JP3167708B2 - 高圧冶金炉の発生ガスエネルギー回収方法およびその装置 - Google Patents
高圧冶金炉の発生ガスエネルギー回収方法およびその装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、間欠運転される高圧冶金炉−−すなわち、
炉内を大気圧以上に保って冶金反応を行わせる炉−−に
おける発生ガス（排ガス）のエネルギーを、有効に回収
する方法および装置に関する。
炉内を大気圧以上に保って冶金反応を行わせる炉−−に
おける発生ガス（排ガス）のエネルギーを、有効に回収
する方法および装置に関する。
［従来の技術］ 予備精錬炉・溶融還元炉等をはじめとする冶金炉で
は、近年、炉内空間を密閉しその圧力を大気圧以上に保
って冶金反応（精錬や還元など）を行わせることがあ
る。これは、精錬（粉体吹込み・酸素吹錬など）中の炉
内圧力が高いと、反応ガス（酸素・一酸化炭素など）
の密度が高くなって冶金反応が向上する、炉内の発生
ガス（一酸化炭素など）を処理設備へ送るにあたり、送
風機が不要なうえ大気の混入による不都合がない、体
積の小さい状態で発生ガスを扱えるため、管路を含めて
ガスの処理設備が小型ですむ−−など、多大なメリット
が生じるからである。
は、近年、炉内空間を密閉しその圧力を大気圧以上に保
って冶金反応（精錬や還元など）を行わせることがあ
る。これは、精錬（粉体吹込み・酸素吹錬など）中の炉
内圧力が高いと、反応ガス（酸素・一酸化炭素など）
の密度が高くなって冶金反応が向上する、炉内の発生
ガス（一酸化炭素など）を処理設備へ送るにあたり、送
風機が不要なうえ大気の混入による不都合がない、体
積の小さい状態で発生ガスを扱えるため、管路を含めて
ガスの処理設備が小型ですむ−−など、多大なメリット
が生じるからである。
こうした高圧冶金炉に関し、炉内を密閉しその圧力を
一定の高圧値とする技術は、特開昭60−197805号公報な
ど多くの文献類に開示され、すでに実用化がなされつつ
ある。
一定の高圧値とする技術は、特開昭60−197805号公報な
ど多くの文献類に開示され、すでに実用化がなされつつ
ある。
［発明が解決しようとする課題］ ところが従来、高圧冶金炉特有のエネルギーの回収技
術については、とくに提案されたことがない。つまり、
上記公報の例を含め、従来の技術は、高圧冶金炉を実現
して前述のメリットを得ようとするのが専らであった。
術については、とくに提案されたことがない。つまり、
上記公報の例を含め、従来の技術は、高圧冶金炉を実現
して前述のメリットを得ようとするのが専らであった。
したがって、高圧冶金炉であっても、その発生ガスが
保有するエネルギーの回収は、大気圧下で運転される
（冶金反応をなす）旧来の冶金炉における手段と同じも
のによるほかはなかった。すなわち発生ガスを、冷却・
除塵したうえ気体燃料等としてガスホルダーに蓄えた
り、冷却の前にボイラの熱源として利用したりする程度
である。このような手段では、高圧冶金炉の発生ガスが
「圧力」の形態で保有するエネルギー−−これは旧来の
大気圧下で運転される冶金炉の場合にはないものである
−−はほとんど回収され得ない。
保有するエネルギーの回収は、大気圧下で運転される
（冶金反応をなす）旧来の冶金炉における手段と同じも
のによるほかはなかった。すなわち発生ガスを、冷却・
除塵したうえ気体燃料等としてガスホルダーに蓄えた
り、冷却の前にボイラの熱源として利用したりする程度
である。このような手段では、高圧冶金炉の発生ガスが
「圧力」の形態で保有するエネルギー−−これは旧来の
大気圧下で運転される冶金炉の場合にはないものである
−−はほとんど回収され得ない。
高圧ガスをたとえば膨張タービンに導入し、得られる
動力で発電を行えば、ガスの圧力エネルギーは電力とし
てかなり有効に回収されるが、これを、間欠運転される
冶金炉において実施するのは簡単でない。長期間にわた
り連続的に運転される高炉と異なり、間欠運転がなされ
る冶金炉においては、連続的にはガスが発生せず、ガス
の導入が間欠的となって、タービン等とそれに接続され
た発電機によっても、効率的かつ安定的に電力を得るこ
とは難しいからである。
動力で発電を行えば、ガスの圧力エネルギーは電力とし
てかなり有効に回収されるが、これを、間欠運転される
冶金炉において実施するのは簡単でない。長期間にわた
り連続的に運転される高炉と異なり、間欠運転がなされ
る冶金炉においては、連続的にはガスが発生せず、ガス
の導入が間欠的となって、タービン等とそれに接続され
た発電機によっても、効率的かつ安定的に電力を得るこ
とは難しいからである。
本発明の目的は、大気圧を超える圧力のガスを発生し
運転が間欠的になされる高圧冶金炉における発生ガスの
エネルギーを、安定した電力として有効に回収するため
の方法および装置を提供することである。
運転が間欠的になされる高圧冶金炉における発生ガスの
エネルギーを、安定した電力として有効に回収するため
の方法および装置を提供することである。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係るエネルギー回収方法は、大気圧を超える
炉内圧力にて間欠運転される冶金炉につき、ａ）運転
中、炉内発生ガスの一部を発電用の圧力エネルギー回収
型膨張タービンに導入するとともに一部を蓄圧し、ｂ）
休止中には、上記で蓄圧したガスを上記のタービンに導
入し、ｃ）いずれの場合にも、当該タービンを経由した
上記のガスをガスホルダーに蓄えるものである。
炉内圧力にて間欠運転される冶金炉につき、ａ）運転
中、炉内発生ガスの一部を発電用の圧力エネルギー回収
型膨張タービンに導入するとともに一部を蓄圧し、ｂ）
休止中には、上記で蓄圧したガスを上記のタービンに導
入し、ｃ）いずれの場合にも、当該タービンを経由した
上記のガスをガスホルダーに蓄えるものである。
また本発明のエネルギー回収装置は、大気圧を超える
炉内圧力にて間欠運転される冶金炉からの発生ガスの排
出管路に、蓄圧器および発電用の圧力エネルギー回収型
膨張タービンを、並列にもしくは上流側からこの順に配
備し、当該タービンの下流側にガスホルダーを設けたも
のである。同装置については、さらに請求項３に記載し
たとおり、蓄圧器と発電用タービンとを結ぶ管路の中間
から、圧縮機を介して上記冶金炉の冶金反応向上用（溶
融金属撹拌用など）の吹込みノズルにつながる分岐管路
を設けるのもよい。
炉内圧力にて間欠運転される冶金炉からの発生ガスの排
出管路に、蓄圧器および発電用の圧力エネルギー回収型
膨張タービンを、並列にもしくは上流側からこの順に配
備し、当該タービンの下流側にガスホルダーを設けたも
のである。同装置については、さらに請求項３に記載し
たとおり、蓄圧器と発電用タービンとを結ぶ管路の中間
から、圧縮機を介して上記冶金炉の冶金反応向上用（溶
融金属撹拌用など）の吹込みノズルにつながる分岐管路
を設けるのもよい。
［作用］ 上記した本発明のエネルギー回収方法によれば、ｂ）
のように、冶金炉が休止中であっても、ａ）のとおり冶
金炉の運転中に蓄圧されたガスが発電用の圧力エネルギ
ー回収型膨張タービンに導入されるので、当該タービン
は連続的かつ効率的に運転され、安定した電力が得られ
る。冶金炉の運転が、間欠的だとはいえ運転時間（およ
びその間の発生ガス量）と休止時間とが概ね規則的に繰
り返されるのが常であるので、蓄圧ガス量とタービン容
量（ガス消費量）との関係が適当ならば、上記のとおり
タービンの連続運転が可能なのである。なお、上記ｃ）
のとおり、タービンを経由したガスをガスホルダーに蓄
えるので、そのガスの化学的エネルギーをも回収するこ
とができる。
のように、冶金炉が休止中であっても、ａ）のとおり冶
金炉の運転中に蓄圧されたガスが発電用の圧力エネルギ
ー回収型膨張タービンに導入されるので、当該タービン
は連続的かつ効率的に運転され、安定した電力が得られ
る。冶金炉の運転が、間欠的だとはいえ運転時間（およ
びその間の発生ガス量）と休止時間とが概ね規則的に繰
り返されるのが常であるので、蓄圧ガス量とタービン容
量（ガス消費量）との関係が適当ならば、上記のとおり
タービンの連続運転が可能なのである。なお、上記ｃ）
のとおり、タービンを経由したガスをガスホルダーに蓄
えるので、そのガスの化学的エネルギーをも回収するこ
とができる。
また、発明のエネルギー回収装置では、冶金炉の運転
中に蓄圧器内に蓄えられた高圧ガスが、冶金炉の休止中
にはその蓄圧器から放出され発電用の圧力エネルギー回
収型膨張タービンに導入されるので、上述の方法が実現
されてタービンが連続運転される。同時にガスの化学的
エネルギーも回収される。
中に蓄圧器内に蓄えられた高圧ガスが、冶金炉の休止中
にはその蓄圧器から放出され発電用の圧力エネルギー回
収型膨張タービンに導入されるので、上述の方法が実現
されてタービンが連続運転される。同時にガスの化学的
エネルギーも回収される。
請求項３のエネルギー回収装置は、上記に加え、冶金
炉からの高圧発生ガスが、圧縮機でさらに高圧化された
うえ、冶金反応を向上させる目的で炉内溶湯の撹拌など
に使用される。撹拌などのために溶湯内に吹き込まれる
べきガスの圧力は炉内のガス圧力を上まわる必要がある
が、このエネルギー回収装置では、もともと高い圧力を
もつ上記の発生ガスを冶金反応向上用のガスとするの
で、小容量の圧縮機によって容易に所要の圧力を得るこ
とができる。つまり、発生ガスのエネルギーを利用する
ことにより圧縮機において省エネを図りながら、そのガ
スを冶金炉内で再使用するのである。なお、上記と同様
にして蓄圧器を使用することにより、運転（精錬など）
を行わずに冶金炉が溶湯を保持する期間（サンプリング
中など）にも吹込みノズルへの溶湯の流入（逆流）を防
ぐことができる。
炉からの高圧発生ガスが、圧縮機でさらに高圧化された
うえ、冶金反応を向上させる目的で炉内溶湯の撹拌など
に使用される。撹拌などのために溶湯内に吹き込まれる
べきガスの圧力は炉内のガス圧力を上まわる必要がある
が、このエネルギー回収装置では、もともと高い圧力を
もつ上記の発生ガスを冶金反応向上用のガスとするの
で、小容量の圧縮機によって容易に所要の圧力を得るこ
とができる。つまり、発生ガスのエネルギーを利用する
ことにより圧縮機において省エネを図りながら、そのガ
スを冶金炉内で再使用するのである。なお、上記と同様
にして蓄圧器を使用することにより、運転（精錬など）
を行わずに冶金炉が溶湯を保持する期間（サンプリング
中など）にも吹込みノズルへの溶湯の流入（逆流）を防
ぐことができる。
［実施例］ 第１図および第２図は、本発明の一実施例を示すガス
系統図である。図示の冶金炉１では、炉体1aとフード1b
とによって内部空間が密閉され、フード1bに対して隙間
なく挿入されるランス1cから高圧の気体が吹き込まれ
（もしくは気体とともに粉体が吹き込まれて冶金反応が
行われ）ることにより、同空間が2kg/cm2G程度の高圧に
保たれて溶湯（溶鉄）の精錬など冶金反応が行われる。
そのため、フード1bからのガス排出管路すなわちダクト
2a（の最上流部分）には、炉内発生ガスとして一酸化炭
素（CO）を大量に含み、1500℃を超える温度と上記圧力
（約2kg/cm2G）とを有するガスが流入する。
系統図である。図示の冶金炉１では、炉体1aとフード1b
とによって内部空間が密閉され、フード1bに対して隙間
なく挿入されるランス1cから高圧の気体が吹き込まれ
（もしくは気体とともに粉体が吹き込まれて冶金反応が
行われ）ることにより、同空間が2kg/cm2G程度の高圧に
保たれて溶湯（溶鉄）の精錬など冶金反応が行われる。
そのため、フード1bからのガス排出管路すなわちダクト
2a（の最上流部分）には、炉内発生ガスとして一酸化炭
素（CO）を大量に含み、1500℃を超える温度と上記圧力
（約2kg/cm2G）とを有するガスが流入する。
この実施例では、上記の発生ガスがもつエネルギーを
最大限に回収するため、ダクト2aなどの管路を図のよう
に幾つかの機器に接続している。すなわち、ボイラ３や
集塵機４・蓄圧器７・タービン８・圧縮機10、さらに冶
金炉１の炉底吹込みノズル1eなどである。以下、これら
の機器およびそれらとダクト2aなどとの接続について説
明する。
最大限に回収するため、ダクト2aなどの管路を図のよう
に幾つかの機器に接続している。すなわち、ボイラ３や
集塵機４・蓄圧器７・タービン８・圧縮機10、さらに冶
金炉１の炉底吹込みノズル1eなどである。以下、これら
の機器およびそれらとダクト2aなどとの接続について説
明する。
イ）フード1bからの主管路となるダクト2aに、ボイラ３
と集塵機４・バルブ5b・蓄圧器７を上流側からこの順に
接続している。ボイラ３は、炉内発生ガスの熱エネルギ
ーを蒸気として取り出すとともに、ガスの温度を下げる
機能をなす。集塵機４には乾式・電気式・水噴霧式など
各種形式のものが適用できるが、開度調整弁（図示せ
ず）などによって内部のガス圧力（つまり冶金炉１の炉
内圧力）を調整できるものが望ましい。蓄圧器７は、こ
こでの最大圧が2kg/cm2G程度となるガスを一時的に蓄え
るものである。
と集塵機４・バルブ5b・蓄圧器７を上流側からこの順に
接続している。ボイラ３は、炉内発生ガスの熱エネルギ
ーを蒸気として取り出すとともに、ガスの温度を下げる
機能をなす。集塵機４には乾式・電気式・水噴霧式など
各種形式のものが適用できるが、開度調整弁（図示せ
ず）などによって内部のガス圧力（つまり冶金炉１の炉
内圧力）を調整できるものが望ましい。蓄圧器７は、こ
こでの最大圧が2kg/cm2G程度となるガスを一時的に蓄え
るものである。
ロ）上記のダクト2aのうちバルブ5bの手前（上流側）か
らダクト2bを分岐させ、これに、バルブ5aを介して着火
器６を設けた。着火器６は、炉内発生ガスでも用途のな
いもの、たとえば圧力や温度・成分が一定しないものを
燃焼させて無害化したうえ大気中へ放散する。
らダクト2bを分岐させ、これに、バルブ5aを介して着火
器６を設けた。着火器６は、炉内発生ガスでも用途のな
いもの、たとえば圧力や温度・成分が一定しないものを
燃焼させて無害化したうえ大気中へ放散する。
ハ）蓄圧器７から先でダクト2aを二方に分岐させ、一方
のダクト2cにバルブ5cを介装するとともに、他方のダク
ト2dには、バルブ5d・膨張タービン８・バルブ5eをこの
順に接続している。タービン８は発電機９の駆動源で、
これへの導入ガスの圧力は最大2kg/cm2G程度である。ダ
クト2c・2dの下流側は、ガスホルダー11（貯留圧力0.1k
g/cm2G程度）へ向かうダクト2eに接続した。
のダクト2cにバルブ5cを介装するとともに、他方のダク
ト2dには、バルブ5d・膨張タービン８・バルブ5eをこの
順に接続している。タービン８は発電機９の駆動源で、
これへの導入ガスの圧力は最大2kg/cm2G程度である。ダ
クト2c・2dの下流側は、ガスホルダー11（貯留圧力0.1k
g/cm2G程度）へ向かうダクト2eに接続した。
ニ）ダクト2dの上流部分、すなわち蓄圧器７とバルブ5d
との中間部分から、分岐ダクト2fを延ばし、上流および
下流にバルブ5f・5gを有する圧縮機10を接続したうえ、
それらの先を、冶金炉１のたとえば炉底部の冶金反応向
上用ガス吹込みノズル1eにつないだ。つまり圧縮機10
は、冶金炉１の炉内溶湯の撹拌等に必要な圧力（5kg/cm
2G程度）にまで、炉内発生ガスを昇圧するためのもので
ある。なお、圧縮機10のすぐ後ろ（バルブ5gの手前）に
蓄圧器（蓄圧器７よりも小型でよい）を設けて、撹拌用
ガスの安定供給を図るのもよい。
との中間部分から、分岐ダクト2fを延ばし、上流および
下流にバルブ5f・5gを有する圧縮機10を接続したうえ、
それらの先を、冶金炉１のたとえば炉底部の冶金反応向
上用ガス吹込みノズル1eにつないだ。つまり圧縮機10
は、冶金炉１の炉内溶湯の撹拌等に必要な圧力（5kg/cm
2G程度）にまで、炉内発生ガスを昇圧するためのもので
ある。なお、圧縮機10のすぐ後ろ（バルブ5gの手前）に
蓄圧器（蓄圧器７よりも小型でよい）を設けて、撹拌用
ガスの安定供給を図るのもよい。
さて、冶金炉１の発生ガスエネルギーの回収装置とし
て構成した上記の機器・ダクト系統は、ガスのエネルギ
ーを以下のようにして回収する。
て構成した上記の機器・ダクト系統は、ガスのエネルギ
ーを以下のようにして回収する。
まず各機器を、回収するエネルギー形態に対応させる
とつぎのようになる。ボイラ３は、ガスが主として熱の
形態で保有するエネルギーを回収し、ガスホルダー11
は、気体燃料すなわち化学的エネルギーとしてガスを回
収する。また発電用のタービン８は、ガスの主として圧
力エネルギーを電気エネルギーに置き換えて回収し、た
とえば製鉄所内で利用する。ダクト2fに至るガスは、エ
ネルギーの不足分を圧縮機10によって補われたうえ冶金
炉１へ戻されるので、そのエネルギーが再利用されるこ
とになる。
とつぎのようになる。ボイラ３は、ガスが主として熱の
形態で保有するエネルギーを回収し、ガスホルダー11
は、気体燃料すなわち化学的エネルギーとしてガスを回
収する。また発電用のタービン８は、ガスの主として圧
力エネルギーを電気エネルギーに置き換えて回収し、た
とえば製鉄所内で利用する。ダクト2fに至るガスは、エ
ネルギーの不足分を圧縮機10によって補われたうえ冶金
炉１へ戻されるので、そのエネルギーが再利用されるこ
とになる。
ガスすなわちエネルギーの流れを、タービン８が運転
中かどうかで分けると、第２図（ａ）・（ｂ）のように
なる。両図はいずれも冶金炉１が精錬中の状態を示すも
ので、図中、黒く塗りつぶされたバルブ記号は全閉のバ
ルブ、白抜きの同記号は全開のバルブをさし、半分が塗
りつぶされたものは開度調整されて開いたバルブをさし
ている。タービン８の運転中は同図（ａ）のように、バ
ルブ5a・5c以外のバルブを開き、着火器６以外のすべて
の機器にガスを流しながら、一部を蓄圧器７に蓄える。
一方、点検・整備などのためタービン８の運転を止める
ときは、同図（ｂ）のように、バルブ5cを開いてバルブ
5d・5eを閉じ、タービン８（ダクト2d）へのガスはダク
ト2cへバイパスさせる。
中かどうかで分けると、第２図（ａ）・（ｂ）のように
なる。両図はいずれも冶金炉１が精錬中の状態を示すも
ので、図中、黒く塗りつぶされたバルブ記号は全閉のバ
ルブ、白抜きの同記号は全開のバルブをさし、半分が塗
りつぶされたものは開度調整されて開いたバルブをさし
ている。タービン８の運転中は同図（ａ）のように、バ
ルブ5a・5c以外のバルブを開き、着火器６以外のすべて
の機器にガスを流しながら、一部を蓄圧器７に蓄える。
一方、点検・整備などのためタービン８の運転を止める
ときは、同図（ｂ）のように、バルブ5cを開いてバルブ
5d・5eを閉じ、タービン８（ダクト2d）へのガスはダク
ト2cへバイパスさせる。
第２図（ａ）のケース（タービン８が運転中）で、冶
金炉１が精錬していないか、もしくは精錬強度の弱い
（精錬の初期・末期など。発生ガスの圧力も低い）とき
は、図の状態からバルブ5bを全閉にする。これにより、
発生ガスは蓄圧器７の手前で遮断され、代わって、精錬
中に蓄圧器７に蓄えられた高圧ガスが下流の機器（ター
ビン８・ノズル1e・ガスホルダー11）に送られるので、
発電機９による発電が継続されるとともに、ノズル1eへ
の溶湯の流入（逆流）防止、気体燃料としてのガスの貯
留がこの間にも行われる。その際、バルブ5aを開いて着
火器６を作動させれば、冶金炉１から出るガスは、燃焼
して毒性の低い状態となり大気中に放散される。冶金炉
１が溶湯を排出したときは、バルブ5f・5gを閉じてノズ
ル1eへのガスの供給を止めればよい。
金炉１が精錬していないか、もしくは精錬強度の弱い
（精錬の初期・末期など。発生ガスの圧力も低い）とき
は、図の状態からバルブ5bを全閉にする。これにより、
発生ガスは蓄圧器７の手前で遮断され、代わって、精錬
中に蓄圧器７に蓄えられた高圧ガスが下流の機器（ター
ビン８・ノズル1e・ガスホルダー11）に送られるので、
発電機９による発電が継続されるとともに、ノズル1eへ
の溶湯の流入（逆流）防止、気体燃料としてのガスの貯
留がこの間にも行われる。その際、バルブ5aを開いて着
火器６を作動させれば、冶金炉１から出るガスは、燃焼
して毒性の低い状態となり大気中に放散される。冶金炉
１が溶湯を排出したときは、バルブ5f・5gを閉じてノズ
ル1eへのガスの供給を止めればよい。
第２図（ｂ）のケース（タービン８が休止中）でも、
冶金炉１が十分な精錬状態にならないうちは、バルブ5a
を開いて着火器６を作動させるとともに、バルブ5bを閉
じればよい。蓄圧器７内のガスがノズル1eとガスホルダ
ー11へは継続的に流れるので、ノズル1eへの溶湯流入が
生じない。冶金炉１内に溶湯がないときは、やはりバル
ブ5f・5gを閉じておく。
冶金炉１が十分な精錬状態にならないうちは、バルブ5a
を開いて着火器６を作動させるとともに、バルブ5bを閉
じればよい。蓄圧器７内のガスがノズル1eとガスホルダ
ー11へは継続的に流れるので、ノズル1eへの溶湯流入が
生じない。冶金炉１内に溶湯がないときは、やはりバル
ブ5f・5gを閉じておく。
以上、一つの実施例につき紹介したが、本発明は下記
のように実施することもできる。
のように実施することもできる。
ａ）蓄圧器７とタービン８とは、第３図のとおり、バル
ブ5p・5q・5rを介して並列に接続するのもよい。冶金炉
１が本格的に精錬を行っている間は、バルブ5p・5q・5r
を開いてタービン８を駆動するとともに蓄圧器７にガス
を蓄え、そうでない間は、バルブ5pを閉じて蓄圧器７か
らタービン８にガスを送る。こうして、タービン８およ
び発電機９を連続運転するのである。
ブ5p・5q・5rを介して並列に接続するのもよい。冶金炉
１が本格的に精錬を行っている間は、バルブ5p・5q・5r
を開いてタービン８を駆動するとともに蓄圧器７にガス
を蓄え、そうでない間は、バルブ5pを閉じて蓄圧器７か
らタービン８にガスを送る。こうして、タービン８およ
び発電機９を連続運転するのである。
ｂ）ガスの圧力について上記実施例に示した値は一例す
ぎないので、冶金炉１内の圧力がタービン８の仕様等に
よっては、異なるガス圧力のもとでエネルギー回収を図
ることができる。
ぎないので、冶金炉１内の圧力がタービン８の仕様等に
よっては、異なるガス圧力のもとでエネルギー回収を図
ることができる。
ｃ）実施例におけるボイラ３は、蒸気の用途がない場合
等は、散水式などの単なる冷却機に置き換えてもよい。
またこれらは、下流側の機器が十分な耐熱性を備えるな
らばとくに配備しなくてもよい。その場合、ガスの熱エ
ネルギーは、圧力エネルギーとともにタービン８にて回
収される。
等は、散水式などの単なる冷却機に置き換えてもよい。
またこれらは、下流側の機器が十分な耐熱性を備えるな
らばとくに配備しなくてもよい。その場合、ガスの熱エ
ネルギーは、圧力エネルギーとともにタービン８にて回
収される。
ｄ）上記のボイラ３に代えて、第４図のように熱交換器
12を置き、その冷却側（熱を受ける側）媒体として、バ
ルブ5dとタービン８との間の低温ガスを使用することも
できる。この場合も、ガスの熱エネルギーが圧力エネル
ギーとともにタービン８にて回収される。タービン８の
休止中は、他の冷却媒体に切り換えればよい。
12を置き、その冷却側（熱を受ける側）媒体として、バ
ルブ5dとタービン８との間の低温ガスを使用することも
できる。この場合も、ガスの熱エネルギーが圧力エネル
ギーとともにタービン８にて回収される。タービン８の
休止中は、他の冷却媒体に切り換えればよい。
ｅ）第５図のように、集塵機４を出た低温ガスの一部ま
たは全部を、冶金炉１の炉体1a・フード1bなどの冷却用
に使用するのもよい。その場合、低下した圧力を圧縮機
13により補って、バルブ5bの手前にガスを戻してやれば
よい。
たは全部を、冶金炉１の炉体1a・フード1bなどの冷却用
に使用するのもよい。その場合、低下した圧力を圧縮機
13により補って、バルブ5bの手前にガスを戻してやれば
よい。
ｆ）本発明は、大気圧以上のガスを発生するよう構成さ
れた冶金炉であって間欠的（バッチ式）に運転されるも
のについて一般的に適用でき、転炉などへの適用も考え
られる。
れた冶金炉であって間欠的（バッチ式）に運転されるも
のについて一般的に適用でき、転炉などへの適用も考え
られる。
［発明の効果］ 本発明のガスエネルギー回収方法（請求項１）および
装置（請求項２）によれば、高圧冶金炉における発生ガ
スのエネルギーを、安定した電力として効率的に回収す
ることができる。
装置（請求項２）によれば、高圧冶金炉における発生ガ
スのエネルギーを、安定した電力として効率的に回収す
ることができる。
また、請求項３のガスエネルギー回収装置によれば、
冶金反応を向上させる高圧のガスを、圧縮機によるわず
かなエネルギーの追加によって得ることができるうえ、
その吹込みノズルへの溶湯の流入防止も万全である。
冶金反応を向上させる高圧のガスを、圧縮機によるわず
かなエネルギーの追加によって得ることができるうえ、
その吹込みノズルへの溶湯の流入防止も万全である。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示すガス系統
図で、第２図（ａ）は、冶金炉が運転（精錬）中でター
ビンも運転中の状態におけるもの、同図（ｂ）は、冶金
炉が運転（精錬）中でタービンは休止中の状態における
ものである。また第３図〜第５図は、それぞれ他の実施
例としてのガス系統図の一部である。 １……冶金炉、1e……吹込みノズル、2a・2b・2c・2d・
2e・2f……ダクト（管路）、７……蓄圧器、８……ター
ビン、９……発電機、10……圧縮機。
図で、第２図（ａ）は、冶金炉が運転（精錬）中でター
ビンも運転中の状態におけるもの、同図（ｂ）は、冶金
炉が運転（精錬）中でタービンは休止中の状態における
ものである。また第３図〜第５図は、それぞれ他の実施
例としてのガス系統図の一部である。 １……冶金炉、1e……吹込みノズル、2a・2b・2c・2d・
2e・2f……ダクト（管路）、７……蓄圧器、８……ター
ビン、９……発電機、10……圧縮機。
フロントページの続き (72)発明者 内山 義雄 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 矢島 健一 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 辰田 聡 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 高座 幸彦 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 佐藤 寿美男 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (56)参考文献 特開 昭63−60218（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−259004（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F27D 17/00 104 H02P 9/04
Claims (3)
- 【請求項１】大気圧を超える炉内圧力にて間欠運転され
る冶金炉につき、ａ）運転中、炉内発生ガスの一部を発
電用の圧力エネルギー回収型膨張タービンに導入すると
ともに一部を蓄圧し、ｂ）休止中には、上記で蓄圧した
ガスを上記のタービンに導入し、ｃ）いずれの場合に
も、当該タービンを経由した上記のガスをガスホルダー
に蓄えることを特徴とする高圧冶金炉の発生ガスエネル
ギー回収方法。 - 【請求項２】大気圧を超える炉内圧力にて間欠運転され
る冶金炉からの発生ガスの排出管路に、蓄圧器および発
電用の圧力エネルギー回収型膨張タービンを、並列にも
しくは上流側からこの順に配備し、当該タービンの下流
側にガスホルダーを設けたことを特徴とする高圧冶金炉
の発生ガスエネルギー回収装置。 - 【請求項３】上記の蓄圧器と発電用タービンとを結ぶ管
路の中間から、圧縮機を介して上記冶金炉の冶金反応向
上用吹込みノズルにつながる分岐管路を設けたことを特
徴とする請求項２に記載の高圧冶金炉の発生ガスエネル
ギー回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17363790A JP3167708B2 (ja) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | 高圧冶金炉の発生ガスエネルギー回収方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17363790A JP3167708B2 (ja) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | 高圧冶金炉の発生ガスエネルギー回収方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0462390A JPH0462390A (ja) | 1992-02-27 |
| JP3167708B2 true JP3167708B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=15964301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17363790A Expired - Fee Related JP3167708B2 (ja) | 1990-06-30 | 1990-06-30 | 高圧冶金炉の発生ガスエネルギー回収方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3167708B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11904099B2 (en) | 2012-09-07 | 2024-02-20 | Fisher & Paykel Healthcare Limited | Humidification chamber for a respiratory assistance apparatus |
-
1990
- 1990-06-30 JP JP17363790A patent/JP3167708B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11904099B2 (en) | 2012-09-07 | 2024-02-20 | Fisher & Paykel Healthcare Limited | Humidification chamber for a respiratory assistance apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0462390A (ja) | 1992-02-27 |
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