JP2005512012A5 - 冶金融解炉における廃熱ボイラの処理能力増大方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、自溶炉などの冶金融解炉から得られるガスを処理する廃熱ボイラの処理能力を増大させるとともにダスト付着物を低減する、独立項の前段に記載する方法および装置に関するものである。

融解炉の処理能力を制限するものが、ガス温度を充分に低減する工程に連結した廃熱ボイラの処理能力、すなわち廃熱ボイラのチャンバの処理能力であることがよくある。従来の廃熱ボイラの処理能力を、放射チャンバを伸ばすことにより増大させることは、比較的投資が大きくなり、実施するためには製錬の長い休止が必要である。対流チャンバの前での温度を充分に低くする必要がある。なぜならば、工程が正確に廃熱ボイラの放射チャンバで起こるために重要な硫酸化反応を起こさせるためである。反応が対流チャンバでも起こる可能性があると、その結果、ダストはさらに容易に伝熱面に付着し、最悪の場合、ガス管全体が締められ、最後には付着物によって塞がれる。

従来技術によると、既述の問題は、ボイラおよび／または煙路シャフトでの送風、いわゆる硫酸化空気および／または循環ガスによって制御され、所望の反応が起こる。フィンランド特許第74,738号によると、付着物の生成は、放射チャンバへの酸素ガスの送風によって調整される。空気などの酸素ガスを放射チャンバに加えることにより、放射チャンバにおいて硫酸化反応をより早く起こさせる。そのとき、吹き込まれるガスは、放射チャンバ内のガス温度を低下させ、反応領域が放射チャンバに移り、そこでは、主として気相であるダスト粒子で反応が起こり、ダスト付着物は生成されない。しかし、この方法を用いると、ボイラ処理能力を増大させることは不可能である。なぜならば、循環ガスおよび空気に結びついた熱量は対流チャンバで回収しなければならないからである。さらに、空気の吹込みが多すぎると、酸素の分圧が増大したときに、亜硫酸ガスが三酸化イオウに変換される反応に入る危険性があり、これにより、腐食の問題を起こし、およびガス管の洗浄部での不必要な弱酸の生成を増加させる。

本発明の目的は、自溶炉などの冶金融解炉の廃熱ボイラの処理能力を増大させる新規な方法および装置を導入することである。とくに、本発明の目的は、廃熱ボイラの処理能力を増大させることであり、そのために廃熱ボイラの放射チャンバに、有利には、その最初の端部に、水などの液体を注入し、それによって、放射チャンバの温度、そして同時に放射チャンバで起こる反応を制御する。さらに、必要ならば、液体を融解炉にも加える。たとえば、自溶炉の煙路シャフトに加える。

本発明による方法によって、顕著な効果が達成される。本発明によると、自溶炉、Isasmelt反応炉、Ausmelt反応炉もしくはNorsmelt反応炉などの冶金融解炉から得られるガスを処理する廃熱ボイラの処理能力を増大させるとともに、ダスト付着物を低減するために、廃熱ボイラに水などの液体を加える。注入される水の役割は、炉から排出されるガスの温度を効率的に所望の範囲にまで下げる。このため、散水に束縛された熱量は、対流チャンバでガスから完全に除去する必要がない。液体の一部を空気で置き換えることができ、この場合、空気に含まれる酸素の役割は、硫酸化反応をとくに対流チャンバで確実に起こさせることである。冶金融解炉の廃熱ボイラの処理能力は、ガス/液体/注入装置についての少しの投資によって増大し、これに加えて、対流チャンバを少し拡張する必要があるかもしれない。ボイラの全処理能力は、水を蒸発させボイラを排出温度まで加熱するときに消費する熱量に比例して大きくなる。ボイラでの硫酸化反応は、放射チャンバで起こさせることが好ましく、ガス管が塞がれることが防止される。さらに、液体/ガス混合物を炉の煙路シャフトへ注入することができ、そこからガスは廃熱ボイラへ進む。必要な数のノズルを廃熱ボイラの放射チャンバの屋根または壁に配置することにより、場合によっては煙路シャフトの壁にも配置することにより、また、ガスが廃熱ボイラに入る製錬反応炉のその部分に配置することにより液体を加える。ノズルの大きさ、方位角、位置は調整可能である。液体はノズルを通して、連続流として、または場合によってはノズルのうちの１つを使用しないようにして、いずれかにより注入される。液体の量は、入って来るガスの量に従って制御する。

廃熱ボイラに7,000Nm³/hの硫酸化空気を加える。これは、温度が25^oC、組成は、1,470Nm³/hのO₂(g)と5,530Nm³/hのN₂(g)である。ガスがダストを含まないと仮定する。さらに、ボイラの放射チャンバの温度は、完全な動作を保障するために、750^oCの温度まで下がり、他方、対流チャンバ後のボイラの最終的な温度は、次の電気フィルタの材料のために、420^oCの温度を超えてはいけないと仮定する。実施例によると、ボイラの処理能力を増大させたとき、ボイラおよび煙路シャフトに注入すべき水の量は、図２に示される。その場合、ガスの量を増やすと、ボイラの放射チャンバの最終温度はまだ750^oCである。そして、増大した熱量は、水を蒸発させ、生成した蒸気を加熱することに費やされる。

Claims (4)

1. 放射チャンバと、該放射チャンバで冷却されたガスが供給される対流チャンバとを含み、冶金融解炉から得られるガスを処理する廃熱ボイラの処理能力を増大させるとともにダスト付着物を低減する方法において、
   −前記廃熱ボイラに入るガスの量を通常よりも増やし、
   −前記溶解炉の廃熱ボイラの放射チャンバに水を加え、
   −前記廃熱ボイラに入ってくるガスの量に従って、前記対流チャンバの後ろにおいて前記廃熱ボイラにおけるガス温度が420℃を越えないように、前記水の量を制御することを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記水を前記冶金融解炉の煙路シャフトにも加えることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、前記水の一部を空気で置き換えることを特徴とする方法。
4. 請求項１から３までのいずれかに記載の方法において、前記水を少なくとも１つのノズルによって加えることを特徴とする方法。