JP2000199685A

JP2000199685A - 気体排熱の回収装置

Info

Publication number: JP2000199685A
Application number: JP10373108A
Authority: JP
Inventors: Minoru Tsukaoka; 稔束岡
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】焼結鉱のクーラの低温の排風の排熱を、効率
よく回収できない。【解決手段】気体との熱交換により高温の熱水を発生
する熱回収装置15と、熱回収装置15により発生された熱
水を用いて発電する低沸点媒体発電設備24と、熱回収装
置15および低沸点媒体発電設備24にともに連通して設け
られ、熱水を循環させる密閉された熱水循環流路16と
を、組み合わせて備える気体排熱の回収装置23である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体排熱の回収装
置に関し、例えば、焼結クーラの排風排熱の回収装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、我が国において使用され
るエネルギーの約半分は排出熱として捨てられており、
従来より、排出熱を回収して利用熱に転換することが、
求められてきた。

【０００３】ところで、焼結鉱の製造工程では、焼結ク
ーラにより、1200〜1300℃程度の半溶融状態に加熱され
た粉鉱石を、冷却する。このため、この焼結クーラによ
り、高温の排風が発生する。このように、焼結クーラに
より発生する排風に対しても、排出熱を回収して利用熱
に転換することが、求められている。

【０００４】焼結クーラで発生した排風の顕熱を利用す
る方法としては、排風を直接使用する方法と、排風を熱
交換することによって蒸気、温水、電力等に変換して回
収する方法との２種に大別される。排風を直接利用する
方法としては、焼結設備へ直接排風を循環して点火炉の
燃焼用空気、原料乾燥空気さらには保熱用熱源空気とし
て用いることが、知られている。

【０００５】しかし、実操業において、排熱利用の自由
度が高いことから、熱回収装置（排熱ボイラ）を用いて
排風の熱交換を行うことにより、排風の顕熱を利用する
ことが多い。この場合、一般には焼結クーラにより発生
する排風のうちで高温の排風については排熱回収を行
い、低温の排風については排熱回収を行わずに排気して
いた。

【０００６】これに対し、特開平７−180976号公報に
は、図２に示すように、クラッシャで破砕された高温の
粒塊焼結鉱８を連続的に焼結クーラ１に、焼結クーラ１
の排風を熱交換する中圧蒸気回収装置２と熱水および低
圧蒸気回収装置（排熱ボイラ）３を付設して、中圧蒸気
回収装置２の節炭器４と熱水および低圧蒸気回収装置３
の熱水循環配管５との間に設けた切替え弁６によって、
切替え可能に連結させた熱回収設備７が提案されてい
る。

【０００７】すなわち、この提案にかかる熱回収設備７
は、焼結クーラ１の高温の排風との熱交換により中圧蒸
気を発生する中圧蒸気発生装置２に加えて、焼結クーラ
１の低温の排風との熱交換により低圧蒸気を発生する低
圧蒸気発生装置３を追設することによって、低温の排風
についても排熱回収を行えるようにして、排熱回収量の
増加を図ったものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】特開平７−180976号公
報により提案された排熱回収装置７は、焼結クーラ１の
低温の排風との熱交換により低圧蒸気を発生する低圧蒸
気発生装置３を追設し、低温の排風の顕熱回収を行って
いる。

【０００９】しかし、この排熱回収装置７で用いる低圧
蒸気回収装置３は蒸気を発生させるため、汽水胴等の多
数の構成機器を有するとともに、圧力容器であるために
設備費が高価である。

【００１０】また、水を蒸発させるため、熱源流体すな
わち焼結クーラ１の低温の排風と、被加熱流体すなわち
低圧蒸気との温度差を大きく取る必要があり、発生する
蒸気の温度が低く抑えられてしまう。このため、蒸気の
利用先が著しく制限されてしまう。

【００１１】さらに、排熱を蒸気として回収するため、
熱源の温度が変動すると蒸気発生量が変動し、蒸気の需
要量とのアンバランスにより、排熱回収を行うことがで
きないことがあり、排熱回収による効果が低下してしま
う。

【００１２】本発明は、このような従来の技術が有する
課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、例えば、焼結鉱のクーラの低温の排風であって
も、効率よく気体排熱を回収することができる気体排熱
の回収装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】ここに、本発明の要旨と
するところは、気体との熱交換により高温の熱水を発生
する熱回収装置と、この熱回収装置により発生された熱
水を用いて発電する低沸点媒体発電設備と、熱回収装置
および低沸点媒体発電設備にともに連通して設けられ、
熱水を循環させる密閉された熱水循環流路とを、組み合
わせて備えることを特徴とする気体排熱の回収装置であ
る。この本発明にかかる気体排熱の回収装置では、「密
閉された熱水循環流路」が、配管により構成されること
が例示される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる気体排熱の
回収装置の実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に
説明する。なお、以降の実施形態の説明は、本発明にか
かる気体排熱の回収装置を焼結鉱製造設備である焼結ク
ーラに適用した場合を例にとる。

【００１５】図１は、本発明にかかる気体排熱の回収装
置を適用された焼結鉱製造設備10の概要を模式的に示す
説明図である。

【００１６】図１において、1200〜1300℃程度の半溶融
状態に加熱された粉鉱石10a は、焼結クーラ11により冷
却される。焼結クーラ11には、ラインに沿って複数本の
ダクト12が配設されている。同図においては、４本のダ
クト12a 〜12d のみを示す。この焼結クーラ11では、ダ
クト12a 、12b を介して高温の排風が吸引され、一方ダ
クト12c 、12d を介して低温の排風が吸引される。

【００１７】約450 ℃の高温の排風は、ダクト12a 、12
b を介して蒸気回収装置13へ導かれ、蒸発器および節炭
器を介して熱交換されて冷却される。節炭器では高温の
水が作られ、一方蒸発器では蒸気が生成される。蒸気回
収装置13により、約10kg/cm²G 、約180 ℃の蒸気が発生
する。発生した蒸気は、蒸気を需要する工場14へ送られ
る。

【００１８】一方、約100 〜200 ℃の低温の排風は、ダ
クト12c 、12d を介して、高温の熱水を発生させる熱回
収装置である高温熱水回収装置15に導かれる。この高温
熱水回収装置15へ導かれる水は、加圧および密閉された
循環配管系統とすることにより、沸点を上昇させること
ができ、ダクト12c 、12d を介して供給される排風との
間で熱交換を行って、90〜140 ℃の高温の熱水を発生さ
せることができる。

【００１９】高温の熱水を発生させるための水は、高温
熱水回収装置15と接続されている熱水循環流路である熱
水循環配管16により供給される。熱水循環配管16には循
環ポンプ17、および高温の熱水とするための窒素による
加圧タンク18とが具備されており、熱水循環配管16は密
閉された状態で、内部を熱水が循環する。なお、加圧タ
ンク18には加圧用の窒素配管19が接続され、約５kg/cm²
G の窒素で加圧している。

【００２０】高温熱水回収装置15により熱交換されて高
温となった熱水は、熱水循環配管16により熱利用先であ
る低沸点媒体発電設備24の蒸発器20へと循環供給され
る。そして、低沸点媒体発電設備24の蒸発器20で熱交換
されることにより、熱水は約40℃に冷却され、循環ポン
プ17により、再度、高温熱水回収装置15へ導かれて、循
環する。

【００２１】本実施形態では、低沸点媒体発電設備24と
して、アンモニアおよび水の混合物を媒体とした蒸気タ
ービン発電設備 (カリーナサイクル発電設備）を用い
た。このカリーナサイクル発電設備24では、媒体である
アンモニアおよび水の混合物は、蒸発器20により蒸気と
なる。

【００２２】このカリーナサイクル発電設備24は、「配
管技術 '98増刊号」の第98頁〜第104 頁において詳細に
説明されており、既に公知であるため、これ以上の説明
は省略する。

【００２３】この蒸気は、蒸気タービン21へ導かれ、発
電機22により発電される。発電量は、2100kW〜7400kWで
ある。熱源の高温化により蒸気温度の高温化が図られ、
熱効率を増加できる。

【００２４】高温熱水回収装置15と、低沸点媒体発電設
備24と、熱水循環配管16とにより構成される、本実施形
態の気体排熱の回収装置23によれば、熱水は循環ポンプ
17により昇圧され、開放されることなく循環される。こ
れにより、ダクト12c 、12dを介して供給される、熱源
である低温の排風の温度が変動しても、殆ど影響される
ことなく、低温の排熱を利用価値の高い電力として、高
い効率で常に回収利用することができる。

【００２５】このように、本実施形態によれば、低温排
風との熱交換により、高温の熱水を発生する熱回収装置
15を設置し、発生した高温の熱水で発電する低沸点媒体
発電設備24の蒸発器20と熱回収装置15との間に加圧した
密閉した熱水循環配管16を設けることにより、高温の排
風の排熱だけでなく、常に低温の排風の排熱も、効率的
に回収することができるとともに、排熱回収領域をより
低温範囲まで拡大でき、回収熱量を増加することができ
る。また、本実施形態によれば、構成機器の必要数を、
前述した特開平７−180976号公報により提案された排熱
回収装置７よりも低減できる。

【００２６】(変形形態)実施形態の説明は、本発明にか
かる気体排熱の回収装置を焼結鉱製造設備に適用した場
合を例にとった。しかし、本発明はかかる形態には限定
されず、気体排熱を回収する設備であれば、等しく適用
することができる。

【００２７】また、実施形態の説明では、低沸点媒体発
電設備24が、アンモニアおよび水の混合物を媒体とした
蒸気タービン発電設備である場合を例にとった。しか
し、本発明はかかる形態には限定されず、90〜140 ℃の
高温の熱水により発電を行うことができる発電設備であ
れば等しく適用できる。例えば、フロン、炭化水素を媒
体とした蒸気タービン発電設備を用いることもできる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、例えば、焼結クーラの低温の排風であっても、効
率よく気体排熱を回収することができる気体排熱の回収
装置を提供することができた。かかる効果を有する本発
明の意義は、極めて著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる気体排熱の回収装置を適用され
た焼結鉱製造設備の概要を模式的に示す説明図である。

【図２】特開平７−180976号公報により提案された排熱
回収装置の概要を模式的に示す説明図である。

【符号の説明】

10 焼結鉱製造設備 10a 粉鉱石 11 焼結クーラ 12a 、12b 高温排風のダクト 13 蒸気回収装置 14 蒸気を需要する工場 12c 、12d 低温排風のダクト 15 高温熱回収装置 16 熱水循環配管 17 循環ポンプ 18 窒素による加圧タンク 19 加圧用の窒素配管 20 蒸発器 21 蒸気タービン 22 発電機 23 実施形態の気体排熱の回収装置 24 低沸点媒体発電設備

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気体との熱交換により高温の熱水を発生
する熱回収装置と、該熱回収装置により発生された熱水
を用いて発電する低沸点媒体発電設備と、前記熱回収装
置および前記低沸点媒体発電設備にともに連通して設け
られ、前記熱水を循環させる密閉された熱水循環流路と
を、組み合わせて備えることを特徴とする気体排熱の回
収装置。