JP4203437B2

JP4203437B2 - 焼結排ガスの処理方法

Info

Publication number: JP4203437B2
Application number: JP2004067492A
Authority: JP
Inventors: 健至佐藤; 進高沖; 良房佐藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2024-03-10
Also published as: JP2005256052A

Description

本発明は、焼結機の排ガスを処理する焼結排ガスの処理方法に関する。

従来、製鉄所の焼結機から出る焼結排ガス（以下、単に排ガスともいう）は、大気汚染防止法により、大気への放出時における煤塵、及びＮＯｘ、ＳＯｘの各濃度が規制されている。このため、その濃度が所定濃度以下となるよう、特許文献１には、図４に示すような焼結機８０の下流側に設置された電気集塵機８１等を使用して対応する処理設備を使用した焼結排ガスの処理方法が開示されている。なお、焼結機８０と電気集塵機８１との間には、焼結機用ダンパー８２とメインブロワー（主排風機ともいう）８３が設置されている。
更に、脱硫脱硝処理も同時に行うために、焼結機８０の下流側に例えば活性炭流動式の吸着塔を備えた乾式排ガス処理装置（以下、単に排ガス処理装置ともいう）８８を設置している。この排ガス処理装置８８は、電気集塵機８１に比べて高い圧力損失を生じるため、排ガス処理装置用排風機８９が設けられている。また、前記電気集塵機８１の下流側と、排ガス処理装置８８の下流側とを結ぶバイパスダクト８４も設けられている。

このように構成することで、焼結パレットの稼働開始に先立つメインブロワー８３の起動開始時においては、まず、バイパスダクト８４に設けられたバイパスダンパー９０を、コントローラ９１により全閉とする。そして、メインブロワー８３の起動を開始し、焼結機用ダンパー８２をコントローラ９１により開状態にすることに合わせて、排ガス処理装置用ダンパー９２を全開とし、排ガス処理装置８８に設けた排風機８９をインバーター制御して、排ガスを吸着塔を有する排ガス処理装置８８側へ送っている。
このとき、焼結機８０から発生する排ガスの温度を基に焼結機用ダンパー８２を開いていくが、これに排ガス処理装置用排風機８９の制御が追随できず、圧力計９３で測定される排ガス流路８６とバイパスダクト８４との上流側分岐部９４に大きな圧力変動（例えば、±１．５ｋＰａを超える）が生じていた。

そこで、バイパスダクト８４に設けたバイパスダンパー９０を予め開放しておき、排ガス処理装置用ダンパー９２を徐々に開きながら、バイパスダンパー９０を閉める操作を、上流側分岐部９４の取合点圧力を一定にしながら行い、焼結機８０で発生し電気集塵機８１で処理された排ガスを全量排ガス処理装置８８側へ移行している。

特開２００１−３１７８７８号公報

しかしながら、前記特許文献１の焼結排ガスの処理方法は、メインブロワー８３及び排ガス処理装置用排風機８９の運転を、上流側分岐部９４の取合点圧力を一定にしながら行う圧力制御で行っているため、圧力が大きく変動し易いメインブロワー８３の起動開始後及び停止前の一定時間（例えば、２時間程度）に、排ガス流路８６がその圧力変化に耐えきれず破損する恐れがある。
また、メインブロワー８３の起動開始後及び停止前の一定時間、前記排ガス処理装置用ダンパー９２を徐々に開くために環境基準は満たすものの、排ガス処理装置８８による処理がなされていない排ガスが、バイパスダクト８４から直接煙突８５へ流れて大気へ放出されていた。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、焼結機の操業変動の影響を受けることなく安定に操業でき、しかも焼結機から発生する排ガスを全量処理して大気へ放出する焼結排ガスの処理方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う請求項１記載の焼結排ガスの処理方法は、焼結機で発生した焼結排ガスの処理を、集塵機、メインブロワー、第１の開閉弁、排ガス処理装置、及び煙突が順次設けられた第１の排ガス流路と、前記メインブロワーの下流側であって前記第１の開閉弁の上流側と前記排ガス処理装置の下流側であって前記煙突の上流側とを結ぶと共にその途中に第２の開閉弁が設けられた第２の排ガス流路により行う焼結排ガスの処理方法において、
前記メインブロワーが停止している状態で、前記第２の排ガス流路の前記第２の開閉弁を開放し、更に前記第１の排ガス流路の前記排ガス処理装置に設けた排風機を運転して、前記第１の排ガス流路の上流側から下流側に向かって流れて前記第２の排ガス流路に流入し、そして前記第２の排ガス流路の下流側から上流側に向かって流れ、再び前記第１の排ガス流路の上流側に流入する循環流を形成させる循環流形成工程と、
その後、前記メインブロワーを起動することにより生じる焼結排ガスを、前記集塵機及び該メインブロワーを介して前記循環流形成工程で形成した循環流に合流させ、この合流循環流を前記第１の排ガス流路に設けた前記排ガス処理装置で処理して、前記煙突に導入する排ガス処理工程とを有する。
請求項１記載の焼結排ガスの処理方法において、焼結機とは、製鉄所に設置されるものであり、高炉に装入するための焼結鉱を製造する装置である。
また、排ガス処理装置とは、例えば、排ガスを脱硫脱硝処理できるものであり、活性炭流動式の吸着塔等を備える装置である。

請求項２記載の焼結排ガスの処理方法は、請求項１記載の焼結排ガスの処理方法において、前記第１の排ガス流路を流れる循環流と前記メインブロワーの起動後の焼結排ガスとの合流循環流の流量が、予め設定された設定流量を超えると、前記第１の排ガス流路内の排ガス圧力が予め設定した圧力になるように、前記第１の開閉弁の開度、又は前記排ガス処理装置に設けた排風機の回転数を制御し、前記第２の排ガス流路に設けた前記第２の開閉弁を閉じる。

請求項３記載の焼結排ガスの処理方法は、請求項１及び２記載の焼結排ガスの処理方法において、前記メインブロワーを停止して前記排ガス処理装置による焼結排ガスの処理を終了するに際し、該メインブロワーを停止した後、前記第１の排ガス流路内の排ガス圧力が予め設定した圧力以下になると前記第２の排ガス流路の前記第２の開閉弁を開け、前記第１の排ガス流路の上流側から下流側に向かって流れて前記第２の排ガス流路に流入し、そして前記第２の排ガス流路の下流側から上流側に向かって流れ、再び前記第１の排ガス流路の上流側に流入する循環流を形成する。

請求項１〜３記載の焼結排ガスの処理方法は、循環流形成工程において、第１、第２の排ガス流路で循環流を形成するので、大気へ放出される方向の流れを無くすことができる。そして、排ガス処理工程において、集塵機で処理された焼結排ガスを循環流に混入させるので、メインブロワーの起動開始後及び停止前の一定時間の排ガスも排ガス処理装置で処理でき、焼結機から発生する排ガスを全量処理して大気へ放出できる。

特に、請求項２記載の焼結排ガスの処理方法は、循環流と焼結排ガスとの合流循環流の流量が安定した後、第１の排ガス流路内の排ガス圧力が予め設定した圧力になるように、第１の開閉弁の開度、又は排ガス処理装置に設けた排風機の回転数を制御し、第２の開閉弁を閉じるので、排ガス流路内の圧力が異常に高くなることもなく、排ガス処理装置の安定操業を容易に行うことができる。

請求項３記載の焼結排ガスの処理方法は、排ガス処理装置による焼結排ガスの処理を終了するに際し、メインブロワーを停止した後、第２の開閉弁を開けて循環流を形成するので、メインブロワーの停止前の一定時間の排ガスも、排ガス処理装置で処理した後に大気へ放出できる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る焼結排ガスの処理方法を適用する排ガス処理設備の説明図、図２は同排ガス処理設備に設けられた焼結機の稼働時のフロー図、図３は同焼結機の停止時のフロー図である。

図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る焼結排ガスの処理方法は、高炉（図示しない）に装入するための焼結鉱を製造する焼結機１０で発生し電気集塵機（集塵機の一例）１１で処理された焼結排ガスを、電気集塵機１１が設けられた排ガス処理装置用ダクト（第１の排ガス流路の一例）１２と、この排ガス処理装置用ダクト１２に並列に接続されたバイパスダクト（第２の排ガス流路の一例）１３を用い、排ガス処理装置用ダクト１２に設けられた排ガス処理装置１４で処理する方法である。
まず、本発明の一実施の形態に係る焼結排ガスの処理方法を適用する排ガス処理装置の構成について説明した後、本発明の一実施の形態に係る焼結排ガスの処理方法について説明する。

図１に示すように、排ガス処理装置の構成には、排ガス処理装置用ダクト１２が含まれている。この排ガス処理装置用ダクト１２の上流側端部には焼結機１０が設けられ、下流側端部には焼結機１０で発生し各処理を施した後の焼結排ガスを大気へ放出する煙突１６が設けられている。排ガス処理装置用ダクト１２の上流側（焼結機１０側）から下流側（煙突１６側）へかけては、焼結機１０で発生した排ガス中の煤塵を集塵する電気集塵機１１、メインブロワー（主排風機ともいう）１８の起動及び停止に応じて開閉するメインダンパー（主開閉弁）１７、焼結機１０で発生した焼結排ガスを下流側へ流す前記メインブロワー１８、排ガス処理装置１４が、順次配置されている。

このメインブロワー１８の下流側の排ガス処理装置用ダクト１２には、排ガス処理装置１４に焼結排ガスを流入させるための排ガス処理装置用ダンパー（第１の開閉弁の一例）１９、排ガス処理装置用ダクト１２内での排ガスの流れを形成するインバーター制御可能な排ガス処理装置用排風機（排風機の一例）２０、及び排ガスの脱硫脱硝処理を行う活性炭流動式の吸着塔２１が、上流側から順次配置されている。なお、この排ガス処理装置用排風機２０及び吸着塔２１で排ガス処理装置１４を構成している。

また、排ガス処理装置用ダクト１２に設けられたメインブロワー１８と排ガス処理装置用ダンパー１９との間、及び吸着塔２１と煙突１６との間には、バイパスダクト１３の上流側端部と下流側端部がそれぞれ接続されている。
このため、排ガス処理装置用ダクト１２とバイパスダクト１３の上流側端部との接続部が上流側分岐部２２となり、排ガス処理装置用ダクト１２とバイパスダクト１３の下流側端部との接続部が下流側合流部２３となっている。なお、バイパスダクト１３の途中には、バイパスダクト１３の開閉を行うバイパスダンパー（第２の開閉弁の一例）２４が設けられている。

前記したメインダンパー１７、排ガス処理装置用ダンパー１９、及びバイパスダンパー２４は、制御部（図示しない）に接続され、自動で開閉制御可能となっており、メインブロワー１８及び排ガス処理装置用排風機２０も、この制御部に接続され、自動で運転制御可能となっている。
なお、上記した各ダンパー１７、１９、２４の開閉制御、及びメインブロワー１８と排風機２０の運転制御は、吸着塔２１の下流側の排ガス処理装置用ダクト１２に設けられた流量計２５と、メインブロワー１８と上流側分岐部２２との間に設けられた流量計２７とによって測定された流量、及び排ガス処理装置用ダクト１２の上流側分岐部２２に設けられた圧力計２６に基づいて行われる。

続いて、本発明の一実施の形態に係る焼結排ガスの処理方法を、図１〜図３を参照しながら説明する。
まず、ステップ１（ＳＴ１）で、メインブロワー１８の起動前に、バイパスダクト１３に設けられたバイパスダンパー２４を開状態にする。

そして、ステップ２（ＳＴ２）で、排ガス処理装置１４の稼働、即ち排ガス処理装置用ダクト１２に設けられた排ガス処理装置ダンパー１９を開状態にすると共に、排ガス処理装置用排風機２０を運転する。
これにより、排ガス処理装置用ダクト１２及びバイパスダクト１３で形成される環状の流路に、排ガス処理装置用ダクト１２の上流側から下流側に向かって流れてバイパスダクト１３に流入し、そしてバイパスダクト１３の下流側から上流側に向かって流れ、再び排ガス処理装置用ダクト１２の上流側に流入する循環流を形成させる。

この循環流の流量は、ステップ３（ＳＴ３）で、焼結機１０からの焼結排ガス量に基づき、排ガス処理装置用排風機２０を制御して、例えば８０万〜１００万ｍ³ ／時間（この実施の形態では１００万ｍ³ ／時間）の設定値１に制御する。
このとき、循環流の流量は、流量計２５によって測定され、その数値がリアルタイムに制御部に送信されている（以上、循環流形成工程）。

次に、ステップ４（ＳＴ４）で、メインブロワー１８を起動する。そしてその後、焼結機１０のパレットの駆動、及び焼結原料のパレットへの装入の開始に伴って、メインダンパー１７を徐々に開状態にする。

ステップ５（ＳＴ５）で、メインブロワー１８を起動することによって生じる焼結機１０からの焼結排ガスを、電気集塵機１１で処理した後、メインブロワー１８を介して排ガス処理装置用ダクト１２及びバイパスダクト１３を流れる循環流に合流させる。なお、循環流の流量は、前記した設定値１によって制御されているので、合流循環流の流量を焼結排ガスの流量で判断する。
この焼結機１０からの焼結排ガスを流量計２７で測定し、この測定値（測定流量）が、予め設定された例えば８０万〜１２０万ｍ³ ／時間（この実施の形態では１００万ｍ³ ／時間）の設定流量を超えれば、次のステップ６（ＳＴ６）へ進む。一方、測定値が設定流量以下であれば、ステップ３へ戻って測定値が設定流量を超えるまで次のステップ６への進行を停止する。
ここで、測定値と設定流量との関係は、流量計２５によって測定される循環流と焼結排ガスとの合流循環流の流量から判断することも可能である。

ここで、循環流の流量を、電気集塵機１１で処理される最大排ガスの流量よりも大きくしているため、焼結排ガスがバイパスダクト１３へ直接流れることなく、排ガス処理装置用ダクト１２へと流れる。
これにより、従来、排ガス処理装置１４で処理されていなかったメインブロワー１８の起動開始時から一定時間（例えば、１〜２時間程度）に発生する排ガスも、排ガス処理装置１４で脱硫脱硝処理できる。
そして、その循環流の一部（焼結機１０から流入した排ガス量に相当する量）が煙突１６より放散される。

ステップ６では、圧力計２６の圧力測定値に基づいて、排ガス処理装置用ダンパー１９の開度の制御又は排ガス処理装置用排風機２０の回転数の出力制御を行い、圧力計２６の圧力値を予め設定した圧力値（例えば０．２ｋＰａ）になるように制御する。
ステップ７（ＳＴ７）で、圧力計２６の圧力値が安定状態、例えば０．１〜０．３ｋＰａ（この実施の形態では０．１６〜０．２４ｋＰａ）の範囲内に数分間（この実施の形態では３分間）維持された状態になれば、次のステップ８（ＳＴ８）へ進む。一方、圧力値が安定状態でなければ、前のステップ６へ戻り、圧力計２６の圧力値が安定な状態になるまで次のステップ８へは進まない。

ステップ８で、バイパスダクト１３に設けられたバイパスダンパー２４を閉じて、排ガス処理装置１４で処理された焼結排ガスを、バイパスダクト１３を通過させることなく、煙突１６に導入して大気へ放出する。
これにより、圧力変動に伴う排ガス処理装置用ダクト１２及びバイパスダクト１３、特に上流側分岐部２２の座屈等の破損を防止する（以上、排ガス処理工程）。

このように、メインブロワー１８の起動時においては、排ガス処理装置用ダクト１２及びバイパスダクト１３で循環流が形成されているので、メインブロワー１８をゆっくり又は速く起動させた場合でも、焼結機１０から発生する排ガス量を考慮することなくメインブロワー１８を運転し、焼結排ガスを安定して排ガス処理装置１４へ供給し処理できる。

また、焼結機１０のパレットの移動を停止（急停止もできる）させた後、メインブロワー１８を停止させる場合（排ガス処理装置１４による排ガスの処理を停止させる場合）は、図３に示す手順で行う。
まず、ステップ９（ＳＴ９）で、上流側分岐部２２の圧力が設定値２に制御された状態から、ステップ１０（ＳＴ１０）で、メインブロワー１８を停止する。このとき、メインダンパー１７も閉状態にする。

メインブロワー１８を停止した後、圧力計２６の圧力値が予め設定した圧力値（例えば０．２ｋＰａ）以下になった場合、ステップ１１（ＳＴ１１）で、バイパスダンパー２４を開状態にして、排ガス処理装置用ダクト１２及びバイパスダクト１３で形成される環状の流路に、排ガス処理装置用ダクト１２の上流側から下流側に向かって流れてバイパスダクト１３に流入し、そしてバイパスダクト１３の下流側から上流側に向かって流れ、再び排ガス処理装置用ダクト１２の上流側に流入する循環流を形成させる。
そして、ステップ１２（ＳＴ１２）で、ステップ３と同様、排ガス処理装置用排風機２０の出力を制御して、循環流の流量を前記した設定値１に制御する。

なお、メインブロワー１８を停止させた後、再度起動を再開する場合は、図２に示すステップ４へ進み、前記した手順と同様の操作によって、焼結機１０からの排ガスを排ガス処理装置１４で処理する。
また、排ガス処理装置１４も停止する場合は、排ガス処理装置用排風機２０を停止すると共に、排ガス処理装置用ダクト１２に設けられた排ガス処理装置ダンパー１９も閉状態にする。
これにより、メインブロワー１８の停止時においては、排ガス処理装置用ダクト１２及びバイパスダクト１３で循環流が形成されているので、発生した焼結排ガスが全て排ガス処理装置１４へ供給され処理できる。

以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の焼結排ガスの処理方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。

本発明の一実施の形態に係る焼結排ガスの処理方法を適用する排ガス処理設備の説明図である。同排ガス処理設備に設けられた焼結機の稼働時のフロー図である。同焼結機の停止時のフロー図である。従来例に係る焼結排ガスの処理方法の説明図である。

符号の説明

１０：焼結機、１１：電気集塵機（集塵機）、１２：排ガス処理装置用ダクト（第１の排ガス流路）、１３：バイパスダクト（第２の排ガス流路）、１４：排ガス処理装置、１６：煙突、１７：メインダンパー、１８：メインブロワー、１９：排ガス処理装置用ダンパー（第１の開閉弁）、２０：排ガス処理装置用排風機（排風機）、２１：吸着塔、２２：上流側分岐部、２３：下流側合流部、２４：バイパスダンパー（第２の開閉弁）、２５：流量計、２６：圧力計、２７：流量計

Claims

焼結機で発生した焼結排ガスの処理を、集塵機、メインブロワー、第１の開閉弁、排ガス処理装置、及び煙突が順次設けられた第１の排ガス流路と、前記メインブロワーの下流側であって前記第１の開閉弁の上流側と前記排ガス処理装置の下流側であって前記煙突の上流側とを結ぶと共にその途中に第２の開閉弁が設けられた第２の排ガス流路により行う焼結排ガスの処理方法において、
前記メインブロワーが停止している状態で、前記第２の排ガス流路の前記第２の開閉弁を開放し、更に前記第１の排ガス流路の前記排ガス処理装置に設けた排風機を運転して、前記第１の排ガス流路の上流側から下流側に向かって流れて前記第２の排ガス流路に流入し、そして前記第２の排ガス流路の下流側から上流側に向かって流れ、再び前記第１の排ガス流路の上流側に流入する循環流を形成させる循環流形成工程と、
その後、前記メインブロワーを起動することにより生じる焼結排ガスを、前記集塵機及び該メインブロワーを介して前記循環流形成工程で形成した循環流に合流させ、この合流循環流を前記第１の排ガス流路に設けた前記排ガス処理装置で処理して、前記煙突に導入する排ガス処理工程とを有することを特徴とする焼結排ガスの処理方法。
請求項１記載の焼結排ガスの処理方法において、前記第１の排ガス流路を流れる循環流と前記メインブロワーの起動後の焼結排ガスとの合流循環流の流量が、予め設定された設定流量を超えると、前記第１の排ガス流路内の排ガス圧力が予め設定した圧力になるように、前記第１の開閉弁の開度、又は前記排ガス処理装置に設けた排風機の回転数を制御し、前記第２の排ガス流路に設けた前記第２の開閉弁を閉じることを特徴とする焼結排ガスの処理方法。
請求項１及び２のいずれか１項に記載の焼結排ガスの処理方法において、前記メインブロワーを停止して前記排ガス処理装置による焼結排ガスの処理を終了するに際し、該メインブロワーを停止した後、前記第１の排ガス流路内の排ガス圧力が予め設定した圧力以下になると前記第２の排ガス流路の前記第２の開閉弁を開け、前記第１の排ガス流路の上流側から下流側に向かって流れて前記第２の排ガス流路に流入し、そして前記第２の排ガス流路の下流側から上流側に向かって流れ、再び前記第１の排ガス流路の上流側に流入する循環流を形成することを特徴とする焼結排ガスの処理方法。