JP4843165B2 - Duct disposed on the outlet side of the converter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス中に含まれるSO2 を触媒によってSO3 に転換する転化器の出側に配設されて、SO3 含有ガスを転化器から熱交換器へ送給するダクトに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、硫化鉱を原料とする製錬炉(たとえば銅製錬で用いる自溶炉等)から発生するガスにはSO2 が含まれている。このようなガス中に含有されるSO2 は、触媒を用いてSO3 に転換し、硫酸の製造原料として回収される。ガス中のSO2 を回収するにあたって、転化器を用いてSO2 をSO3 として回収した後、 さらにSO3 から硫酸を製造する技術が広く知られている。
【0003】
転化器は触媒によってガス中のSO2 をSO3 として回収する装置であるが、SO2 からSO3 に転化するにあたっては、転化器入口温度が 400〜450 ℃必要であり、触媒との反応熱により、さらに高温(約 600℃)となるため、熱交換器に送給して排熱を回収した後、硫酸酸製造工程に送給される。
図3は、SO3 含有ガスを転化器から熱交換器へ送給するために転化器の出側に配設される従来のダクトの例を模式的に示す斜視図である。
【0004】
風道部1は、その中を流通する高温のガスによって昇温されて変形するのを防止することを目的として、風道部1内に複数個の補強支柱2が配設され、風道部1の外面に補強リブ3が配設される。補強支柱2や補強リブ3は、通常、溶接によって風道部1に固定される。これらの風道部1,補強支柱2および補強リブ3には高温強度および耐クリープ性が要求されるので、耐熱性のCr−Ni系鋼材が広く使用されている。
【0005】
さらに風道部1の外面は保温材4で被覆される。風道部1の外面を保温材4で被覆した状態の補強リブ3近傍の部分断面図を図4に示す。
補強リブ3の高さt1 (すなわち風道部1外面から補強リブ3先端までの距離)と保温材4の厚さt2 (すなわち風道部1外面から保温材4表面までの距離)は、図4に示すように、ほぼt1 =t2 である。したがって、補強リブ3先端は保温性が劣り、大気によって冷却される。
【0006】
その結果、下記のような問題が生じる。
(1) 補強リブ3先端が局部的に冷却されるので、補強リブ3の溶接部に熱応力が発生して亀裂が生じる。
(2) 風道部1が変形するので、補強支柱2の溶接部に亀裂が生じる。
(3) 風道部1の振動によって補強支柱2の溶接部に亀裂が生じる。
【0007】
そこで補強リブ3先端の保温性を向上することを目的として、保温材4の厚さt2 を増大することも考えられる。 しかし保温材4の厚さt2 を増大すると、ダクト全体の質量が増大するので、風道部1は高温のガスによって昇温されて変形しやすくなる。風道部1が変形すると、 補強支柱2や補強リブ3の溶接部に亀裂が生じて、ガス漏れの原因になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解決し、補強リブの局部的な冷却を防止し、変形や亀裂の発生を抑制できるダクトを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、転化器の出側に配設されてその転化器から排出されるSO 3 ガスが流通するダクトであって、Cr、NiおよびMoを含有する耐熱性ステンレス鋼からなる風道部と、風道部内に配設されかつ耐熱性ステンレス鋼からなる補強支柱と、風道部の外面に配設されて風道部の外面からの高さt 1 が50〜250mm の範囲内を満足しかつ耐熱性ステンレス鋼からなる補強リブと、風道部の外面を被覆しかつ風道部の外面からの厚さt 2 が 150〜300mm の範囲内を満足する保温材とを有し、かつ補強リブの高さt 1 と保温材の厚さt 2 がt 2 ≧t 1 +50mmを満足するダクトである。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、SO3 含有ガスを転化器から熱交換器へ送給するために転化器の出側に配設される本発明のダクトの例を模式的に示す斜視図である。
風道部1は、その中を流通する高温のガスによって昇温されて変形するのを防止することを目的として、風道部1内に複数個の補強支柱2が配設され、風道部1の外面に補強リブ3が配設される。さらに風道部1の外面は保温材4で被覆される。風道部1の外面を保温材4で被覆した状態の補強リブ3近傍の部分断面図を図2に示す。
【0012】
本発明のダクトを構成する風道部1,補強支柱2および補強リブ3には、優れた高温強度および耐クリープ性を有するCr,Ni,Moを含有する耐熱性ステンレス鋼を使用する。Cr−Ni−Mo系耐熱性ステンレス鋼を使用することによって、従来のダクトに比べて補強リブ3の高さt1 を減少できる。すなわち補強リブ3の高さt1 が50mm未満では、風道部1を補強する効果が得られない。 一方、 250mm を超えると、 後述する保温材4の保温効果が補強リブ3の先端で十分に得られない。したがって本発明では、補強リブ3の高さt1 は50〜250mm の範囲内を満足する必要がある。 なお、好ましくは 100〜150mm である。
【0013】
補強リブ3の高さt1 を減少すると、補強リブ3が軽量化される。したがって従来のダクトに比べて保温材4の厚さt2 を増加して、保温性を向上できる。すなわち保温材4の厚さt2 が 150mm未満では、ダクトおよび補強リブ3先端で十分な保温効果が得られない。 一方、 300mmを超えると、 ダクト全体の質量が増大するので、風道部1が変形しやすくなる。したがって本発明では、保温材4の厚さt2 は 150〜300mm の範囲内を満足する必要がある。 なお、好ましくは 200〜300mm である。ただし補強リブ3の先端の保温性を確保するため、t2 ≧t1 +50mmを満足するものとする。
【0014】
また、補強支柱2にも優れた高温強度および耐クリープ性を有するCr,Ni,Moを含有する耐熱性ステンレス鋼を使用するので、補強支柱2の本数を削減できる。ダクトの軽量化にあたっては、補強支柱2の本数を削減する方が、 補強支柱2の断面積を減少するより好ましい。 その結果、 亀裂発生の起点となる溶接部を削減できる。
【0015】
本発明においては、保温材4は特定の材質に限定しない。たとえば、 ガラス繊維やパーライト等の従来から知られている保温材を使用できる。
このようにして補強リブ3の高さt1 を減少し、保温材4の厚さt2 を増加することによって、補強リブ3先端の上側にも十分な量の保温材4を被覆できる。したがって補強リブ3先端の極部的な冷却を防止し、変形や亀裂の発生を抑制できる。その結果、 補強支柱2の数を削減することができ、ダクトの一層の軽量化に効果を発揮するばかりでなく、風道部1内の通気性も改善される。
【0016】
【実施例】
図1に示すダクトを転化器(図示せず)の出側に配設して、SO3 を含有する約 600℃のガスを転化器から高温熱交換器(図示せず)へ送給した。風道部1,補強支柱2および補強リブ3には、Cr:18質量%,Ni:12質量%,Mo: 2.5質量%を含有する耐熱性ステンレス鋼(JIS規格 SUS316 相当)を使用し、補強リブ3の高さt1 は100mm とした。保温材4はパーライトを使用し、保温材4の厚さt2 は200mm とした。なお、補強支柱2は4本とした。これを発明例とする。
【0017】
一方、比較例として、図3に示すダクトを転化器(図示せず)の出側に配設して、SO3 含有ガスを転化器から高温熱交換器(図示せず)へ送給した。風道部1,補強支柱2および補強リブ3には、Cr:18質量%,Ni:8質量%を含有するステンレス鋼(JIS規格 SUS304 相当)を使用し、補強リブ3の高さt1 は150mm とした。保温材4はパーライトを使用し、保温材4の厚さt2 は150mm とした。なお、補強支柱2は4本とした。
【0018】
発明例と比較例について、転化器を稼動させながらダクトから生じるガス漏れの有無を調査した。その結果、 発明例では、 転化器を 1.5年以上稼動してもダクトからガス漏れは生じなかった。 しかし比較例では、 転化器を 0.5年稼動するとダクトからガス漏れが生じた。このガス漏れは、補強リブ3や補強支柱2の溶接部に生じた亀裂からガスが漏れたものである。
【0019】
このようにして本発明では、補強リブ3先端の局部的な冷却を防止して、変形や亀裂の発生を抑制できることが確かめられた。
【0020】
【発明の効果】
本発明では、転化器から熱交換器にガスを送給するダクトの変形や亀裂を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のダクトの例を模式的に示す斜視図である。
【図2】本発明のダクトの補強リブ近傍を模式的に示す部分断面図である。
【図3】従来のダクトの例を模式的に示す斜視図である。
【図4】従来のダクトの補強リブ近傍を模式的に示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 風道部
2 補強支柱
3 補強リブ
4 保温材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a duct that is disposed on the outlet side of a converter that converts SO 2 contained in a gas into SO 3 by a catalyst and feeds the SO 3 -containing gas from the converter to a heat exchanger.
[0002]
[Prior art]
In general, SO 2 is contained in a gas generated from a smelting furnace using sulfide ore as a raw material (for example, a flash smelting furnace used in copper smelting). SO 2 contained in such a gas is converted into SO 3 using a catalyst and recovered as a raw material for producing sulfuric acid. In recovering SO 2 in a gas, a technique for producing sulfuric acid from SO 3 after recovering SO 2 as SO 3 using a converter is widely known.
[0003]
The converter is a device that recovers SO 2 in the gas as SO 3 using a catalyst. In order to convert SO 2 to SO 3 , the converter inlet temperature is required to be 400-450 ° C, and the reaction heat with the catalyst. As a result, the temperature becomes higher (about 600 ° C.), so that it is sent to a heat exchanger to recover waste heat and then sent to the sulfuric acid production process.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of a conventional duct arranged on the outlet side of the converter for supplying the SO 3 -containing gas from the converter to the heat exchanger.
[0004]
The airway portion 1 is provided with a plurality of reinforcing
[0005]
Further, the outer surface of the air passage portion 1 is covered with a
The height t 1 of the reinforcing rib 3 (that is, the distance from the outer surface of the air passage portion 1 to the tip of the reinforcing rib 3) and the thickness t 2 of the heat insulating material 4 (that is, the distance from the outer surface of the air passage portion 1 to the surface of the heat insulating material 4) As shown in FIG. 4, t 1 = t 2 . Therefore, the end of the reinforcing
[0006]
As a result, the following problems occur.
(1) Since the tips of the reinforcing
(2) Since the airway portion 1 is deformed, a crack is generated in the welded portion of the reinforcing
(3) Cracks occur in the welded portion of the reinforcing
[0007]
Therefore, it is conceivable to increase the thickness t 2 of the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a duct that can prevent local cooling of a reinforcing rib and suppress the occurrence of deformation and cracks.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a duct that is disposed on the outlet side of a converter and through which SO 3 gas discharged from the converter circulates, and an air passage portion made of heat-resistant stainless steel containing Cr, Ni, and Mo; A reinforcing support made of heat-resistant stainless steel disposed in the air passage and a height t 1 from the outer surface of the air passage that satisfies the range of 50 to 250 mm. and it possesses a reinforcing rib made of a heat resistant stainless steel, and a heat insulating material having a thickness t 2 of the outer surface of the wind path unit from the outer surface of the covering vital wind path unit satisfies a range of 150 to 300 mm, and reinforcing The duct is such that the height t 1 of the rib and the thickness t 2 of the heat insulating material satisfy t 2 ≧ t 1 +50 mm .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a duct of the present invention disposed on the outlet side of a converter for supplying SO 3 -containing gas from the converter to a heat exchanger.
The airway portion 1 is provided with a plurality of reinforcing
[0012]
For the airway part 1, the
[0013]
When the height t 1 of the reinforcing
[0014]
Further, since the heat-resistant stainless steel containing Cr, Ni, and Mo having excellent high-temperature strength and creep resistance is used for the reinforcing
[0015]
In the present invention, the
In this way, by reducing the height t 1 of the reinforcing
[0016]
【Example】
The duct shown in FIG. 1 was disposed on the outlet side of a converter (not shown ), and a gas of about 600 ° C. containing SO 3 was fed from the converter to a high-temperature heat exchanger (not shown). For the airway part 1, the
[0017]
On the other hand, as a comparative example, the duct shown in FIG. 3 was disposed on the outlet side of the converter (not shown ), and the SO 3 -containing gas was fed from the converter to the high-temperature heat exchanger (not shown). Stainless steel (corresponding to JIS standard SUS304) containing Cr: 18% by mass and Ni: 8% by mass is used for the airway portion 1, the reinforcing
[0018]
About the invention example and the comparative example, the presence or absence of the gas leak which arises from a duct was investigated, operating a converter. As a result, in the inventive example, no gas leaked from the duct even when the converter was operated for more than 1.5 years. However, in the comparative example, the gas leaked from the duct when the converter was operated for 0.5 years. This gas leak is a gas leak from a crack generated in the welded portion of the reinforcing
[0019]
Thus, in the present invention, it was confirmed that the local cooling of the tip of the reinforcing
[0020]
【The invention's effect】
In this invention, the deformation | transformation and crack of a duct which supply gas to a heat exchanger from a converter can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a duct of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing the vicinity of a reinforcing rib of a duct according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of a conventional duct.
FIG. 4 is a partial sectional view schematically showing the vicinity of a reinforcing rib of a conventional duct.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
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2001
- 2001-09-12 JP JP2001275922A patent/JP4843165B2/en not_active Expired - Lifetime
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