
の接触時間を長くすることができるという効果が
生じる。上記絞り整流板は、ガス通路を絞ると共
にガスの流速を高め、ガスが均一に流れるように
するものであり、その構造としては、例えば、鋼
管を使用してスノコ状に形成したもの等を挙げる
ことができる。この場合、鋼管の径については通
常10〜60mmφ、好ましくは20〜40mmφであり、こ
れら各鋼管の間隔については通常１〜10mm、好ま
しくは２〜８mmである。また、この絞り整流板の
設置場所については、上記空洞部の下から1/10〜
1/2の高さ、好ましくは1/5〜1/2の高さのところ
である。 上記空洞部内に浮遊して流動層を形成する高炉
水砕スラグ微紛末は、乾燥機で高炉水砕スラグを
乾燥した際に発生し、乾燥機の出口から乾燥排ガ
スに同伴して持ち出される微紛末であり、また、
この微紛末で不足する場合に外部から供給される
高炉水砕スラグ微紛末である。乾燥排ガスに同伴
される高炉水砕スラグ微紛末が不足する場合とし
ては、例えば高炉水砕スラグの水分含有量が高く
なり、例えば15重量％以上になると、熱風炉から
の乾燥ガスで目的の水分含有量まで乾燥し得る高
炉水砕スラグの量が減少し、これによつて乾燥排
ガスに同伴して持ち出される高炉水砕スラグ微紛
末の量も減少する場合等がある。このような場合
には、乾燥機から抜取られる乾燥高炉水砕スラグ
紛末やこの乾燥高炉水砕スラグの紛砕微紛末若し
くは集塵機で捕集された集塵ダクト微紛末を乾燥
機の入口から空洞部の入口までの間に設けた導入
口より吹込むことによつて脱硫効果を高め、ま
た、維持することができる。このようにして空洞
部内に送り込まれ、この空洞部内で浮遊流動層を
形成する高炉水砕スラグ微紛末の粒度は、小さけ
れば小さいほど硫黄酸化物を吸着する能力が向上
するが、あまり小さすぎると浮遊流動層を形成す
ることなく集塵機まで到達してしまい、空洞部の
容積等との関係から通常100〜500μ、好ましくは
200〜300μである。また、この高炉水砕スラグ微
紛末は、乾燥ガス流量に対して通常50〜120ｇ／
m³Ｎ、好ましくは70〜100ｇ／m³Ｎだけ空洞部に
浮遊させるのがよい。 本発明によれば、乾燥機の出口と集塵機の入口
との間のダクトラインに設けた断面積の大きい空
洞部内に高炉水砕スラグ微紛末の浮遊流動層を形
成し、これによつて空洞部を通過して集塵機に至
るまでの高炉水砕スラグ微紛末の滞留時間を長く
し、乾燥排ガス中の硫黄酸化物との接触時間を長
くしたので、乾燥排ガス中の硫黄酸化物は効率良
く高炉水砕スラグ微紛末に吸着されて集塵機によ
り回収されるほか、操業条件が変動しても安定し
た脱硫効果を維持することができる。 以下、本発明の方法を添付図面に示す実施例と
比較例とに基づいて、具体的に説明する。 実施例１及び２ 図は、本発明方法の一例を示す説明図であり、
熱風炉１と、底部に撹拌掻上げ移送機構２を備え
たラピツド型乾燥機３と、空洞部４と、バグフイ
ルタを備えた集塵機５とがダクトライン６で連通
連結されており、集塵機５の出口側には硫黄酸化
物を計量するメーター７が設けられている。上記
熱風炉１には燃料石炭を供給する石炭供給口８が
設けられ、この熱風炉１で燃焼した石炭の灰滓は
排出口９より排出される。また、乾燥機３にはそ
の始端側上部に高炉水砕スラグを供給する供給口
１０が設けられていると共に、その始端側下部に
は乾燥した高炉水砕スラグを抜取る抜取口１１が
設けられており、また、終端側上部には乾燥排ガ
スを排出するダクトライン６が接続されている。
空洞部４は、直径1.9mmφで高さ７ｍの円筒状に
形成され、その内部にはピツチ５mm間隔で30mmφ
鋼管でスノコ状に形成した絞り整流板１２が設け
られている。この空洞部４には、乾燥排ガスはそ
の下部から入り、上昇してその上部から出るよう
になつている。 このような装置において、熱風炉１に種々の石
炭（燃焼性硫黄分0.4〜２重量％）を供給してこ
の石炭を燃焼させ、生成した約700℃の燃焼ガス
を乾燥機３に供給し、この乾燥機３内で供給口１
０から供給された湿つた高炉水砕スラグ（水分含
有量11〜20重量％）と直接に接触し、この高炉水
砕スラグを水分含有量0.5〜１重量％まで乾燥さ
せる。乾燥機３から排出され、高炉水砕スラグ微
紛末を同伴した乾燥排ガスは、空洞部４内に入
り、この空洞部４内で浮遊する流動層を形成する
高炉水砕スラグ微紛末と接触し、集塵機５を介し
て外部へ排出される。 使用した石炭の燃焼性硫黄分含有量及び高炉水
砕スラグの水分含有量並びに操業条件に対する乾
燥排ガスの乾燥機出口及び集塵機出口における脱
硫率は表に示す通りであつた。 また、空洞部４を設置する前に同じ条件で操業
した比較例１及び２の結果を併せて記載する。 【表】

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法の一例を示す説明図である。 符号説明、１……熱風炉、３……乾燥機、４…
…空洞部、５……集塵機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高炉水砕スラグと熱風炉からの乾燥ガスとを
   乾燥機内で接触させて高炉水砕スラグを乾燥し、
   上記乾燥機から排出される乾燥排ガスを集塵機で
   集塵して排気するに際し、上記乾燥機の出口と集
   塵機の入口との間のダクトラインに設けたダクト
   より断面積の大きい空洞部内に高炉水砕スラグ微
   紛末の浮遊流動層を形成せしめ、上記空洞部を通
   過して集塵機に至るまでの高炉水砕スラグ微紛末
   の滞留時間を長くしたことを特徴とする高炉水砕
   スラグの乾燥排ガス脱硫法。 ２ 空洞部は縦長に形成されていると共にその途
   中に絞り整流板が設けられており、上記乾燥排ガ
   スを上記空洞部内に送り込んで上昇させると共に
   硫黄酸化物を吸着した高炉水砕スラグ微粒子を沈
   降分離させる特許請求の範囲第１項記載の高炉水
   砕スラグの乾燥排ガス脱硫法。 ３ 空洞部で浮遊流動層を形成する高炉水砕スラ
   グ微紛末は、乾燥機で高炉水砕スラグを乾燥した
   際に発生してこの乾燥機から乾燥排ガスに同伴し
   て排出された微紛末である特許請求の範囲第１項
   記載の高炉水砕スラグの乾燥排ガス脱硫法。 ４ 空洞部で浮遊流動層を形成する高炉水砕スラ
   グ微紛末の一部が、乾燥機の入口から空洞部の入
   口までの間に外部から供給される特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の高炉水砕スラグの乾燥排
   ガス脱硫法。 ５ 外部から供給される高炉水砕スラグ微紛末
   は、乾燥機から抜取られる乾燥高炉水砕スラグの
   紛砕微紛末である特許請求の範囲第４項記載の高
   炉水砕スラグの乾燥排ガス脱硫法。 ６ 外部から供給される高炉水砕スラグ微紛末
   は、集塵機で捕集された集塵ダスト微紛末である
   特許請求の範囲第４項記載の高炉水砕スラグの乾
   燥排ガス脱硫法。