JP2008202071A

JP2008202071A - 高炉ガス清浄設備の操業方法

Info

Publication number: JP2008202071A
Application number: JP2007037255A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Mori; 克己森; Takashi Hida; 孝肥田; Hirobumi Onoe; 博文尾上
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】静電集塵部での長期間の運転停止をなくして回収エネルギーの低下を防止すると共に、集塵効率を向上させることができる高炉ガス清浄設備の操業方法を提供する。
【解決手段】高炉炉頂圧力回収設備を有する高炉から発生する高炉ガスを、可変スロートを有する湿式集塵部と静電集塵部とにより清浄化する高炉ガス清浄設備の操業方法であって、高炉ガスを前記高炉炉頂圧力回収設備へ通ガスする際に、下記工程１と工程２とを交互に繰り返して実施することを特徴とする高炉ガス清浄設備の操業方法。
ここに、工程１：前記湿式集塵部の可変スロートをほぼ全開として散水のみを行い、高炉ガスの集塵を前記静電集塵部で実施する工程。
工程２：前記静電集塵部の運転を停止させた後、当該静電集塵部の電極に堆積したダストを水洗すると共に、前記前記湿式集塵部の可変スロートをほぼ全閉及び前記工程１の散水を継続して高炉ガスの集塵を前記湿式集塵部で実施する工程。
【選択図】図２

Description

本発明は、高炉炉頂圧力回収設備を有する高炉から発生する高炉ガスを、可変スロートを有する湿式集塵部と静電集塵部とにより清浄化する高炉ガス清浄設備の操業方法に関する。

近年、高炉は高圧操業が採用されており、高圧の高炉ガスが有するエネルギーの有効利用を図るため、高炉ガスを清浄化して高炉の燃焼ガス等の燃料として再利用されるが、高炉炉頂圧回収設備を設け、高圧の高炉ガスからエネルギーを回収して発電が行われている。

ところで、高炉炉頂圧回収設備を設置した高圧高炉におけるガス清浄設備としては、可変スロートを有する湿式集塵部（ベンチュリースクラバー）と静電集塵部とを有する高炉ガス清浄設備が用いられている。

この高炉ガス清浄設備に関しては、従来から種々の提案がなされており、例えば、下記特許文献１には、高炉炉頂圧力回収設備を有し、可変スロートを有する湿式集塵部と静電集塵部とで構成されてなる高炉ガス清浄設備の操業方法であって、高炉ガスを前記炉頂圧力回収設備へ通ガスする期間には、主としてガスの集塵を前記静電集塵部で行って当該集塵時の圧力損失を極減させ、通ガスしない期間には、湿式集塵部にて集塵をおこない、その結果、回収エネルギーを増大させると共に所望の集塵効率を達成させることができる操業方法が開示されている。

しかし、この特許文献１の高炉ガス清浄設備の操業方法では、静電集塵部においてスパーク等による異常放電が発生した場合に、高炉炉頂圧回収設備による発電を１０〜３０日間中止する必要が生じ、多大な発電量の損失が生じるという問題点があった。
特公昭５９−１０９７２号公報

そこで、本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、静電集塵部での長期間の運転停止をなくして回収エネルギーの低下を防止すると共に、集塵効率を向上させることができる高炉ガス清浄設備の操業方法を提供することを課題とする。

本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果、高炉ガスを前記高炉炉頂圧力回収設備へ通ガスする際に、静電集塵部による集塵と、湿式集塵部による集塵とを交互に返して実施することにより、静電集塵部での長期間の運転停止をなくして回収エネルギーの低下を防止すると共に、集塵効率を向上させることができる高炉ガス清浄設備の操業方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載したとおりの下記内容である。
（１）高炉炉頂圧力回収設備を有する高炉から発生する高炉ガスを、可変スロートを有する湿式集塵部と静電集塵部とにより清浄化する高炉ガス清浄設備の操業方法であって、高炉ガスを前記高炉炉頂圧力回収設備へ通ガスする際に、下記工程１と工程２とを交互に繰り返して実施することを特徴とする高炉ガス清浄設備の操業方法。

ここに、工程１：前記湿式集塵部の可変スロートをほぼ全開として散水のみを行い、高炉ガスの集塵を前記静電集塵部で実施する工程。

工程２：前記静電集塵部の運転を停止させた後、当該静電集塵部の電極に堆積したダストを水洗すると共に、前記前記湿式集塵部の可変スロートをほぼ全閉及び前記工程１の散水を継続して高炉ガスの集塵を前記湿式集塵部で実施する工程。

（２）前記工程１から工程２への交互の繰り返し時期を前記工程１における静電集塵部の荷電電圧の低下が始まる直前時期とし、当該直前時期に１０分間〜３０分間の前記工程２を実施後、引き続き工程１を継続実施することを特徴とする（１）に記載の高炉ガス清浄設備の操業方法。
（３）前記静電集塵部の電極に堆積したダストを有効圧200KPa以上400Kpa以下の高圧水により洗浄することを特徴とする（１）または（２）に記載の高炉ガス清浄設備の操業方法。
＜作用＞
（１）の発明によれば、静電集塵部による集塵と、湿式集塵部による集塵とを交互に繰り返して実施し、静電集塵部における集塵板に堆積するダストを間歇的に水洗・除去することにより、放電線の異常放電が発生することが皆無となり静電集塵部での長期間の運転停止をなくして回収エネルギーの低下を防止すると共に、集塵効率を向上させることができる。
（２）の発明によれば、工程１から工程２への交互の繰り返し時期を工程１における静電集塵部の荷電電圧の低下が始まる直前時期とし、当該直前時期に１０分間〜３０分間の工程２を実施後、引き続き工程１を継続実施することにより、結果的に圧力損失の少ない静電集塵部による集塵時間を長くすることになり、高炉炉頂圧力回収設備による回収エネルギーを増加させることができる。
（３）の発明によれば、静電集塵部の電極に堆積したダストを有効圧200Kpa以上400Kpa以下の高圧水により洗浄して洗浄時間を短時間にすることにより、高炉炉頂圧力回収設備による回収エネルギーを増加させることができる。

本発明によれば、高炉ガスを前記高炉炉頂圧力回収設備へ通ガスする期間において、集塵効率が低下することなく静電集塵部における長期間の操業停止が皆無となり、これにより高炉炉頂圧力回収設備による回収エネルギーが大幅に増加させることができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。

本発明を実施するための最良の形態について図１〜図４を用いて詳細に説明する。

図４は、本発明の操業方法を適用する高炉ガス清浄設備を例示する図である。

図４において、Ａは湿式集塵部（ベンチュリースクラバー）、Ｂは静電集塵部、１は高炉、２はダストキャッチャー、３は炉頂圧力制御弁、４は炉頂圧力回収設備、５は集塵板、６は放電極、７は水位制御弁を示す。

図４に示すように、高炉１から排出された高炉ガスは、ダストキャッチャー２により粗大な塵が除去された後、可変スロートを有する湿式集塵部Ａ（ベンチュリースクラバー）、および、静電集塵部Ｂからなる高炉ガス清浄設備により微細な塵が除去され清浄化された後、高炉炉頂圧力回収設備４へ通ガスされて発電することによりエネルギーを回収することができる。

湿式集塵部Ａ（ベンチュリースクラバー）は、図示されていない可変スロートにより高炉ガスの流速を調整しつつ散水することにより圧力損失をかけて集塵を行うものであり、可変スロートをほぼ全閉にして集塵を行う場合には、約３０KPaの圧力損失が生じる。

一方、静電集塵部Ｂは、放電極６に通電することにより、集塵板５に塵を付着させて集塵を行うものであり、圧力損失は約５KPa程度に抑えることができる。

なお、図４は、湿式集塵部Ａ（ベンチュリースクラバー）と静電集塵部Ｂとが一体に構成されているが、これらを分離させてもよい。

図１は、高炉ガス清浄設備における従来の操業方法を例示する図であり、図１（a）は高炉操業期間（日）と集塵圧力損失（KPa）との関係、図１（b）は
高炉操業期間（日）と高炉炉頂圧力回収設備による発電量（KW）×１０^３との関係を示す図である。

図１に示すように、高炉ガス清浄設備における従来の操業方法は、通常操業は圧力損失の小さい静電集塵部Ｂを用い、この静電集塵部Ｂを連続運転中、集塵板へ堆積（集塵）したダストを水洗・除去するために、スプレーノズルからの水を連続して集塵板５へ噴霧していた。

ところが、この操業により前記スプレーノズルが一部閉塞した場合、また、冷却用の循環水が汚濁した場合などは、当該ノズルから粒子の大きな水滴が、前記集塵板５に、飛散、跳ね返り、中央に配設している放電極６への飛散により異常放電が発生し、静電集塵部Ｂでの運転が停止し、この停止期間中は圧力損失を多く費やす湿式集塵部部Ａ（ベンチュリースクラバー）のみでの運転となるため、図１に示すように１ケ月に約１０日間、静電集塵機Ｂの荷電停止した場合には、発電損失量が約７２０KWhとなる。

また、異常放電した静電集塵部Ｂの修理・回復は、次の高炉設備全体の休風時にしか実施できないため、１回/月程度行われる高炉の定期修繕（定修）後に荷電停止となる場合、長い場合には静電集塵部Ｂの修理・回復に約１ケ月間かかる場合があり発電損失量は約３倍の２１６０KWhに達していた。

図２は、本発明における高炉ガス清浄設備の操業方法を例示する図であり、図２（a）は高炉操業期間（日）と集塵圧力損失（KPa）との関係、図２（b）は高炉操業期間（日）と高炉炉頂圧力回収設備による発電量（KW）×１０^３との関係を示す図である。
本発明における高炉ガス清浄設備の操業方法は、高炉炉頂圧力回収設備４を有する高炉１から発生する高炉ガスを、可変スロートを有する湿式集塵部Ａ（ベンチュリースクラバー）と静電集塵部Ｂとにより清浄化する高炉ガス清浄設備の操業方法であって、高炉ガスを前記高炉炉頂圧力回収設備４へ通ガスする際に、下記工程１と工程２とを交互に繰り返して実施することを特徴とする。

ここに、工程１：前記湿式集塵部Ａの可変スロートをほぼ全開として散水のみを行い、高炉ガスの集塵を前記静電集塵部Ｂで実施する工程。

工程２：前記静電集塵部Ｂの運転を停止させた後、当該静電集塵部Ｂの電極に堆積したダストを水洗すると共に、前記前記湿式集塵部Ａの可変スロートをほぼ全閉にして高炉ガスの集塵を前記湿式集塵部Ａで実施する工程。

図２に示すように、圧力損失の低い静電集塵部Ｂによる集塵と、圧力損失の高い湿式集塵部Ａによる集塵とを交互に繰り返して実施し、静電集塵部Ｂにおける集塵板に堆積するダストを静電集塵部の運転を停止し間歇的に水洗・除去することにより、放電線の異常放電が発生することが皆無となり静電集塵部での長期間の運転停止をなくして回収エネルギーの低下を防止すると共に、集塵効率を向上させることができる。

また、湿式集塵部Ａによる集塵は、静電集塵部Ｂの荷電電圧の低下が始まる直前に１０分間〜３０分間実施し、引き続き静電集塵部Ｂによる集塵を行うことにより、圧力損失の少ない静電集塵部Ｂによる集塵時間を長くすることにより、高炉炉頂圧力回収設備による回収エネルギーを増加させることができる。

湿式集塵部Ａによる集塵を、静電集塵部Ｂの荷電電圧の低下が始まる直前、１０分間〜３０分間実施するのは、電極に堆積するダストの量により必要な洗浄時間が相違するからであり、１０分間未満では洗浄が不十分となり、また、３０分間以上では洗浄は飽和し、高炉炉頂圧力回収設備での発電量がその分低下するからである。

また、本発明の操業方法によれば、電極の洗浄中に異常放電が発生する心配がないので、静電集塵部Ｂの電極に堆積したダストを有効圧200Kpa以上400Kpa以下の高圧水により洗浄して洗浄時間を短時間にすることにより、高炉炉頂圧力回収設備による回収エネルギーを増加させることができる。

静電集塵部Ｂにおける集塵板へ堆積（集塵）するダストを水洗・除去するためには、静電集塵部の運転を停止してスプレーノズルからの水を集塵板へ噴霧する。よって、前記従来技術の如く、放電線の異常放電が発生することが皆無となり、静電集塵部での運転が長期間にわたって停止することがない。また、前記のスプレーノズルからの集塵板への散水は、より強力な噴霧（有効圧200Kpa〜400Kpaの高圧洗浄など）が可能となり、集塵板の清掃が完璧となる。

前記有効圧とは、実際の当該スプレーから噴霧される水圧から、一般的な高炉のガス圧を差し引いたものであり、この有効圧が200 Kpa未満では噴霧される噴霧水の拡がり形状（角度）が小さくなると共に、噴霧水の勢いが小さくなり、目的とする集塵極の洗浄が不十分となる。また、有効圧が400 Kpaを超えると、集塵極での洗浄効果が飽和し、超えた分、高圧ノズルに送水するポンプの電力ロスとなる。以上によりスプレーノズルから集塵板へ噴霧する当該スプレーの有効圧としては有効圧200Kpa以上400Kpa以下が好ましい。

静電集塵部を連続運転中に集塵板へ堆積（集塵）したダストは、この間全く水洗・除去されないが、集塵効率が低下する直前に工程２を実施し、集塵板は、それにより清浄化するためを集塵効率が低下しない。

図３は、本発明を適用する実際の高炉ガス清浄設備を使用した事前テスト結果を示す図である。

図３に示す如く、実設備を使用したテストにより、連続散水しなくても、集塵効率が低下することのなき期間を見極めた結果、静電集塵部Ｂの集塵板６に蓄積するダストは、従来の如くスプレーノズルからの散水を実施しないため、時間と共に集塵板が汚れ、放電線への荷電装置の電流値が増加しているが、ダストへの荷電力が低下し集塵性能が低下する荷電電圧の低下が始まる直前、即ち、本テスト結果の一例によると４８ｈｒ経過する直前期間に、１０分間〜３０分間の有効圧200Kpa〜400Kpaの高圧洗浄を実施することにより、荷電電圧および荷電電流を回復することができ、本発明の効果が確認された。尚、前記ダストへの荷電力が低下し集塵性能が低下する直前時期は、実際の操業において、ダストの性状、操業条件などにより、若干相違する。よって、本発明の実施において、予め、実際の操業による前記集塵性能が低下する時期を数回にわたり把握し、その時期より、若干の余裕を見込んで、この直前時期を設定するとよい。

高炉ガス清浄設備における従来の操業方法を例示する図である。本発明における高炉ガス清浄設備の操業方法を例示する図である。本発明を適用する実際の高炉ガス清浄設備を使用した事前テスト結果を示す図である。本発明の操業方法を適用する高炉ガス清浄設備を例示する図である。

符号の説明

Ａ湿式集塵部（ベンチュリースクラバー）
Ｂ静電集塵部
１高炉
２ダストキャッチャー
３炉頂圧力制御弁
４炉頂圧力回収設備
５集塵板
６放電極
７水位制御弁

Claims

高炉炉頂圧力回収設備を有する高炉から発生する高炉ガスを、可変スロートを有する湿式集塵部と静電集塵部とにより清浄化する高炉ガス清浄設備の操業方法であって、高炉ガスを前記高炉炉頂圧力回収設備へ通ガスする際に、下記工程１と工程２とを交互に繰り返して実施することを特徴とする高炉ガス清浄設備の操業方法。
ここに、工程１：前記湿式集塵部の可変スロートをほぼ全開として散水のみを行い、高炉ガスの集塵を前記静電集塵部で実施する工程。
工程２：前記静電集塵部の運転を停止させた後、当該静電集塵部の電極に堆積したダストを水洗すると共に、前記前記湿式集塵部の可変スロートをほぼ全閉及び前記工程１の散水を継続して高炉ガスの集塵を前記湿式集塵部で実施する工程。
前記工程１から工程２への交互の繰り返し時期を前記工程１における静電集塵部の荷電電圧の低下が始まる直前時期とし、当該直前時期に１０分間〜３０分間の前記工程２を実施後、引き続き工程１を継続実施することを特徴とする請求項１に記載の高炉ガス清浄設備の操業方法。
前記静電集塵部の電極に堆積したダストを有効圧200Kpa以上400Kpa以下の高圧水により洗浄することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉ガス清浄設備の操業方法。