JP5560871B2 - Thermal energy recovery method for steel slag - Google Patents

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Description

本発明は、高炉スラグなどの溶融鉄鋼スラグを冷却して得られた高温の凝固スラグから熱エネルギーを回収する方法に関する。   The present invention relates to a method for recovering thermal energy from high-temperature solidified slag obtained by cooling molten steel slag such as blast furnace slag.

一般に、高炉スラグなどの溶融鉄鋼スラグは1400℃以上の熱エネルギーを保有しているため、溶融鉄鋼スラグから熱エネルギーを回収して有効利用する技術が従来から提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に開示された技術は溶融スラグを冷却して得られた高温の凝固スラグを円筒状に形成された縦型の熱交換器に投入し、投入された凝固スラグと空気などの気体とを熱交換せしめて凝固スラグから熱エネルギーを高温気体として回収する技術であるため、凝固スラグの詰まりが熱交換器内で発生しやすいという問題点がある。また、スラグの詰まりが発生すると熱交換器内での気体の通気性が低下し、熱エネルギーの回収効率も低下するという問題点がある。
In general, since molten steel slag such as blast furnace slag has thermal energy of 1400 ° C. or higher, a technique for recovering and effectively using thermal energy from molten steel slag has been proposed (for example, Patent Document 1). reference).
However, in the technique disclosed in Patent Document 1, a high-temperature solidified slag obtained by cooling molten slag is introduced into a vertical heat exchanger formed in a cylindrical shape, Since this is a technology for exchanging heat with gas and recovering thermal energy from the solidified slag as a high-temperature gas, there is a problem that clogging of the solidified slag is likely to occur in the heat exchanger. Further, when clogging of slag occurs, there is a problem that the gas permeability in the heat exchanger is lowered and the recovery efficiency of heat energy is also lowered.

そこで、凝固スラグと気体とを熱交換する熱交換器として、図2に示す熱交換器1を用いて凝固スラグから熱エネルギーを高温気体として回収することが検討されている。この熱交換器1はホッパー2を備えており、このホッパー2から投入された高温(例えば850℃)の凝固スラグSはホッパー2の下方に配置されたクラッシャー3により細かく破砕された後、第1のスラグコンベヤとしてのベルトコンベヤ4によりほぼ水平な方向(図中右方)に搬送され、さらに第2のスラグコンベヤとしてのベルトコンベヤ5によりほぼ水平な方向(図中右方)に搬送された後、第3のスラグコンベヤとしてのベルトコンベヤ6により熱交換器1のスラグ排出口7から低温凝固スラグとして排出されるようになっている。   Therefore, as a heat exchanger for exchanging heat between the solidified slag and gas, it has been studied to recover thermal energy from the solidified slag as a high-temperature gas using the heat exchanger 1 shown in FIG. The heat exchanger 1 includes a hopper 2. The high-temperature (for example, 850 ° C.) solidified slag S charged from the hopper 2 is finely crushed by a crusher 3 disposed below the hopper 2, and then the first After being conveyed in a substantially horizontal direction (right side in the figure) by a belt conveyor 4 as a slag conveyor, and further conveyed in a substantially horizontal direction (right side in the figure) by a belt conveyor 5 as a second slag conveyor The belt conveyor 6 as a third slag conveyor is discharged as a low-temperature solidified slag from the slag outlet 7 of the heat exchanger 1.

また、図2に示す熱交換器1は凝固スラグSと熱交換される気体(例えば空気)をベルトコンベヤ5の下方から上方に送風する気体送風部8を備えており、この気体送風部8から送風された気体はベルトコンベヤ5を通過した後、ベルトコンベヤ5の上方に形成された気体排出口9から高温気体として排出されるようになっている。
また、図2に示す熱交換器1はベルトコンベヤ5上の凝固スラグSにより気体を気体送風部8の下流側で予熱する気体予熱部10を備えており、この気体予熱部10と気体送風部8との間には、気体予熱部10で予熱された気体を気体送風部8に供給する予熱気体供給装置としてのブロア11が設けられている。
The heat exchanger 1 shown in FIG. 2 includes a gas blower 8 that blows a gas (for example, air) that exchanges heat with the solidified slag S from below the belt conveyor 5. The blown gas passes through the belt conveyor 5 and is then discharged as a high-temperature gas from a gas discharge port 9 formed above the belt conveyor 5.
Moreover, the heat exchanger 1 shown in FIG. 2 includes a gas preheating unit 10 that preheats the gas downstream of the gas blowing unit 8 using the solidified slag S on the belt conveyor 5, and the gas preheating unit 10 and the gas blowing unit. A blower 11 serving as a preheating gas supply device for supplying the gas preheated by the gas preheating unit 10 to the gas blowing unit 8 is provided between the air blower 8 and the gas blower 11.

特開2007−284761号公報JP 2007-284761 A

高炉スラグなどの溶融スラグを冷却して得られた高温の凝固スラグと気体とを熱交換する熱交換器として、図2に示す熱交換器を用いると、縦型の熱交換器を用いた場合のように凝固スラグの詰まりが熱交換器内で生じることを防止することができる。しかしながら、気体送風部8から送風された気体はベルトコンベヤ5上の凝固スラグSのみによって加熱されるため、高温気体として回収される熱エネルギーの回収効率が低いという問題点があった。
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、溶融スラグを冷却して得られた高温の凝固スラグから熱エネルギーを高温気体として効率的に回収することのできる鉄鋼スラグの熱エネルギー回収方法を提供することを目的とするものである。
When the heat exchanger shown in FIG. 2 is used as a heat exchanger for exchanging heat between the high-temperature solidified slag obtained by cooling molten slag such as blast furnace slag and gas, a vertical heat exchanger is used. Thus, clogging of the solidified slag can be prevented from occurring in the heat exchanger. However, since the gas blown from the gas blower 8 is heated only by the solidified slag S on the belt conveyor 5, there is a problem that the recovery efficiency of the thermal energy recovered as a high-temperature gas is low.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and a method for recovering thermal energy of steel slag capable of efficiently recovering thermal energy as high-temperature gas from high-temperature solidified slag obtained by cooling molten slag. Is intended to provide.

上記課題を解決するため、本発明に係る鉄鋼スラグの熱エネルギー回収方法は、溶融鉄鋼スラグを冷却して得られた高温の凝固スラグを熱交換器に投入し、前記凝固スラグを気体と熱交換せしめて凝固スラグから熱エネルギーを高温気体として回収する方法であって、前記凝固スラグと前記気体とを熱交換する熱交換機として、ホッパーと、該ホッパーから投入された凝固スラグを搬送する第1のスラグコンベヤと、該第1のスラグコンベヤにより搬送された凝固スラグを搬送する第2のスラグコンベヤと、前記凝固スラグと熱交換される気体を前記第2のスラグコンベヤの下方から上方に送風する気体送風部と、該気体送風部から送風されて前記第2のスラグコンベヤを通過し、前記第2のスラグコンベヤ上の凝固スラグによって加熱された気体を、前記第1のスラグコンベヤから前記第2のスラグコンベヤ上に落下する凝固スラグにより加熱する気体加熱部とを備えた熱交換器を用いて、前記気体送風部から送風される気体を前記第2のスラグコンベヤ上の凝固スラグと前記第1のスラグコンベヤから前記第2のスラグコンベヤ上に落下する凝固スラグの両方によって加熱して前記凝固スラグから熱エネルギーを高温気体として回収することを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, a method for recovering thermal energy of steel slag according to the present invention is a method in which high-temperature solidified slag obtained by cooling molten steel slag is introduced into a heat exchanger, and the solidified slag is exchanged with gas. A method for recovering thermal energy from the solidified slag as a high-temperature gas, and as a heat exchanger for exchanging heat between the solidified slag and the gas, a hopper and a first conveying the solidified slag charged from the hopper A slag conveyor, a second slag conveyor that conveys the solidified slag conveyed by the first slag conveyor, and a gas that blows upwardly the gas exchanged with the solidified slag from below the second slag conveyor a blowing unit, are blown from the gas blower passes through said second slug conveyor is heated by solidifying slag on the second slug conveyor Gas, with a heat exchanger and a gas heating unit for heating the solidified slag falls onto the second slug conveyor from said first slug conveyor, said gas being blown from the gas blower Heat is recovered from both the solidified slag on the second slag conveyor and the solidified slag falling from the first slag conveyor onto the second slag conveyor to recover thermal energy from the solidified slag as a hot gas. It is what.

本発明に係る鉄鋼スラグの熱エネルギー回収方法において、前記ホッパーから投入された凝固スラグは、前記ホッパーの下方に配置されたクラッシャーにより細かく破砕された後、前記第1のスラグコンベヤにより搬送されることが好ましい。
また、前記熱交換器は、前記凝固スラグにより気体を前記気体送風部の凝固スラグ搬送における下流側で予熱する気体予熱部であって、前記第2のスラグコンベヤの上方から気体が導入され、当該気体を凝固スラグと直接接触して予熱した後第2のスラグコンベヤの下方へ供給する気体予熱部と、前記気体送風部と前記気体予熱部との間に配置され、前記気体予熱部で予熱された気体を前記気体送風部に供給する予熱気体供給装置とを備えていることが好ましい。
In the method for recovering thermal energy of steel slag according to the present invention, the solidified slag charged from the hopper is finely crushed by a crusher disposed below the hopper and then conveyed by the first slag conveyor. Is preferred.
The heat exchanger is a gas preheating unit that preheats the gas by the solidified slag on the downstream side in the solidified slag conveyance of the gas blowing unit, and the gas is introduced from above the second slag conveyor, It is arranged between the gas preheating part which supplies the gas directly to the solidified slag and preheats it and then supplies it below the second slag conveyor, and between the gas blower part and the gas preheating part, and is preheated by the gas preheating part. It is preferable to provide a preheated gas supply device for supplying the gas to the gas blower.

本発明に係る鉄鋼スラグの熱エネルギー回収方法によると、熱交換器の気体送風部から送風された気体が第2のスラグコンベヤ上の凝固スラグと第1のスラグコンベヤから第2のスラグコンベヤ上に落下する凝固スラグの両方によって加熱されるため、溶融スラグを冷却して得られた高温の凝固スラグから熱エネルギーを高温気体として効率的に回収することができる。   According to the method for recovering thermal energy of steel slag according to the present invention, the gas blown from the gas blower of the heat exchanger is supplied to the second slag conveyor from the solidified slag on the second slag conveyor and the first slag conveyor. Since it is heated by both the falling solidified slag, heat energy can be efficiently recovered as a high-temperature gas from the high-temperature solidified slag obtained by cooling the molten slag.

本発明に係る鉄鋼スラグの熱エネルギー回収方法に用いられる熱交換器の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the heat exchanger used for the thermal energy recovery method of the steel slag which concerns on this invention. 本発明の先行技術を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the prior art of this invention.

以下、図面を参照して本発明に係る鉄鋼スラグの熱エネルギー回収方法について説明する。
本発明に係る鉄鋼スラグの熱エネルギー回収方法に用いられる熱交換器の一例を図1に示す。図1に示される熱交換器1はホッパー2を備えており、このホッパー2から投入された高温(例えば850℃)の凝固スラグSはホッパー2の下方に配置されたクラッシャー3により細かく破砕された後、第1のスラグコンベヤとしてのベルトコンベヤ4によりほぼ水平な方向(図中右方)に搬送され、さらに第2のスラグコンベヤとしてのベルトコンベヤ5によりほぼ水平な方向(図中右方)に搬送された後、第3のスラグコンベヤとしてのベルトコンベヤ6により熱交換器1のスラグ排出口7から低温凝固スラグとして排出されるようになっている。
Hereinafter, the thermal energy recovery method for steel slag according to the present invention will be described with reference to the drawings.
An example of the heat exchanger used for the thermal energy recovery method of steel slag according to the present invention is shown in FIG. A heat exchanger 1 shown in FIG. 1 includes a hopper 2, and high-temperature (for example, 850 ° C.) solidified slag S charged from the hopper 2 is finely crushed by a crusher 3 disposed below the hopper 2. After that, it is conveyed in a substantially horizontal direction (right side in the figure) by a belt conveyor 4 as a first slag conveyor, and further in a substantially horizontal direction (right side in the figure) by a belt conveyor 5 as a second slag conveyor. After being conveyed, the belt conveyor 6 serving as a third slag conveyor is discharged as a low-temperature solidified slag from the slag outlet 7 of the heat exchanger 1.

また、図1に示される熱交換器1は凝固スラグSと熱交換される気体(例えば空気)をベルトコンベヤ5の下方から上方に送風する気体送風部8を備えており、この気体送風部8から送風された気体はベルトコンベヤ5を通過した後、ベルトコンベヤ5の上方に形成された気体排出口9から高温気体として排出されるようになっている。
また、図1に示される熱交換器1はベルトコンベヤ5上の凝固スラグSにより気体を気体送風部8の下流側で予熱する気体予熱部10を備えており、この気体予熱部10と気体送風部8との間には、気体予熱部10で予熱された気体を気体送風部8に供給する予熱気体供給装置としてのブロア11が設けられている。
Further, the heat exchanger 1 shown in FIG. 1 includes a gas blower 8 that blows a gas (for example, air) heat-exchanged with the solidified slag S upward from below the belt conveyor 5. The gas blown from the air passes through the belt conveyor 5 and is then discharged as a high-temperature gas from a gas outlet 9 formed above the belt conveyor 5.
Further, the heat exchanger 1 shown in FIG. 1 includes a gas preheating unit 10 that preheats gas downstream of the gas blowing unit 8 by the solidified slag S on the belt conveyor 5. A blower 11 serving as a preheating gas supply device that supplies the gas preheated by the gas preheating unit 10 to the gas blowing unit 8 is provided between the units 8.

また、図1に示される熱交換器1はベルトコンベヤ5を通過した気体をベルトコンベヤ4からベルトコンベヤ5上に落下する凝固スラグSにより加熱する気体加熱部12を備えており、従って、気体送風部8から送風された気体はベルトコンベヤ5上の凝固スラグSとベルトコンベヤ4からベルトコンベヤ5上に落下する凝固スラグSの両方によって加熱されるようになっている。   Further, the heat exchanger 1 shown in FIG. 1 includes a gas heating unit 12 that heats the gas that has passed through the belt conveyor 5 by the solidified slag S that falls on the belt conveyor 5 from the belt conveyor 4. The gas blown from the section 8 is heated by both the solidified slag S on the belt conveyor 5 and the solidified slag S falling on the belt conveyor 5 from the belt conveyor 4.

溶融スラグを冷却して得られた高温の凝固スラグSを熱交換器に投入し、投入された凝固スラグを気体と熱交換せしめて凝固スラグから熱エネルギーを高温気体として回収するに際して、図1に示される熱交換器1を用いると、気体送風部8から送風された気体がベルトコンベヤ5上の凝固スラグSとベルトコンベヤ4からベルトコンベヤ5上に落下する凝固スラグSの両方によって加熱される。したがって、気体送風部8から送風された気体をベルトコンベヤ5上の凝固スラグSのみによって加熱する場合と比較して、溶融スラグを冷却して得られた高温の凝固スラグSから熱エネルギーを高温気体として効率的に回収することができる。   When the high-temperature solidified slag S obtained by cooling the molten slag is put into a heat exchanger, the charged solidified slag is heat-exchanged with gas, and heat energy is recovered from the solidified slag as a high-temperature gas as shown in FIG. When the heat exchanger 1 shown is used, the gas blown from the gas blower 8 is heated by both the solidified slag S on the belt conveyor 5 and the solidified slag S falling on the belt conveyor 5 from the belt conveyor 4. Therefore, compared with the case where the gas blown from the gas blower 8 is heated only by the solidified slag S on the belt conveyor 5, the thermal energy is transferred from the high-temperature solidified slag S obtained by cooling the molten slag to the high-temperature gas. Can be efficiently recovered.

また、ホッパー2から投入された凝固スラグSがクラッシャー3により細粒化された後、ベルトコンベヤ5を下方から上方に通過する気体と熱交換するため、ホッパー2から投入された凝固スラグSを細粒化しない場合と比較して、溶融スラグを冷却して得られた高温の凝固スラグSから熱エネルギーを高温気体としてより効率的に回収することができる。   In addition, after the solidified slag S charged from the hopper 2 is made fine by the crusher 3, the solidified slag S charged from the hopper 2 is finely divided to exchange heat with the gas passing through the belt conveyor 5 from below to above. Compared with the case where it does not granulate, heat energy can be more efficiently recovered as high-temperature gas from the high-temperature solidified slag S obtained by cooling the molten slag.

さらに、気体予熱部10で予熱された気体のみが気体送風部8から送風されるため、溶融スラグを冷却して得られた高温の凝固スラグSから熱エネルギーを高温気体としてより効率的に回収することができる。
なお、上述した本発明の一実施形態では、凝固スラグをほぼ水平な方向に搬送する第2のスラグコンベヤとしてベルトコンベヤを用いたものを例示したが、これに限定されるものではなく、ベルトコンベヤの代わりにウォーキングビームを用いてもよい。
Furthermore, since only the gas preheated by the gas preheating unit 10 is blown from the gas blowing unit 8, the thermal energy is more efficiently recovered as a high temperature gas from the high temperature solidified slag S obtained by cooling the molten slag. be able to.
In the above-described embodiment of the present invention, the belt conveyor is used as the second slag conveyor for conveying the solidified slag in a substantially horizontal direction. However, the present invention is not limited to this. A walking beam may be used instead.

S…凝固スラグ、1…熱交換器、2…ホッパー、3…クラッシャー、4…ベルトコンベヤ(第1のスラグコンベヤ)、5…ベルトコンベヤ(第2のスラグコンベヤ)、6…ベルトコンベヤ(第3のスラグコンベヤ)、7…スラグ排出口、8…気体送風部、9…気体排出口、10…気体予熱部、11…ブロア(予熱気体供給装置)、12…気体加熱部。   S ... Solidification slag, 1 ... Heat exchanger, 2 ... Hopper, 3 ... Crusher, 4 ... Belt conveyor (first slag conveyor), 5 ... Belt conveyor (second slag conveyor), 6 ... Belt conveyor (third Slag conveyor), 7 ... slag discharge port, 8 ... gas blower, 9 ... gas discharge port, 10 ... gas preheating unit, 11 ... blower (preheating gas supply device), 12 ... gas heating unit.

Claims (3)

溶融鉄鋼スラグを冷却して得られた高温の凝固スラグを熱交換器に投入し、前記凝固スラグを気体と熱交換せしめて凝固スラグから熱エネルギーを高温気体として回収する方法であって、
前記凝固スラグと前記気体とを熱交換する熱交換機として、ホッパーと、該ホッパーから投入された凝固スラグを搬送する第1のスラグコンベヤと、該第1のスラグコンベヤにより搬送された凝固スラグを搬送する第2のスラグコンベヤと、前記凝固スラグと熱交換される気体を前記第2のスラグコンベヤの下方から上方に送風する気体送風部と、該気体送風部から送風されて前記第2のスラグコンベヤを通過し、前記第2のスラグコンベヤ上の凝固スラグによって加熱された気体を、前記第1のスラグコンベヤから前記第2のスラグコンベヤ上に落下する凝固スラグにより加熱する気体加熱部とを備えた熱交換器を用いて、前記気体送風部から送風される気体を前記第2のスラグコンベヤ上の凝固スラグと前記第1のスラグコンベヤから前記第2のスラグコンベヤ上に落下する凝固スラグの両方によって加熱して前記凝固スラグから熱エネルギーを高温気体として回収することを特徴とする鉄鋼スラグの熱エネルギー回収方法。
A method in which high-temperature solidified slag obtained by cooling molten steel slag is put into a heat exchanger, heat exchange is performed between the solidified slag and gas, and heat energy is recovered from the solidified slag as a high-temperature gas,
As a heat exchanger for exchanging heat between the solidified slag and the gas, a hopper, a first slag conveyor for conveying the solidified slag charged from the hopper, and a solidified slag conveyed by the first slag conveyor are conveyed. second and slag conveyor, the solidified slag and a gas blowing section for blowing gas upwardly from below the second slug conveyor being heat exchanged, the second slug conveyor is blown from the gas blowing section which passes through a gas heated by solidifying slag on the second slug conveyor, and a gas heating unit for heating the solidified slag falls onto the second slug conveyor from said first slug conveyor using a heat exchanger, before the gas to be blown from the gas blower from the first slug conveyor coagulation slag on the second slug conveyor Thermal energy recovery method of steel slag and recovering heat energy from said solidified slag is heated by both coagulation slag falls onto a second slug conveyor as hot gas.
前記ホッパーから投入された凝固スラグは、前記ホッパーの下方に配置されたクラッシャーにより細かく破砕された後、前記第1のスラグコンベヤにより搬送されることを特徴とする請求項1記載の鉄鋼スラグの熱エネルギー回収方法。   2. The heat of steel slag according to claim 1, wherein the solidified slag charged from the hopper is finely crushed by a crusher disposed below the hopper and then conveyed by the first slag conveyor. Energy recovery method. 前記熱交換器は、前記凝固スラグにより気体を前記気体送風部の凝固スラグ搬送における下流側で予熱する気体予熱部であって、前記第2のスラグコンベヤの上方から気体が導入され、当該気体を凝固スラグと直接接触して予熱した後第2のスラグコンベヤの下方へ供給する気体予熱部と、前記気体送風部と前記気体予熱部との間に配置され、前記気体予熱部で予熱された気体を前記気体送風部に供給する予熱気体供給装置とを備えていることを特徴とする請求項1または2記載の鉄鋼スラグの熱エネルギー回収方法。 The heat exchanger is a gas preheating unit that preheats gas by the solidified slag on the downstream side in the solidified slag conveyance of the gas blowing unit, and the gas is introduced from above the second slag conveyor, Gas preheated by the gas preheating unit , disposed between the gas preheating unit and the gas blowing unit and the gas preheating unit, which is preheated in direct contact with the solidified slag and then supplied to the lower side of the second slag conveyor The method for recovering thermal energy of steel slag according to claim 1, further comprising: a preheating gas supply device that supplies a gas to the gas blower.
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