JP2005226145A - 転炉排ガスの除塵装置とそのダスト付着防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 転炉から発生する排ガス中のダストを除去するにあたって、簡便な装置で安価に、しかも自動的にダストを除去できる除塵装置とそのダスト付着防止方法を提供する。
【解決手段】 除塵装置１１内の中子１２の上方に配設される除塵装置上段ノズル１８から上段噴射水１９を除塵装置の内壁面に噴射して、内壁面に水膜を形成する。上段噴射水は、転炉吹錬の合間に噴射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、転炉から発生する排ガス中のダストを除去する集塵設備に配設される除塵装置と、その除塵装置の内壁面にダストが付着するのを防止する方法に関するものである。

一般に、製鋼工場で使用する転炉から発生する排ガス（以下、転炉排ガスという）には多量のダストが含まれている。したがって転炉排ガスを他の用途に再利用したり、あるいは大気中に放散する際には、あらかじめダストを除去する必要がある。そこで製鋼工場には、転炉排ガスからダストを除去するために集塵設備が設置されている。図３は、その一例を模式的に示す断面図である。

図３に示すように、転炉１の炉口の上方にフード２が配設されており、転炉排ガス22はフード２からボイラー部３へ送給される。ボイラー部３で廃熱を回収された転炉排ガス22はサチュレーター４へ送給され、比較的大粒のダストを凝集させるための水６（以下、 サチュレーター噴射水という）が噴射される。つまりサチュレーター４内には、サチュレーター噴射水６を噴射するためのノズル５（以下、 サチュレーターノズルという）が配設されており、サチュレーター４内を通過する転炉排ガス22にサチュレーター噴射水６を噴射することによって、比較的大粒のダストを凝集させて除去する。

次いで転炉排ガス22は集塵設備７へ送給されて、比較的小粒（粒径0.7mm 以下程度）のダストを凝集させるための水９（以下、 集塵設備噴射水という）が噴射される。つまり集塵設備７内には、集塵設備噴射水９を噴射するためのノズル８（以下、 集塵設備ノズルという）が配設されており、集塵設備７内を通過する転炉排ガス22に集塵設備噴射水９を噴射することによって、比較的小粒のダストを凝集させる。

集塵設備７内には、図３に示すように、保持板10を介して除塵装置11（いわゆるベンチュリースクラバー）が取り付けられており、除塵装置11の絞り部近傍には支持棒13を介して上下に移動可能な中子12が配設される。つまり中子12を上下に移動させることによって、絞り部の内壁面と中子12との隙間を調整し、転炉排ガス22の流速を好適範囲に維持する。その結果、凝集したダストは除塵装置11を通過して下方へ落下し、床部14に設けられるドレン16から排出される。一方、 ダストを凝集させて分離した転炉排ガス22は、除塵装置11を通過した後、送風機17を介して後工程へ送給される。

なお図３では、転炉１やフード２等に内張りされる耐火物は図示を省略する。またサチュレーター噴射水６をサチュレーターノズル５へ供給するための給水ヘッダーや配管，集塵設備噴射水９を集塵設備ノズル８へ供給するための給水ヘッダーや配管も図示を省略する。

集塵設備噴射水９によって凝集したダストは水分を多量に含んでいるので、除塵装置11の内壁面に付着し、さらにそのダストの付着量が次第に増大していく。そのため、絞り部の内壁面と中子12との間隔が変化し、転炉排ガス22の流速が変動する。そのような場合には、中子駆動装置15を用いて中子12を上方へ移動させて、転炉排ガス22の流速を好適範囲に維持する。

しかし、このような方法で長時間にわたって連続して操業すると、絞り部の内壁面と中子12との隙間が閉塞するのは避けられない。したがって、集塵設備７の操業を定期的に停止して、除塵装置11の内壁面に付着したダストを取り除く必要がある。従来は、作業者が専用の治具を用いたり、 あるいは高圧水を吹き付けてダストを除去していたが、その作業環境が劣悪であるばかりでなく、作業中は集塵設備７を使用できないという問題がある。

そこで、集塵設備７内にダストが付着して堆積するのを防止する技術が種々検討されている。

たとえば特許文献１には、湿式集塵機が開示されている。この技術は、処理ガスと集塵用洗浄液を旋回させることによって、集塵用洗浄液とともにダストを外部に排出するものである。しかしながら特許文献１に開示された技術では、処理ガスと集塵用洗浄液を旋回させるために使用する旋回流付与装置の羽根にダストが付着し、その隙間に堆積するのは避けられない。したがって、旋回流付与装置に付着したダストを定期的に取り除く作業が必要である。その結果、除去作業の作業環境が劣悪であるばかりでなく、湿式集塵機の稼働率が低下するという問題が生じる。

また特許文献２には、転炉廃ガスの処理方法が開示されている。この技術は、炭酸カルシウムを添加した水を使用することによって、煙道内のダストの付着を防止するものである。しかしながら特許文献２に開示された技術は、炭酸カルシウムを添加する装置が必要となるばかりでなく、使用した水を排水処理する際には炭酸カルシウムを除去あるいは中和する水処理装置が必要である。しかも、炭酸カルシウムの使用量に応じて、転炉廃ガスの処理コストが上昇するという問題がある。
特開平11-290633 号公報 特開平7-41814 号公報

本発明は上記のような問題を解消し、転炉から発生する排ガス中のダストを除去するにあたって、簡便な手段で安価に、しかも効率良くダストを除去できる除塵装置とそのダスト付着防止方法を提供することを目的とする。

本発明は、転炉排ガスの集塵設備で使用する除塵装置であって、除塵装置内の中子の上方に配設されて上段噴射水を除塵装置の内壁面に噴射する除塵装置上段ノズルを有する除塵装置である。

前記した除塵装置の発明においては、好適態様として、中子の下方に配設されて下段噴射水を中子の支持棒に噴射する除塵装置下段ノズルを有することが好ましい。

また本発明は、転炉排ガスの集塵設備で使用する除塵装置の内面にダストが付着するのを防止するダスト付着防止方法において、除塵装置内の中子の上方に配設される除塵装置上段ノズルから上段噴射水を除塵装置の内壁面に噴射して、内壁面に水膜を形成する除塵装置のダスト付着防止方法である。

前記した除塵装置のダスト付着防止方法の発明においては、好適態様として、１チャージ分の転炉吹錬が終了した後、次のチャージの転炉吹錬を開始するまでの合間に上段噴射水を噴射するのが好ましい。また、中子の下方に配設される除塵装置下段ノズルから下段噴射水を中子の支持棒に噴射して、支持棒の表面に水膜を形成することが好ましい。この下段噴射水も１チャージ分の転炉吹錬が終了した後、次のチャージの転炉吹錬を開始するまでの合間に噴射するのが好ましい。

本発明によれば、簡便な手段で安価に、しかも効率良く転炉排ガスのダストを除去できる。

図１は、本発明を適用する除塵装置の例を模式的に示す断面図である。また図２は、図１中のＡ−Ａ矢視の断面図である。

図１に示す本発明の除塵装置11は、図３に示した従来の除塵装置11と同様に、保持板10を介して集塵設備７に取り付けられる。なお図１では、集塵設備７は図示を省略する。

図１に示すように、本発明の除塵装置11はベンチュリースクラバーと呼ばれるものであり、その内径が縮小された絞り部を有し、その絞り部の近傍に中子12が配設される。中子12は、支持棒13によって上下方向に移動可能に支持される。さらに除塵装置11の上方には集塵設備ノズル８が配設され、集塵設備噴射水９を転炉排ガス22に噴射することによってダストを凝集させる。

除塵装置11内には、中子12の上方に除塵装置上段ノズル18が配設され、その除塵装置上段ノズル18から上段噴射水19が除塵装置11内壁面に向けて噴射される。上段噴射水19は、図２に示すように、除塵装置11の内壁面の全域に噴射されて、内壁面に沿って下方へ流下する。その結果、除塵装置11内壁面の全面に水膜が形成される。

除塵装置11の内壁面には集塵設備噴射水９によって凝集したダストが付着するが、除塵装置11内壁面の全面に形成された水膜とともに下方へ流下する。このようにしてダストは、除塵装置11の内壁面から取り除かれる。

なお本発明においては、除塵装置上段ノズル18の個数や上段噴射水19の水量は特定の数値に限定せず、除塵装置11の内壁面の全域に上段噴射水19を噴射できるように、除塵装置11の寸法や転炉排ガス22の流量に応じて適宜設定する。また図２には８個の除塵装置上段ノズル18を配設する例を示したが、開口部を筋状にしたノズル（いわゆるスリットノズル）を用いて、除塵装置11内壁面の全面に水膜を形成することも可能である。

このようにしてダストは上段噴射水19とともに中子12と絞り部の内壁面との隙間を通過して下方へ落下するが、そのときダストが支持棒13に付着する。操業を継続するうちにダストの付着量が増大し、支持棒13を上下方向に移動させて中子12と絞り部の内壁面との間隔を調整するのに支障をきたす。その結果、転炉排ガス22の流速を適正範囲に維持するのが困難になる。

そこで除塵装置11内に、中子12の下方に除塵装置下段ノズル20を配設し、その除塵装置下段ノズル20から下段噴射水21を支持棒13に噴射して、支持棒13の表面に水膜を形成するのが好ましい。支持棒13に付着したダストは、下段噴射水21とともに下方へ流下して、支持棒13から除去される。

なお本発明においては、除塵装置下段ノズル20の個数や下段噴射水21の水量は特定の数値に限定せず、支持棒13の直径や転炉排ガス22の流量に応じて適宜設定する。またスリットノズルを用いることも可能である。

上段噴射水19や下段噴射水21は常時噴射しても良いし、あるいは間欠的に噴射しても良い。ただし、上段噴射水19や下段噴射水21の配管に設置されるポンプ等の作動に要するエネルギー消費量を削減する観点から、間欠的に噴射するのが好ましい。間欠的に噴射する場合は、１チャージ分の転炉吹錬が終了した後、次のチャージの転炉吹錬を開始するまでの合間に上段噴射水19や下段噴射水21を噴射すると、除塵装置11内壁面や支持棒13に付着したダストを十分に除去できる。

なお図１，２では、集塵設備噴射水９，上段噴射水19，下段噴射水21をそれぞれ集塵設備ノズル８，除塵装置上段ノズル18，除塵装置下段ノズル20へ供給するための給水ヘッダーや配管は図示を省略する。

以上に説明したように、本発明では水膜を形成するために使用する水に薬剤を添加する必要はなく、ノズルから水を噴射するという簡便な手段で安価に、しかも効率良くダストを除去できる。しかも小規模の改造で既存の設備を利用できるので、改造費用も低く抑えられる。

容量300tonの転炉１から発生する転炉排ガス22のダストを除去するにあたって、従来は図３に示す集塵設備７を使用していた。この転炉１の吹錬時間は平均30分／回，吹錬回数は平均20回／日であった。これを従来例とする。

一方、 発明例として、図１に示す除塵装置11を配設した集塵設備７を用いて転炉排ガス22のダストを除去した。なお、上段噴射水19，下段噴射水21は、いずれも１チャージ分の転炉吹錬が終了した後、次のチャージの転炉吹錬を開始するまでの合間に噴射した。その他の条件は従来例と同じである。

従来例では、平均３ケ月に１回の頻度で除塵装置11内に付着したダストを高圧水で除去していた。ところが発明例では、３ケ月以上の長期間にわたって連続して操業が可能であり、１年経過した段階で除塵装置11内のダストの除去作業を行なう必要は生じなかった。

本発明を適用する集塵設備に配設される除塵装置の例を模式的に示す断面図である。 図１中のＡ−Ａ矢視の断面図である。 従来の集塵設備の例を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ 転炉
２ フード
３ ボイラー部
４ サチュレーター
５ サチュレーターノズル
６ サチュレーター噴射水
７ 集塵設備
８ 集塵設備ノズル
９ 集塵設備噴射水
10 保持板
11 除塵装置
12 中子
13 支持棒
14 床部
15 中子駆動装置
16 ドレン
17 送風機
18 除塵装置上段ノズル
19 上段噴射水
20 除塵装置下段ノズル
21 下段噴射水
22 転炉排ガス

Claims (6)

1. 転炉排ガスの集塵設備で使用する除塵装置であって、前記除塵装置内の中子の上方に配設されて上段噴射水を前記除塵装置の内壁面に噴射する除塵装置上段ノズルを有することを特徴とする除塵装置。
2. 前記中子の下方に配設されて下段噴射水を前記中子の支持棒に噴射する除塵装置下段ノズルを有することを特徴とする請求項１に記載の除塵装置。
3. 転炉排ガスの集塵設備で使用する除塵装置の内面にダストが付着するのを防止するダスト付着防止方法において、前記除塵装置内の中子の上方に配設される除塵装置上段ノズルから上段噴射水を前記除塵装置の内壁面に噴射して、前記内壁面に水膜を形成することを特徴とする除塵装置のダスト付着防止方法。
4. 前記上段噴射水を転炉吹錬の合間に噴射することを特徴とする請求項３に記載の除塵装置のダスト付着防止方法。
5. 前記中子の下方に配設される除塵装置下段ノズルから下段噴射水を前記中子の支持棒に噴射して、前記支持棒の表面に水膜を形成することを特徴とする請求項３または４に記載の除塵装置のダスト付着防止方法。
6. 前記下段噴射水を転炉吹錬の合間に噴射することを特徴とする請求項５に記載の除塵装置のダスト付着防止方法。

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