JP2845109B2 - サイクロン式集塵装置 - Google Patents
サイクロン式集塵装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、低融点のダストを含
む排ガス集塵用のサイクロン式集塵装置に関し、特に溶
融還元炉において発生する排ガス用に適用するのに好適
なサイクロン式集塵装置に関する。
む排ガス集塵用のサイクロン式集塵装置に関し、特に溶
融還元炉において発生する排ガス用に適用するのに好適
なサイクロン式集塵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】低融点のダストを含む排ガスを発生する
設備としては、例えば溶融還元設備がある。この設備に
ついては、溶融還元炉から発生する高温でかつ還元性の
ある排ガスを有効利用するために、予備還元炉を備えた
ものが数多く提案されている。特開平１−１４９９１２
号公報に開示された溶融還元設備は、図９に示すように
溶融還元炉５１と、予備還元炉５２とから構成されてい
る。
設備としては、例えば溶融還元設備がある。この設備に
ついては、溶融還元炉から発生する高温でかつ還元性の
ある排ガスを有効利用するために、予備還元炉を備えた
ものが数多く提案されている。特開平１−１４９９１２
号公報に開示された溶融還元設備は、図９に示すように
溶融還元炉５１と、予備還元炉５２とから構成されてい
る。
【０００３】この装置においては、鉄鉱石はまず予備還
元炉５２に装入され、予熱および予備還元された後、溶
融還元炉５１に供給される。溶融還元炉５１において
は、予備還元された鉄鉱石のほかに石炭や石灰が装入さ
れるとともに、酸素が吹き込まれ、鉄鉱石は溶融還元さ
れて溶鉄となる。そして、溶融還元炉５１で発生する還
元性の高温ガスは予備還元炉５２へ導入され、鉄鉱石の
予熱および予備還元に使用される。
元炉５２に装入され、予熱および予備還元された後、溶
融還元炉５１に供給される。溶融還元炉５１において
は、予備還元された鉄鉱石のほかに石炭や石灰が装入さ
れるとともに、酸素が吹き込まれ、鉄鉱石は溶融還元さ
れて溶鉄となる。そして、溶融還元炉５１で発生する還
元性の高温ガスは予備還元炉５２へ導入され、鉄鉱石の
予熱および予備還元に使用される。
【０００４】溶融還元炉５１で発生する還元性の高温ガ
スには、鉄鉱石の微粉や石炭由来のダスト（以下総称し
てダストという）が含まれており、予備還元炉５２へこ
のガスを導入するためには、ダストを捕集し取り除く必
要がある。このため、サイクロン式の集塵装置６０が溶
融還元炉５１と予備還元炉５２間に設置されている。
スには、鉄鉱石の微粉や石炭由来のダスト（以下総称し
てダストという）が含まれており、予備還元炉５２へこ
のガスを導入するためには、ダストを捕集し取り除く必
要がある。このため、サイクロン式の集塵装置６０が溶
融還元炉５１と予備還元炉５２間に設置されている。
【０００５】サイクロン式集塵装置６０は、図１０
（ａ）および（ｂ）に示すように、内筒６１と外筒６２
の間に内外筒６１および６２の軸線と直交しかつ内外筒
６１および６２の接線に沿う方向から含塵ガス６３を吹
き込み、旋回流を形成させて遠心力でガス中の粉塵６４
をホッパー６５に集塵するものである。
（ａ）および（ｂ）に示すように、内筒６１と外筒６２
の間に内外筒６１および６２の軸線と直交しかつ内外筒
６１および６２の接線に沿う方向から含塵ガス６３を吹
き込み、旋回流を形成させて遠心力でガス中の粉塵６４
をホッパー６５に集塵するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サイク
ロン式集塵装置により溶融還元炉で発生した排ガス中の
ダストを集塵しようとすると、排ガスの温度が１０００
℃程度の高温であるので、次のような問題点があった。
すなわち、ダストは多種類の物質の混合物であり、鉄鉱
石や石炭粉等の他に、硫黄分やアルカリ成分を含有する
灰分（鉄鉱石や石炭に由来するもの）を含んでいる。こ
の灰分は低融点ダストの一例であるが、溶融還元炉で発
生した排ガス中のダストの融点は、約８００℃程度であ
るので、サイクロン式集塵装置に排ガスを導入した時点
では、ダストは溶融状態になっている。
ロン式集塵装置により溶融還元炉で発生した排ガス中の
ダストを集塵しようとすると、排ガスの温度が１０００
℃程度の高温であるので、次のような問題点があった。
すなわち、ダストは多種類の物質の混合物であり、鉄鉱
石や石炭粉等の他に、硫黄分やアルカリ成分を含有する
灰分（鉄鉱石や石炭に由来するもの）を含んでいる。こ
の灰分は低融点ダストの一例であるが、溶融還元炉で発
生した排ガス中のダストの融点は、約８００℃程度であ
るので、サイクロン式集塵装置に排ガスを導入した時点
では、ダストは溶融状態になっている。
【０００７】そして、溶融状態のダストがサイクロン式
集塵装置の内筒内壁に接触すると、そのまま付着してし
まうとともに、溶融ダストがバインダーの役目をして、
鉄鉱石や石炭等のダストまでをも付着させてしまう。こ
のため、短期操業をしただけでサイクロン式集塵装置の
圧力損失が急上昇し、操業不能になるという問題点があ
った。
集塵装置の内筒内壁に接触すると、そのまま付着してし
まうとともに、溶融ダストがバインダーの役目をして、
鉄鉱石や石炭等のダストまでをも付着させてしまう。こ
のため、短期操業をしただけでサイクロン式集塵装置の
圧力損失が急上昇し、操業不能になるという問題点があ
った。
【０００８】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、内筒をダスト
の融点以下に冷却してダストを付着させず、かつ排ガス
の温度を必要以上に低下させない冷却機構を有するサイ
クロン式集塵装置を提供することを目的としている。
点を解消するためになされたものであり、内筒をダスト
の融点以下に冷却してダストを付着させず、かつ排ガス
の温度を必要以上に低下させない冷却機構を有するサイ
クロン式集塵装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第一の発明に係るサイク
ロン式集塵装置は、内筒と外筒との間に、内筒および外
筒の軸線と直交しかつ内筒および外筒の接線に沿う方向
から含塵排ガスを吹き込み、旋回流を形成させて遠心力
で排ガス中のダストを集塵するサイクロン式集塵装置に
おいて、内筒および外筒の少なくとも一方を液体の冷却
媒体にて冷却するための冷却ジャケットを内筒または外
筒の外側に空間を形成しかつ内筒または外筒を覆うよう
にして設け、内筒または外筒と冷却ジャケットとの間の
前記空間を冷却用気体の通路とするとともに、この冷却
用気体の通路に面する内筒または外筒の外周面の円周方
向に複数のフィンを設けたことを特徴とするものであ
る。
ロン式集塵装置は、内筒と外筒との間に、内筒および外
筒の軸線と直交しかつ内筒および外筒の接線に沿う方向
から含塵排ガスを吹き込み、旋回流を形成させて遠心力
で排ガス中のダストを集塵するサイクロン式集塵装置に
おいて、内筒および外筒の少なくとも一方を液体の冷却
媒体にて冷却するための冷却ジャケットを内筒または外
筒の外側に空間を形成しかつ内筒または外筒を覆うよう
にして設け、内筒または外筒と冷却ジャケットとの間の
前記空間を冷却用気体の通路とするとともに、この冷却
用気体の通路に面する内筒または外筒の外周面の円周方
向に複数のフィンを設けたことを特徴とするものであ
る。
【００１０】また、第二の発明に係るサイクロン式集塵
装置は、内筒と外筒との間に、内筒および外筒の軸線と
直交しかつ内筒および外筒の接線に沿う方向から含塵排
ガスを吹き込み、旋回流を形成させて遠心力で排ガス中
のダストを集塵するサイクロン式集塵装置において、内
筒および外筒の少なくとも一方を冷却するための冷却ジ
ャケットを内筒または外筒の外側に空間を形成しかつ内
筒または外筒を覆うようにして設け、内筒または外筒と
冷却ジャケットとの間の空間には断熱材を挿入したこと
を特徴とするものである。
装置は、内筒と外筒との間に、内筒および外筒の軸線と
直交しかつ内筒および外筒の接線に沿う方向から含塵排
ガスを吹き込み、旋回流を形成させて遠心力で排ガス中
のダストを集塵するサイクロン式集塵装置において、内
筒および外筒の少なくとも一方を冷却するための冷却ジ
ャケットを内筒または外筒の外側に空間を形成しかつ内
筒または外筒を覆うようにして設け、内筒または外筒と
冷却ジャケットとの間の空間には断熱材を挿入したこと
を特徴とするものである。
【００１１】
【作用】この発明に係る第一のサイクロン式集塵装置に
おいては、冷却用気体により内筒または外筒を冷却し
て、内筒または外筒の温度をダストの融点以下に低下さ
せることができるので、ダストが内筒または外筒の内壁
に付着することがないとともに、排ガスの温度が必要以
上に下がることはない。また、冷却ジャケットに液体の
冷却媒体を供給することにより、冷却用気体を冷却して
いるので、冷却用気体の使用量を必要最小限にすること
ができる。
おいては、冷却用気体により内筒または外筒を冷却し
て、内筒または外筒の温度をダストの融点以下に低下さ
せることができるので、ダストが内筒または外筒の内壁
に付着することがないとともに、排ガスの温度が必要以
上に下がることはない。また、冷却ジャケットに液体の
冷却媒体を供給することにより、冷却用気体を冷却して
いるので、冷却用気体の使用量を必要最小限にすること
ができる。
【００１２】また、この発明に係る第二のサイクロン式
集塵装置においては、冷却ジャケットに水等液体の冷却
媒体を供給することにより、内筒または外筒の温度をダ
ストの融点以下に低下させることができるので、ダスト
が内筒または外筒の内壁に付着することはない。また、
冷却ジャケットと内筒の間に断熱材を挿入しているの
で、排ガス温度を必要以上に低下させることはない。
集塵装置においては、冷却ジャケットに水等液体の冷却
媒体を供給することにより、内筒または外筒の温度をダ
ストの融点以下に低下させることができるので、ダスト
が内筒または外筒の内壁に付着することはない。また、
冷却ジャケットと内筒の間に断熱材を挿入しているの
で、排ガス温度を必要以上に低下させることはない。
【００１３】
【実施例】この発明の第一のサイクロン式集塵装置の実
施例を図１および図２により説明する。図１（ａ）はこ
のサイクロン式集塵装置の平面図、図１（ｂ）はこのサ
イクロン式集塵装置の縦断面図、図２は図１（ｂ）のＡ
−Ａ矢視図である。
施例を図１および図２により説明する。図１（ａ）はこ
のサイクロン式集塵装置の平面図、図１（ｂ）はこのサ
イクロン式集塵装置の縦断面図、図２は図１（ｂ）のＡ
−Ａ矢視図である。
【００１４】この実施例においては、内筒１および外筒
２のそれぞれを冷却して、内筒１および外筒２の内壁に
ダストが付着しないようにしている。まず内筒１の冷却
機構を説明すると、内筒１の外側には、空気供給口３か
ら冷却空気を供給し、空気排出口４から冷却空気を排出
する冷却空気通路５が設けられている。そして、冷却空
気通路５の外側には、冷却水供給口６から冷却水を供給
し、冷却水排出口７から冷却水を排出する冷却水通路８
を有する冷却ジャケット９が設けられている。また、内
筒１の外周面には円周方向に一定間隔をおいて複数の冷
却フィン１０が、内筒１の長手方向に沿って設けられて
いる。
２のそれぞれを冷却して、内筒１および外筒２の内壁に
ダストが付着しないようにしている。まず内筒１の冷却
機構を説明すると、内筒１の外側には、空気供給口３か
ら冷却空気を供給し、空気排出口４から冷却空気を排出
する冷却空気通路５が設けられている。そして、冷却空
気通路５の外側には、冷却水供給口６から冷却水を供給
し、冷却水排出口７から冷却水を排出する冷却水通路８
を有する冷却ジャケット９が設けられている。また、内
筒１の外周面には円周方向に一定間隔をおいて複数の冷
却フィン１０が、内筒１の長手方向に沿って設けられて
いる。
【００１５】次に、外筒２の冷却機構を説明すると、外
筒２の外側には、空気供給口１３から冷却空気を供給
し、空気排出口１４から冷却空気を排出する冷却空気通
路１５が設けられている。そして、冷却空気通路１５の
外側には、冷却水供給口１６から冷却水を供給し、冷却
水排出口１７から冷却水を排出する冷却水通路１８を有
する冷却ジャケット１９が設けられている。外筒２の外
周面には、内筒１の場合と同じように、複数の冷却フィ
ン２０が設けられている。
筒２の外側には、空気供給口１３から冷却空気を供給
し、空気排出口１４から冷却空気を排出する冷却空気通
路１５が設けられている。そして、冷却空気通路１５の
外側には、冷却水供給口１６から冷却水を供給し、冷却
水排出口１７から冷却水を排出する冷却水通路１８を有
する冷却ジャケット１９が設けられている。外筒２の外
周面には、内筒１の場合と同じように、複数の冷却フィ
ン２０が設けられている。
【００１６】さらに詳述すると、図２に示すように、冷
却フィン２０は外筒２の外周面にほぼ等ピッチで、かつ
外筒２の長手方向に沿って複数設けられている。冷却フ
ィン２０の外側を覆うように、内管２１と外管２２とで
構成される冷却通路１８を有する冷却ジャケットが設け
られている。
却フィン２０は外筒２の外周面にほぼ等ピッチで、かつ
外筒２の長手方向に沿って複数設けられている。冷却フ
ィン２０の外側を覆うように、内管２１と外管２２とで
構成される冷却通路１８を有する冷却ジャケットが設け
られている。
【００１７】集塵前の還元ガスは、還元ガス入口２３か
ら内筒１と外筒２の間に、接線方向に沿って吹き込ま
れ、旋回流が形成される。このため、還元ガス中に含ま
れるダストは、遠心力により外筒２の内壁２ａ側に吹き
飛ばされ、内壁２ａに沿って下方へと落下して内筒２の
下部に堆積する。そして、一定量堆積するとダスト排出
口２４から排出するようにしている。一方、除塵された
還元ガスは内筒１を通って、還元ガス排出口２５から排
出される。
ら内筒１と外筒２の間に、接線方向に沿って吹き込ま
れ、旋回流が形成される。このため、還元ガス中に含ま
れるダストは、遠心力により外筒２の内壁２ａ側に吹き
飛ばされ、内壁２ａに沿って下方へと落下して内筒２の
下部に堆積する。そして、一定量堆積するとダスト排出
口２４から排出するようにしている。一方、除塵された
還元ガスは内筒１を通って、還元ガス排出口２５から排
出される。
【００１８】還元ガス入口２３における還元ガスの温度
は、１０００℃に達しているので、還元ガス中に含まれ
るダストは、その融点が８００℃程度であるので、溶融
状態にあり、内筒１の内壁１ａや外筒２の内壁２ａに付
着しやすい。しかしながら、本発明の第一のサイクロン
式集塵装置においては、前述したように内筒１および外
筒２を、冷却空気でダストの融点以下に冷却しているの
で、ダストが付着することはない。図３は内筒１または
外筒の内壁温度とダストの付着成長速度の関係を示すグ
ラフであるが、内壁温度が８００℃以下では、内壁でダ
ストは成長しない。
は、１０００℃に達しているので、還元ガス中に含まれ
るダストは、その融点が８００℃程度であるので、溶融
状態にあり、内筒１の内壁１ａや外筒２の内壁２ａに付
着しやすい。しかしながら、本発明の第一のサイクロン
式集塵装置においては、前述したように内筒１および外
筒２を、冷却空気でダストの融点以下に冷却しているの
で、ダストが付着することはない。図３は内筒１または
外筒の内壁温度とダストの付着成長速度の関係を示すグ
ラフであるが、内壁温度が８００℃以下では、内壁でダ
ストは成長しない。
【００１９】次に、外筒２の高さが１０ｍ、内径が１．
８ｍの場合について、外筒２の内壁２ａを８００℃以下
の温度にするために必要な冷却空気および冷却水を計算
により求めたところ、冷却空気は１１０００Ｎｍ3 ／
ｈ、冷却水は９０ｔ／ｈであった。また、それぞれの流
体の温度変化および外筒２の内壁２ａの温度の変化は、
図４に示すとうりである。
８ｍの場合について、外筒２の内壁２ａを８００℃以下
の温度にするために必要な冷却空気および冷却水を計算
により求めたところ、冷却空気は１１０００Ｎｍ3 ／
ｈ、冷却水は９０ｔ／ｈであった。また、それぞれの流
体の温度変化および外筒２の内壁２ａの温度の変化は、
図４に示すとうりである。
【００２０】すなわち、図４において、Ｔwallは内壁２
ａの温度、Ｔg は排ガスの温度、Ｔa は冷却空気の温
度、Ｔw は冷却水の温度であるが、排ガスの温度Ｔg は
出口においても１０００℃前後と入口とあまり変化がな
いが、冷却空気で外筒２を冷却し、かつ冷却空気を冷却
水で冷却することにより、内壁２ａの温度Ｔwallは７５
０〜７７０℃の範囲に維持される。冷却空気は冷却水で
冷却しても、５０℃から約４００℃まで昇温されるが、
内壁２ａの温度Ｔwallがこのような温度範囲に維持され
ているのは、冷却空気が昇温されると、流速が速くな
り、外筒２と冷却空気間の伝熱効率が上昇したためであ
る。
ａの温度、Ｔg は排ガスの温度、Ｔa は冷却空気の温
度、Ｔw は冷却水の温度であるが、排ガスの温度Ｔg は
出口においても１０００℃前後と入口とあまり変化がな
いが、冷却空気で外筒２を冷却し、かつ冷却空気を冷却
水で冷却することにより、内壁２ａの温度Ｔwallは７５
０〜７７０℃の範囲に維持される。冷却空気は冷却水で
冷却しても、５０℃から約４００℃まで昇温されるが、
内壁２ａの温度Ｔwallがこのような温度範囲に維持され
ているのは、冷却空気が昇温されると、流速が速くな
り、外筒２と冷却空気間の伝熱効率が上昇したためであ
る。
【００２１】上記したように、冷却空気は４００℃まで
昇温されるので、この熱エネルギを加熱用熱源や燃焼用
空気として利用することもできる。なお、上記計算にお
けるサイクロン式集塵装置の各部寸法は、表１に示す通
りであり、その材質は冷却ジャケットが普通鋼、外筒が
ステンレス鋼であるものとした。
昇温されるので、この熱エネルギを加熱用熱源や燃焼用
空気として利用することもできる。なお、上記計算にお
けるサイクロン式集塵装置の各部寸法は、表１に示す通
りであり、その材質は冷却ジャケットが普通鋼、外筒が
ステンレス鋼であるものとした。
【００２２】
【表１】
【００２３】なお、表１において外筒２の厚さ（ｔ1 ）
とは、図５に示す外筒２の肉厚をいい、冷却ジャケット
の内管２１の厚さ（ｔ2 ）とは、同じく図５に示す冷却
ジャケット１９の冷却空気通路１５側のジャケットの肉
厚をいう。また、外筒２と冷却ジャケット１９の間隔
（Ｃ1 ）とは、冷却空気通路１５の通路幅をいい、冷却
フィン２０の幅（ｗ）、厚さ（ｙb ）およびピッチ
（ｐ）は図６に示す数値をいう。また、排ガスおよび冷
却流体の条件は、表２の通りの条件であるものとした。
とは、図５に示す外筒２の肉厚をいい、冷却ジャケット
の内管２１の厚さ（ｔ2 ）とは、同じく図５に示す冷却
ジャケット１９の冷却空気通路１５側のジャケットの肉
厚をいう。また、外筒２と冷却ジャケット１９の間隔
（Ｃ1 ）とは、冷却空気通路１５の通路幅をいい、冷却
フィン２０の幅（ｗ）、厚さ（ｙb ）およびピッチ
（ｐ）は図６に示す数値をいう。また、排ガスおよび冷
却流体の条件は、表２の通りの条件であるものとした。
【００２４】
【表２】
【００２５】構造が図１で各部寸法が表１と同じである
この発明の第一のサイクロン式集塵装置を、溶融還元炉
と予備還元炉の間に設置して操業した。この際の排ガス
条件および冷却流体の条件は、表２の値と概略同じであ
り、外筒内壁の温度は７００〜７８０℃に保たれてい
た。そして、この操業においては、３日間連続操業を行
ったが、外筒内壁へのダストの付着はほとんど起こらな
かった。
この発明の第一のサイクロン式集塵装置を、溶融還元炉
と予備還元炉の間に設置して操業した。この際の排ガス
条件および冷却流体の条件は、表２の値と概略同じであ
り、外筒内壁の温度は７００〜７８０℃に保たれてい
た。そして、この操業においては、３日間連続操業を行
ったが、外筒内壁へのダストの付着はほとんど起こらな
かった。
【００２６】これに反し、従来の冷却しない構造のサイ
クロン式集塵装置においては、２〜３日でサイクロンの
圧力損失が増加し、操業を停止せざるを得ない状態にな
った。また、この発明の第一のサイクロン式集塵装置を
使用した場合、内筒および外筒の内壁の温度は空気冷却
のため、低融点ダストの融点近傍までしか冷却されない
ので、排ガスの温度低下が小さく、予備還元炉の還元性
能に及ぼす影響は少なかった。
クロン式集塵装置においては、２〜３日でサイクロンの
圧力損失が増加し、操業を停止せざるを得ない状態にな
った。また、この発明の第一のサイクロン式集塵装置を
使用した場合、内筒および外筒の内壁の温度は空気冷却
のため、低融点ダストの融点近傍までしか冷却されない
ので、排ガスの温度低下が小さく、予備還元炉の還元性
能に及ぼす影響は少なかった。
【００２７】なお、本実施例の説明では、溶融還元炉の
場合に適用する場合について説明したが、溶融還元炉だ
けでなく、低融点ダストを含む他の排ガスの集塵にも有
効であるのはもちろんである。
場合に適用する場合について説明したが、溶融還元炉だ
けでなく、低融点ダストを含む他の排ガスの集塵にも有
効であるのはもちろんである。
【００２８】次に、この発明の第二のサイクロン式集塵
装置の実施例を、図７および図８により説明する。図７
（ａ）はこのサイクロン式集塵装置の平面図、図７
（ｂ）はこのサイクロン式集塵装置の縦断面図、図８は
図７（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。この実施例において
は、内筒３１および外筒３２のそれぞれを冷却して、内
筒３１および外筒３２の内壁にダストが付着しないよう
にしている。まず内筒３１の冷却機構を説明すると、内
筒３１の外側には、断熱材３３が内筒３１の外周面を覆
うように配置され、さらに断熱材３３を挟んでその外側
に、内筒３１全体を覆うように、冷却ジャケット３４が
設けられている。冷却ジャケット３４には、冷却水供給
口３５から冷却水を供給し、冷却水排出口３６から冷却
水を排出する冷却水通路３７が設けられている。
装置の実施例を、図７および図８により説明する。図７
（ａ）はこのサイクロン式集塵装置の平面図、図７
（ｂ）はこのサイクロン式集塵装置の縦断面図、図８は
図７（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。この実施例において
は、内筒３１および外筒３２のそれぞれを冷却して、内
筒３１および外筒３２の内壁にダストが付着しないよう
にしている。まず内筒３１の冷却機構を説明すると、内
筒３１の外側には、断熱材３３が内筒３１の外周面を覆
うように配置され、さらに断熱材３３を挟んでその外側
に、内筒３１全体を覆うように、冷却ジャケット３４が
設けられている。冷却ジャケット３４には、冷却水供給
口３５から冷却水を供給し、冷却水排出口３６から冷却
水を排出する冷却水通路３７が設けられている。
【００２９】次に、外筒３２の冷却機構を説明すると、
外筒３２の外側には、断熱材４３が外筒３２の外周面を
覆うように配置され、さらに断熱材４３を挟んでその外
側に、外筒３２全体を覆うように、冷却ジャケット４４
が設けられている。冷却ジャケット４４には、冷却水供
給口４５から冷却水を供給し、冷却水排出口４６から冷
却水を排出する冷却水通路４７が設けられている。
外筒３２の外側には、断熱材４３が外筒３２の外周面を
覆うように配置され、さらに断熱材４３を挟んでその外
側に、外筒３２全体を覆うように、冷却ジャケット４４
が設けられている。冷却ジャケット４４には、冷却水供
給口４５から冷却水を供給し、冷却水排出口４６から冷
却水を排出する冷却水通路４７が設けられている。
【００３０】図８に示すように、断熱材４３は外筒３２
と冷却ジャケット４４の内管４８との間に挿入されてお
り、冷却ジャケット４４の内管４８と外管４９との間の
冷却水通路４７を流れる冷却水が直接外筒３２に触れ
て、外筒３２の内壁３２ａを通して、排ガスの温度が必
要以上に低下しないようにしている。なお、内筒３１、
断熱材３３および冷却ジャケット３４の相対位置関係
は、図８で説明した外筒３２の場合と同じである。
と冷却ジャケット４４の内管４８との間に挿入されてお
り、冷却ジャケット４４の内管４８と外管４９との間の
冷却水通路４７を流れる冷却水が直接外筒３２に触れ
て、外筒３２の内壁３２ａを通して、排ガスの温度が必
要以上に低下しないようにしている。なお、内筒３１、
断熱材３３および冷却ジャケット３４の相対位置関係
は、図８で説明した外筒３２の場合と同じである。
【００３１】使用する材質としては、冷却ジャケット３
４および４４は普通鋼でよいが、内筒３１や外筒３２は
ステンレス鋼等の耐熱鋼を使用する必要がある。また、
断熱材３３および４３はセラミックファイバーからなる
セラミックシート等のセラミック材料や、マグネシア・
カーボン、不定型耐火物等の耐火物等各種のものが使用
できる。
４および４４は普通鋼でよいが、内筒３１や外筒３２は
ステンレス鋼等の耐熱鋼を使用する必要がある。また、
断熱材３３および４３はセラミックファイバーからなる
セラミックシート等のセラミック材料や、マグネシア・
カーボン、不定型耐火物等の耐火物等各種のものが使用
できる。
【００３２】次に、図７の構造のサイクロン式集塵装置
の外筒３２の内壁面の温度を８００℃以下にするために
必要な各種断熱材の厚さを計算により求めた結果につい
て説明する。この場合外筒３２の寸法は、高さが１０
ｍ、内径は１．８ｍ、材質は冷却ジャケットが普通鋼、
外筒がステンレス鋼とし、操業条件は表３の通りとし
た。
の外筒３２の内壁面の温度を８００℃以下にするために
必要な各種断熱材の厚さを計算により求めた結果につい
て説明する。この場合外筒３２の寸法は、高さが１０
ｍ、内径は１．８ｍ、材質は冷却ジャケットが普通鋼、
外筒がステンレス鋼とし、操業条件は表３の通りとし
た。
【００３３】
【表３】
【００３４】この計算結果を表４に示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】表４によると、セラミックシートを使用す
ると、その厚さはわずか１ｍｍでよく、マグネシア・カ
ーボンや不定形耐火物に比較して著しく薄くてすむ。そ
して、このように薄いと、内筒３１や外筒３２を組み立
てる際に、断熱材３３および４３を内筒３１や外筒３２
あるいは冷却ジャケット３４および４４に接着させてお
くことができ、断熱材３３および４３を挿入する手間を
省くことができる。
ると、その厚さはわずか１ｍｍでよく、マグネシア・カ
ーボンや不定形耐火物に比較して著しく薄くてすむ。そ
して、このように薄いと、内筒３１や外筒３２を組み立
てる際に、断熱材３３および４３を内筒３１や外筒３２
あるいは冷却ジャケット３４および４４に接着させてお
くことができ、断熱材３３および４３を挿入する手間を
省くことができる。
【００３７】上記の計算結果に基づき断熱材としてシリ
カ・アルミナ系で厚さ１ｍｍのセラミックシートを外筒
３２と冷却ジャケット４４間に挿入した、高さ１０ｍ、
内径１．８ｍのサイクロン式集塵装置を溶融還元炉と予
備還元炉との間に配置して操業した。この際の排ガスお
よび冷却水の条件は表３の値とほぼ同じであり、外筒３
２の内壁面の温度は７２０〜７８０℃であった。そし
て、この操業においては、３日間連続操業を行ったが、
外筒３２の内壁３２ａへのダストの付着はほとんど起こ
らなかった。
カ・アルミナ系で厚さ１ｍｍのセラミックシートを外筒
３２と冷却ジャケット４４間に挿入した、高さ１０ｍ、
内径１．８ｍのサイクロン式集塵装置を溶融還元炉と予
備還元炉との間に配置して操業した。この際の排ガスお
よび冷却水の条件は表３の値とほぼ同じであり、外筒３
２の内壁面の温度は７２０〜７８０℃であった。そし
て、この操業においては、３日間連続操業を行ったが、
外筒３２の内壁３２ａへのダストの付着はほとんど起こ
らなかった。
【００３８】これに反し、従来の冷却しない構造のサイ
クロン式集塵装置においては、２〜３日でサイクロンの
圧力損失が増加し、操業を停止せざるを得ない状態にな
った。また、この発明の第二のサイクロン式集塵装置を
使用した場合、内筒および外筒の内壁の温度は断熱材が
あるため、低融点ダストの融点近傍までしか冷却されな
いので、排ガスの温度低下が小さく、予備還元炉の還元
性能に及ぼす影響は少なかった。
クロン式集塵装置においては、２〜３日でサイクロンの
圧力損失が増加し、操業を停止せざるを得ない状態にな
った。また、この発明の第二のサイクロン式集塵装置を
使用した場合、内筒および外筒の内壁の温度は断熱材が
あるため、低融点ダストの融点近傍までしか冷却されな
いので、排ガスの温度低下が小さく、予備還元炉の還元
性能に及ぼす影響は少なかった。
【００３９】なお、本実施例の説明では、溶融還元炉の
場合に適用する場合について説明したが、溶融還元炉だ
けでなく、低融点ダストを含む他の排ガスの集塵にも有
効であるのはもちろんである。
場合に適用する場合について説明したが、溶融還元炉だ
けでなく、低融点ダストを含む他の排ガスの集塵にも有
効であるのはもちろんである。
【００４０】
【発明の効果】この発明により、低融点ダストがサイク
ロン式集塵装置の内筒や外筒の内壁に付着することがな
いとともに、内外筒冷却にともなう排ガスの温度の低下
が、必要以上に大きくなることもない。
ロン式集塵装置の内筒や外筒の内壁に付着することがな
いとともに、内外筒冷却にともなう排ガスの温度の低下
が、必要以上に大きくなることもない。
【図１】本発明の第一のサイクロン式集塵装置の実施例
を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図２】図１（ｂ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】内筒または外筒の内壁温度とダストの付着成長
速度の関係を示すグラフである。
速度の関係を示すグラフである。
【図４】入口から出口までの内壁温度、排ガス温度、冷
却空気温度および冷却水温度の変化を示すグラフであ
る。
却空気温度および冷却水温度の変化を示すグラフであ
る。
【図５】部材厚さの符号を説明するグラフである。
【図６】冷却フィンの寸法諸元を示す説明図である。
【図７】本発明の第二のサイクロン式集塵装置の実施例
を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図８】図７（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図９】溶融還元設備における各設備の配置状態を示す
説明図である。
説明図である。
【図１０】サイクロン式集塵装置の（ａ）は縦断面図、
（ｂ）は平面図である。
（ｂ）は平面図である。
１ 内筒 ２ 外筒 ３ 空気供給口 ４ 空気排出口 ５ 冷却空気通路 ６ 冷却水供給口 ７ 冷却水排出口 ８ 冷却水通路 ９ 冷却ジャケット １０ 冷却フィン １３ 空気供給口 １４ 空気排出口 １５ 冷却空気通路 １６ 冷却水供給口 １７ 冷却水排出口 １８ 冷却水通路 １９ 冷却ジャケット ２０ 冷却フィン ２１ 冷却ジャケットの内管 ２２ 冷却ジャケットの外管 ２３ 還元ガス入口 ２４ ダスト排出口 ２５ 還元ガス排出口 ３１ 内筒 ３２ 外筒 ３３ 断熱材 ３４ 冷却ジャケット ３５ 冷却水供給口 ３６ 冷却水排出口 ３７ 冷却水通路 ４３ 断熱材 ４４ 冷却ジャケット ４５ 冷却水供給口 ４６ 冷却水排出口 ４７ 冷却水通路 ４８ 冷却ジャケットの内管 ４９ 冷却ジャケットの外管
フロントページの続き (72)発明者 薄井 徹 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 高井 敏夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 渡部 雅之 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 実開 昭54−91780（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B04C 1/00 - 11/00
Claims (2)
- 【請求項１】 内筒と外筒との間に、内筒および外筒の
軸線と直交しかつ内筒および外筒の接線に沿う方向から
含塵排ガスを吹き込み、旋回流を形成させて遠心力で排
ガス中のダストを集塵するサイクロン式集塵装置におい
て、内筒および外筒の少なくとも一方を液体の冷却媒体
にて冷却するための冷却ジャケットを内筒または外筒の
外側に空間を形成しかつ内筒または外筒を覆うようにし
て設け、内筒または外筒と冷却ジャケットとの間の前記
空間を冷却用気体の通路とするとともに、この冷却用気
体の通路に面する内筒または外筒の外周面の円周方向に
複数のフィンを設けたことを特徴とするサイクロン式集
塵装置。 - 【請求項２】 内筒と外筒との間に、内筒および外筒の
軸線と直交しかつ内筒および外筒の接線に沿う方向から
含塵排ガスを吹き込み、旋回流を形成させて遠心力で排
ガス中のダストを集塵するサイクロン式集塵装置におい
て、内筒および外筒の少なくとも一方を冷却するための
冷却ジャケットを内筒または外筒の外側に空間を形成し
かつ内筒または外筒を覆うようにして設け、内筒または
外筒と冷却ジャケットとの間の前記空間には断熱材を挿
入したことを特徴とするサイクロン式集塵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32264093A JP2845109B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | サイクロン式集塵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32264093A JP2845109B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | サイクロン式集塵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07171440A JPH07171440A (ja) | 1995-07-11 |
| JP2845109B2 true JP2845109B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=18145967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32264093A Expired - Fee Related JP2845109B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | サイクロン式集塵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2845109B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020048966A (ko) * | 2000-09-06 | 2002-06-24 | 야마오카 요지로 | 매진을 함유하는 배기가스를 냉각 집진하는 방법 및 그 장치 |
| JP2002089813A (ja) * | 2000-09-18 | 2002-03-27 | Takuma Co Ltd | 灰溶融炉の排ガス処理方法およびその装置 |
| JP5460266B2 (ja) * | 2009-11-26 | 2014-04-02 | 三州産業株式会社 | 施設園芸用温風暖房機 |
| CN102350406A (zh) * | 2011-09-01 | 2012-02-15 | 无锡双雄通用机械有限公司 | 一种改进的旋风分离器 |
| KR101639980B1 (ko) * | 2015-11-02 | 2016-07-15 | 이진복 | 싸이클론 장치 |
| CN105817349A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-03 | 湖北立菲得生物科技有限公司 | 水冷式旋风分离器 |
| CN107694774A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-02-16 | 江苏鑫德龙环保科技有限公司 | 一种旋风除尘器 |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32264093A patent/JP2845109B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07171440A (ja) | 1995-07-11 |
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