JPS6196392A - 排ガスの処理方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は処理容器内の溶銑にアルカリ金属化合物を主成
分とする脱燐脱硫剤を投入もしくけキャリアガスによっ
て吹込んで溶銑を脱燐脱硫する、いわゆる予備精錬工程
で発生する高温排ガスの処理方法に関するものである。

（従来の技術） 製鋼プロセスとして溶銑は転炉に装入して処理されるの
が、基本となっている。ここで転炉へ装入する前の取鍋
、混銑車などの処理容器内にある溶銑の中へ、アルカリ
金属化合物を主成分とする脱燐脱硫剤を投入もしくはキ
ャリアガスによって吹き込み、溶銑を脱燐脱硫処理する
、いわゆる予備精錬を施す方法がある。との溶銑の予備
精錬では、精錬剤として、一般的なアルカリ金属化合物
、主として炭酸ナトリウム（通称ソーダ灰）が用いられ
る。そしてこの予備精錬を行う際、排ガスが発生すると
共に相当量のアルカリ金属化合物が揮発する。そのため
、発生した排ガスをそのまま系外へ放出することはでき
ず何らかの処理が必要であシ、すなわち環境汚染問題に
加えて、ソーダ灰は石灰系の精錬剤に比し高価であるた
め何らかの方法でソーダ灰を捕集回収する必要があった
。

溶銑の予備精錬の際に発生する排ガスを処理する方法と
して、例えば特公昭５７−５２６８６号公報や特開昭５
７−１０４６１２号公報が報告されている。これらの公
報には、アルカリ金属化合物を含む排ガスを乾式集塵装
置で処理し、捕集して得られた粉末を成型して再び精錬
剤として利用する方法や溶銑内に炭酸化物系脱燐脱硫剤
および媒溶剤を吹き込み、溶銑を脱燐脱硫処理すると共
ＶＣＣＯガスを非燃焼状態で回収する方法が開示されて
いる。

これらの技術は、排ガス中に含まれる有価成分を回収し
再利用することを目的とするものであって、アルカリ金
属化合物の回収に不可欠である高温排ガスの減温などに
ついては具体的な処理内容の開示は全くされていない。

すなわち環境対策と経済性を両立させながら、排ガスの
熱量も含めた有価成分のほとんどすべてを効率よく回収
して有効活用をはかるという、実用化の面からみた問題
点は何ら解決されていない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、こうした状況のもとで、この排ガス中のダス
）Ｋは固形有価成分であるアルカリ金属化合物が多食に
含まれているという事実のほかに１この排ガスはＣＯ酸
成分多量に含み、かつ、この排ガスが高温の溶銑から発
生しているために多量の顕熱を保有してｈる事実に着目
すると同時に、このＣＯ酸成分燃焼させてやれば本来排
ガスの保有している顕熱に加えて、更に多量の熱エネル
ギーが得られることに着目し、本発＼明は、環境対策と
経済性の両方に重点をおいて、効率よくこの有価成分（
アルカリ金属化合物）と熱エネルギーを回収することを
目的としてなされたものである。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明は、処理容器内の溶銑に、アルカリ金
属化合物を主成分とする脱燐脱硫剤を投入もしくはキャ
リアガスによって吹き込んで、溶銑を脱燐脱硫処理する
、いわゆる予備精錬する際に発生する高温排ガスの処理
方法であって、 ■　処理容器に接続して設けた集塵ダクト入口との開口
部近傍から、理論空気量の１．０５から１．３０までの
間の空気を吸い込ませて、排ガスに含有されるＣＯを完
全燃焼させると共に同時に排ガスを多少減温させ、 ■　つぎに集煙ダクトの内面に水冷壁を設けて、この完
全燃焼した高温排ガスの保有する熱エネルギーを放射伝
熱くよって回収することＫより、この排ガスの温度を第
１の設定温度９００〜１２００℃の範囲まで減温し、排
ガスの中に含ましている溶融状態のダストを凝固せしめ
、 ■　つぎに設置されているガス冷却器の伝熱面にダスト
が溶着しない状態にしたうえで、この排ガスをガス冷却
器に通して保有する熱エネルギーを接触伝熱くよって回
収し、併せて第２の設定温度３５０’Ｃ以下に減温し、
■　つぎにこの排ガスを必要なときはガス中の水分が５
容量％程度以上になる如く加湿して電気集塵機を含む乾
式集塵機に導いて、排ガス中の乾いた状態のアルカリ金
属化合物含有ダストに回収することを特徴とする溶銑の
予備精錬で発生する排ガスの処理方法を要旨とするもの
である。

以下に本発明を実施例に基いて詳細に説明する。第１図
は本発明の一実施態様を示す概念図である。図中の符号
は下記の通シ。

１　処理容器 ２　集煙ダスト°の内面に設けられた水冷壁３　ボイラ
など熱回収装置を含むガス冷却器４　蒸気または水によ
る加湿装置 ５　電気集塵機を含む乾式集塵機 ６　送風機 ７　排ガスを導く集煙ダクト ８　アルカリ金属化合物含有ダクトの回収装置 ９　アルカリ金属化合物の回収回路 １０大気 １１　　空気の吸い込み量訃よび送風機吸引量の調節発
信器 １２　　流量弁操作器 １３　　流量弁 １４　　流量弁 １５　　空気の吸い込み口 １６　　蒸気または水の吹き込み口 Ｔ　排ガス温度計測器 Ｐ　圧力検知器゛ 本発明者らは、高炉から出銑される溶銑Ｋ。

転炉へ装入する前の混銑車内において、アルカリ金属化
合物の一つである炭酸ナトリウム、通称ソーダ灰（以下
説明を簡略にするためにアルカリ金属化合物を単にソー
ダ灰という）を添加して、溶銑の脱燐脱硫処理を施した
際に発生した排ガスを捕集して調査した。

この結果、排ガスの組成は第１表に示すとお夛で、この
排ガス中に含有されるダストは第２表に示すとおシの化
学組成であることが確認された。

第１表　排ガス組成　（容量％） 第２表　ダストの化学組成（重量％） また、ダストの熱的特性も併せて調べたところ第３表に
示すような結果が得られた。

第３表　ダストの熱的特性　（’Ｃ） 溶銑を脱燐脱硫処理する際に発生する排ガス温度は１１
００℃を超える（通常１５００〜１４００℃程度の）温
度である。そして排ガス中のダストは第３表に示す熱的
特性をもっているので、このダストは溶融状態となって
いる。

本発明は、以上の状態からダクトを含む排ガスの処理を
行うものである。

先ず処理容器１に接続される集煙ダクト７の上に設けら
れた開口部１５から空気を吸い込ませて、排ガス中に含
有する００を完全燃焼させる。

このＣＯを丁度完全燃焼させるに必要な理論空気量を１
とすると、本発明では１．０５から１．３０までの間の
空気量を吸い込ませることとしている。これはＣＯを完
全燃焼させると共に多少排ガスを減温させることを意図
している。

この種の高温ガスを減温する方法として、大量の希釈空
気を導入する方式が知られているが、この場合排ガスの
温度が一気に下がってしまって熱回収が困難となり、ま
たこの空気導入部以降の排ガスの量が増大して下流側の
各機器、例えば集塵機や送風機々どの容量が増大してシ
ステムの経済性を悪化させる。しかしながら、本発明に
おけるように、００に対する理論空気量の１．０５から
１．３０までの間の空気量を吸い込ませてｃｏを燃焼さ
せると、排ガスは依然として１３００℃以上の高温を保
っている。

そこで本発明では、集煙ダクト７の内面に水冷壁２を設
け、主として放射伝熱ｅζよって排ガスを第１の設定温
度９００〜１２００℃の範囲まで減温させ水冷壁２から
の熱回収が行われる。

この温度の選定は本発明の重要な点で、第３表に示すダ
ストの熱的特性を考慮して、溶融状態にあったダストを
凝固せしめ、つぎに設置されているボイラなど熱回収装
置を含むガス冷却器３の伝熱面にダストが溶着しないよ
うに１ガス冷却器３０入口の排ガス温度を設定するので
ある。

このように排ガス温度を設定・すればガス冷却器３の形
式として、排ガスの流れに直角に交叉する水管を配列す
る方式が採用でき、接触伝熱によって排ガスの冷却、す
なわち熱回収が行われ、工業的、経済的に好ましい冷却
器構造をとることができる。

ガス冷却器３を通過した排ガスは、電気集塵機を含む乾
式集塵機５に導びかれるが、この排ガス温度は乾式集塵
機５が熱的損傷を受けたシ集塵作用を損なうことのない
第２の設定温度すなわち３５０℃以下に減温されておシ
、ここで排ガス中のダストを捕集して固形有価成分であ
るソーダ灰を回収する。

乾式集塵機５が電気集塵機の場合に１効率よくソーダ灰
を凝集するためＫは、排ガス温度が比較的高いときに、
排ガス中の適量の水分が含まれていなければならないこ
とがある。本発明者らの調査によれば、排ガス温度が約
２００℃以上のときに高電圧荷電を正常に維持するため
に５容量５程度以上の水分を必要とする場合があった。

ガス冷却器３の出口の排ガス中には水分が１容量％程度
しか含まれていないので、これを加湿するために、ガス
冷却器３と電気集塵機５の間に、蒸気または水による加
湿装置４を設け、蒸気を用いる場合はガス冷却器３と電
気集塵機５の間のダクト７に設けた口１６から蒸気を直
接吹き込めばよい。水を用いる場合は該ダクト７に散水
冷却装置を設け、これで水または水と蒸気を吹き込めば
よい。散水冷却装置を用いれば、前記のガス冷却器３と
は別に乾式集塵機５人例の排ガス温度を調節することが
できるので有利である。散水によって例えば１００℃減
温して２５０℃にした場合排ガス中の水分は約９容量％
になった。この程度の減温および加湿では、このダス）
Ｋついての吸湿性、潮解性による障害は発生しなかった
。すなわち本発明では排ガスの減温に著しく多量の水を
用いる散水方式を採用しておらず、排ガス中には乾式集
塵機５が電気集塵機の場合に必要な程度の水分しか混入
していないので、安全である。

このようにしてダストの吸湿性、潮解性による障害は発
生せず、ダストを乾式集塵機５によシ乾燥した状態で完
全に分離させ捕集することができた。

乾式集塵機５によって捕集されたダストは、第２表に示
したとおシソーダ灰を多量に含んでいるので、回収装置
８によって、これを再び溶銑を脱燐脱硫処理する精錬剤
として回収する。

そしてこの回収されたダストを回収回路９を経て循環利
用することＫよシ、高価なソーダ灰の揮発によるロスを
実質的（なく舊ることができる。

乾式集塵機５を通過した排ガスは、すてに清浄にされて
いるので送風機６を経て大気１０へ放出される。

この排ガスの処理システムは、先に述べた通シ処理容器
１より発生する排ガスに含まれるＣＯを完全燃焼させ、
つぎにガス冷却器３の伝熱面にダストが溶着しないよう
にガス冷却器３の入口の排ガス温度を第１の設定温度９
００〜１２００℃の範囲に設定する。この制御を進行さ
せるために、ガス冷却器３０入口側で排ガス温度を計測
器Ｔで計測すると同時に送風機６の入口側で吸引圧力を
検知器Ｐで検知して、この排ガス温度と吸引圧力の値を
調節発信器１１によって制御信号に変えて、操作器１２
を経て送風機流量弁１４および燃焼用空気吸い込み流量
弁１３を操作すればよい。

以上記述したように本発明の効果を要約すると下記の通
りである。

（１）排ガス中の固形有価成分が乾式集塵機によって完
全に回収される。

排ガス中に含まれるＯＯは完全燃焼され、排ガスの保有
する熱エネルギーも大量に画集される。従来よシ知られ
ている大量の希釈空気を導入する方式よシも熱的にはる
かに高効率である。従って有価成分の廃棄は殆んどなく
極めて経済的価値が高い。

（２）ガス冷却器、乾式集塵機へダストが溶着すること
もなくこれらの機能を全く阻害することなく稼動させる
ととができ、また、これらの機器を保守する点でも不都
合を生じない。

（３）排ガスを大気放出するに際し、環境汚染を招かな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示す概念図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 処理容器内の溶銑に、アルカリ金属化合物を主成分とす
   る脱燐脱硫剤を投入もしくはキャリアガスによつて吹き
   込んで、溶銑を脱燐脱硫処理する、いわゆる予備精錬す
   る際に発生する高温排ガスの処理方法であつて、 （１）処理容器に接続して設けた集煙ダクト入口との開
   口部近傍から、理論空気量の１．０５から１．３０から
   の間の空気を吹い込ませて、排ガスに含有されるＣＯを
   完全燃焼させると共に同時に排ガスを多少減温させ （２）つぎに集煙ダクトの内面に水冷壁を設けて、この
   完全燃焼した高温排ガスの保有する熱エネルギーを放射
   伝熱によつて回収することにより、この排ガスの温度を
   第１の設定温度 ９００〜１２００℃の範囲まで減温し、排ガスの中に含
   ましている溶融状態のダストを凝固せしめ、 （３）つぎに設置されているガス冷却器の伝熱面にダス
   トが溶着しない状態にしたうえで、この排ガスをガス冷
   却器に通して保有する熱エネルギーを接触伝熱によつて
   回収し、併せて第２の設定温度３５０℃以下に減温し、 （４）つぎにこの排ガスを必要なときはガス中の水分が
   ５容量％程度以上になる如く加湿して空気集塵機を含む
   乾式集塵機に導いて、排ガス中の乾いた状態のアルカリ
   金属化合物含有ダストを回収することを特徴とする溶銑
   の予備精錬で発生する排ガスの処理方法。