JP2009226334A

JP2009226334A - 集塵装置

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Publication number: JP2009226334A
Application number: JP2008076353A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Jinno; 哲也神野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2028-03-24
Also published as: JP5040764B2

Abstract

【課題】装置のランニングコストを実質的に上昇させることなく、集塵室が内部に設けられた集塵手段を構成する部材の硫酸腐蝕を効果的に抑制する。
【解決手段】電気集塵装置１６では、コントローラ９０が、非集塵空間Ｄにおける複数の測温部位にそれぞれ配置された温度センサ１０６から出力される温度検出信号に基づいて、温度センサ１０６に対応する挿入管１１４Ａ〜１１４Ｄを通して、集塵室７０内へ供給される冷却排ガスの供給量を流量調整ダンパ１１６により調整する。これにより、複数の測温部位を含む温度制御領域を冷却排ガスにより昇温し、焼結排ガスの露点よりも高温に保つことができるので、酸腐蝕の発生を効果的に防止できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、焼結鉱原料を焼結する焼結装置から排出される焼結排ガスを受け入れ、この焼結排ガス中に含まれる焼結ダストを除去する集塵装置に関する。

焼結装置の付帯設備として用いられる集塵装置としては、例えば、放電極（負極）と集塵極（正極）の間に高電圧を印加することにより形成される強力な電界にダストを含む焼結排ガスを通すと、焼結排ガス中のダストが負帯電体となり、集塵極に吸着捕集されることを利用する静電式のもの（電気集塵装置）があり、このような電気集塵装置は、例えば、製鉄原料の焼結を行う焼結装置から排出される主排ガス（以下、単に「焼結排ガス」という）の集塵処理に使用されている。

焼結装置では、そのガス排出部から排出される焼結排ガスの温度が一般に９０〜１５０℃程度とばらつきが大きく、また近年、省エネルギ対策として焼結排ガスの排熱回収設備が導入されることもあり、この場合には、電気集塵装置内へ供給される焼結排ガスの９０℃以下の低温になることもまれではなくなってきた。ここで、焼結排ガスの温度が露点温度以下になると排ガス中の水分が結露するが、焼結排ガス中には硫黄酸化物（ＳＯｘ）が含まれていることから、結露した水分中には硫酸が生成することになる。このため、低温の焼結排ガスが電気集塵装置内へ供給され、電気集塵装置内での温度低下により焼結排ガスから硫酸が生じると、電気集塵装置には硫酸による腐食（酸腐食）が生じる。

上記のような酸腐食を防止する手段を備えた従来の電気集塵装置としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。この特許文献１の電気集塵装置には、電気集塵装置における焼結排ガスが流通する集塵室内のガス流れのない低温域となる複数の測温部位に温度計（温度センサ）及び加熱器がそれぞれ設置されている。この電気集塵装置では、任意の温度センサの測定値があらかじめ定めた値（閾値）以下になると、その温度センサに対応する加熱器を作動させて測温部位の温度が露点温度より高い温度に維持する。

特許文献１の電気集塵装置では、複数の温度センサがそれぞれ集塵室内及びダストホッパ内における加熱器の内側付近を測定すると共に、複数の加熱器がそれぞれ集塵室の外殻を構成する外装板及び、集塵室内からダストを排出するためのダストホッパに配置されている。これにより、任意の温度センサの測定値が閾値以下になって、その温度センサに対応する加熱器を作動させた場合でも、加熱器から発生する熱により昇温可能な領域は、外装板自体、ダストホッパ自体並びに、外装板及びダストホッパの内側面に沿った狭い領域に限定される。

また特許文献１の電気集塵装置には、集塵室内にプレート状の集塵極及びワイヤ状の放電極が配置されており、複数枚の集塵極は互いに平行に支持されると共に、隣接する一対の集塵極の間に複数本の放電極が張設されている。この電気集塵装置では、複数枚の集塵極間にそれぞれ形成される狭い板状の空間が焼結排ガスの主たる流通路（ダストの捕集経路）になり、このダスト捕集経路を流通する際に焼結排ガス中に含まれる焼結ダストが集塵極に吸着される。
特開平９−２５３５３０号公報

しかしながら、特許文献１の電気集塵装置では、加熱器から発生する熱により昇温可能な領域が集塵室の外装板自体、ダストホッパ自体並びに、外装板及びダストホッパの内側面に沿った領域に限定されることから、集塵室の外装板、ダストホッパ並びに、外装板の内側に近接した集塵極については酸腐蝕を効果的に防止できるものの、外装板から離れた部位にある集塵極、放電極、これらの電極を支持する部材等については、長期的に酸腐蝕を防止できないという問題がある。

上記のような問題を解決するため、スチームヒータ、電熱ヒータ等の加熱器を集塵室内に配置することも考えられるが、この場合には、加熱器自体を硫酸から長期的に保護することが困難になる。
また、特許文献１に記載されているように、加熱器としてスチームヒータや電熱ヒータを用い場合には、加熱器を作動させるために高温スチームや電力等のエネルギが必要になることから、電気集塵装置のランニングコストが高くなるという問題が生じる。
本発明の目的は、上記事実を考慮し、装置のランニングコストを実質的に上昇させることなく、集塵室が内部に設けられた集塵手段を構成する部材の硫酸腐蝕を効果的に抑制できる集塵装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る集塵装置は、焼結鉱原料を焼結する焼結装置から排出される焼結排ガス中に含まれる焼結ダストを除去する集塵装置であって、前記焼結排ガスを流通させる集塵室に配置された当該焼結排ガス中の焼結ダストを吸着除去する吸塵手段と、前記集塵室における所定の測温部位の温度を検出する温度センサと、前記焼結装置で焼結された焼結鉱を冷却する冷却装置から排出される前記焼結排ガス中に含まれるＳＯｘの酸露点より高い冷却排ガスを、前記測温部位を含む制御領域に導入する冷却排ガス導入部と、該冷却排ガス導入部で導入される冷却排ガス量を、前記温度センサで検出した検出温度に基づいて制御することにより、前記制御領域を前記酸露点の温度より高い温度に制御する温度制御手段と、を備えたことを特徴とする。

上記請求項１に係る集塵装置では、温度制御手段が、冷却排ガス導入部で導入される冷却排ガス量を、前記温度センサで検出した検出温度に基づいて制御することにより、測温部位を含む制御領域を冷却排ガスにより露点よりも高温に保つことができるので、集塵槽自体及び吸塵手段における制御領域に対応する部分に酸腐蝕が発生することを効果的に防止できる。
従って、電気集塵装置によれば、集塵室における空気供給路を通して冷却排ガスが供給されなければ、露点以下の温度になり得る領域（非集塵空間）を、制御領域として予め設定しておけば、低温領域に酸腐蝕が発生することを効果的に防止できる。

また請求項１に係る集塵装置では、冷却装置において焼結直後の焼結鉱を冷却し、焼結鉱からの熱移動（吸熱反応）により高温になった冷却排ガスを利用して、集塵室の制御領域を昇温し、又は露点よりも高温に維持するので、スチームヒータ、電熱ヒータ等のエネルギの多量の消費を伴う加熱装置が必要なくなり、エネルギ消費に伴う装置のランニングコストの上昇を抑制できる。

また本発明の請求項２に係る集塵装置は、請求項１記載の集塵装置において、前記温度センサは、前記集塵室内における通過する排ガス温度がＳＯｘの酸露点以下となる可能性がある少なくとも下部側に幅方向に複数配設され、各温度センサの上流側に冷却排ガス導入部が個別に配設され、さらに前記温度制御手段は、各温度センサで検出した検出温度に基づいて各冷却排ガス導入部で導入される冷却排ガス量を個別に制御することを特徴とする。

また本発明の請求項３に係る集塵装置は、請求項２記載の集塵装置において、前記集塵室内の前記焼結排ガスの流通経路の上流側に前記冷却排ガス導入部を配設し、該冷却排ガス導入部から導入される冷却排ガスの通過経路の下流側に複数の温度センサを配列し、前記温度制御手段は、前記冷却排ガスの通過経路の複数の温度センサが検出した温度のうち最低温度に基づいて冷却排ガス量を制御するように構成されていることを特徴とする。

また本発明の請求項４に係る集塵装置は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の集塵装置において、前記吸塵手段は、前記集塵室内における焼結排ガスの流通方向に沿って演算する複数の集塵極と、一対の前記集塵局面に配置された放電極と、前記集塵極及び前記放電極に放電ようの駆動電圧を印加する電源とを備えていることを特徴とする。
上記請求項４に係る集塵装置では、吸塵手段が、集塵室内における焼結排ガスの流通方向に沿って延在する複数の集塵極と、一対の集塵極間に配置された放電極と、集塵極及び放電極に駆動電圧を印加する電源とを有することにより、焼結装置から集塵室内へ送り込まれた焼結排ガスが、一対の集塵極の間に形成される空間（流通路）を流通する際に、焼結排ガス中の焼結ダストを、集塵極と放電極との間に形成される電界の作用により所定の極性に帯電できると共に、この帯電された焼結ダストを逆極性の電圧が印加された集塵極に吸着できるので、一対の集塵極間を流通する焼結排ガス中から焼結ダストを効率的に捕集除去できる。

以上説明したように、本発明に係る集塵装置によれば、装置のランニングコストを実質的に上昇させることなく、集塵室が内部に設けられた集塵手段を構成する部材の硫酸腐蝕を効果的に抑制できる。

以下、本発明の実施の形態に係る電気集塵装置及び、この電気集塵装置が適用された焼結鉱の焼結処理ラインについて図面を参照して説明する。
図１〜図３には本発明の実施の形態に係る電気集塵装置がそれぞれ示され、図４には本発明の実施の形態に係る電気集塵装置が適用された焼結鉱原料の焼結処理ラインが模式的に示されている。

図４に示されるように、焼結鉱の焼結処理ライン１０は、焼結鉱原料の焼結装置１２と、この焼結装置１２による焼結鉱原料の搬送方向下流側に配置された冷却装置１４と、焼結装置１２から排出される焼結排ガスを清浄化するための電気集塵装置１６とを備えている。焼結装置１２には、複数個の格子状のパレットが環状に連結された移動床１８が設けられると共に、この移動床１８を内周側から張設した一対の張設ローラ２０が設けられている。移動床１８の内側には、一対の張設ローラ２０の間に複数個のウインドボックス２２が移動床１８の下面と対向するように配置されている。

焼結装置１２には、移動床１８の上側に焼結鉱原料を蓄えた原料ホッパ２４が配置されており、原料ホッパ２４は、移動床１８の作動時に、ロールフィーダ２６を介して焼結鉱原料を移動床１８上へ供給する。焼結装置１２には、移動床１８の上側の搬送方向上流側に点火炉２８が配置されており、点火炉２８は、バーナ（図示省略）により移動床１８により下流側へ搬送される焼結鉱原料中のコークスに点火する。これにより、移動床１８上の焼結鉱原料は、ウインドボックス２２により上方より下方に向かって焼結鉱原料の空隙中を吹き抜ける空気流により燃焼加熱が促進され、移動床１８上の焼結鉱原料は、上層部から下層部へ向かって溶融が進行し、移動床１８の下流端に達するまでに焼結が完了する。

複数個のウインドボックス２２の下端部には、それぞれ焼結排ガスの排気ダクト３０が接続されており、各排気ダクト３０は１本の集合ダクト３２に集合し、この集合ダクト３２を介して２個の電気集塵装置１６に接続されている。集合ダクト３２には、各排気ダクト３０と２台の電気集塵装置１６との間に切替ダンパ３４が配置されており、切替ダンパ３４は、集合ダクト３２の上流側を２台の電気集塵装置１６の何れかに選択的に連通させる。
各ウインドボックス２２は焼結鉱原料の焼結に伴って発生する焼結排ガスを吸入し、この焼結排ガスは、各排気ダクト３０、集合ダクト３２及び切替ダンパ３４を介して１台の電気集塵装置１６へ送り込まれる。

焼結処理ライン１０では、移動床１８の下流端から排出されるケーキ状の焼結鉱３６が１次クラッシャ３８でペレット状に粗粉砕された後、シュート４０を介して冷却装置１４へ搬入される。冷却装置１４には、複数個の格子状パレットが環状に連結された冷却床４２が設けられると共に、この冷却床４２を内側から張設した一対の張設ローラ４４が設けられている。冷却装置１４には、冷却床４２の上面側に対向するように複数個（本実施形態では、４個）の上部フード４６が配設されている。各上部フード４６には、上端部に円筒状の排気筒４８が形成されると共に、排気筒４８内に冷却ブロア５０が配置されている。冷却装置１４は、冷却床４２による焼結鉱３６の搬送に連動して冷却ブロア５０を作動させる。これにより、上部フード４６により冷却床４２上の空気が多量に吸入され、冷却床４２により下流側へ搬送される高温状態の焼結鉱３６が気流により冷却（空冷）される。

焼結処理ライン１０には、上部フード４６の排気筒４８を電気集塵装置１６に連通する空気供給路４９が設けられている。空気供給路４９は、一端部が上部フード４６の排気筒４８に接続された排気ダクト５２と、これら４本の排気ダクト５２の他端部が接続された合流攪拌部５４と、合流攪拌部５４から延出する合流ダクト５６と、この合流ダクト５６から分岐された２本の分岐ダクト５８とを備えている。
ここで、合流攪拌部５４は、４個の排気筒４８からそれぞれ排気された温度の異なる冷却排ガスを攪拌して均熱化する。なお、４個の上部フード４６は、上流側に在るものほど高温の冷却排ガスを吸気する。

空気供給路４９には、合流ダクト５６と２本の分岐ダクト５８との間に切替ダンパ６０が配置されており、この切替ダンパ６０は、合流ダクト５６を２本の分岐ダクト５８の何れかに選択的に連通させる。２本の分岐ダクト５８の先端側は、それぞれ２台の電気集塵装置１６にそれぞれ接続されている。ここで、２台の電気集塵装置１６は、その構造が基本的に同一になっており、例えば、一方の電気集塵装置１６をメンテナンスのために休止させる際には、他方の電気集塵装置１６により集塵が行われるように運転を切り替える。

電気集塵装置１６は、中空状の集塵槽６２と、この集塵槽６２の排気側の端部にブロアダクト６４を介して接続された排気ブロア６６とを備えており、排気ブロア６６は、集塵槽６２内から焼結ダストが除去された焼結排ガスを吸引し、この焼結排ガスを排気ダクト６７及び煙突５８を通して大気中に放出させる。従って、集塵槽６２内に形成された集塵室７０（図３参照）内には、排気ブロア６６が発生した負圧の作用により、焼結排ガスが吸気側の端部から排気側の端部へ向かって流通する。

図３に示されるように、電気集塵装置１６の集塵槽６２は、焼結排ガスの流通方向（矢印Ｆ方向）へ貫通した略角筒状の本体部７２を備えており、この本体部７２の内周側の空間が集塵室７０とされている。集塵槽６２には、本体部７２の吸入側の端部に絞りダクト７４が固定されると共に、本体部７２の排気側の端部に絞りダクト７６が固定されている。吸入側の絞りダクト７４には、流通方向Ｆに沿って序々に断面積が拡大する筒状の拡径部７５が形成されており、分岐ダクト５８は、拡径部７５を通して集塵室７０と連通している。

図１に示されるように、排気側の絞りダクト７６には、流通方向Ｆに沿って序々に断面積が縮小する筒状の縮径部７７が形成されており、集塵室７０は、縮径部７７を通してブロアダクト６４と連通している。本体部７２の底面部分には、複数個（本実施形態では、６個）のダストホッパ７８が形成されており、これらのダストホッパ７８の下端部には、それぞれゲート（図示省略）が開閉可能に配置されている。これらのゲートは、電気集塵装置１６の作動時には、略気密状態となるように閉じられる。

図３に示されるように、集塵室７０には、プレート状に形成された集塵極８０が焼結排ガスの流通方向Ｆに沿って延在するように複数配置されている。これらの集塵極８０は、集塵槽６２の幅方向（矢印Ｗ方向）に沿って間隔が等しく、かつ互いに平行となるように配置されている。集塵槽６２内には、流通方向Ｆに沿った吸気側端部、排気側端部及び中央部にそれぞれ絶縁性の碍子部材８２、８４、８６が配置されている。集塵極８０は、その吸気側端部、排気側端部及び中央部が碍子部材８２、８４、８６にそれぞれ連結固定され、これらの碍子部材８２、８４、８６により集塵室７０内で支持されている。

集塵室７０には、互いに隣接する一対の集塵極８０の間にワイヤ状の放電極８８が複数配置されている。これにより、一対の集塵極８０の間には流通方向Ｆに延在し、幅方向に沿って狭いプレート状の空間（集塵空間）が形成される。複数本の放電極８８は、流通方向Ｆに沿った間隔が等しくなるように配置されており、それぞれ集塵槽６２の高さ方向（図１の矢印Ｈ方向）に沿って張設されている。

電気集塵装置１６は、集塵極８０及び放電極８８に放電用の駆動電圧を印加する電源（図示省略）を備えると共に、図３に示されるように、電源を制御するコントローラ９０を備えている。コントローラ９０は、電気集塵装置１６の作動時に、電源により集塵極８０（正極）及び放電極８８（負極）に駆動電圧を印加する。これにより、集塵極８０と放電極８８との間には強力な電界が発生し、焼結排ガスが一対の集塵極８０の間を通過する際に、電界の作用により焼結排ガス中に含まれる焼結ダストが負極性に帯電されると共に、集塵極８０に吸着される。従って、焼結排ガスは、一対の集塵極８０の間を流通する際に、焼結ダストが捕集除去されて清浄化される。
なお、集塵極８０に吸着された焼結ダストは、電気集塵装置１６の運転停止時に、各ダストホッパ７８のゲートを開くと共に、槌打機構（図示省略）により各集塵極８０の下端部に衝撃を与えることにより、集塵極８０から剥離除去され、ダストホッパ７８を通して集塵槽６２の外部へ排出される。

図３に示されるように、集塵室７０には、吸気側の端部に整流板９２が配置されている。整流板９２は、それぞれ吸入側の絞りダクト７４を通して集塵室７０に流入する焼結排ガスが集塵空間の外側へ侵入することを抑制する。具体的には、整流板９２は、幅方向Ｗに沿って最も外側にある集塵極８０と集塵槽６２の側板部９６との間の空間及び、中央に位置する一対の集塵極８０との間の空間にそれぞれ焼結排ガスが侵入することを抑制する。更に、整流板９２は、集塵極８０の上端と集塵槽６２の頂板部９８との間の空間及び、集塵極８０の下端と集塵槽６２のダストホッパ８７との間の空間にそれぞれ焼結排ガスが侵入することを阻止する。これにより、電圧印加時にも有効な電界が発生せず、焼結排ガスが集塵極８０により吸着不能の領域（以下、「非集塵空間Ｄ」という。）に侵入することを防止している。

また、上記のように集塵室７０の入口付近に整流板９２が配置されると共に、流通方向Ｆに沿った中央部に碍子部材８４が配置されることにより、集塵室７０は４個の半独立した集塵ゾーンＺ１〜Ｚ４（図２参照）に区画される。ここで、集塵ゾーンＺ１、Ｚ４と集塵ゾーンＺ２、Ｚ３との間にも非集塵空間Ｄが形成され、この非集塵空間Ｄに焼結排ガスが進入することも、整流板９２により防止される。また集塵ゾーンＺ１、Ｚ２と集塵ゾーンＺ３、Ｚ４との境界では中央部の碍子部材８４のガス流に対する絞り作用により焼結排ガスが流れ状態が変化する。

図３に示されるように、分岐ダクト５８及びブロアダクト６４には、それぞれ温度センサ１００、１０２が配置されており、上流側の温度センサ１００は集塵室７０へ供給される焼結排ガスの温度を検出し、下流側の温度センサ１０２は集塵室７０から排出される焼結排ガスの温度を検出し、それぞれ検出温度に対応する温度検出信号をコントローラ９０へ出力する。

図２に示されるように、集塵室７０には、複数個（本実施形態では、７２個）の温度センサ１０６がマトリックス状に配置されている。ここで、特定位置の温度センサ１０６を表す場合には、幅方向Ｗ、流通方向Ｆ及び高さ方向Ｈに沿ったＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸とする３次元座標を考え、この座標上における座標点（ｘ、ｙ、ｚ）（ここで、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ正の自然数であり、ｘ＝１〜４、ｙ＝１〜６、ｚ＝１〜３の範囲で変化する。）を用いて位置を示すこととする。

各集塵ゾーンＺ１〜Ｚ４には、それぞれ１８個の温度センサ１０６が配置されており、各集塵ゾーンＺ１〜Ｚ４におけるＺ−Ｘ平面上には、６個の温度センサ１０６（図３参照）が２次元的に配列され、Ｙ軸に沿って３個の温度センサ１０６が略直線的に配列されている。例えば、座標点（１、１、１）、（２、１、１）の温度センサ１０６は、集塵ゾーンＺ１の下端付近における幅方向Ｗに沿った両端部にそれぞれ配置され、また座標点（１、１、３）、（２、１、３）の温度センサ１０６は、集塵ゾーンＺ１の上端付近における幅方向Ｗに沿った両端部にそれぞれ配置されている。これらの座標点（１、１、１）、（２、１、１）、（１、１、３）及び（２、１、３）は、整流板９２により焼結排ガスの流通が抑制される非集塵空間Ｄ内、又は非集塵空間Ｄに十分に近接した位置に配置されている。これにより、各温度センサ１０６は、実質的に非集塵空間Ｄにおける所定位置（測定位置）の雰囲気温度を検出することになる。

温度センサ１０６としては、例えば、公知の熱電対式のものを用いることが可能であり、測定する温度域を考慮した場合には、クロメル−アロメル熱電対が好適である。また、焼結装置１２からの焼結排ガスには一定量のＳＯｘが含まれることから、酸腐蝕による熱伝対の損傷を長期的に防止するためには、テフロン（登録商標）等の耐酸性の高い材料からなるチューブ内に熱電対を密封した状態で、集塵室７０に挿入することが好ましい。なお、温度センサ１００、１０２としても、温度センサ１０６と同一のものを用いることができる。

他の集塵ゾーンＺ２〜Ｚ４についても、それぞれ集塵ゾーンＺ１と同一個数（１８個）の温度センサ１０６が同様に配置されている。このため、集塵ゾーンＺ２〜Ｚ４における温度センサ１０６の配置については詳細な説明を省略する。
集塵槽６２に配置された温度センサ１０６は、電気集塵装置１６の作動時に、各座標点（１、１、１）〜（３、６、１）に対応する部位（測温部位）の雰囲気温度を検出し、それに対応する温度検出信号をコントローラ９０にそれぞれ出力する。またコントローラ９０には、そのメモリ（図示省略）に予め閾値ＳＨ及び閾値ＳＬが設定されている。

ここで、下限側の閾値ＳＬは、焼結排ガスにおける露点温度に対応して設定されており、上限側の閾値ＳＨは、焼結排ガス中に含まれるカーボン粒子等の可燃性ダストの発火点温度に対応して設定されている。具体的には、閾値ＳＬは、焼結排ガスの露点である約８０℃に１０℃を加算した９０℃程度に設定され、閾値ＳＨは、温度制御のバラツキを考慮し、閾値ＳＬに温度制御の偏差及び温度センサ１０６による温度検出の誤差を加算した値に設定されている。

図１に示されるように、空気供給路４９の分岐ダクト５８は、その先端側が３本の分配管１０８、１１０、１１２に分岐している。さらに、分配管１０８、１１０、１１２は、その先端側がそれぞれ４本の挿入管１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ、１１４Ｄに分岐しており、これら複数本（本実施形態では、１２本）の挿入管１１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ、１１４Ｄは、それぞれ冷却排ガスの導入部として構成されており、絞りダクト７４を貫通して集塵槽６２の内部に挿入されている。ここで、分配管１０８、分配管１１０、分配管１１２は、三次元座標軸におけるｚ＝１、ｚ＝２及びｚ＝３の位置にそれぞれ対応しており、挿入管１１４Ａ〜１１４Ｄは、三次元座標軸におけるｘ＝１、ｘ＝２、ｘ＝３及びｘ＝４の位置にそれぞれ対応している。

また１２本の挿入管１１４Ａ〜１１４Ｄは、その先端（開口端）が略同一のＺ−Ｘ平面上に位置しており、このＺ−Ｘ平面は、ｙ＝１の位置にある１２個の温度センサ１０６に対して僅かに上流側に位置している。任意の挿入管１１４Ａ〜１１４Ｄから排気された冷却排ガスの大部分は、集塵室７０における複数個（本実施形態では、６個）の温度センサ１０６による測温部位を含む非集塵空間Ｄへ供給される。例えば、分配管１０８の挿入管１１４Ａは、ｘ＝１、ｙ＝１〜６及びｚ＝１にそれぞれ位置する６個の温度センサ１０６の測温部位を含む非集塵空間Ｄの上端側の領域（温度制御領域）に冷却排ガスを供給する。また１個の温度制御領域は、高さ方向Ｈ又は幅方向Ｗに沿って隣接する温度制御領域に接しており、これにより、１個の非集塵空間Ｄは、高さ方向Ｈ又は幅方向Ｗに沿って３個の温度制御領域により区画されたものになる。

図３に示されるように、空気供給路４９における各挿入管１１４Ａ〜１１４Ｄには流量調整ダンパ１１６が配置されており、これらの流量調整ダンパ１１６はコントローラ９０から制御信号に従って開度が変化し、この開度変化に伴って挿入管１１４Ａ〜１１４Ｄにおける冷却排ガスの流量を変化させる。
焼結処理ライン１０では、焼結装置１２から排気される焼結排ガスの温度が概ね９０℃〜１５０℃程度の範囲（但し、排熱回収装置を備えた燃焼装置では、６０℃〜１２０℃程度の範囲）で変化し、また冷却装置１４から排気される吸熱空気の温度は概ね１００℃〜３５０℃の範囲で変化する。一方、電気集塵装置１６では、例えば、冷却装置１４からの吸熱空気を集塵室７０へ供給しない状態で、集塵室７０に１００℃未満（例えば、９０℃）の比較的低温域の焼結排ガスが流入した場合には、集塵室７０の非集塵空間Ｄ付近の雰囲気温度が焼結排ガスの露点温度よりも低くなるおそれがある。

なお、焼結装置１２から集塵室７０に流れ込む焼結排ガスの温度及び集塵室７０から排出された焼結排ガスの温度は、それぞれ温度センサ１００及び温度センサ１０２により検出され、それに対応する検出信号がコントローラ９０へ出力される。これにより、コントローラ９０は、集塵室７０に流れ込む焼結排ガスの温度及び集塵室７０から排出される焼結排ガスの温度をそれぞれ判断する。
すなわち、非集塵空間Ｄは、整流板９２により高温状態に保たれた新たな焼結排ガスの流入が抑制されることから、放熱、熱伝導により温度低下が生じ易い。特に、集塵室７０における頂板部９８及びダストホッパ７８の内側の非集塵空間Ｄは、頂板部９８及びダストホッパ７８から大気中への放熱作用により温度低下が大きいものになる。

次に、図５のフローチャートを参照して、上記のように構成された本実施形態に係る電気集塵装置１６の作用について説明する。
本実施形態に係る電気集塵装置１６では、その作動時（焼結排ガスの吸入時）にコントローラ９０が図５のフローチャートに示される制御を行うことにより、集塵室７０における温度制御領域の温度が適正な範囲に制御される。なお、以下の説明では、コントローラ９０が１本（例えば、図１の紙面右下）の挿入管１１４Ａの下流側に配置された６個１組の温度センサ１０６からの温度検出信号に基づいて、挿入管１１４Ａの下流側における温度制御領域の温度を制御する場合について説明する。

先ず、ステップＳ１２０で、コントローラ９０は、挿入管１１４Ａの下流側における測温部位に配置された温度センサ１０６から出力された温度検出信号に基づいて検出温度Ｔを判断すると共に、この検出温度Ｔを閾値ＳＬと比較する。このとき、コントローラ９０は、６個の温度センサ１０６が検出した検出温度のうち、最も低い検出温度Ｔを代表温度（制御用変数）として採用する。

ステップＳ１２０で、検出温度Ｔが閾値ＳＬよりも高温と判断された場合（ＹＥＳの場合）には、コントローラ９０は、ステップＳ１２２で検出温度Ｔを閾値ＳＨと比較する。ステップ１２２で検出温度Ｔが閾値ＳＨよりも低温と判断された場合（ＹＥＳの場合）には、コントローラ９０は、ステップＳ１２４で電気集塵装置１６が焼結排ガスを吸入している装置の作動時か、焼結排ガスの吸入が完了している装置の作動終了時かを判断する。ステップＳ１２４で装置の作動終了時であると判断した場合（ＹＥＳの場合）には、コントローラ９０は温度センサ１０６からの検出信号に基づく制御を完了する。

一方、ステップＳ１２０で、検出温度Ｔが閾値ＳＬ以下と判断された場合（ＮＯの場合）には、コントローラ９０は、ステップＳ１２６へ制御ルーチンを移行し、流量調整ダンパ１１６のアクチュエータ部（図示省略）に所定の単位制御量に対応する駆動信号Ｖ_OPを出力する。これにより、流量調整ダンパ１１６は、駆動信号Ｖ_OP入力前のダンパ開度に対して単位制御量だけダンパ開度を拡大して、挿入管１１４Ａから温度制御領域に流入する冷却排ガスの量を増加させる。

ステップＳ１２８で、コントローラ９０は、流量調整ダンパ１１６へ駆動信号Ｖ_OPを出力してから、所定の制御サイクル時間ＴＣが経過したことを判断すると、ステップＳ１３０で、温度センサ１０６の検出温度Ｔを閾値ＳＬと比較する。このステップ１３０で、コントローラ９０は、検出温度Ｔが閾値ＳＬよりも低温である場合（ＹＥＳの場合）には、制御ルーチンをステップＳ１２２へ移行し、また検出温度Ｔが閾値ＳＬ以下である場合（ＮＯの場合）には、制御ルーチンをステップＳ１２６へリターンする。

ステップＳ１２２で、検出温度Ｔが閾値ＳＨ以上と判断された場合（ＮＯの場合）には、コントローラ９０は、ステップＳ１３２へ制御ルーチンを移行し、流量調整ダンパ１１６のアクチュエータ部（図示省略）に所定の単位制御量に対応する駆動信号Ｖ_CLを出力する。これにより、流量調整ダンパ１１６は、駆動信号Ｖ_CL入力前のダンパ開度に対して単位制御量だけダンパ開度を縮小して、挿入管１１４Ａから温度制御領域に流入する冷却排ガスの量を減少させる。

またステップＳ１３４で、コントローラ９０は、流量調整ダンパ１１６へ駆動信号Ｖ_CLを出力してから、所定の制御サイクル時間ＴＣが経過したことを判断すると、ステップＳ１３６で温度センサ１０６の検出温度Ｔを閾値ＳＨと比較する。このステップ１３６で、コントローラ９０は、検出温度Ｔが閾値ＳＨよりも低温である場合（ＹＥＳの場合）には、制御ルーチンをステップＳ１２４へ移行し、また検出温度Ｔが閾値ＳＨ以上である場合（ＮＯの場合）には、制御ルーチンをステップＳ１３２へリターンする。

なお、電気集塵装置１６では、１本の挿入管１２４Ａの下流側における１個の温度制御領域に対する温度制御と同様の制御を、他の挿入管１１４Ａ−１１４Ｄの下流側における各温度制御領域に対してもパラレルに実行する。
電気集塵装置１６では、以上説明した挿入管１１４Ａ−１１４Ｄの下流側における各温度制御領域に対する冷却排ガスの供給量を、温度センサ１０６からの温度検出信号に基づいて流量調整ダンパ１１６により調整することにより、集塵室７０における各温度制御領域を焼結排ガスの露点よりも高温に保つことができるので、集塵槽６２における側板部９６、頂板部９８及びダストホッパ７８付近及び、温度制御領域に隣接して配置された集塵極８０及び放電極８８に酸腐蝕が発生することを効果的に防止できる。

また電気集塵装置１６では、冷却装置１４において焼結直後の焼結鉱３６を冷却し、この焼結鉱からの熱移動（吸熱反応）により高温になった冷却排ガスを利用して、集塵室の温度制御領域（非集塵空間Ｄ）を昇温し、露点よりも高温に維持するので、スチームヒータ、電熱ヒータ等の多量のエネルギ消費を伴う加熱装置が必要なくなり、エネルギ消費に伴う電気集塵装置１６のランニングコストの上昇を抑制できる。

また電気集塵装置１６では、コントローラ９０が、集塵室７０における上端付近の温度センサ１０６（ｚ＝３の温度センサ１０６）からの温度検出信号に基づいて、上端側の温度制御領域に供給される冷却排ガスの供給量を流量調整ダンパ１１６により調整すると共に、集塵室７０における下端付近の温度センサ１０６（ｚ＝１）からの温度検出信号に基づいて、下端側の温度制御領域に供給される冷却排ガスの供給量を流量調整ダンパ１１６により調整する。これにより、集塵室７０における上端側及び下端側の非集塵空間Ｄをそれぞれ露点温度よりも高温に保てるので、頂板部９８及びダストホッパ７８から大気中への放熱作用により温度低下が大きいものになる上端側及び下端側の非集塵空間Ｄ付近で酸腐蝕が発生することを効果的に防止できる。

電気集塵装置１６では、コントローラ９０が、非集塵空間Ｄにおける複数の測温部位（本実施形態では、６点）にそれぞれ配置された温度センサ１０６から出力される温度検出信号に基づいて、これらの温度センサ１０６に対応する挿入管１１４Ａ〜１１４Ｄを通して、集塵室７０内へ供給される冷却排ガスの供給量を流量調整ダンパ１１６により調整する。これにより、複数の測温部位を含む温度制御領域を冷却排ガスにより昇温し、焼結排ガスの露点よりも高温に保つことができるので、集塵槽６２における側板部９６、頂板部９８及びダストホッパ７８付近及び、温度制御領域に隣接して配置された集塵極８０及び放電極８８に酸腐蝕が発生することを効果的に防止できる。

なお、本実施形態に係る電気集塵装置１６では、冷却装置１４における４個の上部フード４６から吸引された冷却排ガスを合流攪拌部５４により混ぜ合わせ、均熱化した冷却排ガスを全量空気供給路４９を通して集塵室７０へ供給したが、この条件では、温度制御領域の温度が高温になり過ぎるような場合には、合流攪拌部５４にリリーフダンパ（図示省略）を設け、リリーフダンパを通して冷却排ガスの一部を大気中へ放出するようにしても良い。

また集塵室７０へ供給する冷却排ガスの温度を上昇させたい場合には、４個の上部フード４６のうち、上流側に配置された１個ないし３個の上部フード４６から吸引した冷却排ガスのみを集塵室７０へ供給するようにしても良く、また必要に応じて空気供給路４９の途中にヒータを設置し、このヒータにより集塵室７０へ供給する冷却排ガスを補助的に加熱昇温しても良い。

また電気集塵装置１６では、温度センサ１０６により温度制御領域の雰囲気温度を検出していたが、集塵槽６２の側板部９６、頂板部９８及びダストホッパ７８における温度制御領域（非集塵空間Ｄ）に近接した部位に温度センサ１０６を直接取り付けると共に、集塵極８０又は放電極８８における非集塵空間Ｄに近接した部位に温度センサ１０６を直接取り付け、これらの温度センサ１０６により検出される集塵槽６２自体、集塵極８０又は放電極８８自体の温度に基づいて、温度制御領域への冷却排ガスの供給量を調整しても良い。

本発明の実施の形態に係る電気集塵装置における集塵槽を示す分解斜視図である。本発明の実施の形態に係る電気集塵装置の構成を示す平面図である。図２に示される電気集塵装置における温度センサの配置を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る電気集塵装置が適用された焼結鉱原料の焼結処理ラインの構成を示す模式図である。本発明の実施の形態に係る電気集塵装置における温度制御領域に対する温度制御方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１２焼結装置
１４冷却装置
１６電気集塵装置
４６上部フード（冷却装置）
４８排気筒（冷却装置）
４９空気供給路
５２排気ダクト（空気供給路）
５４合流攪拌部（空気供給路）
５８分岐ダクト（空気供給路）
６０切替ダンパ（空気供給路）
６２集塵槽
７０集塵室
８０集塵極（吸塵手段）
８８放電極（吸塵手段）
１０６温度センサ
１０８、１１０、１１２分配管（空気供給路）
１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ、１１４Ｄ挿入管（空気供給路）
１１６流量調整ダンパ（流量調整手段）

Claims

焼結鉱原料を焼結する焼結装置から排出される焼結排ガス中に含まれる焼結ダストを除去する集塵装置であって、
前記焼結排ガスを流通させる集塵室に配置された当該焼結排ガス中の焼結ダストを吸着除去する吸塵手段と、
前記集塵室における所定の測温部位の温度を検出する温度センサと、
前記焼結装置で焼結された焼結鉱を冷却する冷却装置から排出される前記焼結排ガス中に含まれるＳＯｘの酸露点より高い冷却排ガスを、前記測温部位を含む制御領域に導入する冷却排ガス導入部と、
該冷却排ガス導入部で導入される冷却排ガス量を、前記温度センサで検出した検出温度に基づいて制御することにより、前記制御領域を前記酸露点の温度より高い温度に制御する温度制御手段と、
を備えたことを特徴とする集塵装置。
前記温度センサは、前記集塵室内における通過する排ガス温度がＳＯｘの酸露点以下となる可能性がある少なくとも下部側に幅方向に複数配設され、各温度センサの上流側に冷却排ガス導入部が個別に配設され、さらに前記温度制御手段は、各温度センサで検出した検出温度に基づいて各冷却排ガス導入部で導入される冷却排ガス量を個別に制御することを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。
前記集塵室内の前記焼結排ガスの流通経路の上流側に前記冷却排ガス導入部を配設し、該冷却排ガス導入部から導入される冷却排ガスの通過経路の下流側に複数の温度センサを配列し、前記温度制御手段は、前記冷却排ガスの通過経路の複数の温度センサが検出した温度のうち最低温度に基づいて冷却排ガス量を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の集塵装置。
前記吸塵手段は、前記集塵室内における焼結排ガスの流通方向に沿って演算する複数の集塵極と、一対の前記集塵局面に配置された放電極と、前記集塵極及び前記放電極に放電ようの駆動電圧を印加する電源とを備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の集塵装置。