JP2007263500A - 排熱利用方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】焼結鉱クーラーや焼結機から排出される排ガスの熱エネルギを有効に利用することのできる排熱利用方法を提供する。
【解決手段】焼結鉱を冷却する焼結鉱クーラー3の後段から排出される排ガスの熱エネルギを熱音響エンジン20で低温の熱エネルギとして回収し、回収された熱エネルギを前記焼結鉱クーラーの後段に供給される冷却用空気の冷却用として用いる。
【選択図】図1
【解決手段】焼結鉱を冷却する焼結鉱クーラー3の後段から排出される排ガスの熱エネルギを熱音響エンジン20で低温の熱エネルギとして回収し、回収された熱エネルギを前記焼結鉱クーラーの後段に供給される冷却用空気の冷却用として用いる。
【選択図】図1
Description
本発明は、焼結鉱を冷却する焼結鉱クーラーや焼結鉱原料を焼結処理する焼結機から排出される排ガスの熱エネルギを利用する方法に関する。
焼結鉱原料を焼結する焼結機から排出される排ガスの熱エネルギを有効利用する方法としては、点火前の焼結鉱原料を排ガスの熱エネルギで予熱する方法や点火後の焼結ベッドに排ガスを送気する方法などがある。しかし、点火前の焼結鉱原料を予熱する方法は、焼結機から排出される主排ガスの一部しか利用できないという問題がある。また、点火後の焼結ベッドに排ガスを送気する方法は、排ガス中の酸素濃度が低いため、COガスが発生する。そして、このとき発生したCOガスが微量(低発熱量ガス)であるため、COガスの潜熱を回収できないという問題がある。
また、焼結鉱を冷却する焼結鉱クーラーから排出される排ガスの熱エネルギを有効利用する方法としては、焼結鉱クーラーの前段から排出された高温の排ガスを排熱回収ボイラに供給して排ガスの熱エネルギを回収する方法が知られている(例えば、特許文献1−3参照)。しかしながら、上述した方法は、設備投資に多大の費用を要するだけでなく、ランニングコストも大きいという問題がある。
焼結鉱の冷却には空冷が主に用いられているが、空冷方式だけでは、夏場のように外気温が上昇する場合は焼結鉱クーラーの冷却能力が不足することがある。そこで、空冷とフォグ冷却とを組み合せて焼結鉱を冷却する方法が提案されている(特許文献4参照)。しかしながら、空冷とフォグ冷却を併用して焼結鉱を冷却する方法は、焼結鉱クーラーの冷却能力を上げることはできるが、湿ったダストが固化することによって粉塵回収系にダスト詰りが発生するという懸念がある。
特開昭61−3991号公報
特公平1−42336号公報
特公平1−43236号公報
特開2001−220625号公報
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、焼結鉱クーラーや焼結機から排出される排ガスの熱エネルギを有効に利用することのできる排熱利用方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項1の発明に係る排熱利用方法は、焼結鉱を冷却する焼結鉱クーラーの後段から排出される排ガスの熱エネルギを熱音響エンジンで低温の熱エネルギとして回収し、回収された熱エネルギを前記焼結鉱クーラーの後段に供給される冷却用空気の冷却用として用いることを特徴とする。
本発明のうち請求項2の発明に係る排熱利用方法は、焼結鉱原料を焼結処理する焼結機から排出される排ガスを管状火炎バーナに供給して前記排ガスに含まれるCOガスの潜熱を回収し、回収された潜熱を前記焼結機に供給される燃焼用空気の加熱用として用いるとともに、熱音響エンジンで低温の熱エネルギに変換して前記焼結機より排出される焼結鉱の冷却用として用いることを特徴とする。
本発明のうち請求項2の発明に係る排熱利用方法は、焼結鉱原料を焼結処理する焼結機から排出される排ガスを管状火炎バーナに供給して前記排ガスに含まれるCOガスの潜熱を回収し、回収された潜熱を前記焼結機に供給される燃焼用空気の加熱用として用いるとともに、熱音響エンジンで低温の熱エネルギに変換して前記焼結機より排出される焼結鉱の冷却用として用いることを特徴とする。
請求項1の発明では、焼結鉱クーラーの後段から排出される排ガスの熱エネルギが焼結鉱クーラーの後段に供給される冷却用空気の冷却用として熱音響エンジンで回収される。したがって、焼結鉱クーラーの後段から排出される排ガスの熱エネルギを焼結鉱クーラーの後段に供給される冷却用空気の冷却用として有効に利用することができる。
請求項2の発明では、焼結機から排出される排ガスに含まれるCOガスの潜熱が焼結機に供給される燃焼用空気の加熱用として管状火炎バーナで回収される。したがって、焼結機で発生したCOガスの燃焼顕熱を焼結機に供給される燃焼用空気の加熱用として有効に利用することができる。また、管状火炎バーナで回収されたCOガスの燃焼顕熱は焼結鉱の冷却用として熱音響エンジンで低温の熱エネルギに変換されるため、焼結機で発生したCOガスの潜熱を焼結鉱の冷却用としても有効に利用することができる。
請求項2の発明では、焼結機から排出される排ガスに含まれるCOガスの潜熱が焼結機に供給される燃焼用空気の加熱用として管状火炎バーナで回収される。したがって、焼結機で発生したCOガスの燃焼顕熱を焼結機に供給される燃焼用空気の加熱用として有効に利用することができる。また、管状火炎バーナで回収されたCOガスの燃焼顕熱は焼結鉱の冷却用として熱音響エンジンで低温の熱エネルギに変換されるため、焼結機で発生したCOガスの潜熱を焼結鉱の冷却用としても有効に利用することができる。
以下、図1を参照して本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明に係る排熱利用方法を焼結鉱クーラーに適用した第1の実施形態を示す図である。同図において、符号1は焼結機より排出された高温の焼結鉱を破砕するクラッシャであり、このクラッシャ1により破砕された焼結鉱は、排熱回収ゾーン3aと排熱非回収ゾーン3bとから焼結鉱クーラー3内にコンベア2によって送り込まれるようになっている。
図1は、本発明に係る排熱利用方法を焼結鉱クーラーに適用した第1の実施形態を示す図である。同図において、符号1は焼結機より排出された高温の焼結鉱を破砕するクラッシャであり、このクラッシャ1により破砕された焼結鉱は、排熱回収ゾーン3aと排熱非回収ゾーン3bとから焼結鉱クーラー3内にコンベア2によって送り込まれるようになっている。
焼結鉱クーラー3の排熱回収ゾーン3aはコンベア2の下方にエアーチャンバ4を備えており、焼結鉱クーラー3内に送り込まれた焼結鉱5は、ヘッダーダクト6,7を経てエアーチャンバ4に供給される冷却用空気によって冷却されるようになっている。また、焼結鉱クーラー3の排熱回収ゾーン3aはコンベア2の上方にフード8,9を備えており、これらのフード8,9のうち最も上流に位置するフード8で集められた冷却用空気は、脱塵処理等が行われた後、排熱回収ダクト10を経て排熱回収ボイラ11に供給されるようになっている。そして、排熱回収ボイラ11に供給された空気(排ガス)は、ここで水と熱交換した後、ヘッダーダクト7を経てエアーチャンバ4に供給されるようになっている。なお、フード9で集められた空気は、脱塵処理等が行われた後、空気循環配管12及びヘッダーダクト6を経てエアーチャンバ4に供給されるようになっている。
焼結鉱クーラー3の排熱非回収ゾーン3bはコンベア2の下方にエアーチャンバ13を備えており、排熱回収ゾーン3aで一次冷却された焼結鉱5は、冷却用空気供給管14及びヘッダーダクト15を経てエアーチャンバ13に供給される冷却用空気によって冷却されるようになっている。また、焼結鉱クーラー3の排熱非回収ゾーン3bはコンベア2の上方にフード16を備えており、このフード16で集められた冷却用空気は、脱塵処理等が行われた後、フード16に接続された排気管17,18,19から大気中に排気されるようになっている。
排気管17〜19のうち最も上流に位置する排気管17には、熱音響エンジン20が付設されている。この熱音響エンジン20は二つの蓄熱体22,23をループ管21内に有しており、これらの蓄熱体22,23のうち一方の蓄熱体22は排気管16内に設けられ、他方の蓄熱体23は前述した冷却用空気供給管14内に設けられている。
このような構成において、焼結鉱クーラー3の排気管17に高温(例えば270℃)の排ガスが流入し、排気管17に流入した排ガスから熱音響エンジン20の蓄熱体22に高温熱が与えられると、熱音響エンジン20のループ管21内に音波が発生し、このループ管21内に発生した音波により蓄熱体23に低温の熱エネルギ(例えば0〜5℃)が発生する。このとき、蓄熱体23に発生した低温の熱エネルギは冷却用空気供給管14内を流れる冷却用空気と熱交換することによって、冷却用空気供給管14から焼結鉱クーラー3の後段(排熱非回収ゾーン3b)に供給される冷却用空気(例えば30℃の冷却用空気)が低温域(例えば24.6℃)まで冷却される。
したがって、上述した第1の実施形態では、焼結鉱クーラー3の後段から排出される排ガスの熱エネルギが焼結鉱クーラー3の後段に供給される冷却用空気の冷却用として熱音響エンジン20で回収されるため、焼結鉱クーラー3の後段から排出される排ガスの熱エネルギを焼結鉱クーラー3の後段に供給される冷却用空気の冷却用として有効に利用することができる。また、焼結鉱を冷却する際に空冷とフォグ冷却とを併用する必要がないので、焼結鉱クーラー20の粉塵回収系にダスト詰りが発生することを防止することができる。
次に、図2を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。
図2は、第2の発明に係る排熱利用方法を焼結鉱クーラーに適用した一実施形態を示す図である。同図において、符号27はパレット、26はパレット27内に焼結鉱原料を投入する原料投入装置であり、原料投入装置26からパレット27内に投入された焼結鉱原料は、パレット27により焼結機28内に送り込まれるようになっている。
図2は、第2の発明に係る排熱利用方法を焼結鉱クーラーに適用した一実施形態を示す図である。同図において、符号27はパレット、26はパレット27内に焼結鉱原料を投入する原料投入装置であり、原料投入装置26からパレット27内に投入された焼結鉱原料は、パレット27により焼結機28内に送り込まれるようになっている。
焼結機28はパレット27の上方に上部風箱29を有しており、この上部風箱29には、管状火炎バーナ30で例えば180〜200℃程度に加熱された燃焼用空気が空気導入管31を経て供給されるようになっている。また、焼結機28は上部風箱29からパレット27内の焼結鉱原料に吹き込まれた燃焼用空気を排気するための下部風箱32をパレット27の下方に有しており、この下部風箱32に吸い込まれた空気は排気管33、管状火炎バーナ30、排風機34を経て煙突35から大気中に放出されるようになっている。
焼結機28を出た高温の焼結鉱は、クラッシャ1で破砕された後、排熱回収ゾーン3aと排熱非回収ゾーン3bとからなる焼結鉱クーラー3内にコンベア2によって送り込まれるようになっている。
焼結機28を出た高温の焼結鉱は、クラッシャ1で破砕された後、排熱回収ゾーン3aと排熱非回収ゾーン3bとからなる焼結鉱クーラー3内にコンベア2によって送り込まれるようになっている。
焼結鉱クーラー3の排熱回収ゾーン3aはコンベア2の下方にエアーチャンバ4を備えており、焼結鉱クーラー3内に送り込まれた焼結鉱5は、ヘッダーダクト6,7を経てエアーチャンバ4に供給される冷却用空気によって冷却されるようになっている。また、焼結鉱クーラー3の排熱回収ゾーン3aはコンベア2の上方にフード8,9を備えており、これらのフード8,9のうち最も上流に位置するフード8で集められた冷却用空気は、脱塵処理等が行われた後、排熱回収ダクト10を経て排熱回収ボイラ11に供給されるようになっている。そして、排熱回収ボイラ11に供給された空気(排ガス)は、ここで水と熱交換した後、ヘッダーダクト7を経てエアーチャンバ4に供給されるようになっている。なお、フード9で集められた空気は、脱塵処理等が行われた後、空気循環配管12及びヘッダーダクト6を経てエアーチャンバ4に供給されるようになっている。
焼結鉱クーラー3の排熱非回収ゾーン3bはコンベア2の下方にエアーチャンバ13を備えており、排熱回収ゾーン3aで一次冷却された焼結鉱5は、冷却用空気供給管14及びヘッダーダクト15を経てエアーチャンバ13に供給される冷却用空気によって冷却されるようになっている。また、焼結鉱クーラー3の排熱非回収ゾーン3bはコンベア2の上方にフード16を備えており、このフード16で集められた冷却用空気は、脱塵処理等が行われた後、フード16に接続された排気管17,18,19から大気中に排気されるようになっている。
管状火炎バーナ30には、熱音響エンジン20が付設されている。この熱音響エンジン20は二つの蓄熱体22,23をループ管21内に有しており、これらの蓄熱体22,23のうち一方の蓄熱体22は管状火炎バーナ30内に設けられ、他方の蓄熱体23は前述した冷却用空気供給管14内に設けられている。
このような構成において、焼結機28から排出された排ガスは排気管33、管状火炎バーナ30、排風機34を経て煙突35から大気中に放出される。このとき、排ガスに含まれるCOガスの潜熱は、焼結機28に供給される燃焼用空気の加熱用として管状火炎バーナ30で回収される。したがって、焼結機28で発生したCOガスの潜熱を焼結機28に供給される燃焼用空気の加熱用として有効に利用することができる。
このような構成において、焼結機28から排出された排ガスは排気管33、管状火炎バーナ30、排風機34を経て煙突35から大気中に放出される。このとき、排ガスに含まれるCOガスの潜熱は、焼結機28に供給される燃焼用空気の加熱用として管状火炎バーナ30で回収される。したがって、焼結機28で発生したCOガスの潜熱を焼結機28に供給される燃焼用空気の加熱用として有効に利用することができる。
また、管状火炎バーナ30で回収されたCOガスの燃焼顕熱によって熱音響エンジン20の蓄熱体22が昇温すると、熱音響エンジン20のループ管21内に音波が発生し、このループ管21内に発生した音波により蓄熱体23に低温の熱エネルギが発生する。このとき、蓄熱体23に発生した低温の熱エネルギは冷却用空気供給管14内を流れる冷却用空気と熱交換することによって、焼結鉱クーラー3の後段(排熱非回収ゾーン3b)に供給される冷却用空気が低温域まで冷却される。したがって、焼結機28で発生したCOガスの潜熱を焼結鉱の冷却用としても有効に利用することができる。
1 クラッシャ
2 コンベア
3 焼結鉱クーラー
3a 排熱回収ゾーン
3b 排熱非回収ゾーン
4 焼結鉱
11 排熱回収ボイラ
20 熱音響エンジン
21 ループ管
22,23 蓄熱体
28 焼結機
27 パレット
30 管状火炎バーナ
2 コンベア
3 焼結鉱クーラー
3a 排熱回収ゾーン
3b 排熱非回収ゾーン
4 焼結鉱
11 排熱回収ボイラ
20 熱音響エンジン
21 ループ管
22,23 蓄熱体
28 焼結機
27 パレット
30 管状火炎バーナ
Claims (2)
- 焼結鉱を冷却する焼結鉱クーラーの後段から排出される排ガスの熱エネルギを熱音響エンジンで低温の熱エネルギとして回収し、回収された熱エネルギを前記焼結鉱クーラーの後段に供給される冷却用空気の冷却用として用いることを特徴とする排熱利用方法。
- 焼結鉱原料を焼結処理する焼結機から排出される排ガスを管状火炎バーナに供給して前記排ガスに含まれるCOガスの潜熱を回収し、回収された潜熱を前記焼結機に供給される燃焼用空気の加熱用として用いるとともに、熱音響エンジンで低温の熱エネルギに変換して前記焼結機より排出される焼結鉱の冷却用として用いることを特徴とする排熱利用方法。
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