JP5454503B2 - Carbon material reforming equipment - Google Patents

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本発明は、NOxの発生を抑制可能にする炭材の改質処理設備に関する。 The present invention relates to a carbonaceous material reforming treatment facility that can suppress generation of NOx.

焼結鉱の製造においては、燃料として使用する炭材の燃焼により、排ガス中に窒素酸化物(NOx)が発生する。このNOxの低減は、大気汚染の改善において重要な課題である。
NOxを低減する手段としては、例えば、特許文献1に、CaO含有量が5〜50質量%であるCaO−FexO系複合酸化物を主成分とする触媒によるNOxの除去技術が開示されている。
しかし、上記したCaO−FexO系複合酸化物は、石灰系原料と鉄鉱石を溶融成形して製造されるため、通常の焼結で副原料として使用される石灰系原料に比べて高価だった。
In the production of sintered ore, nitrogen oxides (NOx) are generated in the exhaust gas due to combustion of carbonaceous materials used as fuel. This reduction of NOx is an important issue in improving air pollution.
As a means for reducing NOx, for example, Patent Document 1 discloses a technique for removing NOx using a catalyst mainly composed of a CaO—FexO-based composite oxide having a CaO content of 5 to 50 mass%.
However, since the CaO-FexO-based composite oxide described above is manufactured by melt-molding a lime-based material and iron ore, it is more expensive than a lime-based material used as an auxiliary material in normal sintering.

そこで、上記のような高価な酸化物を用いることなく、通常の焼結副原料として用いられる石灰系原料を使用し、この石灰系原料とコークスを混合し造粒してコークスの表面を石灰系原料で覆い、炭材燃焼時のNOxを低減させることが検討されている。
ここで、石灰系原料とコークスを造粒する方法としては、例えば、特許文献2に記載の技術が開示されている。具体的には、粒径0.3mm以下の含有量が50質量%以上のコークスに、生石灰と消石灰の1種又は2種(以下、単に石灰という)を配合し、その後、造粒し養生する方法である。なお、配合する石灰の平均粒度は0.5〜3mmである。
Therefore, without using an expensive oxide as described above, a lime-based raw material used as a normal sintering auxiliary material is used, and the lime-based raw material and coke are mixed and granulated to form a lime-based surface of the coke. Covering with raw materials to reduce NOx during combustion of carbonaceous materials has been studied.
Here, as a method of granulating the lime-based raw material and coke, for example, a technique described in Patent Document 2 is disclosed. Specifically, one or two types of quick lime and slaked lime (hereinafter simply referred to as lime) are blended with coke having a particle size of 0.3 mm or less and 50% by mass or more, and then granulated and cured. Is the method. In addition, the average particle size of the lime to mix | blend is 0.5-3 mm.

特開平6−15174号公報JP-A-6-15174 特開2006−290925号公報JP 2006-290925 A

しかしながら、特許文献2に記載の技術は、コークスの粒径が石灰の粒径よりも小さいことから、これを造粒すると、石灰の周囲にコークスが付着することになる。このため、コークスが低温領域で燃焼してしまい、NOxが多量に発生してNOxの低減が図れない。 However, in the technique described in Patent Document 2, since the particle size of coke is smaller than the particle size of lime, when this is granulated, coke adheres around the lime. For this reason, coke burns in a low temperature region, a large amount of NOx is generated, and NOx cannot be reduced.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、低温領域でのNOxの発生を経済的に抑制可能な炭材の改質処理設備を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a carbonaceous material reforming treatment facility that can economically suppress the generation of NOx in a low temperature region.

上記の課題を解決するためになされた本発明の要旨は、以下の通りである。
(1)焼結原料に用いる炭材の表面に、石灰系原料由来のCaを36質量%以上含有する被覆物を、前記炭材に対する質量%で2質量%以上30質量%未満の割合で被覆した表面被覆炭材を製造し、該表面被覆炭材と焼結配合原料を混合機で混合して前記焼結原料にするための炭材の改質処理設備であって、
前記表面被覆炭材の原料となる前記石灰系原料と前記炭材が供給された混練機に、該石灰系原料中の生石灰分のモル数と同等以上の水分を添加し、前記表面被覆炭材の水分量が9.5質量%以上19質量%未満となるように調整することを特徴とする炭材の改質処理設備。
The gist of the present invention made to solve the above problems is as follows.
(1) The surface of the carbonaceous material used for the sintered raw material is coated with a coating containing 36% by mass or more of Ca derived from the lime-based raw material at a rate of 2% by mass to less than 30% by mass with respect to the carbonaceous material. A carbonaceous material reforming treatment facility for producing the surface coated carbonaceous material, mixing the surface coated carbonaceous material and the sintered blended raw material with a mixer to obtain the sintered raw material,
Adding water equal to or more than the number of moles of quick lime in the lime-based material to the kneading machine supplied with the lime-based material and the carbon material as the raw material for the surface-coated carbon material, The carbonaceous material reforming treatment facility is adjusted so that the water content of 9.5 mass% or more and less than 19 mass%.

(2)前記生石灰は、平均粒度が10mm未満であり、かつ活性度が210ミリリットル以上であることを特徴とする(1)記載の炭材の改質処理設備。 (2) The said quicklime has an average particle size of less than 10 mm and an activity of 210 milliliters or more.

(3)前記混練機の上部に集塵機を設け、該混練機での水和反応によって発生するダストを集塵すると共に、捕集した該ダストを前記混練機へ再度供給することを特徴とする(1)又は(2)記載の炭材の改質処理設備。 (3) A dust collector is provided in an upper part of the kneader, and dust generated by a hydration reaction in the kneader is collected, and the collected dust is supplied again to the kneader ( Carbonaceous material reforming treatment facility according to 1) or (2).

(4)前記混練機の撹拌羽根は、1軸又は複数軸のスクリュー羽根、もしくは1軸又は複数軸の螺旋状に配置したパドル羽根であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1に記載の炭材の改質処理設備。 (4) Any one of (1) to (3), wherein the stirring blade of the kneader is a uniaxial or multiaxial screw blade or a uniaxial or multiaxial spiral paddle blade. The carbonaceous material reforming treatment facility according to claim 1.

(5)前記撹拌羽根の回転数は5rpm以上80rpm未満であることを特徴とする(4)記載の炭材の改質処理設備。 (5) The carbonaceous material reforming treatment facility according to (4), wherein the rotation speed of the stirring blade is 5 rpm or more and less than 80 rpm.

(6)前記混練機の滞留時間を2.5分以上30分未満にしたことを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1に記載の炭材の改質処理設備。 (6) The carbonaceous material reforming treatment facility according to any one of (1) to (5), wherein a residence time of the kneader is 2.5 minutes or more and less than 30 minutes.

(7)前記混練機での水分添加量を、前記石灰系原料中の前記生石灰の1.5倍以上7.3倍未満のモル比に相当する量としたことを特徴とする(1)〜(6)のいずれか1に記載の炭材の改質処理設備。 (7) The water addition amount in the kneader is an amount corresponding to a molar ratio of 1.5 times or more and less than 7.3 times the quicklime in the lime-based raw material (1) to (6) The carbonaceous material reforming treatment facility according to any one of (6).

(8)前記混練機と前記混合機の間に、前記炭材への前記被覆物の付着強度を向上させる造粒機を設けたことを特徴とする(1)〜(7)のいずれか1に記載の炭材の改質処理設備。 (8) Any one of (1) to (7), wherein a granulator is provided between the kneader and the mixer to improve the adhesion strength of the covering to the carbonaceous material. Equipment for reforming carbonaceous materials as described in 1.

(9)前記造粒機での水分添加量を、前記表面被覆炭材を製造するために添加する全水分の水分量の5質量%以下の量としたことを特徴とする(8)記載の炭材の改質処理設備。 (9) The amount of water added in the granulator is set to 5% by mass or less of the total amount of water added to produce the surface-coated carbonaceous material. Carbonaceous material reforming equipment.

(10)前記造粒機の滞留時間を1分以上10分未満にしたことを特徴とする(8)又は(9)記載の炭材の改質処理設備。 (10) The carbonaceous material reforming treatment facility according to (8) or (9), wherein a residence time of the granulator is 1 minute or more and less than 10 minutes.

(11)前記混合機の上流側に、製造した前記表面被覆炭材を貯留可能な貯留槽を設けたことを特徴とする(1)〜(10)のいずれか1に記載の炭材の改質処理設備。 (11) The carbonaceous material improvement according to any one of (1) to (10), wherein a storage tank capable of storing the produced surface-coated carbonaceous material is provided upstream of the mixer. Quality processing equipment.

本発明に係る炭材の改質処理設備は、表面被覆炭材の原料となる石灰系原料と炭材が供給された混練機に、所定量の水分を添加して、表面被覆炭材の水分量が9.5質量%以上19質量%未満となるように調整するので、炭材の表面への最適厚みの被覆物の被覆効率を向上できる。これは、混練機で、石灰系原料中の生石灰から製造する消石灰の結晶が、炭材の表面に選択的に晶出し易く、炭材の表面への被覆物の付着強度を向上できることによる。
従って、NOxの発生を経済的に抑制できる。
The carbonaceous material reforming treatment facility according to the present invention adds a predetermined amount of water to a kneading machine to which a lime-based raw material and carbonaceous material as a raw material for the surface-coated carbonaceous material are supplied, Since it adjusts so that quantity may be 9.5 mass% or more and less than 19 mass%, the coating efficiency of the coating | cover of the optimal thickness to the surface of a carbonaceous material can be improved. This is because the slaked lime crystals produced from quick lime in the lime-based raw material are easily crystallized selectively on the surface of the carbonaceous material with a kneader, and the adhesion strength of the coating on the surface of the carbonaceous material can be improved.
Therefore, NOx generation can be suppressed economically.

ここで、混練機の上部に集塵機を設け、この集塵機で捕集したダストを混練機へ再度供給する場合、消石灰の生成量が増加するため、本発明の効果がより顕著になる。集塵機で捕捉されるダストのほとんどは、水和反応が終わった消石灰である。従って、ダストを混練機に循環供給することで、このダストが、混練機に添加される水分中で種結晶の役割を果たし、水和反応の律速条件である消石灰の晶出が促進されるため、上記した効果が得られる。 Here, when a dust collector is provided in the upper part of the kneader and the dust collected by the dust collector is supplied again to the kneader, the amount of slaked lime generated increases, so the effect of the present invention becomes more remarkable. Most of the dust trapped by the dust collector is slaked lime after the hydration reaction. Therefore, by circulating and supplying the dust to the kneading machine, this dust plays the role of seed crystal in the water added to the kneading machine and promotes crystallization of slaked lime, which is the rate limiting condition for the hydration reaction. The effects described above can be obtained.

また、混練機の撹拌羽根を、スクリュー羽根又はパドル羽根とした場合、撹拌羽根のない混練機に比べて、炭材の表面への被覆物の被覆効率を高めることができる。 Moreover, when the stirring blade of the kneading machine is a screw blade or a paddle blade, the coating efficiency of the coating on the surface of the carbonaceous material can be increased as compared with a kneading machine without the stirring blade.

そして、混練機と混合機の間に造粒機を設けた場合、炭材への被覆物の付着強度を更に向上させることができる。 And when a granulator is provided between a kneader and a mixer, the adhesion strength of the coating to the carbonaceous material can be further improved.

更に、混合機の上流側に、製造した表面被覆炭材を貯留可能な貯留槽を設けた場合、表面被覆炭材を混合機へ供給する前で、表面被覆炭材を一時的に貯留できる。これにより、例えば、表面被覆炭材を製造する混練機の操業を停止しなければならない状態が発生しても、貯留槽に貯留された表面被覆炭材を、混合機へ安定供給できる。 Furthermore, when the storage tank which can store the manufactured surface covering carbon material is provided in the upstream of the mixer, the surface coating carbon material can be temporarily stored before supplying the surface coating carbon material to the mixer. Thereby, for example, even when the operation of the kneading machine for producing the surface-coated carbon material has to be stopped, the surface-coated carbon material stored in the storage tank can be stably supplied to the mixer.

NOx転換率と温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between NOx conversion rate and temperature. 本発明の一実施の形態に係る炭材の改質処理設備の説明図である。It is explanatory drawing of the modification | reformation processing equipment of the carbonaceous material which concerns on one embodiment of this invention. 第1の変形例に係る炭材の改質処理設備の説明図である。It is explanatory drawing of the reforming equipment of the carbonaceous material which concerns on a 1st modification. 第2の変形例に係る炭材の改質処理設備の説明図である。It is explanatory drawing of the modification | reformation processing equipment of the carbonaceous material which concerns on a 2nd modification. (A)、(B)はそれぞれ表面被覆炭材の顕微鏡観察結果を示す写真である。(A), (B) is a photograph which shows the microscope observation result of a surface covering carbon material, respectively. 被覆物がNOx転換率に及ぼす影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence which a coating body has on NOx conversion rate. 燃焼試験における被覆物量とNOx転換率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the coating amount in a combustion test, and NOx conversion rate.

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。
まず、本発明の炭材の改質処理設備に想到した経緯について説明する。
焼結で生成(発生)するNOxは、炭材中の窒素が酸化したものであり、図1に示されるように、1100℃以下では、燃焼温度が低下するほど生成量が多くなることが確認されている。この図1の縦軸のNOx転換率は、式(1)により算出したものである。
{NOx転換率(mol%)}
=100×{NOx発生量(mol)}/{炭材中の窒素量(mol)} ・・・(1)
従って、NOx生成を抑制するためには、炭材を極力、高温燃焼させることが重要である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
First, the background that has been conceived of the carbonaceous material reforming equipment of the present invention will be described.
NOx generated (generated) by sintering is obtained by oxidizing nitrogen in the carbonaceous material, and as shown in FIG. 1, it is confirmed that the amount of generation increases as the combustion temperature decreases at 1100 ° C. or lower. Has been. The NOx conversion rate on the vertical axis in FIG. 1 is calculated by the equation (1).
{NOx conversion rate (mol%)}
= 100 × {NOx generation amount (mol)} / {Nitrogen amount in carbonaceous material (mol)} (1)
Therefore, in order to suppress NOx production, it is important to burn the carbonaceous material as high as possible.

前記した特許文献1には、CaO含有量が5〜50質量%のCaO−FexO系複合酸化物を表面に被覆した炭材を用いて、CaO−FexO系複合酸化物の触媒作用により、炭材の燃焼時に生成するNOxを還元又は分解し除去することが開示されている。このCaO含有量を50質量%以下に制限したCaO−FexO系複合酸化物は融点が低く、1200℃以上の高温域で溶融するため、これを炭材の表面に被覆することで、ある程度のNOx低減効果は期待される。
しかしながら、CaO−FexO系複合酸化物は、石灰系原料と鉄鉱石を溶融成形して製造されるため、通常の焼結で副原料として使用される石灰系原料に比べて高価である。
In the above-mentioned Patent Document 1, a carbon material having a surface coated with a CaO-FexO-based composite oxide having a CaO content of 5 to 50% by mass is obtained by the catalytic action of the CaO-FexO-based composite oxide. NOx produced during combustion is reduced or decomposed and removed. Since the CaO-FexO-based composite oxide whose CaO content is limited to 50% by mass or less has a low melting point and melts in a high temperature range of 1200 ° C. or higher, a certain amount of NOx can be obtained by coating the surface of the carbon material. A reduction effect is expected.
However, the CaO-FexO-based composite oxide is manufactured by melt-molding a lime-based raw material and iron ore, and is therefore more expensive than a lime-based raw material used as an auxiliary material in normal sintering.

そこで、本発明者らは、上記した高価な酸化物を用いることなく、通常の焼結副原料として用いられる石灰系原料を炭材の表面の被覆物(被覆材)として用いることにより、炭材燃焼時のNOx低減を可能とした。
図2に示すように、本発明の一実施の形態に係る炭材の改質処理設備(以下、単に改質処理設備ともいう)10は、焼結原料に用いる炭材(例えば、粉コークス)の表面に、石灰系原料由来のCaを36質量%以上含有する被覆物を、炭材に対する質量%で2質量%以上30質量%未満の割合で被覆した表面被覆炭材を製造し、この表面被覆炭材と焼結配合原料を混合機11で混合して焼結原料にするための設備であり、被覆物を製造し、この被覆物を炭材の表面に被覆する混練機12を有している。以下、詳しく説明する。
Therefore, the present inventors use a lime-based raw material, which is used as a normal sintering auxiliary material, as a covering (coating material) on the surface of a carbon material without using the above-described expensive oxide. NOx reduction during combustion is possible.
As shown in FIG. 2, a carbonaceous material reforming treatment facility (hereinafter also simply referred to as a reforming processing facility) 10 according to an embodiment of the present invention is a carbonaceous material (for example, powder coke) used as a sintering raw material. A surface-coated carbon material is produced by coating a coating containing 36% by mass or more of Ca derived from a lime-based raw material on the surface at a ratio of 2% by mass to less than 30% by mass with respect to the carbonaceous material. A facility for mixing a coated carbon material and a sintered blending raw material with a mixer 11 to form a sintered raw material, which has a kneader 12 for producing a coating and coating the coating on the surface of the carbon material ing. This will be described in detail below.

混練機12は、石灰系原料中の生石灰(酸化カルシウム:CaO)に水分を添加して、水和反応による消石灰化(消化)を促進し、消石灰(水酸化カルシウム:Ca(OH))からなる、あるいは消石灰を含む被覆物を製造し、被覆物を炭材の表面に被覆する装置である。
この混練機12は、生石灰を消化させて被覆物を製造し、この被覆物を炭材の表面に被覆可能な構成であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ダウミキサー、レディゲミキサー、アイリッヒミキサー、又はセメントミキサー等の汎用的な混練機を使用できるが、特に、ダウミキサーのように、2軸のスクリュー型の撹拌羽根を備えるものが好ましい。
これにより、混練機12内に生石灰と炭材を装入し、更に水分を添加して、これを撹拌羽根で撹拌することで、生石灰を消石灰に消化させ、更にこの消石灰を含む被覆物を炭材の表面に被覆できる。
The kneader 12 adds moisture to quick lime (calcium oxide: CaO) in the lime-based raw material to promote slaked calcification (digestion) by a hydration reaction, and from slaked lime (calcium hydroxide: Ca (OH) 2 ). Or a device for producing a coating containing slaked lime and coating the coating on the surface of the carbonaceous material.
The kneading machine 12 is not particularly limited as long as it can produce a coating by digesting quick lime and coat the coating on the surface of the carbonaceous material. For example, a dow mixer, a redige mixer, etc. A general-purpose kneader such as an Eirich mixer or a cement mixer can be used, and in particular, a mixer equipped with a biaxial screw type stirring blade such as a Dow mixer is preferable.
As a result, quick lime and charcoal are charged into the kneader 12, further moisture is added, and this is stirred with a stirring blade to digest the quick lime into slaked lime, and the coating containing the slaked lime is further converted into charcoal. The surface of the material can be coated.

なお、混練機12の撹拌羽根には、1軸又は複数軸(例えば、2軸)のスクリュー羽根、もしくは、1軸又は複数軸(例えば、2軸)の螺旋状に配置したパドル羽根を使用できる。この撹拌羽根の回転数は、5rpm(回/分、以下同様)以上80rpm未満であるのがよい。
ここで、撹拌羽根の回転数が5rpm未満の場合、回転数が遅過ぎて混練不足が発生し、炭材と被覆物の混合が不十分になる。一方、回転数が80rpm以上の場合、回転数が速過ぎて撹拌羽根のせん断力が高まり、被覆物を炭材表面から剥離する作用が働く。
従って、撹拌羽根の回転数を、5rpm以上80rpm未満としたが、下限を15rpm、上限を30rpmの範囲内で調整することが好ましい。
In addition, as the stirring blade of the kneader 12, a single-shaft or multiple-axis (for example, biaxial) screw blade or a single-shaft or multiple-axis (for example, 2-axis) spiral paddle blade can be used. . The number of revolutions of the stirring blade is preferably 5 rpm (times / minute, the same applies hereinafter) or more and less than 80 rpm.
Here, when the rotation speed of the stirring blade is less than 5 rpm, the rotation speed is too slow and insufficient kneading occurs, resulting in insufficient mixing of the carbonaceous material and the coating. On the other hand, when the rotational speed is 80 rpm or more, the rotational speed is too fast, the shearing force of the stirring blade is increased, and the action of peeling the coating from the carbonaceous material surface works.
Therefore, although the rotation speed of the stirring blade is 5 rpm or more and less than 80 rpm, it is preferable to adjust the lower limit within the range of 15 rpm and the upper limit within the range of 30 rpm.

また、この混練機では、多量の水蒸気と発塵が発生するため、図3に示すように、上部に集塵機13が設けられた混練機14(集塵機能を備えた混練機)を使用することが好ましい。
この集塵機13は、内部に集塵用フィルター15が設けられ、混練機14での水和反応によって発生するダストを集塵する乾式の集塵機(好ましくはバグフィルター)であるが、発生したダストに対し散水して回収する湿式の集塵機にすることもできる。なお、集塵機13は、この集塵機13で集塵し捕集したダストを、再度混練機14へ供給(循環供給)する構成にしているが、混練機14へ循環供給することなく、別系統で回収する構成にしてもよい。
この集塵機13で回収したダストを混練機14に戻した場合には、このダストを混練機14において、消石灰の種結晶として再度利用できるため、資源の有効利用(リサイクル)が図れると共に、混練機14内へ広範囲に分散して供給できるため、炭材との混練性並びに被覆物の被覆性が向上する。
Further, in this kneader, since a large amount of water vapor and dust are generated, as shown in FIG. 3, it is possible to use a kneader 14 (kneader having a dust collecting function) provided with a dust collector 13 in the upper part. preferable.
The dust collector 13 is a dry dust collector (preferably a bag filter) that is provided with a dust collecting filter 15 and collects dust generated by a hydration reaction in the kneader 14. It can also be made into the wet type dust collector which sprinkles and collects. The dust collector 13 is configured to supply the dust collected and collected by the dust collector 13 to the kneader 14 again (circulation supply). You may make it the structure to carry out.
When the dust collected by the dust collector 13 is returned to the kneader 14, the dust can be reused as a seed crystal of slaked lime in the kneader 14, so that resources can be effectively used (recycled) and the kneader 14 Since it can be dispersed and supplied into the interior, the kneading property with the carbonaceous material and the covering property of the coating are improved.

上記した混練機12(又は混練機14)の下流側には、混合機11が配置されている。
この混合機11は、上記した表面被覆炭材の製造に用いられる原料の一部又は全部を除いた焼結鉱の配合原料(即ち、焼結配合原料)と、製造した表面被覆炭材とを混合し造粒する装置であり、例えば、ドラムミキサーやその他の混合機等を使用できる。なお、混合機11の下流側には、表面被覆炭材を混合機11内部に装入するコンベア(装入装置)16が取り付けられ、表面被覆炭材を造粒途中の焼結配合原料に供給できる構成になっている。
一般の焼結機においては、焼結配合原料の混合度を高めるため、2つ以上の混合機を直列もしくは並列、あるいは直列と並列を組み合わせた構成に配置した例が多い。この場合、コンベア16を最も下流側に位置する混合機に設置し、この混合機に表面被覆炭材を装入して混合処理を行う。
A mixer 11 is disposed on the downstream side of the kneader 12 (or kneader 14).
This mixer 11 includes a sintered ore blended raw material (that is, a sintered blended raw material) excluding a part or all of the raw material used for the production of the surface-coated carbon material, and the produced surface-coated carbon material. It is an apparatus for mixing and granulating, and for example, a drum mixer or other mixer can be used. A conveyor (charging device) 16 for charging the surface-coated carbon material into the mixer 11 is attached to the downstream side of the mixer 11 to supply the surface-coated carbon material to the sintered blending raw material in the middle of granulation. It can be configured.
In general sintering machines, there are many examples in which two or more mixers are arranged in series or in parallel, or in a configuration in which series and parallel are combined in order to increase the degree of mixing of the sintered blending raw materials. In this case, the conveyor 16 is installed in a mixer located on the most downstream side, and a surface-coated carbon material is charged into the mixer to perform a mixing process.

ここで、上記した混練機12と混合機11(コンベア16)の間には、図4に示すように、造粒機17を設けることもできる。この造粒機17は、炭材への被覆物の付着強度を向上させる装置であり、例えば、パンペレタイザーやドラムミキサー等の転動造粒機を使用できる。
また、混合機11の上流側、例えば、図2、図3においては、混練機12、14と混合機11(コンベア16)の間、また図4においては、造粒機17と混合機11(コンベア16)の間に、貯留槽(図示しない)を設けることもできる。この貯留槽は、混練機12、14、更には造粒機17で製造した表面被覆炭材を、一時的に貯留可能な槽である。なお、貯留槽は、混練機12、14、あるいは造粒機17がトラブルで停止した際に、安定した成分の原料を焼結機へ供給するためのバッファーでもある。
Here, as shown in FIG. 4, a granulator 17 may be provided between the kneader 12 and the mixer 11 (conveyor 16). The granulator 17 is a device that improves the adhesion strength of the coating to the carbonaceous material. For example, a rolling granulator such as a pan pelletizer or a drum mixer can be used.
2 and 3, for example, between the kneaders 12 and 14 and the mixer 11 (conveyor 16), and in FIG. 4, the granulator 17 and the mixer 11 ( A storage tank (not shown) can also be provided between the conveyors 16). This storage tank is a tank capable of temporarily storing the surface-coated carbon material produced by the kneaders 12 and 14 and the granulator 17. The storage tank is also a buffer for supplying a raw material of a stable component to the sintering machine when the kneaders 12 and 14 or the granulator 17 are stopped due to a trouble.

続いて、上記した炭材の改質処理設備10を用いた焼結鉱の製造方法(炭材の改質処理方法)について説明する。
本発明では、改質処理設備10を用いて、焼結で使用する炭材の全部もしくは一部に、石灰系原料由来の被覆物を被覆する処理を行った後、混合機11を用いて、表面被覆炭材と、それ以外の焼結配合原料とを混合する。そして、この混合原料を焼結機において焼成し、焼結鉱を製造する。
Next, a method for producing sintered ore using the above-described carbonaceous material reforming treatment facility 10 (carbonaceous material reforming method) will be described.
In this invention, after performing the process which coat | covers the coating material derived from a lime-type raw material to all or one part of the carbonaceous material used by sintering using the modification processing equipment 10, using the mixer 11, The surface-coated carbon material and other sintered blending raw materials are mixed. And this mixed raw material is baked in a sintering machine, and a sintered ore is manufactured.

表面被覆炭材は、以下に示す手順で製造する。
図2に示すように、貯留ホッパー18から生石灰(CaO)を、また貯留ホッパー19から炭材を、それぞれ混練機12へ供給し、この混練機12内に水分を添加して、消石灰(Ca(OH))を含む被覆物を製造し、この被覆物を炭材の表面に被覆させる。
この生石灰の種類は、特に限定されるものではないが、以下に示す理由から、平均粒度が10mm未満であり、かつ活性度が210ミリリットル(以下、mLとも記載する)以上のものを使用することが好ましい。なお、活性度とは、40±1(℃)の水中で、50gの生石灰が10分で4N−HClを中和し消費する量である。
A surface covering carbon material is manufactured in the procedure shown below.
As shown in FIG. 2, quick lime (CaO) is supplied from the storage hopper 18 and carbon material is supplied from the storage hopper 19 to the kneader 12, and moisture is added to the kneader 12 to add slaked lime (Ca ( A coating comprising OH) 2 ) is produced and this coating is applied to the surface of the carbonaceous material.
Although the kind of this quicklime is not specifically limited, For the following reasons, an average particle size of less than 10 mm and an activity of 210 ml (hereinafter also referred to as mL) or more should be used. Is preferred. In addition, activity is the quantity which neutralizes and consumes 4N-HCl in 40 minutes in 50 ± 1 (degreeC) water in 10 minutes.

ここで、生石灰の平均粒度が10mm以上の場合、消化するために長時間(例えば、30分間で消化率50質量%未満)を要し、被覆に十分な量の消石灰(粒度10μm以下の水和物粒子)が得られない。また、平均粒度が10mm未満であっても、低純度の生石灰や硬焼生石灰などで活性度が210mL未満の生石灰については、水和反応性が悪く、消化に長時間を要する。
生石灰については、粒度が小さいほど、また、活性度が高いものほど、水和反応性が高く、短時間での消化が可能であることから、特に粒度の下限ならびに活性度の上限を規定するものではないが、工業的に入手できる生石灰の粒度は0.1mmが下限であり、活性度についても400mLが上限である。
Here, when the average particle size of quicklime is 10 mm or more, it takes a long time to digest (for example, less than 50% by mass in 30 minutes), and a sufficient amount of slaked lime (with a particle size of 10 μm or less for coating). Product particles) cannot be obtained. Further, even if the average particle size is less than 10 mm, quick lime having an activity of less than 210 mL, such as low-purity quick lime or hard-burned quick lime, has poor hydration reactivity and requires a long time for digestion.
For quicklime, the smaller the particle size and the higher the activity, the higher the hydration reactivity, and the shorter the digestion time, the lower the particle size and the upper limit of the activity. However, the minimum particle size of commercially available quicklime is 0.1 mm, and the upper limit is 400 mL for activity.

以上のことから、生石灰の平均粒度を10mm未満とし、かつ活性度を210mL以上としたが、平均粒度を5.0mm以下、活性度を300mL以上とすることが好ましい(目標消化率:例えば、30分間で50質量%以上)。
なお、生石灰の純度は、高純度であることが好ましいが、例えば、85質量%以上、好ましくは90質量%以上、更に好ましくは93質量%以上とするのがよい。なお、上限は、上記した理由から100質量%でもよい。
From the above, the average particle size of quicklime is less than 10 mm and the activity is 210 mL or more, but the average particle size is preferably 5.0 mm or less and the activity is 300 mL or more (target digestibility: for example, 30 50% by mass or more per minute).
In addition, although the purity of quicklime is preferable high purity, it is good to set it as 85 mass% or more, for example, Preferably it is 90 mass% or more, More preferably, it is 93 mass% or more. The upper limit may be 100% by mass for the reason described above.

また、炭材には、例えば、コークス(粉コークス)、無煙炭、その他の焼結鉱製造に用いられる燃料を使用できる。
この炭材は、通常、焼結原料として使用している粒径5mm以下のものでもよいが、その中の粒径0.5mm未満の微粉炭材の累積質量を20質量%以下にした粗粒炭材を使用することが好ましく、更には11.0質量%以下とするのが望ましい。一方、粒径0.5mm未満の炭材の累計質量の下限値は、上記した理由から特に規定していないが、篩網による篩分け限界を考慮すれば5質量%である。
更に、粒径0.5mm以上5mm以下の炭材の累積質量は、40質量%以上であることが望ましく、70質量%以上であることが特に望ましい。
Moreover, the fuel used for coke (powder coke), anthracite, and other sintered ore manufacture can be used for a carbon material, for example.
This carbonaceous material may have a particle size of 5 mm or less, which is usually used as a sintering raw material, but coarse particles in which the cumulative mass of fine carbonaceous material having a particle size of less than 0.5 mm is 20% by mass or less. It is preferable to use a carbonaceous material, and more preferably 11.0% by mass or less. On the other hand, the lower limit value of the cumulative mass of the carbonaceous material having a particle size of less than 0.5 mm is not particularly defined for the above-described reason, but it is 5% by mass considering the sieving limit by the sieve mesh.
Furthermore, the cumulative mass of the carbonaceous material having a particle size of 0.5 mm or more and 5 mm or less is preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass or more.

生石灰を含む石灰系原料と炭材を混練機12で混練し、炭材表面に被覆物を被覆した表面被覆炭材を製造する際には、混練機12での水分添加量を、石灰系原料中に含まれる生石灰分のモル数と同等以上の水分を添加する必要があり、更には生石灰のモル数の1.5倍以上7.3倍未満のモル数に相当する水分量に調製することが好ましい。
1molの生石灰は、水和反応によって生石灰のモル数と等しい1molの水分を消費するが、これに加えて、水和反応に伴う発熱によって少なくとも0.5mol量の水分が蒸発によって失われる。
When producing a surface-coated carbon material in which a lime-based raw material containing quick lime and a carbon material are kneaded with a kneader 12 and the surface of the carbon material is coated with a coating, the amount of water added in the kneader 12 is determined by the lime-based material. It is necessary to add water equal to or more than the number of moles of quicklime contained in the inside, and further prepare the amount of water corresponding to the number of moles of 1.5 times or more and less than 7.3 times the number of moles of quicklime. Is preferred.
1 mol of quicklime consumes 1 mol of water equal to the number of moles of quicklime due to the hydration reaction. In addition, at least 0.5 mol of water is lost by evaporation due to heat generated by the hydration reaction.

従って、水分添加量の下限は、供給した生石灰のモル数の1.5倍以上とすることが好ましい。なお、1.5倍未満のモル比とした場合には、水分不足により、全ての生石灰を消化させることができず、炭材への被覆物の付着強度が低下し易い。
一方、水分添加量の上限は、供給した生石灰のモル数の7.3倍未満とすることが好ましい。ここで、水分添加量を7.3倍以上のモル比とした場合、混練機内部での撹拌羽根への原料付着が激しくなり、混練機の過負荷や閉塞が起こり、生産性が著しく低下する。
なお、具体的な水分添加量の設定に当たっては、改質処理前の炭材の水分を考慮して、改質処理後の製品、即ち表面被覆炭材の水分量(以下、製品水分量ともいう)が9.5質量%以上19質量%未満の範囲内に定めた目標値となるように、不足水分量を供給して調製する必要がある。
Therefore, the lower limit of the amount of water added is preferably 1.5 times or more the number of moles of quicklime supplied. When the molar ratio is less than 1.5 times, all the quicklime cannot be digested due to insufficient moisture, and the adhesion strength of the coating to the carbonaceous material tends to decrease.
On the other hand, the upper limit of the amount of water added is preferably less than 7.3 times the number of moles of quicklime supplied. Here, when the water addition amount is set to a molar ratio of 7.3 times or more, the raw material adheres to the stirring blade inside the kneading machine, and the kneading machine is overloaded and clogged, resulting in a significant reduction in productivity. .
In setting a specific water addition amount, the moisture content of the carbonized material before the reforming treatment, that is, the moisture content of the surface-coated carbonaceous material (hereinafter also referred to as product moisture content) is taken into consideration. ) Needs to be prepared by supplying an insufficient amount of water so that the target value is set in a range of 9.5 mass% or more and less than 19 mass%.

ここで、改質処理前の炭材の水分量とは、炭材がもともと含有する水分であり、乾燥状態の炭材100に対する質量%(外掛け)である。
また、製品水分量とは、最終的な製品(混合機11へ装入される前の表面被覆炭材)の水分量であり、石灰系原料及び炭材の含有水分量と、消化、混練、及び造粒時の添加水分量との合計量である水分入量に対して、消化反応で消費される水分量と、蒸発等により消失する水分量を除いた合計量となる。この製品水分量は、乾燥状態の表面被覆炭材(消石灰及び炭材)100に対する質量%(外掛け)である。
製品水分量が9.5質量%未満の場合、水分量が少な過ぎて被覆物の炭材への接着強度が弱くなり、被覆物が炭材から容易に剥離するため、NOx低減効果が低下する。一方、製品水分量が19質量%以上の場合、水分量が多過ぎて被覆物同士が塊となり易く、被覆物の炭材への均一な被覆が困難となるため、NOx低減効果が低下する。
以上のことから、表面被覆炭材の製品水分量を9.5質量%以上19質量%未満としたが、下限を12.0質量%とし、上限を16.0質量%とすることが好ましい。
Here, the moisture content of the carbonaceous material before the reforming treatment is moisture originally contained in the carbonaceous material, and is a mass% (outer coating) with respect to the carbonaceous material 100 in a dry state.
The product moisture content is the moisture content of the final product (surface-coated carbon material before being charged into the mixer 11), the moisture content of the lime-based raw material and the carbon material, digestion, kneading, And the total amount excluding the amount of water consumed in the digestion reaction and the amount of water lost due to evaporation or the like with respect to the amount of water added, which is the total amount of added water during granulation. This product water content is mass% (outer coating) with respect to the surface-coated carbon material (slaked lime and carbon material) 100 in a dry state.
When the product moisture content is less than 9.5% by mass, the moisture content is too small and the adhesion strength of the coating to the carbonaceous material becomes weak, and the coating easily peels off from the carbonaceous material. . On the other hand, when the product moisture content is 19% by mass or more, the moisture content is too large and the coatings tend to be agglomerated, making it difficult to uniformly coat the coating on the carbonaceous material, and the NOx reduction effect is reduced.
From the above, the product moisture content of the surface-coated carbon material is set to 9.5 mass% or more and less than 19 mass%, but the lower limit is preferably 12.0 mass% and the upper limit is preferably 16.0 mass%.

これにより、生石灰の全部又は大部分を消石灰にできる。
なお、製造した消石灰は、粒径が10μm以下を70質量%以上(100質量%でもよい)含むものであり、その大部分(例えば、70質量%以上、好ましくは80質量%以上)が炭材よりも細かいものである。
そして、混練機12で更に、消石灰を主体(例えば、80質量%以上)とする被覆物と炭材を混練し、この被覆物を炭材表面に被覆する。
Thereby, all or most of quicklime can be made into slaked lime.
In addition, the manufactured slaked lime contains 70% by mass or more (or 100% by mass) of which particle size is 10 μm or less, and most of the slaked lime is, for example, 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more. It is finer than that.
Then, the kneading machine 12 further kneads the covering mainly composed of slaked lime (for example, 80% by mass or more) and the carbonaceous material, and coats the surface of the carbonaceous material with this coating.

また、上記したように、表面被覆炭材の製品水分量を9.5質量%以上19質量%未満とした場合、被覆物の層厚(被覆物層厚)が適正厚み、即ち5μm以上500μm以下となった表面被覆炭材の歩留を向上できる(60質量%以上)。
ここで、図5(A)、(B)に、表面被覆炭材の顕微鏡観察を行った結果の一例を示す。図5(A)は、製品水分量を上記した範囲内に調整した表面被覆炭材であるため、被覆物の層厚が上記した適正厚みになっていることが分かった。一方、図5(B)は、製品水分量が上記した範囲の上限値を超えたため、被覆物の層厚が上記した適正厚みの上限値を超えた厚みになっていることが分かった。
Further, as described above, when the product moisture content of the surface-coated carbon material is 9.5 mass% or more and less than 19 mass%, the layer thickness of the coating (coating layer thickness) is an appropriate thickness, that is, 5 μm or more and 500 μm or less. The yield of the surface-coated carbon material can be improved (60% by mass or more).
Here, FIG. 5 (A), (B) shows an example of the result of microscopic observation of the surface-coated carbonaceous material. Since FIG. 5 (A) is a surface-coated carbon material whose product moisture content is adjusted within the above-described range, it has been found that the layer thickness of the coating is the appropriate thickness described above. On the other hand, in FIG. 5B, it was found that the product moisture content exceeded the upper limit value of the above-described range, so that the layer thickness of the coating exceeded the above-described upper limit value of the appropriate thickness.

また、被覆物がNOx転換率に及ぼす影響を示した結果の一例を図6に示す。
図6に示すように、コークス(炭材)の表面に被覆物を形成しない場合(被覆物なし)、NOx転換率は30mol%程度であったが、コークス表面に被覆物を500μm被覆することで、NOx転換率を28.6mol%以下程度まで低減できることが分かった。
以上のことから、表面被覆炭材の製品水分量を9.5質量%以上19質量%未満とすることが好ましい。
Moreover, an example of the result which showed the influence which a coating body has on NOx conversion rate is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, when a coating was not formed on the surface of coke (carbonaceous material) (no coating), the NOx conversion rate was about 30 mol%, but by covering the coke surface with a coating of 500 μm It was found that the NOx conversion rate can be reduced to about 28.6 mol% or less.
From the above, it is preferable that the product moisture content of the surface-coated carbon material is 9.5 mass% or more and less than 19 mass%.

なお、混練機12の撹拌羽根の回転数は、前記した理由から、5rpm以上80rpm未満であるのがよい。
また、混練機12の滞留時間は、2.5分以上30分未満とすることが好ましい。
ここで、滞留時間が2.5分未満の場合、滞留時間が短過ぎて生石灰の水和反応が不十分となり、消化率が目標値である50%に到達せず、十分な被覆効果が得られない。一方、滞留時間が長いほど消化率は向上するが、30分以上で水和反応が飽和状態に達するため、これ以上滞留時間を長くする必要がないことから、上限を30分未満とした。なお、滞留時間を長くすることは、設備費や運転電力のアップにも直結するため、好ましくない。
従って、混練機12の滞留時間を、2.5分以上30分未満としたが、下限を5分とし、上限を25分とすることが好ましい。
In addition, it is good for the rotation speed of the stirring blade of the kneader 12 to be 5 rpm or more and less than 80 rpm for the reason described above.
The residence time of the kneader 12 is preferably 2.5 minutes or more and less than 30 minutes.
Here, when the residence time is less than 2.5 minutes, the residence time is too short and the hydration reaction of quick lime becomes insufficient, the digestibility does not reach the target value of 50%, and a sufficient covering effect is obtained. I can't. On the other hand, the digestibility improves as the residence time increases. However, since the hydration reaction reaches a saturated state in 30 minutes or longer, it is not necessary to increase the residence time any longer, so the upper limit was set to less than 30 minutes. In addition, it is not preferable to lengthen the residence time because it directly leads to an increase in equipment cost and operating power.
Therefore, although the residence time of the kneader 12 is 2.5 minutes or more and less than 30 minutes, the lower limit is preferably 5 minutes and the upper limit is preferably 25 minutes.

これにより、例えば、粒径0.5mm未満の微粉炭材を20質量%以下にした粗粒炭材を核粒子とし、この表面に被覆物が被覆された表面被覆炭材が形成される。
被覆物は、消石灰のみで構成されることが好ましいが、例えば、未消化の生石灰や、石灰乳(消石灰の懸濁液)、微粉砕石灰石等の石灰系原料等のいずれか1種又は2種以上が、更に含まれていてもよい。なお、消石灰は、バインダーとなって、炭材表面に密着した被覆物を形成するため、例えば、焼結配合原料との混合時や、焼結機への原料装入までの搬送過程において、炭材表面の被覆物の脱離を抑制できる。
Thus, for example, a surface-coated carbon material in which a coarse carbon material having a particle size of less than 0.5 mm and having a particle size of 20% by mass or less is used as a core particle and the surface is coated with a coating is formed.
The covering is preferably composed only of slaked lime, for example, any one or two of lime-based raw materials such as undigested quicklime, lime milk (slaked lime suspension), finely pulverized limestone, and the like. The above may be further included. In addition, since slaked lime becomes a binder and forms a coating that adheres closely to the surface of the carbonaceous material, for example, during mixing with the sintered blending raw material or in the conveying process until the raw material is charged into the sintering machine, Desorption of the coating on the surface of the material can be suppressed.

ここで、被覆物中の消石灰に、生石灰を消化させたものを使用した理由を、以下に示す。
生石灰中の酸化カルシウム(CaO)は、爆発的な水和反応によって水酸化カルシウム(Ca(OH))となる。しかし、生成する水酸化カルシウムは溶解度が低いため、一旦水酸化カルシウムの過飽和水溶液の状態を経由して、サブミクロンの結晶として晶出する。このとき、水酸化カルシウムの結晶は、炭材の粒子表面の活性点に選択的に晶出し易い性質があるため、石灰源として固体の消石灰を使用する条件よりも、炭材への被覆効率は向上する。
Here, the reason for using quick lime digested as the slaked lime in the coating is shown below.
Calcium oxide (CaO) in quicklime becomes calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) by an explosive hydration reaction. However, since the generated calcium hydroxide has low solubility, it is crystallized once as a submicron crystal through a supersaturated aqueous solution of calcium hydroxide. At this time, since the calcium hydroxide crystals have the property of being easily crystallized selectively at the active sites on the particle surface of the carbonaceous material, the coating efficiency on the carbonaceous material is less than the condition of using solid slaked lime as the lime source. improves.

また、この水酸化カルシウムの生成反応においては、過飽和水溶液からの核化が1つの律速過程であり、水酸化カルシウムの種晶を供給することによって、反応速度を向上させることができる。
従って、図3に示す集塵機13で回収されるダストは、そのほとんどが水和反応の終わった水酸化カルシウムの結晶であるので、核化促進の観点から、このダストを混練機14に循環使用することが有効と考えられる。これにより、添加水中でのダストが種結晶の役割を果たし、水和反応のネックである水酸化カルシウムの析出が促進される。
In this calcium hydroxide production reaction, nucleation from a supersaturated aqueous solution is one rate-limiting process, and the reaction rate can be improved by supplying calcium hydroxide seed crystals.
Therefore, most of the dust recovered by the dust collector 13 shown in FIG. 3 is calcium hydroxide crystals after the hydration reaction, and this dust is circulated and used in the kneader 14 from the viewpoint of promoting nucleation. Is considered effective. Thereby, the dust in the added water plays the role of a seed crystal, and the precipitation of calcium hydroxide, which is a bottleneck of the hydration reaction, is promoted.

上記した被覆物は、石灰系原料由来のCaを36質量%以上含有している。
ここで、被覆物のCa含有量が36質量%未満の場合、溶剤量が少な過ぎて、周囲は鉄鉱石濃度が高い状態であるため、炭材表面での溶融反応が遅くなり、炭材の燃焼を促進させる効果が小さくなる。
また、石灰系原料に消石灰のみを用いる場合は、被覆物中の消石灰の含有量を67質量%以上とすることが望ましく、100質量%とすることが特に望ましい。更に、石灰系原料として生石灰や、石灰乳、微粉砕石灰石等が含まれている場合は、被覆物中のこれらの含有量を、100質量%とすることが特に望ましい。
The above-mentioned coating contains 36 mass% or more of Ca derived from lime-based raw materials.
Here, when the Ca content of the coating is less than 36% by mass, the amount of the solvent is too small, and the surrounding is in a state of high iron ore concentration. The effect of promoting combustion is reduced.
Moreover, when using only slaked lime for a lime-type raw material, it is desirable to make content of slaked lime in a coating into 67 mass% or more, and it is especially desirable to set it as 100 mass%. Furthermore, when quick lime, lime milk, finely pulverized limestone or the like is included as a lime-based raw material, it is particularly desirable that the content thereof in the coating is 100% by mass.

この被覆物は、炭材に対する質量%で2質量%以上30質量%未満の割合で、炭材に被覆する必要がある。
ここで、被覆物の炭材に対する質量%が2質量%未満の場合、炭材表面全体を包囲する十分な被覆物(被覆層)の形成が難しくなり、炭材表面の一部が露出したり、また被覆物層厚が薄くなり過ぎて、低温域での大気中の酸素の遮断によるNOx低減効果が得られなくなる。一方、炭材表面の被覆物量が30質量%以上の場合、被覆物層厚が厚くなり過ぎて粉コークスの燃焼性が悪化し、焼結鉱の強度や焼結成品の歩留りが低下する。
このため、炭材表面の被覆物を、炭材に対する質量%で2質量%以上30質量%未満としたが、下限を5質量%、また上限を20質量%とすることが望ましい。
This covering needs to be coated on the carbon material at a ratio of 2% by mass or more and less than 30% by mass with respect to the carbon material.
Here, when the mass% of the covering with respect to the carbonaceous material is less than 2 mass%, it becomes difficult to form a sufficient covering (covering layer) surrounding the entire carbonaceous material surface, and a part of the carbonaceous material surface is exposed. In addition, the coating layer thickness becomes too thin, and the NOx reduction effect due to blocking of oxygen in the atmosphere at low temperatures cannot be obtained. On the other hand, when the coating amount on the surface of the carbonaceous material is 30% by mass or more, the coating layer thickness becomes too thick, the combustibility of the powder coke is deteriorated, and the strength of the sintered ore and the yield of the sintered product are reduced.
For this reason, the coating on the surface of the carbon material is 2% by mass or more and less than 30% by mass with respect to the carbon material, but it is desirable that the lower limit is 5% by mass and the upper limit is 20% by mass.

ここで、燃焼試験において、コークス(炭材)に対する被覆物量(=(被覆物量)/(コークス)×100)が、NOx転換率に及ぼす影響を示した結果を、図7に示す。なお、図7には、被覆物中のCa濃度が、NOx転換率に及ぼす影響についても示している。
図7から明らかなように、コークスに対する被覆物量を2質量%以上とすることで、被覆物量の増加と共に、NOx転換率を低減できることを確認できた。なお、被覆物量が30質量%以上になっても、NOx転換率は低減できているが、上記したように、焼結鉱の強度や焼結成品の歩留りが低下することから好ましくない。
また、被覆物中の石灰系原料由来のCa量を、36質量%から54質量%(36質量%以上)へ増やすことで、NOx転換率を低減できることも確認できた。
Here, in the combustion test, the results showing the influence of the coating amount (= (coating amount) / (coke) × 100) on the coke (carbon material) on the NOx conversion rate are shown in FIG. FIG. 7 also shows the influence of the Ca concentration in the coating on the NOx conversion rate.
As is apparent from FIG. 7, it was confirmed that the NOx conversion rate can be reduced with the increase in the amount of the coating by setting the amount of the coating on the coke to 2% by mass or more. Although the NOx conversion rate can be reduced even when the coating amount is 30% by mass or more, as described above, it is not preferable because the strength of the sintered ore and the yield of the sintered product are lowered.
Moreover, it was also confirmed that the NOx conversion rate can be reduced by increasing the amount of Ca derived from the lime-based material in the coating from 36% by mass to 54% by mass (36% by mass or more).

以上の方法で製造した表面被覆炭材を、コンベア16を介して、造粒途中の焼結配合原料が装入された混合機11内に供給する。
焼結配合原料を混合し造粒する前に、表面被覆炭材を添加した場合、焼結配合原料の混合時や造粒時に、炭材表面の被覆物が崩壊し剥離してしまう。そこで、この剥離を避けるため、造粒途中(終盤)の焼結配合原料に、表面被覆炭材を供給するのがよい。
なお、炭材表面からの被覆物の剥離を更に抑制するには、表面被覆炭材を造粒後の焼結配合原料に供給することが好ましい。
この表面被覆炭材の供給量は、例えば、焼結機へ装入する全焼結原料の0.5質量%以上4.5質量%以下程度であり、低減するNOx量に応じて調整することができる。
The surface-coated carbon material produced by the above method is supplied via the conveyor 16 into the mixer 11 in which the sintered blending raw material in the middle of granulation is charged.
When the surface-coated carbon material is added before mixing and granulating the sintered blending raw material, the coating on the surface of the carbonaceous material is collapsed and peeled when the sintered blending raw material is mixed or granulated. Therefore, in order to avoid this peeling, it is preferable to supply the surface-coated carbon material to the sintered blending raw material in the middle of granulation (the final stage).
In order to further suppress the peeling of the coating from the surface of the carbon material, it is preferable to supply the surface-coated carbon material to the sintered blended raw material after granulation.
The supply amount of the surface-coated carbon material is, for example, about 0.5 mass% to 4.5 mass% of the total sintering raw material charged into the sintering machine, and can be adjusted according to the amount of NOx to be reduced. it can.

また、混練機12で製造した表面被覆炭材は、炭材への被覆物の付着強度を向上させるため、図4に示すように、更に造粒機17で造粒処理するのがよい。
この造粒機17では、仕上げの造粒水分を供給する。なお、この水分添加量は、改質処理設備で添加する全水分(即ち、表面被覆炭材を製造するため、混練機12及び造粒機17で添加する全水分)の水分量の5質量%以下の量で調整することが好ましい。
ここで、水分量が5質量%を超える場合、造粒機内で局所的に水分が偏在する箇所ができ、焼結用炭材としては大き過ぎる10mm以上の塊が生成し易くなるため、好ましくない。一方、水分量の下限値については、0質量%であっても造粒機による造粒効果は得られるため、特に規定していないが、造粒時の自然蒸発で消失する水分量を補う程度の水分調整(5質量%以下)によって、被覆物の付着性を一段と向上させることができる。
Further, the surface-coated carbon material produced by the kneader 12 is preferably further granulated by a granulator 17 as shown in FIG. 4 in order to improve the adhesion strength of the coating to the carbon material.
In this granulator 17, finishing granulated water is supplied. In addition, this moisture addition amount is 5 mass% of the moisture content of the total moisture added by the modification processing equipment (that is, the total moisture added by the kneader 12 and the granulator 17 to produce the surface-coated carbon material). It is preferable to adjust by the following amounts.
Here, when the amount of water exceeds 5% by mass, it is not preferable because a portion where water is locally distributed in the granulator is formed, and a lump of 10 mm or more that is too large as a carbon material for sintering is easily generated. . On the other hand, the lower limit of the amount of water is not particularly specified because the granulating effect by the granulator can be obtained even if it is 0% by mass, but it is not enough to compensate for the amount of water lost by natural evaporation during granulation. By adjusting the moisture content (5% by mass or less), the adhesion of the coating can be further improved.

また、造粒機17の滞留時間は、1分以上10分未満にすることが好ましい。
ここで、滞留時間が1分未満の場合、0.5mm以下の細粒粉コークス(炭材)を1mm以上の粗粒粉コークス(炭材)表面に付着させる造粒作用が不十分となり、被覆物が剥離し易い状態となって、NOxの低減効果が低下する。一方、滞留時間が10分以上の場合、上記した細粒粉コークスの造粒処理効果が飽和することから、上限を10分とした。なお、滞留時間を長くすることは、設備費と運転電力のアップにも直結するため、好ましくない。
従って、造粒機17の滞留時間を、1分以上10分未満としたが、下限を3分とし、上限を7分とすることが好ましい。
The residence time of the granulator 17 is preferably 1 minute or more and less than 10 minutes.
Here, when the residence time is less than 1 minute, the granulating action of adhering the fine powder coke (carbon material) of 0.5 mm or less to the surface of the coarse powder coke (carbon material) of 1 mm or more becomes insufficient, and the coating The object is easily peeled off, and the NOx reduction effect is reduced. On the other hand, when the residence time is 10 minutes or more, the above-described granulation treatment effect of fine-grained coke is saturated, so the upper limit was set to 10 minutes. In addition, it is not preferable to lengthen the residence time because it directly leads to an increase in equipment cost and operating power.
Therefore, although the residence time of the granulator 17 is 1 minute or more and less than 10 minutes, it is preferable that the lower limit is 3 minutes and the upper limit is 7 minutes.

更に、混練機12、14で製造、更には造粒機17で製造された表面被覆炭材は、混合機11に供給しているが、混合機11に供給する前に、貯留槽に供給して貯留することもできる。これにより、例えば、表面被覆炭材を製造する混練機12、14の操業を停止しなければならない状態が発生しても、また、低減させるNOx量に応じて混合機11に供給する表面被覆炭材量が変動しても、表面被覆炭材を混合機11へ安定供給できる。 Further, the surface-coated carbon material manufactured by the kneaders 12 and 14 and further manufactured by the granulator 17 is supplied to the mixer 11, but before being supplied to the mixer 11, it is supplied to the storage tank. Can also be stored. Thereby, for example, even if a state where the operation of the kneaders 12 and 14 for producing the surface-coated carbon material must be stopped occurs, the surface-coated carbon supplied to the mixer 11 according to the amount of NOx to be reduced Even if the amount of material fluctuates, the surface-coated carbon material can be stably supplied to the mixer 11.

焼結で生成するNOxは、前記したように、炭材の1100℃以下の低温燃焼で多く生成される。従って、NOx生成を抑制するためには、炭材の低温燃焼を抑制し、極力高温燃焼させることが必要である。
上記した表面被覆炭材は、炭材の燃焼初期である低温領域で、炭材表面が被覆物で覆われているため、被覆物内の炭材の燃焼を抑えてNOxの発生を抑制する。
As described above, a large amount of NOx produced by sintering is produced by low-temperature combustion of a carbonaceous material at 1100 ° C. or lower. Therefore, in order to suppress the generation of NOx, it is necessary to suppress the low temperature combustion of the carbonaceous material and to perform the high temperature combustion as much as possible.
Since the above-described surface-coated carbon material is covered with a coating in the low temperature region at the initial stage of combustion of the carbon material, combustion of the carbon material in the coating is suppressed and generation of NOx is suppressed.

一方、1200℃以上の高温領域に到達すると、被覆物中の石灰系原料由来のCaOは、周囲の鉱石と反応し、低融点のカルシウムフェライトとして溶融し、溶け落ちる。これにより、炭材表面は、被覆物が消失して裸の状態になるが、裸の状態であっても、炭材は1200℃以上の高温領域で燃焼されるため、NOx発生は少なく、しかも活発な燃焼によって生産性を損うこともない。
従って、本発明の炭材の改質処理設備を使用することで、低温領域でのNOxの発生を経済的に抑制できる。
On the other hand, when reaching a high temperature region of 1200 ° C. or higher, CaO derived from the lime-based raw material in the coating reacts with the surrounding ore and melts as a low melting point calcium ferrite and melts down. As a result, the surface of the carbonaceous material becomes bare with the covering disappeared, but even in the bare state, the carbonaceous material is burned in a high temperature region of 1200 ° C. or higher, and therefore NOx generation is small. There is no loss of productivity due to active combustion.
Therefore, generation of NOx in the low temperature region can be economically suppressed by using the carbonaceous material reforming treatment facility of the present invention.

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
準備した焼結原料は、鉄鉱石、石灰石、生石灰、蛇紋岩、返鉱、及び粉コークス(炭材)である。なお、鉄鉱石は82.85質量%、石灰石は13.1質量%、生石灰は1.00質量%、蛇紋岩は3.05質量%であり、この合計量(100)に対して、返鉱を15.0質量%、粉コークスを4.2質量%、それぞれ添加する構成にしている。
ここで、表面被覆炭材を製造にするに際し、上記した焼結原料中の粉コークス4.2質量%のうち、2.5〜4.2質量%分を使用した。また、炭材の表面に被覆する被覆物中の生石灰については、炭材質量に対する外枠配合(外掛け)で、0又は0を超え50質量%の範囲で変更した。なお、生石灰以外の被覆物原料として、比較例4では焼結ダストを、実施例2では微粉石灰石を、実施例12〜14では消石灰を、また実施例29〜31では焼結機の環境集塵機で捕捉された焼結ダストを、それぞれ配合した。
Next, examples carried out for confirming the effects of the present invention will be described.
The prepared sintering raw materials are iron ore, limestone, quicklime, serpentine, return mineral, and fine coke. Iron ore is 82.85% by mass, limestone is 13.1% by mass, quicklime is 1.00% by mass, and serpentine is 3.05% by mass. 15.0 mass% and powdered coke 4.2 mass%, respectively.
Here, in producing the surface-coated carbonaceous material, 2.5 to 4.2% by mass of 4.2% by mass of the powder coke in the above-described sintered raw material was used. Moreover, about the quicklime in the coating coat | covered on the surface of carbon | charcoal material, it changed in the range of 50 mass% over 0 or 0 by the outer frame mixing | blending (outer coating) with respect to carbon mass. In addition, as a coating material other than quick lime, sintered dust is used in Comparative Example 4, fine limestone is used in Example 2, slaked lime is used in Examples 12 to 14, and environmental dust collectors of sintering machines are used in Examples 29 to 31. Each of the captured sintered dusts was blended.

この焼結原料を用いて、表面被覆炭材の調製条件が、NOxの生成に及ぼす影響を調査する焼結鍋試験を行った。
使用した焼結鍋試験装置は、直径300φ、層高600mmの鍋形状であり、この鍋に焼結原料を装入して、点火炉で焼結原料中の炭材に90秒間点火し、焼結試験を行った。このとき、鍋の下方に設置した風箱より、吸引ブロアーで15kPaの一定負圧で排気を行い、焼結燃焼に伴う排気ガスの成分を分析した。
また、焼結配合原料の混合は、直径1000mmのドラムミキサーを用いて6分間行った。一方、各種の調整条件で製造した表面被覆炭材は、上記したドラムミキサーでの混合開始から5分45秒後に、上記した混合後の焼結配合原料に添加し、その混合処理を15秒間行うこととした。
表面被覆炭材の製造条件を、表1〜表3にそれぞれ示す。また、製造した表面被覆炭材を焼結配合原料に混合した焼結試験における焼結生産率、成品歩留、及びNOx転換率を、表4に示す。
Using this sintered raw material, a sintering pot test was conducted to investigate the influence of the preparation conditions of the surface-coated carbon material on the generation of NOx.
The sintering pot test apparatus used has a pot shape with a diameter of 300φ and a bed height of 600 mm. The sintering raw material is charged into the pot, and the carbonaceous material in the sintering raw material is ignited for 90 seconds in an ignition furnace, A set test was performed. At this time, exhaust was performed at a constant negative pressure of 15 kPa with a suction blower from an air box installed below the pan, and components of exhaust gas accompanying sintering combustion were analyzed.
Moreover, mixing of the sintering compounding raw material was performed for 6 minutes using a drum mixer having a diameter of 1000 mm. On the other hand, the surface-coated carbon material produced under various adjustment conditions is added to the above-described sintered blended raw material after mixing for 5 minutes and 45 seconds from the start of mixing in the drum mixer, and the mixing process is performed for 15 seconds. It was decided.
The production conditions for the surface-coated carbon material are shown in Tables 1 to 3, respectively. Table 4 shows the sintering production rate, product yield, and NOx conversion rate in the sintering test in which the manufactured surface-coated carbon material was mixed with the sintering blended raw material.

比較例1は、炭材の改質処理設備を使用することなく、即ち、表面被覆炭材を製造することなく、造粒した焼結原料を焼結させた結果である。
また、比較例2、3は、被覆物(生石灰)量を適正範囲外(2質量%未満又は30質量%以上)にした表面被覆炭材を製造し、比較例4は、被覆物中のCa量を適正範囲外(36質量%未満)にした表面被覆炭材を製造し、これらをそれぞれ焼結配合原料と共に混合処理して焼結させた結果である。
そして、比較例5、6は、表面被覆炭材の水分量が適正範囲外(9.5質量%未満19質量%以上)となるように、混練機で水分を添加して表面被覆炭材を製造し、これを焼結配合原料と共に混合処理して焼結させた結果である。
一方、実施例1〜31は、焼結原料の粉コークスの一部を使用し、被覆物量を適正範囲内(2質量%以上30質量%未満)、かつ被覆物中のCa量を適正範囲内(36質量%以上)にし、更に、表面被覆炭材の水分量が9.5質量%以上19質量%未満となるよう混練機で水分を添加して、表面被覆炭材を製造し、これを焼結配合原料と共に混合処理して焼結させた結果である。
Comparative Example 1 is a result of sintering a granulated sintered raw material without using a carbonaceous material reforming treatment equipment, that is, without producing a surface-coated carbonaceous material.
Moreover, Comparative Examples 2 and 3 produce a surface-coated carbon material in which the amount of the coating (quick lime) is outside the appropriate range (less than 2% by mass or 30% by mass or more), and Comparative Example 4 is a Ca in the coating. This is a result of manufacturing surface-coated carbon materials whose amount is out of the proper range (less than 36% by mass), and mixing and sintering these together with the sintered blending raw materials.
In Comparative Examples 5 and 6, the surface-coated carbon material was added by adding water with a kneader so that the moisture content of the surface-coated carbon material was outside the proper range (less than 9.5 mass% and 19 mass% or more). This is the result of manufacturing, mixing and sintering together with the raw material for sintering.
On the other hand, Examples 1-31 use a part of powder coke of a sintering raw material, the amount of coating is within an appropriate range (2 mass% or more and less than 30 mass%), and the amount of Ca in the coating is within an appropriate range. (36% by mass or more), and further, water is added by a kneader so that the moisture content of the surface-coated carbon material is 9.5% by mass or more and less than 19% by mass to produce a surface-coated carbon material, It is the result of having mixed and sintered with the sintering compounding raw material.

表4から明らかなように、表面被覆炭材を使用しなかった比較例1のNOx転換率は、31.7mol%(モル%)であり、表面被覆炭材を使用した比較例2〜6と比較して、同等かそれより高かった。なお、比較例2は、被覆物量が適正範囲の下限値未満であったため、NOx転換率が比較例1と同程度であった。また、比較例3は被覆物量が適正範囲の上限値を超えたため、比較例4はCa量が適正範囲の下限値未満であったため、更に比較例5、6は、水分量が適正範囲外であったため、それぞれNOx転換率が30mol%を超えて高かった。
一方、実施例1〜31は、被覆物量とCa量を適正範囲とした条件下で、表面被覆炭材の水分量が9.5質量%以上19質量%未満となるように、混練機を用いて表面被覆炭材を製造し使用したため、NOx転換率を30mol%以下に低減できた。特に、実施例1〜4は、被覆物中のCa量を略一定とし、被覆物量を適正範囲内で変動させた結果であるが、被覆物量の増加と共にNOx転換率を低減させることができた。
As apparent from Table 4, the NOx conversion rate of Comparative Example 1 in which the surface-coated carbon material was not used was 31.7 mol% (mol%), and Comparative Examples 2 to 6 using the surface-coated carbon material and In comparison, it was equal or higher. In Comparative Example 2, the amount of coating was less than the lower limit of the appropriate range, so the NOx conversion rate was comparable to Comparative Example 1. Further, since Comparative Example 3 exceeded the upper limit value of the appropriate range, and Comparative Example 4 had a Ca content less than the lower limit value of the appropriate range, Comparative Examples 5 and 6 had a moisture content outside the appropriate range. Therefore, the NOx conversion rate was higher than 30 mol%.
On the other hand, in Examples 1 to 31, a kneader was used so that the moisture content of the surface-coated carbonaceous material was 9.5 mass% or more and less than 19 mass% under the conditions in which the coating amount and the Ca amount were within appropriate ranges. Since the surface-coated carbon material was manufactured and used, the NOx conversion rate could be reduced to 30 mol% or less. In particular, Examples 1 to 4 are the results of making the Ca amount in the coating substantially constant and changing the coating amount within an appropriate range, but the NOx conversion rate could be reduced with the increase in the coating amount. .

実施例5〜11は、生石灰の種類を変更した結果である。なお、実施例5〜8は、生石灰の平均粒度を変更(徐々に大きく)し、実施例9〜11は、生石灰の活性度を変更して(徐々に低下させて)いる。
実施例5〜8に示すように、生石灰の平均粒度を小さくすることで、消化機で被覆に十分な量の消石灰が得られ、NOx転換率を低減させることができた。また、実施例9〜11に示すように、生石灰の活性度を高めることで、水和反応性が高くなり、消化機で被覆に十分な量の消石灰が得られたため、NOx転換率を低減させることができた。
特に、生石灰の平均粒度を最適範囲内(10mm未満)とし、かつ生石灰の活性度を最適範囲内(210mL以上)とすることで、NOx転換率を最大26.0mol%まで低減できた。
Examples 5-11 are the results of changing the type of quicklime. Examples 5 to 8 change (gradually increase) the average particle size of quicklime, and Examples 9 to 11 change (gradually decrease) the activity of quicklime.
As shown in Examples 5 to 8, by reducing the average particle size of quicklime, a sufficient amount of slaked lime for coating was obtained with a digester, and the NOx conversion rate could be reduced. In addition, as shown in Examples 9 to 11, by increasing the activity of quick lime, the hydration reactivity was increased, and a sufficient amount of slaked lime was obtained for coating in the digester, thereby reducing the NOx conversion rate. I was able to.
In particular, the NOx conversion rate could be reduced to a maximum of 26.0 mol% by setting the average particle size of quicklime within the optimum range (less than 10 mm) and the activity of quicklime within the optimum range (210 mL or more).

実施例12〜14は、混練機に1軸すき型の撹拌羽根を備えるレディゲミキサーを使用し、その撹拌羽根の回転数を変更した結果である。実施例12、13に示すように、撹拌羽根の回転数を最適範囲内(5rpm以上80rpm未満)とすることで、実施例14のような被覆物が粉コークス表面から剥離する作用を低減でき、NOx転換率を低減できた。
また、実施例15〜19は、混練機に2軸スクリュー型の撹拌羽根を備えるダウミキサーを使用し、その撹拌羽根の回転数を変更した結果である。実施例16〜19に示すように、撹拌羽根の回転数を最適範囲内(5rpm以上80rpm未満)とすることで、実施例15のような回転数の不足に伴う混練不足を抑制でき、NOx転換率を低減できた。
なお、実施例20は、混練機にアイリッヒミキサーを使用した結果であるが、撹拌羽根の回転数を最適範囲内(5rpm以上80rpm未満)とすることで、NOx転換率を十分に低減できた。
Examples 12-14 are the results of changing the number of revolutions of the stirring blade by using a Redige mixer equipped with a single-shaft-type stirring blade in the kneader. As shown in Examples 12 and 13, by setting the rotation speed of the stirring blade within the optimum range (5 rpm or more and less than 80 rpm), it is possible to reduce the action of the coating as in Example 14 peeling from the surface of the powder coke, The NOx conversion rate could be reduced.
Moreover, Examples 15-19 are the results of using the Dow mixer provided with a twin screw type stirring blade in the kneader and changing the rotation speed of the stirring blade. As shown in Examples 16 to 19, by setting the rotation speed of the stirring blade within the optimum range (5 rpm or more and less than 80 rpm), insufficient kneading due to insufficient rotation speed as in Example 15 can be suppressed, and NOx conversion is performed. The rate could be reduced.
In addition, Example 20 is a result of using an Eirich mixer in the kneader, but the NOx conversion rate could be sufficiently reduced by setting the rotation speed of the stirring blade within the optimum range (5 rpm or more and less than 80 rpm). .

実施例21は、造粒機を使用しなかった結果である。
造粒機を使用したこと以外、略同一の条件である実施例3と比較して、実施例21のNOx転換率は高かった。これは、造粒機を使用しなかったことで、粉コークスへの付着強度が低下し、表面被覆炭材を焼結配合原料と混合する際に、粉コークス表面から被覆物の一部が剥離したことに起因すると考えられる。
実施例22は、混練機での滞留時間を、最適範囲(2.5分以上30分未満)の下限値未満にした結果である。
滞留時間以外、略同一の条件である実施例3と比較して、実施例22のNOx転換率は高かった。これは、滞留時間が短か過ぎたため、生石灰の水和反応が不十分となり、消化率が低くなって、十分な被覆効果が得られなかったことに起因すると考えられる。
Example 21 is the result of not using a granulator.
Except that a granulator was used, the NOx conversion rate of Example 21 was higher than that of Example 3 which was substantially the same conditions. This is because the adhesion strength to the powder coke is reduced because the granulator is not used, and when the surface-coated carbonaceous material is mixed with the sintered blending raw material, a part of the coating is peeled off from the powder coke surface. It is thought that it originates in having done.
Example 22 is the result of setting the residence time in the kneader to be less than the lower limit of the optimum range (2.5 minutes to less than 30 minutes).
The NOx conversion rate of Example 22 was higher than that of Example 3, which was substantially the same conditions except for the residence time. This is considered to be because the hydration reaction of quicklime became insufficient because the residence time was too short, the digestibility decreased, and a sufficient covering effect could not be obtained.

実施例23〜25は、造粒機を使用し、この造粒機での水分添加量を変更した結果である。
実施例23、24に示すように、造粒機での水分添加量を最適範囲内(5質量%以下)とすることで、実施例25と比較してNOx転換率を低減できた。これは、実施例25のように、水分量が多過ぎると、造粒機内で局所的に水分が偏在する箇所ができ、10mm以上の塊が生成し易くなったことに起因すると考えられる。
なお、実施例23のように、造粒機での水分添加量は0質量%でも構わないが、実施例24と比較して、NOx転換率が僅かに上昇した。
Examples 23-25 are the results of using a granulator and changing the amount of water added in this granulator.
As shown in Examples 23 and 24, the NOx conversion rate could be reduced as compared with Example 25 by setting the amount of water addition in the granulator within the optimum range (5% by mass or less). This is considered to be due to the fact that, as in Example 25, when the amount of water is too much, there is a portion where water is locally distributed in the granulator, and a lump of 10 mm or more is easily generated.
In addition, like Example 23, although the water addition amount in a granulator may be 0 mass%, compared with Example 24, the NOx conversion rate rose slightly.

実施例26〜28は、造粒機を使用し、この造粒機での滞留時間を変更した結果である。
実施例26〜28に示すように、造粒機での滞留時間の増加と共に、NOx転換率も上昇しているが、その上昇幅が徐々に小さくなった。これは、造粒機による造粒処理効果が、滞留時間の上昇と共に、飽和していくことに起因すると考えられる。
なお、ここでは、造粒機での滞留時間を、最適範囲(1分以上10分未満)の上限を超える10分とした場合に、NOx転換率を最も低減できたが、設備費と運転電力の上昇を考慮すれば、上記した最適範囲内が好ましい。
Examples 26 to 28 are the results of using a granulator and changing the residence time in this granulator.
As shown in Examples 26 to 28, as the residence time in the granulator increased, the NOx conversion rate also increased, but the increase width gradually decreased. This is considered to be due to the fact that the granulation effect by the granulator is saturated as the residence time increases.
Here, when the residence time in the granulator was 10 minutes exceeding the upper limit of the optimum range (1 minute or more and less than 10 minutes), the NOx conversion rate could be reduced most, but the facility cost and operating power In view of the increase of the above, the above-mentioned optimum range is preferable.

実施例29〜31は、表面被覆炭材の水分量を変更した結果である。
実施例29〜31に示すように、表面被覆炭材の水分量を適正範囲内(9.5質量%以上19質量%未満)とすることで、NOx転換率を28.7mol%程度まで低減でき、特に、実施例30に示すように、表面被覆炭材の水分量を最適範囲内(12.0質量%以上16.0質量%以下)とすることで、NOx転換率を26.3mol%程度まで低減できた。
Examples 29-31 are the results of changing the moisture content of the surface-coated carbonaceous material.
As shown in Examples 29 to 31, the NOx conversion rate can be reduced to about 28.7 mol% by setting the moisture content of the surface-coated carbon material within an appropriate range (9.5 mass% or more and less than 19 mass%). In particular, as shown in Example 30, the NOx conversion rate is about 26.3 mol% by setting the moisture content of the surface-coated carbon material within the optimum range (12.0 mass% or more and 16.0 mass% or less). We were able to reduce to.

以上に示したように、実施例1〜31では、NOx転換率を30mol%以下(最大で26mol%程度)に低減できた。このとき、焼結鉱の歩留まり(成品歩留)を78質量%以上程度(最大で82質量%程度)まで向上できると共に、焼結生産率を29トン/日/m以上程度(最大で31トン/日/m程度)まで向上できるなど、副次的効果も得られることが判明した。 As shown above, in Examples 1 to 31, the NOx conversion rate could be reduced to 30 mol% or less (about 26 mol% at the maximum). At this time, the yield (product yield) of the sintered ore can be improved to about 78 mass% or more (about 82 mass% at the maximum), and the sintering production rate is about 29 tons / day / m 2 or more (31 at the maximum). It has been found that a secondary effect can also be obtained, such as an improvement to about tons / day / m 2 .

次に、上記した鍋試験における実施例の効果を、実機の焼結機で確認した。
パレット幅5.5m、ストランド長120m、焼結面積660mの焼結機を用い、層厚720mm、吸引負圧18.3kPaの操業条件において、炭材の一部を粉コークスから表面被覆炭材に振り替え操業評価試験を行った。焼結原料の条件としては、ブレンド鉱石64.4質量%、石灰石10.8質量%、生石灰1.2質量%、ドロマイト2.8質量%、及び返鉱20.8質量%の焼結配合原料をベースに、炭材3.8質量%(外枠配合)中の3.6質量%を、消石灰8質量%(対炭材質量%)の被覆物を被覆した表面被覆炭材に置き換えた。
Next, the effect of the Example in the above-mentioned pan test was confirmed with an actual sintering machine.
Using a sintering machine with a pallet width of 5.5 m, a strand length of 120 m, and a sintering area of 660 m 2 , a part of the charcoal is converted from powdered coke to a surface-coated charcoal under operating conditions of a layer thickness of 720 mm and a suction negative pressure of 18.3 kPa. A transfer operation evaluation test was conducted. The sintering raw materials were as follows: blended ore 64.4% by mass, limestone 10.8% by mass, quick lime 1.2% by mass, dolomite 2.8% by mass, and return mineral 20.8% by mass Based on the above, 3.6% by mass in 3.8% by mass (blended outer frame) of the carbon material was replaced with a surface-coated carbon material coated with 8% by mass of slaked lime (% by mass of carbon material).

表面被覆炭材は、図3に示す製造工程で連続して改質処理を行った。
混練機14には2軸のダウミキサーを用い、20rpmの回転数で撹拌しながら、生石灰のモル数の3.5倍の水分を混練機14で添加して、水分量が14.2質量%の表面被覆炭材を製造した。なお、混練機14で発生する集塵ダストは、乾式バグフィルター(集塵機13)で集塵し、全量を混練機14へ循環供給した。また、製造された表面改質炭材(表面被覆炭材)は、直列2系統に配置されたドラムミキサーのうち、後段のドラムミキサー(混合機11)の出側から3mの位置に、投入用ベルトコンベア16で供給した。
The surface-coated carbon material was subjected to a modification treatment continuously in the manufacturing process shown in FIG.
The kneading machine 14 is a biaxial dow mixer. While stirring at a rotation speed of 20 rpm, water of 3.5 times the number of moles of quicklime is added by the kneading machine 14, and the water content is 14.2% by mass. A surface-coated carbon material was produced. The dust collected in the kneader 14 was collected by a dry bag filter (dust collector 13), and the entire amount was circulated and supplied to the kneader 14. The manufactured surface-modified carbon material (surface-coated carbon material) is used for charging at a position 3 m from the outlet side of the subsequent drum mixer (mixer 11) among the drum mixers arranged in two series. It was supplied by the belt conveyor 16.

粉コークスを表面被覆炭材へ振り替えたことにより、NOx転換率は、30.7mol%から28.1mol%へと低減できることが、実機の焼結機で確認された。また、成品歩留が2.0質量%向上すると共に、焼結生産率が約3.1%改善するなど、副次的な操業改善効果も得られることが判明した。
以上のことから、本発明の炭材の改質処理設備を使用することで、低温領域でのNOxの発生を経済的に抑制できることを確認できた。
It was confirmed with an actual sintering machine that the NOx conversion rate can be reduced from 30.7 mol% to 28.1 mol% by changing the powder coke to the surface-coated carbon material. Further, it has been found that a secondary operation improvement effect is obtained such that the product yield is improved by 2.0% by mass and the sintering production rate is improved by about 3.1%.
From the above, it has been confirmed that the use of the carbonaceous material reforming equipment of the present invention can economically suppress the generation of NOx in a low temperature region.

以上、本発明を、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炭材の改質処理設備を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、表面被覆炭材の被覆物が、消石灰等の石灰系原料を含有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。つまり、被覆物が石灰系原料由来のCaを36質量%以上含有していれば、石灰系原料以外に、粉鉄鉱石その他の原料が含まれていてもよい。なお、粉鉄鉱石その他の原料には、粉鉄鉱石(製鉄所内の発生ダストも含む)、石灰系原料以外の副原料(珪石、蛇紋岩、かんらん岩等)がある。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the matters described in the scope of claims. Other embodiments and modifications conceivable within the scope are also included. For example, a case in which the carbonaceous material reforming treatment facility of the present invention is configured by combining some or all of the above-described embodiments and modifications is also included in the scope of the right of the present invention.
Moreover, in the said embodiment, although the coating of the surface covering carbonaceous material demonstrated the case where lime-type raw materials, such as slaked lime, were contained, it is not limited to this. That is, if the coating contains 36% by mass or more of Ca derived from the lime-based material, in addition to the lime-based material, fine iron ore and other materials may be included. In addition, fine iron ore and other raw materials include fine iron ore (including dust generated in ironworks) and auxiliary raw materials (silica stone, serpentine, peridotite, etc.) other than lime-based raw materials.

10:炭材の改質処理設備、11:混合機、12:混練機、13:集塵機、14:混練機、15:集塵用フィルター、16:コンベア、17:造粒機、18、19:貯留ホッパー 10: Carbonaceous material reforming treatment equipment, 11: mixer, 12: kneader, 13: dust collector, 14: kneader, 15: filter for dust collection, 16: conveyor, 17: granulator, 18, 19: Storage hopper

Claims (11)

焼結原料に用いる炭材の表面に、石灰系原料由来のCaを36質量%以上含有する被覆物を、前記炭材に対する質量%で2質量%以上30質量%未満の割合で被覆した表面被覆炭材を製造し、該表面被覆炭材と焼結配合原料を混合機で混合して前記焼結原料にするための炭材の改質処理設備であって、
前記表面被覆炭材の原料となる前記石灰系原料と前記炭材が供給された混練機に、該石灰系原料中の生石灰分のモル数と同等以上の水分を添加し、前記表面被覆炭材の水分量が9.5質量%以上19質量%未満となるように調整することを特徴とする炭材の改質処理設備。
The surface coating which coat | covered the coating containing 36 mass% or more of Ca derived from a lime-type raw material on the surface of the carbonaceous material used for a sintering raw material in the ratio of 2 mass% or more and less than 30 mass% with respect to the said carbonaceous material. A carbonaceous material reforming treatment facility for producing a carbonaceous material and mixing the surface-coated carbonaceous material and a sintered blended raw material with a mixer to form the sintered raw material,
Adding water equal to or more than the number of moles of quick lime in the lime-based material to the kneading machine supplied with the lime-based material and the carbon material as the raw material for the surface-coated carbon material, The carbonaceous material reforming treatment facility is adjusted so that the water content of 9.5 mass% or more and less than 19 mass%.
請求項1記載の炭材の改質処理設備において、前記生石灰は、平均粒度が10mm未満であり、かつ活性度が210ミリリットル以上であることを特徴とする炭材の改質処理設備。 The carbonaceous material reforming treatment facility according to claim 1, wherein the quicklime has an average particle size of less than 10 mm and an activity of 210 milliliters or more. 請求項1又は2記載の炭材の改質処理設備において、前記混練機の上部に集塵機を設け、該混練機での水和反応によって発生するダストを集塵すると共に、捕集した該ダストを前記混練機へ再度供給することを特徴とする炭材の改質処理設備。 The carbonaceous material reforming treatment facility according to claim 1 or 2, wherein a dust collector is provided above the kneader to collect dust generated by a hydration reaction in the kneader and collect the collected dust. Carbonaceous material reforming equipment, which is supplied again to the kneader. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭材の改質処理設備において、前記混練機の撹拌羽根は、1軸又は複数軸のスクリュー羽根、もしくは1軸又は複数軸の螺旋状に配置したパドル羽根であることを特徴とする炭材の改質処理設備。 The carbonaceous material reforming treatment facility according to any one of claims 1 to 3, wherein the stirring blades of the kneader are arranged in a single-shaft or multi-shaft screw blade, or a single-shaft or multi-shaft spiral. Carbonaceous material reforming treatment facility characterized by being paddle blades. 請求項4記載の炭材の改質処理設備において、前記撹拌羽根の回転数は5rpm以上80rpm未満であることを特徴とする炭材の改質処理設備。 The carbonaceous material reforming treatment facility according to claim 4, wherein the rotation speed of the stirring blade is 5 rpm or more and less than 80 rpm. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の炭材の改質処理設備において、前記混練機の滞留時間を2.5分以上30分未満にしたことを特徴とする炭材の改質処理設備。 The carbonaceous material reforming treatment facility according to any one of claims 1 to 5, wherein a residence time of the kneader is 2.5 minutes or more and less than 30 minutes. Facility. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭材の改質処理設備において、前記混練機での水分添加量を、前記石灰系原料中の前記生石灰の1.5倍以上7.3倍未満のモル比に相当する量としたことを特徴とする炭材の改質処理設備。 The carbonaceous material reforming treatment facility according to any one of claims 1 to 6, wherein the amount of water added in the kneading machine is 1.5 times or more and 7.3 times that of the quicklime in the lime-based raw material. Carbonaceous material reforming equipment characterized by having an amount corresponding to a molar ratio of less than 請求項1〜7のいずれか1項に記載の炭材の改質処理設備において、前記混練機と前記混合機の間に、前記炭材への前記被覆物の付着強度を向上させる造粒機を設けたことを特徴とする炭材の改質処理設備。 The reformer for carbonaceous material according to any one of claims 1 to 7, wherein the granulator improves adhesion strength of the coating to the carbonaceous material between the kneader and the mixer. A carbonaceous material reforming treatment facility characterized by that. 請求項8記載の炭材の改質処理設備において、前記造粒機での水分添加量を、前記表面被覆炭材を製造するために添加する全水分の水分量の5質量%以下の量としたことを特徴とする炭材の改質処理設備。 The carbonaceous material reforming treatment facility according to claim 8, wherein the amount of water added in the granulator is 5% by mass or less of the total amount of water added to produce the surface-coated carbonaceous material. Carbon material reforming treatment equipment characterized by 請求項8又は9記載の炭材の改質処理設備において、前記造粒機の滞留時間を1分以上10分未満にしたことを特徴とする炭材の改質処理設備。 The carbonaceous material reforming treatment facility according to claim 8 or 9, wherein a residence time of the granulator is 1 minute or more and less than 10 minutes. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の炭材の改質処理設備において、前記混合機の上流側に、製造した前記表面被覆炭材を貯留可能な貯留槽を設けたことを特徴とする炭材の改質処理設備。 The carbonaceous material reforming treatment facility according to any one of claims 1 to 10, wherein a storage tank capable of storing the produced surface-coated carbonaceous material is provided upstream of the mixer. Carbon material reforming equipment.
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